Виды жидкого топлива
Жидкое топливо обычно получается при переработке сырой нефти или (в незначительной степени) из каменного угля и лигнита. Применяются преимущественно для привода двигателей внутреннего сгорания и в меньшей степени для пуска паровых котлов, в отопительных и технологических целях.
Наиболее важными жидкими топливами являются: бензин, дизельное топливо, мазут, керосин, синтетическое топливо.
Газ
Смесь жидких углеводородов, один из основных видов топлива, используемого в двигателях автомобилей, самолетов и некоторых других устройств. Также используется в качестве растворителя. С химической точки зрения основными компонентами бензина являются алифатические углеводороды с числом атомов углерода от 5 до 12. Имеются также следы ненасыщенных и ароматических углеводородов.
Бензин поставляет энергию двигателю за счет сгорания, то есть с кислородом из атмосферы. Поскольку он сгорает за очень короткие циклы, этот процесс должен быть максимально быстрым и равномерным по всему объему цилиндров двигателя. Это достигается путем смешивания бензина с воздухом перед подачей его в цилиндры, создавая так называемый топливно-воздушная смесь, т. е. взвесь (туман) очень мелких капелек бензина в воздухе. Бензин производится путем ректификации сырой нефти. Его состав зависит от исходного состава масла и условий ректификации. Для улучшения свойств бензина как топлива в двигатели добавляют небольшие количества (менее 1 %) избранных химических соединений, называемых антидетонаторами (предотвращающими детонацию, т. е. неконтролируемое и неравномерное сгорание).
Дизель
Топливо предназначено для дизельных двигателей с воспламенением от сжатия. Это смесь парафиновых, нафтеновых и ароматических углеводородов, выделяемых из сырой нефти в процессе дистилляции. Дизельные дистилляты имеют температуру кипения значительно выше (180-350°С), чем бензиновые дистилляты. Так как они содержат много серы, возникает необходимость ее удаления путем обработки водородом в (гидроочистка).
Дизельные масла также являются продуктами, получаемыми из фракций, оставшихся после перегонки, но для этого необходимо проводить процессы каталитического разложения (каталитический крекинг, гидрокрекинг). Состав и взаимные соотношения углеводородов, содержащихся в дизельных маслах, изменяются в зависимости от природы перерабатываемой нефти и технологических процессов, применяемых при их производстве.
Благодаря способу воспламенения масляно-воздушной смеси в двигателях – безыскровому, но температурному (самовоспламенению) – не возникает проблемы детонационного сгорания. Следовательно, указывать октановое число для масел не имеет смысла. Ключевым параметром для этих топлив является способность к быстрому самовоспламенению под действием высокой температуры, мерой которой является цетановое число.
Мазут, мазут
Маслянистая жидкость, остающаяся после перегонки низкосортной нефти в атмосферных условиях при температуре 250-350°С. Он состоит из высокомолекулярных углеводородов. Благодаря своей низкой цене он используется в качестве: топлива для тихоходных судовых поршневых двигателей, судовых паровых котлов и для пусковых энергетических паровых котлов, топлива для паровых котлов в некоторых паровозах, топлива для промышленных печей (например, при производстве гипса). ), сырье для вакуумной дистилляции, для получения жидких смазочных материалов (смазочных масел) и твердых смазочных материалов (например, вазелина), а также в качестве сырья для крекинга для получения мазута и бензина.
Нафта
Жидкая фракция сырой нефти, кипящая в пределах 170-250°С, имеет плотность 0,78-0,81 г/см³. Желтоватая легковоспламеняющаяся жидкость с характерным запахом, представляющая собой смесь углеводородов, молекулы которых содержат 12-15 атомов углерода. Используется как (под названием «керосин» или «авиационный керосин»), как растворитель и в косметических целях.
Синтетическое топливо
Топливо, полученное путем химического синтеза, которое может быть альтернативой бензину или дизельному топливу. В зависимости от используемого сырья различают следующие технологии:
- (GTL) – топливо из природного газа;
- (CTL) – из углерода;
- (BTL) – из биомассы.
Пока наиболее развиты первые две технологии. Синтетический бензин на основе угля использовался во время Второй мировой войны и сейчас широко используется в Южной Африке. Производство синтетического топлива на основе биомассы пока находится на экспериментальной стадии, но может получить большую популярность благодаря продвижению решений, полезных для окружающей среды (биотопливо продвигается в борьбе с глобальным потеплением). Основным типом синтеза, используемым при производстве синтетического топлива, является синтез Фишера-Тропша.
