Забарвленая індикаторів в різних середовищах
ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1
ВИЗНАЧЕННЯ ЯКОСТІ БЕНЗИНУ І ДИЗЕЛЬНОГО ПАЛИВА
Мета роботи. Вивчити найпростіші методи оцінки якості автотракторних палив в умовах нафтогосподарств авто- сільськогосподарських підприємств та машинно-технологічних станцій.
Набути фактичних навиків з контролю і оцінки якості бензинів і дизельних палив, а також визначити можливість їх використання у двигунах внутрішнього згоряння.
Оснащення робочого місця. Витяжна шафа, ручна лабораторія дяя визначення якості нафтопродуктів, штатив, ареометри (нафтоденсиметри), електрична плитка, спиртовий пальник, мірна або очна піпетка, міліметрова лінійка, сферичні стекла діаметром 5CL.60 мм, секундомір, ділильна лійка, відстійник, скляний мірний циліндр з точністю до 1 мл на 30...50 мл, пробірки. Матеріали: еталонні зразки бензинів і дизельних палив, фільтрувальний папір, дистильована вода, водний розчин метилоранжу, спиртовий розчин фенолфталеїну, водний розчин марганцево-кислого калію фіолетово-рожевого кольору, 10%-ний спиртовий розчин йоду, етиловий спирт. Плакати, навчальна і методична література.
Загальні відомості, зміст і порядок виконання роботи. Вивчити інструкцію з техніки безпеки і протипожежних заходів при виконанні робіт з визначення якості нафтопродуктів. В роботі необхідно охарактеризувати зразки бензину і дизельного палива за зовнішніми ознаками (прозорість, колір, запах, наявність води і видимих неозброєним оком механічних домішок, характер випаровування краплі з пальця руки або фільтрувального паперу). Ознайомитися з колекцією стандартних бензинів і дизельних палив, порівняти з ними за зовнішніми ознаками дослідні зразки і зробити попередній висновок про належність їх до відповідних марок.
|
|
|
Виконати досліди:
а) визначите наявність механічних домішок і вода;
б) виміряти нафтоденсиметром густину;
в) проаналізувати на вміст водорозчинних кислот і лугів; г) провести аналіз на присутність ненасичених вуглеводнів;
д) визначити фактичні смоли;
е) перевірити наявність етилової рідини в бензині.
За результатами досліджень заповнити протокол перевірки якості бензину і дизельного палива (додаток 1), дати висновок про якість нафтопродуктів, відповідність їх стандарту та про можливість використання у двигунах. Оформити звіт про виконану роботу і подати його викладачу. Привести у порядок робоче місце.
Вказівки до проведення роботи.
Оцінка бензинів і дизельних палив за зовнішніми ознаками. Зовнішній огляд нафтопродуктів здійснюють у пробірці із прозорого скла (циліндри діаметром 40...55 мм). Всі бензини, що містять у своєму складі етилову рідину (етильовані бензини), штучно забарвлюють. Вони мають рожево-червоний» оранжевий, жовтий, синьо-зелений, синій (голубий) або зелений колір. Бензини, які одержують безпосередньо з нафти при її розгонці або двоступінчастим каталітичним крекінгом, не мають кольору і не забарвлюються впродовж тривалого строку. Не етильовані бензини термічного крекінгу також безкольорні впродовж декількох тижнів з моменту їх виготовлення, але в міру зберігання починають забарвлюватися смолами, що безперервно утворюються, спочатку у світло-жовтий, а потім в перехідний жовтий і темно-жовтий кольори.
|
|
|
Всі дизельні палива забарвлені, що пов’язано з наявністю в них розчинних смол. Залежно від природи і кількості смол колір палив, який визначають у скляних циліндрах діаметром 40...55 мм, змінюється від світло-жовтого до темно-жовтого або світло- коричневого. Чим менша інтенсивність забарвлення палива, тобто світліше воно, тим менше в ньому смолистих речовин і тим вища його якість.
Застосовувані палива повинні бути прозорі і не мати зважених та осілих на дно сторонніх домішок.
Розчинність води в нафтопродуктах у звичайних умовах становить соті частки відсотка. Такий вміст води в бензині і дизельному паливі зовсім нешкідливий і не викликає втрату прозорості. Надмірна кількість води збирається окремим шаром на дні місткості або знаходиться після сильного перемішування (наприклад, під час руху автомобіля) у зваженому (емульгованому) стані. На цьому основане якісне виявлення води в бензинах та в інших прозорих нафтопродуктах. Для цього використовують також скляні циліндри діаметром 40...55 мм. Очевидно, безводні бензини (як і дизельні палива) не можуть утворювати водного шару на дні циліндра і мають бути зовсім прозорі. Ті бензини, в яких вміст води перевищує кількість, здатну розчинятися, мають характерну каламуть і з часом виділяють воду, що збирається на дні [8].
|
|
|
Бензини на відміну від гасу, дизельних палив та інших більш важких нафтопродуктів мають специфічний запах. Різко і неприємно пахнуть бензини термічного крекінгу, а бензини двоступінчастого каталітичного крекінгу, що містять значну кількість ароматичних вуглеводнів, мають слабкий ароматний запах. У більшості випадків запах дизельних палив не різкий. За своїм характером він є типовим для багатьох нафтопродуктів (за винятком бензину і гасу). Зимові і особливо арктичні сорти дизельних палив мало відрізняються за фракційним складом від гасу, тому за запахом вони певною мірою можуть бути схожими з гасом [8].
|
|
|
У порівнянні з іншими нафтопродуктами бензини мають найбільш легкий фракційний склад і тому їх неважко відрізнити від гасу, дизельних палив і тим більше від масел. Для цього краплю дослідного продукту наносять на палець руки або на фільтрувальний папір і спостерігають характер виникаючого випаровування. Авіаційні і зимові автомобільні бензини повністю випаровуються за одну хвилину, не залишаючи ніякого сліду. Літні автомобільні бензини випаровуються повільніше.
Помітного випаровування гасу і дизельних палив, не кажучи вже про масла, за одну хвилину виявити не вдається: нанесена крапля залишається практично незмінною [8],
Визначення механічних домішок і води. Помутніння палив свідчить про наявність в них механічних домішок і води, які за вимогами стандарту не допускаються. Ними нафтопродукти забруднюються при недотримуванні правил транспортування, зберігання і заправки.
З механічних домішок дуже небажані кварцити та глиноземи, що мають високу твердість і викликають знос деталей. Найбільш шкідливі абразивні домішки в дизельному паливі, оскільки вони спричиняють підвищений знос плунжерних пар і нагнітальних клапанів. В результаті знижується циклова подача палива, воно підтікає, порушується регулювання паливного насоса,
з’являються перебої в роботі двигуна. При застосовуванні палив, що містять механічні домішки, швидко виходять з ладу паливні фільтри тонкої очистки, що також погіршує роботу двигунів.
Ймовірність попадання води в нафтопродукти збільшується внаслідок того, що всі вони більшою чи меншою мірою гігроскопічні. Вода, як зазначалося, незначно розчиняється в нафтопродуктах, а в основному знаходиться у вигляді емульсій (зважені окремі краплинки). Дуже небажана наявність в нафтопродуктах емульсійної води взимку, оскільки вона замерзає і знаходиться у зваженому стані у вигляді кристаликів льоду. У такому випадку кристали льоду можуть осідати на фільтрах очистки і забивати їх, порушуючи або припиняючи роботу двигуна. Вода в нафтопродуктах викликає корозію місткостей для їх зберігання, паливних баків, деталей паливопідвідної апаратури та системи змащування.
Кількість механічних домішок і води в паливі визначають методом відстоювання середньої проби. Для цього використовують відстійник, що є в ручній лабораторії. Відстійник місткістю 100 мл являє собою скляну ємкість, яка в нижній частині переходить у вузьку трубку. Трубка проградуйована до 10мл через 0,05мл (за цими поділками визначають кількість води і механічних домішок), а потім ідуть поділки 25,50, 100мл.
Малов'язке паливо ретельно перемішують і швидко наливають у відстійник до рівня 100мл. Переводять відстійник у вертикальне положення і дають осісти (після витримки впродовж 30хв) механічним домішкам і воді. Потім розраховують їх об’ємний вміст (%) в паливі, який дорівнює об’єму відстою в мл. Більш в’язке паливо для прискорення відстоювання рекомендують помістити в гарячу (50...60°С) воду.
Визначення густини. Густина с одним з обов’язкових показників, які включають в паспорт на паливо для двигунів. Її використовують при перерахунку об' ємних одиниць в масові і навпаки. Густину нафтопродуктів вимірюють нафтоденсиметром (ареометром). Нафтоденсиметр - це скляна циліндрична трубка змінного діаметра з баластною камерою в нижній частині. Щоб нафто денсиметр міг плавати в рідині у вертикальному положенні, баластна камера заповнена свинцевим дробом. У верхній частині стержня розміщена шкала густини з поділками. В тіло нафтоденсиметра в нижній потовщеній частині впаяний термометр з ціною поділки 1°С, що дозволяє одночасно з вимірюванням густини визначати температуру нафтопродукту.
Нафтоденсиметри з термометрами випускають двох типів [6]:
А - з ціною поділки шкали густини 0,5 кг/мг (0,0005 г/см3) і межами вимірювання густини від 650 і 710 до 1010 і 1070 кг/м3 (комплект із семи нафтоденсиметрів);
Б - з ціною поділки шкали густини 1,0 кг/м3 (0,001 г/см3) і межами вимірювання від 670 і 750 до 990 і 1070 кг/м3 (комплект із п'яти нафтоденсиметрів). Нафто денсиметрами типу Б оснащують ручну лабораторію РЛ.
Нафто денсиметрами з межами вимірювання 650 і 710 чи 670 і 750 кг/м3 вимірюють густину авіаційного бензину, 710 і 770 чи 750 і 830 кг/м3 - автомобільного бензину, 770 і 890 чи 830 і 910 кг/м3 - гасу, дизельного і котельно-пічного палива, 890 і 1070 чи 910 і 1070 кг/м3 - масел і мазутів.
Для визначення густини палива, враховуючи, що висота нафтоденсиметрів типу Б становить 380 мм, беруть скляний мірний циліндр на 250 мл і заповнюють його дослідним зразком до рівня, віддаленого від верхнього обрізу циліндра на 50...60 мм. Потім чистий і сухий нафто денсиметр обережно опускають в наповнений циліндр на можливо більшу глибину. Щоб не поламати нафтоденсиметр, виймаючи з футляра та при виконанні інших операцій, тримати його слід тільки за тонкий верхній кінець і обов'язково вертикально. Після того як припиняться коливання нафтоденсиметра (приблизно через 2...3хв після його занурення в циліндр з досліджуваним паливом) і за умови, що він не торкається стінок циліндра, здійснюють відлік густини по верхньому краю меніска з точністю до одиниці. При відліку око повинно знаходитися на рівні меніска. Через 1 хв після занурення нафтоденсиметра записують температуру палива, відлічуючи її з точністю до градуса по термометру. Потім нафтоденсиметр виймають з циліндра і, не витираючи, укладають у футляр.
Якщо вимірювання густини проводили не при температурі 20°С , яка прийнята за стандартну і по ній відкалібрований нафтоденсиметр, слід внести температурну поправку. Чисельні значення температурних поправок наведені у спеціальних таблицях. Приблизно можна прийняти температурну поправку для бензинів 0,87, а для дизельних палив - 0,75 кг/м3 на 1°С. Для приведення густини до стандартної температури застосовують формулу:
р 20 = р t +γ(t-20);
де р t- показання нафтоденсиметра при температурі визначення;
γ - температурна поправка на 10 С; |
t - температура палива при відліку густини, °С.
Приведену густину слід заокруглити з точністю до одиниці, якщо ціна поділки нафтоденсиметра 1 кг/м3.
Аналіз та вміст водорозчинних кислот і лугів.
Мінеральні кислоти та інші водорозчинні сполуки кислого характеру викликають корозію чорних і кольорових металів.Тому вони зовсім недопустимі в паливах та інших експлуатаційних матеріалах. Луги активно кородують кольорові метали і тому вміст їх в паливах також йедопускається. Вміст в бензині водорозчинних кислот і лугів визначають таким якісним аналізом:
1) в мірний циліндр наливають приблизно 10 мл (з точністю до 1 мл) дослідного зразка бензину. Цю порцію палива вміщають у ділильну лійку;
2) спеціальним мірним циліндром відмірюють 10 мл дистильованої води (з точністю до І мл), яку переливають у ту ж ділильну лійку;
3)ділильну лійку беруть в руки, закривають притертою скляною пробкою і не дуже енергійним (впродовж ЗО...40 с) збовтуванням перемішують паливо і воду. Закріплюють ділильну лійку у штатив і вичікують, поки не закінчиться розшарування утвореної емульсії;
4)нижній шар, що виділився в результаті розшарування і який називають водною витяжкою, зливають, розділивши приблизно навпіл, у дві чисті пробірки;
5)в одну пробірку добавляють дві краплі водного розчину метилоранжу, а в другу - три краплі спиртового розчину фенолфталеїну; вміст в обох пробірках добре збовтують.
Співставивши одержані кольори індикаторів з даними таблиці, що наведена на наступній сторінці, роблять висновок про наявність (відсутність) в дослідному зразку водорозчинних кислот або лугів.
Бензин вважають таким, що витримав випробування і придатнии до використання, якщо водна витяжка виявиться нейтральною. Якщо ні, дослід треба повторити в чистому посуді. Якщо в результаті другого випробування водна витяжка виявиться кислою або лужною, бензин бракують.
Забарвленая індикаторів в різних середовищах
| Середовище | Метилоранж | Фенолфталеїн |
| Лужне | Жовте | Рожеве або малинове |
| Нейтральне | Оранжеве | Без кольору (безбарвне) |
| Кисле | Рожеве або червоне | Без кольору (безбарвне) |
Визначення ненасичених вуглеводнів. Ненасичені вуглеводні - алкени і алкадієни (олефіни і діолефіни), що утворюються в процесі термічної переробки нафти, характеризуються наявністю подвійних і потрійних зв'язків між атомами вуглецю. Ці зв'язки сприяють підвищеній хімічній активності вказаних атомів, які легко окислюються та схильні до реакцій приєднання і ущільнення (полімеризації) [7, 8, 9]. Ненасичені вуглеводні у більшості випадків небажані для моторного палива і змащувальних масел. Палива, до складу яких входять вуглеводні, мають погану хімічну стабільність. При зберіганні таких палив в них накопичується значна кількість смолистих сполук і органічних кислот. Таке відбувається в результаті реакції окислення, конденсації і полімеризації ненасичених вуглеводнів. Смоли погіршують згоряння палива, збільшують нагароутворення, накопичуються на деталях паливо підвідної та розподільної систем і зменшують калібровані отвори жиклерів. Кислоти підвищують корозійний знос деталей двигуна.
Наявність ненасичених вуглеводнів перевіряють знебарвлюванням окислювачів.
В пробірку наливають невелику кількість (3...4 мл) досліджуваного палива (до рівня, віддаленого від дна пробірки на 30...40 мм), потім додають таку ж кількість окислювача - водного розчину марганцево-кислого калію фіолетово-рожевого кольору. Впродовж 10...15 с інтенсивно збовтують вміст пробірки і дають відстоятися суміші. При відсутності в паливі ненасичених вуглеводнів нижній малиново-фіолетовий, що виділився після відстоювання впродовж 2 хв, шар марганцево-кислого калію не змінює свого забарвлення. Якщо в паливі містяться ненасичені вуглеводні, то кисень, що виділяється із марганцево-кислого калію, вступає з ними в реакцію і розчин змінює забарвлення. Фіолетове забарвлення водного шару переходить в буре або темно-жовте, може випадати бурий осад МnО2. Чим більше в паливі ненасичених вуглеводнів, тим швидше і інтенсивніше змінюється забарвлення водного шару. Бензини і дизельне паливо, які містять ненасичені вуглеводні, непридатні до тривалого зберігання, їх потрібно швидше використовувати.
Визначення фактичних смол.
Фактичні смоли - це смолисті сполуки, які містяться в паливі в момент визначення. Основна маса смолистих сполук не згоряє в двигуні і спричиняє утворення нагаровіакладень, які призводять до зниження потужності, перевитрати палива та інших негативних екологічних наслідків.
Досліджуване паливо в кількості 1мл (бензин у чистому вигляді, а дизельне паливо чи гас в суміші з безкольоровим свіжо перегнаним бензином, що не містить смол, у співвідношенні 1:1) мірною або очною піпеткою поміщають в центр сферичного скла діаметром 50…60 мм. Паливо на склі підпалюють сірником. Бензин загоряється зразу ж, гас - після незначного підігрівання скла на спиртівці, а дизельне паливо - після тривалого підігрівання. Після закінчення горіння склу дають охолонути і оглядають залишок на ньому. Залишок на склі свідчить про смолистість палива.
Бензини, що не містять смол, залишають на склі невеликий слід у вигляді слабо помітної невеликої білуватої плями. Якщо в паливі містяться смоли, то на склі залишаються концентричні кільця жовтого або коричневого кольору. Чим більше смол міститься в паливі, тим темніша пляма і більший її діаметр.
Якщо в паливі багато бензолу та інших ароматичних вуглеводнів, то після спалювання залишається невелике коричневе кільце з чорним вуглистим залишком усередині. Якщо паливо забруднене маслами, то із зовнішнього боку кілець залишаються окремі незгорілі коричневі краплі. Діаметр плями вимірюють в трьох напрямках і беруть середнє значення його в міліметрах. Потім приблизно визначають кількість смол (мг), що міститься в 100 палива:
| Діаметр плями, мм | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 | 22 | , 24 |
| Кількість смол, мг/100 мл | 4 | 11 | 20 | 32 | 43 | 56 | 70 | 85 | 102 | 120 |
Палива, які містять велику кількість смолистих сполук, непридатні до тривалого зберігання, а якщо вміст фактичних смол перевищує вимоги стандарту, то паливо взагалі не можна застосовувати в двигунах.
Для бензинів різних марок наявність фактичних смол не повинна перевищувати 7...15мг на 100мл. Вміст фактичних смол в дизельних паливах, які виробляють за ГОСТ 305-73, обмежується З0...40 мг на 100мл палива. В паливі за ГОСТ 4749-73 вміст смол знаходиться в межах 30...50мг на 100мл палива. Допускається збільшення фактичних смол на місці споживання на 10 мг, але не більше 70 мг на 100мл палива [6].
Перевірка наявності етилової рідини.
Палива, що містять етилову рідину, для попередження про їх отруйність забарвлюють залежно від марки у відповідний колір. Якщо колір палива викликає сумніві то наявність етилової рідини можна перевірити так [5]. В пробірку наливають 10 мл палива і 1...1,5мл 10%-го спиртового розчину йоду. Суміш обережно підігрівають у гарячій воді і потім охолоджують . Зливають верхній шар палива і додають в пробірку 7...10мл етилового спирту. Пробірку злегка струшують. Якщо в ній з'являються жовті кристалики йодистого свинцю, то в паливі наявна етилова рідина. Колір палива слід перевіряти в посуді із прозорого скла.
Дата добавления: 2021-01-21; просмотров: 43; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!