Лабораторная работа №1

Тема: Определение качества бензина

Цель: Знакомство с методами проведения контрольного анализа бензинов, приобретение навыков по контролю и оценке качества бензинов.

Приборы и реактивы: стеклянные мерные цилиндры на 250 мл и 10мл, набор ареометров, воронка делительная, пробирки, штатив, октанометр ПЭ-7300, индикаторы метилоранж и фенолфталеин, образец испытуемого бензина.

Теоретические основы

     Бензины не должны содержать механических примесей и воды. Наличие воды в топливе вызывает коррозию топливных баков, трубопроводов и других стальных деталей системы питания. Кроме того, вода способствует осмолению бензина. Зимой вода замерзает и образует кристаллы, которые могут преградить доступ бензина в цилиндры двигателя. Механические примеси увеличивают износ деталей двигателя и отложения нагара.

     Бензины должны обладать минимальным коррозионным воздействием на металлы. Коррозионность бензинов обусловливается содержанием в них водорастворимых кислот и щелочей, органических кислот и сернистых соединений. Стандартами на автомобильные бензины не допускается наличие в них даже следов водорастворимых кислот и щелочей, они вызывают интенсивный износ деталей двигателя и коррозию деталей его системы питания. Содержание органических кислот в бензине строго ограничивается стандартами и определяется кислотным числом. Содержание активной серы (сероводород, меркаптаны, элементарная сера) в бензинах не допускается, так как она вызывает коррозию металла даже при нормальных условиях. Неактивные сернистые соединения (сульфиды, полисульфиды) не корродируют металл, но при сгорании образуют оксиды серы (SO₂ и SO₃), которые, растворяясь в воде, образуют кислоты. Эти кислоты и вызывают коррозию деталей двигателя. Максимальное содержание серы в отечественных бензинах, установленное стандартом составляет 0,1 – 0,05%.

     Плотность принадлежит к числу обязательных показателей, включаемых в паспорт на бензин. Плотность бензина при температуре 20⁰С 700 – 755 кг/м³. Оказывает влияние на качество распыления топлива в карбюраторе, во впускном трубопроводе и цилиндрах двигателя. Плотность бензинов определяют с помощью ареометров, гидрастатических весов и пикнометров.

      Октановое число является мерой детонационной стойкости бензинов – отражает процентное содержание изооктана в искусственно приготовленной смеси, состоящей из изооктана и н-гептана и по своей детонационной стойкости равноценной испытуемому топливу.

Октановое число бензинов можно повысить:

- воздействием на их химический состав (каталитический крекинг, каталитический риформинг);

- добавлением в базовые бензины до 40% высокооктановых компонентов (метилтретбутиловый эфир);

- введением небольшого количества специальных присадок (тетраэтилсвинец, экстралин, циклопентадиенилкарбонил марганца).

Различают моторный и исследовательский методы определения октанового числа. Для определения октанового числа используют одноцилиндровую установку УИТ-65. Моторный метод имитирует работу двигателя на форсированных режимах при больших и длительных нагрузках, характерных для междугородного движения (при частоте вращения вала 900 об/мин и подогреве рабочей смеси до 150⁰С). Исследовательский метод имитирует режим работы легкового автомобиля при его движении в условиях города (при чистоте вращения вала 600 об/мин и без подогрева жидкости).

Порядок выполнения работы

1. Определение наличия механических примесей и воды (качественно).

- Анализируемый бензин налить в стеклянный цилиндр.

- Определить визуальным осмотром наличие или отсутствие взвешенных или осевших на дно твердых частиц.

- Определить наличие или отсутствие водного слоя на дне цилиндра и характерной мути.

- Записать результаты оценки.

2. Определение содержания водорастворимых кислот и щелочей.

- Пробу бензина хорошо перемешать трехминутным встряхиванием в склянке.

- Из перемешанной пробы отмерить мерным цилиндром 10 мл бензина и слить в делительную воронку.

- Отмерить 10мл дистиллированной воды и также слить в воронку.

- Делительную воронку закрыть пробкой, снять со штатива и содержимое перемешать взбалтыванием в течение 30-40с.

- После взбалтывания воронку укрепить в штативе.

- После отстаивания водную вытяжку слить в стакан.

- Водную вытяжку из стакана налить в две пробирки.

- В одну из пробирок с водной вытяжкой испытуемого бензина прибавить две капли раствора метилоранжа, а в другую – три капли спиртового раствора фенолфталеина и содержимое в обеих пробирках хорошо взболтать.

- Сопоставить получившиеся цвета индикаторов с данными таблицы 1.1.

- Бензин считается выдержавшим испытание, если водная выдержка остается нейтральной.

- Записать результаты испытания.

Таблица 1.1 Окраска индикаторов в различных средах

3. Измерение плотности бензина ареометром.

- Установить цилиндр на ровном месте и осторожно налить в него испытуемый бензин до уровня, отстоящего от верхнего обреза цилиндра на 5 – 6см.

- Выдержать бензин 2 – 3 минуты для того, чтобы он принял окружающую температуру.

- Чистый и сухой ареометр медленно и осторожно опустить в цилиндр с бензином, держа его за верхний конец.

- После того как ареометр установится, и прекратятся его колебания, произвести отсчет по верхнему краю мениска до третьего знака.

- Ареометр вынуть из цилиндра, протереть, вложить в футляр, а бензин вылить в ту же склянку, из которой наполнялся цилиндр.

- Записать результат измерения.

4. Определение октанового числа.

Октановое число бензина по моторному и исследовательскому методам определяют на октанометре ПЭ-7300.

- Отвинтить крышку датчика, включить питание прибора.

- Мерным стаканом набрать 75 – 100 мл испытуемого бензина и медленно наполнить датчик максимально полно.

- Закрыть крышку датчика и нажать кнопку «ВКЛ».

- В течение не более 10 секунд показания прибора должны установиться,      после чего записать измеренное значение октанового числа по исследовательскому методу.

- Нажать кнопку «Режим измерения» и записать отсчет величины октанового числа по моторному методу.

- Выключить питание прибора.

- Вылить бензин в стакан перевернуть датчик и слить остатки бензина, аккуратно промокнуть датчик ветошью.

- Записать результаты измерения.

5. Сделать заключение о пригодности испытуемого образца бензина к применению.

Контрольные вопросы:

1. Почему бензины не должны содержать воду и механические примеси?

2. Как определяют наличие воды и механических примесей в бензине?

3. Чем обусловливается коррозионность бензинов?

4. Почему стандартами на автомобильные бензины не допускается наличие в них водорастворимых кислот и щелочей?

5. Чем определяется содержание органических кислот в бензине?

6. Почему не допускается содержание активной серы в бензинах?

7. Какое действие оказывают неактивные сернистые соединения на бензин?

8. Каково содержание серы в отечественных бензинах, установленное стандартом?

9. Расскажите методику определения водорастворимых кислот и щелочей.

10. Какое влияние плотность бензинов оказывает на работу двигателя?

11. С помощью каких приборов определяют плотность?

12. Расскажите методику определения плотности бензина ареометром.

13. Какова плотность бензина при температуре 20⁰С.

14. Дайте определение октанового числа бензинов.

15. Какими способами можно повысить октановое число бензинов?

16. Какие вы знаете методы определения октанового числа?

17. Расскажите методику определения октанового числа на октанометре ПЭ-7300.