Що таке октанове число і як аналізувати паливо в лабораторії - блог nwradu
Ви коли-небудь замислювались, що таке октанове число і як воно обчислюється?
Кілька років тому я думав, що це показник ефективності роботи бензину та дизеля, можливо, за шкалою до 100. Чим більше, тим краще, правда? Потім я побачив, що існує більше 100 палив CO, і моя теорія, заснована ні на чому, була розхитана до основи.
Лише коли я побачив у «Петромідії», в аналітичній лабораторії, тест-механізм для визначення октанового числа палива, я подумав, що мені слід детальніше з’ясувати, що це таке.
Показано, що октанове число є показником того, скільки палива можна стиснути до того, як воно вибухне. Двигуни стискають суміш палива та повітря, і коли стиснення максимальне, суміш запалюється свічкою запалювання, і її вибух з часом створює рух двигуна та всієї машини.
На початку роботи двигунів виникла проблема визначення стисливості різних видів палива, оскільки, якщо суміш стискається занадто сильно, вона загоряється і вибухає в двигуні в невідповідний час, не синхронізуючись з його рухом, що спричиняє втрату потужності та тривалі механічні проблеми. Тож потрібно було провести такі вимірювання та знайти стандарт, на якому можна було б виразити ефективність будь-якого типу бензину.
Стандарт - суміш ізооктану та гептану, двох вуглеводнів. Гептан запалюється відразу при стисненні, а потім, взявши його самостійно, вважається, що він має октанове число 0. Ізооктан добре стискається і вважається, що має октанове число 100. За аналогією, це як коли Цельсій визначає, що температура, при якій він кипить вода матиме рівень 100 градусів за шкалою.
Кажуть, що бензин, який можна стиснути стільки, скільки ізооктану, має октанове число 100. Бензин, який можна стиснути стільки, скільки суміш 95% ізооктану з 5% гептану має октанове число 95.
Як це бензин із вмістом СО понад 100? Деякі стискаються більше, ніж чистий ізооктан, і з тестів підраховується, скільки стискається, і математична формула перетворює все на октанові числа понад 100. Якщо ви пам’ятаєте зі статті про те, як виробляють бензин і дизель, я сказав там що паливо під назвою MTBE має октанове число 115, тож ось конкретний приклад.
Цікавий факт: більш високе октанове число не означає автоматично, що паливо виробляє більше енергії при згорянні. Різні добавки можуть покращити стисливість, але зменшити вироблену енергію. Наприклад, октанове число слід розглядати лише як показник стисливості, а отже, інакше все стає ... складним.
Для дизеля октанове число не має значення, оскільки дизельні двигуни працюють по-іншому. У випадку з дизелем використовується цетанове число, побудований за тим же принципом, використовуючи в якості стандарту суміш двох інших більш складних речовин (C16H34 та CH3C10H7 для любителів хімії). У випадку з дизелем стисливість не вимірюється, а як швидко вона запалюється. Вище цетанове число = швидше запалюється, завдяки чому двигун працює ефективніше.
Це приблизно октанове число, дуже коротко. Він обчислюється двома способами:
- Октанове число “дослідження”/дослідне октанове число, скорочено ХОР як ви напевно бачили на насосах: у тестовому двигуні при 600 об/хв.
- Октанове число "мотор"/моторне октанове число, скорочено COM: у тестовому двигуні, але при 900 об/хв, з трохи підігрітим паливом та іншими параметрами.
COM менше, ніж COR, але це для нас не має значення. Я сказав вище, скоріше, як пояснення того, чому деякі види палива говорять про COR і звідки береться цей R.
Я бачив тестовий двигун у Petromidia в їх аналітичній лабораторії. Це модель Waukesha CFR F1/F2, яка може обчислити октанове число за 6 різними стандартами, включаючи COR і COM для значень від 40 до 120. Двигун виглядає ретро, але в ньому багато електроніки та багато сучасних датчиків, що є свого роду " трансформатор ”, здатний змінювати свою внутрішню структуру та робочі параметри відповідно до різних стандартів випробувань.
Сама лабораторія має набагато більшу структуру і проводить десятки тисяч досліджень щомісяця. Я маю на увазі, я поїхав туди, думаючи, що знайду ту лабораторію, яка проводить аналіз кожної партії сирої нафти або палива, коли це необхідно. Насправді я довідався, що він тестує паливо в кожному цистерні та кожному вагоні, включаючи кожне судно, що виїжджає з Петромідії в країну або на експорт, обсяг сотень, а може навіть тисяч випробувань щодня.
Крім того, він перевіряє все, що пов’язано з процесом переробки, тобто не тільки сиру нафту на вході в процес, але й усі речовини, що призводять до кожного етапу переробки. Мета полягає в тому, щоб разом з командами, які обслуговують кожну установку, побачити їх продуктивність та характеристики кожного продукту переробки, щоб ми знали, як вони можуть продовжувати використовувати його.
З чотирьох лабораторій, що складають офіційно названу структуру RQC -Контроль якості Rompetrol - три в Petromidia та один у Vega. Лабораторія нафтопродуктів, де я був, знаходиться у будівлі в центрі нафтопереробного заводу, загалом тут працює близько 80 людей, які постійно проводять 3 зміни.
В основному проводяться безперервні випробування, аналізуючи кожну партію готової продукції, починаючи з Rompetrol Prafinare. Наприклад, для зрідженого газу, співробітник лабораторії бере зразки з кожного резервуара після завантаження, доставляє його в лабораторію та тестує для видачі сертифіката, без якого водій не може їхати на АЗС, де цей продукт буде бути виставленим на продаж.
Навіть коли приїжджає танкер і завантажує зріджений газ, щоб продати його на невідомо якій АЗС, після завантаження працівник лабораторії RQC бере пробу, бере її в лабораторію і тестує для видачі сертифіката за кілька годин, щоб водій може поїхати в дорогу. Зразки зберігаються на складі кілька місяців, щоб їх можна було перевірити у разі проблем.
Ця річ змусила мене поглянути на них іншими очима. В основному лабораторія така ж необхідна для роботи нафтопереробного заводу, як і установка атмосферної дистиляції. Ми живемо у світі, де готовий продукт не може бути проданий без тестів та сертифікатів, виданих лабораторією. Як я вже сказав, вони працюють цілодобово.
У цій же лабораторії є міні-НПЗ, який може переробляти 5 літрів сирої нафти. Установка досить мала, щоб зайняти два робочі столи, але вона виконує всю обробку, розбиваючи сиру нафту на всі компоненти, про які я розповідав вам у статті про те, як виготовляти зріджений газ, бензин, дизель та інші продукти.
(зліва - атмосферна дистиляція, а в нижній кулі - сира нафта; справа - частина, яка переробляє мазут, що утворюється з першої частини)
Я роблю це для того, щоб точно визначити, що може вийти з кожного виду сирої нафти, що постачається нафтопереробним заводом, щоб він знав, чого очікувати при переробці, яку іншу сиру нафту можна змішувати в цистернах тощо. Мені сам міні-НПЗ здавався схожим на щось із шаленого Макса в поєднанні з лабораторією Декстера і є доказом того, що процес працює навіть у дуже малих масштабах.
Також тут, в лабораторії, проводяться хроматографічні аналізи та інші типи, в тому числі для інших галузей промисловості та зовнішніх споживачів, і всі процеси періодично перевіряються третіми сторонами (у їхньому випадку - голландською лабораторією, з якою вони проводять перехресну перевірку). Тут я здійснив своє бажання побачити, як виглядає сира нафта, оскільки, хоча наше суспільство глибоко базується на цій рідині через паливо та пластик, я ніколи не бачив її на власні очі. Решта продуктів переробки не такі цікаві, як правило, безбарвні або слабозабарвлені рідини.
(ліворуч від сирої нафти, праворуч від гідрофіну, що виходить із ГПЗ нафтових реакторів, практично бензин із низьким октановим числом, який потім входить у каталітичний риформінг)
Я пішов додому зі 100 мл сирої олії. Я не знаю, наскільки він в’язкий, я не хотів вилити його на долоню, тому що його трохи важче чистити (і я не хочу виливати його в раковину або що-небудь ще), але я шукаю гарну прозору ємність зберегти це, це здається мені крутим сувеніром після двох днів перебування на нафтопереробному заводі. Кульмінація полягає в тому, що наші магазини страждають гірше з точки зору "маленьких, красивих, прозорих та закупорених контейнерів"; Я знайшов щось, що мені просто сподобалось за бренді, але це вже інша історія, і я все ще розслідую. Це суворий контроль на вході та виході з нафтопереробного заводу, тому я вивіз звідти нафту за квитком.
RQC також займається аналізом навколишнього середовища, саме вони аналізують і відстежують в режимі реального часу якість повітря, води, ґрунту і навіть морських відкладень. Вони мають мобільну аналітичну лабораторію, яку іноді залучають навіть інші компанії для проведення вимірювань у різних місцях, які можуть бути пов’язані з нафтовою промисловістю, а може не бути.