Chimia combustibilului diesel

admin 0 Comments Articles

Chimia combustibilului diesel

• Combustibilul diesel este un combustibil lichid obținut din produsul secundar al petrolului. Inițial, combustibilul diesel trebuia să fie praf de cărbune, dar în 1895, Rudolf Diesel a descoperit utilizarea subproduselor petroliere pentru combustibilul lichid în motoarele diesel. Un exemplu cunoscut în mod obișnuit de motoare diesel ar fi: autobuzele școlare, mașinile de construcții și autobuzele publice. De asemenea, este utilizat în camioane, trenuri, bărci, vehicule militare și chiar generatoare. Armatei îi place să folosească motorina pentru că este mai puțin inflamabilă și este mai puțin predispusă la blocaj, spre deosebire de motoarele pe benzină. Dieselurile sunt, de asemenea, mai capabile să producă numere de cuplu mai mari decât motoarele pe benzină.
• Am ales să studiez chimia combustibilului diesel pentru că dieselul are un mare impact asupra Americii. Aproape toate vehiculele de construcții, militare și principalele vehicule de transport sunt alimentate cu motorină, de fapt, aproximativ 94% din transportul de marfă se bazează pe motorină. Acestea sunt mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil și au o fiabilitate imbatabilă. Am, de asemenea, un interes puternic și pentru dieseluri.
• Combustibilul diesel este ceva care este de fapt implicat în viața mea de zi cu zi. Pentru că este ceva care mă interesează foarte mult și, de asemenea, dețin personal un diesel, deci conduc zilnic un vehicul alimentat cu motorină. De asemenea, îmi place să fac cercetări și să învăț mai multe despre diesel și să pot lucra la camionul meu.

Compoziția …

• Petrolul brut
  • Hidrocarburi (hidrogen și oxigen)
    • Parafine (aproximativ 75%)
      • Atomi de carbon care se leagă, formând molecule asemănătoare unor lanțuri.
        • N-parafine
        • Isoparafine
        • Între C10H22 și C20H42
  • Aromatice (aproximativ 25%)
    • Similare cu naftenele, se creează o structură asemănătoare unui inel, dar acestea sunt unite prin legături aromatice (duble), în loc de legături simple.
    • C10H8 – C20H34
• Sulfur
• Nitrogen

Principale substanțe chimice, compuși, componente

• Parafine
  • Există două tipuri de parafine: N (normale) parafine și izoparafine. N-parafinele au atomi de carbon care vor forma molecule de tip lanț. Isoparafinele sunt similare cu N-parafinele, cu excepția faptului că au ramificații sau ramificații de carboni din lanț. Produsă pentru prima dată în scop comercial în 1867, parafina este cunoscută pentru aspectul său incolor sau alb atunci când este solidă; cu toate acestea, atunci când este lichidă, devine în mare parte translucidă. Punctul său de topire variază între 120 și 150° F. Cu toate acestea, nu există doar un singur tip de ceară de parafină, tipurile comune de parafine din combustibilul diesel sunt: decanul, n-pentadecanul, metiltetradecanul, eicosanul și metilnonadecanul. Deoarece parafinele au o structură moleculară rectilinie, parafinele sunt principalul motiv pentru care combustibilul diesel va începe în cele din urmă să se transforme într-o stare solidă, un proces cunoscut sub numele de gelificare, o mare problemă pentru motoarele diesel. La 32 ° F, parafina din combustibil va începe să tulbure combustibilul, iar la 15 până la 10 ° F va începe să se „gelifice” și va face ca un motor diesel să nu mai poată funcționa. Kerosenul poate fi adăugat în prealabil în combustibil, reducând vâscozitatea combustibilului și făcându-l mult mai puțin predispus la gelificare.
• Aromatice
  • Aromaticele creează o structură asemănătoare unui inel cu unii dintre atomii lor de carbon. Inelele de hidrocarburi aromatice sunt create cu 6 atomi de carbon. Ei alternează legăturile simple și duble de-a lungul structurii lor inelare. Un alt tip de hidrocarbură aromatică este o hidrocarbură aromatică policiclică. Aromaticele policiclice sunt, pur și simplu, compuși aromatici cu două sau mai multe inele aromatice. Cel mai simplu dintre toți compușii aromatici este benzenul, cu o compoziție chimică de C6H6. Denumirea provine de la faptul că compușii aromatici au o aromă foarte puternică. Compușii aromatici sunt utilizați pentru a dilua compușii pe bază de ulei sau de grăsime, ceea ce explică de ce atunci când kerosenul și alți compuși pot fi adăugați la motorină pentru a modifica vâscozitatea motorinei, făcându-l mai puțin predispus la gelifiere. Compușii comuni care se găsesc în motorină sunt: naftalina, tetralina, antracenul și tetradecilbenzenul.

Rolul chimiei

Niciunul dintre componentele din motorină nu este fabricat individual. Combustibilul diesel ar putea fi văzut ca ceva care apare în mod natural, deoarece este extras din pământ (petrol), dar produsul final, combustibilul diesel, este un produs fabricat de om. Petrolul brut care este extras din pământ este pus într-un turn de distilare, uleiul fiind apoi încălzit la peste 400°C. Astfel începe un proces, cunoscut sub numele de separare, care separă diferite componente care au temperaturi de fierbere diferite. Pe măsură ce urcați în turnul de distilare, temperatura de fierbere este mai scăzută, iar procesul de rafinare este mai anevoios. Motorina este creată la capătul inferior al turnului, apoi urmează kerosenul, benzina, butanul și propanul. Acești compuși sunt apoi colectați de o placă de distilare, care preia acel compus și îl stochează într-un rezervor de depozitare. Chimia joacă un rol important în acest proces, deoarece oamenii de știință trebuie să cunoască compoziția chimică a fiecărui amestec (de exemplu, câți atomi de hidrogen și de carbon sunt în fiecare compus) care este separat la fiecare punct de fierbere. Ei trebuie să știe unde să plaseze plăcile de distilare în turn pentru a colecta fiecare compus în mod eficient și eficace.

Cercetare de fond

Cele mai evidente diferențe ale motorinei sunt proprietățile sale fizice. Combustibilul diesel este numit uneori „motorină”, din cauza cât de uleios este, miroase diferit, este mai greu și mult mai uleios, se evaporă mult mai lent decât benzina și are un punct de topire mai ridicat, variind între 200 – 380°C. Din punct de vedere chimic, motorina conține mai mulți atomi de carbon decât benzina. Benzina fiind, de obicei, C9H20, iar motorina fiind, de obicei, C12H23.

• Cum se fabrică?
  • Petrolul brut este plasat într-un turn de distilare, iar lichidul este apoi încălzit la peste 400°C.
  • După ce lichidul începe să se încălzească, diferite lanțuri de atomi de hidrogen și de carbon (hidrocarburi) încep să se separe.
  • Combustibilul diesel începe să iasă la iveală între temperaturi de 200°C și 380°C. Care este colectat pe plăci de distilare și sifonat într-un rezervor de reținere a motorinei.
• De ce motorină?
  • Combustibilul diesel este mai ieftin de fabricat, din cauza procesului de rafinare mai puțin meticulos la fabricarea sa.
    • Cu toate acestea, motorina este în prezent mai scumpă din cauza cererii.
  • Combustibilul diesel produce, de asemenea, o densitate energetică mai mare decât benzina.
    • 14% mai multă energie decât benzina în volum.
  • Motorii diesel, în medie, sunt cu 20 până la 30% mai eficienți decât motoarele pe benzină.

Resurse

• https://www.dieselnet.com/tech/fuel_diesel.php
  • Un pic de istorie în spatele motorinei, modalități de rafinare, proprietăți ale motorinei și ce este acest combustibil.
• http://www.eia.gov/Energyexplained/index.cfm?page=diesel_use
  • La ce se folosește motorina.
    • Camioane
    • Vehicule militare
    • Transport
    • Generatoare
• http://auto.howstuffworks.com/diesel3.htm
  • Proprietățile motorinei față de cele ale benzinei.
    • Eficiență
    • Proprietăți fizice
    • Proprietăți chimice
• http://www.kendrickoil.com/how-is-diesel-fuel-made-from-crude-oil/
  • Procesul de fabricare a motorinei și din ce este făcută.
    • Petrolul brut
    • Procesul de distilare
• http://www.newworldencyclopedia.org/entry/Diesel
  • Proprietățile chimice și compoziția motorinei.
• https://www.chevron.com/-/media/chevron/operations/documents/diesel-fuel-tech-review.pdf
  • Proprietățile chimice și compoziția detaliată a motorinei.(p36)
    • Aromatice
    • Parafine
• https://chembloggreen1.wordpress.com/page/2/
  • Volatilitatea, vâscozitatea, eficiența motorinei
• https://www.britannica.com/science/paraffin-wax
  • Ce este ceara de parafină, punctul de fierbere, proprietăți, cum se fabrică.
• http://fuelandfriction.com/trucking-pro/how-prevent-diesel-fuel-gelling/
  • Cauzele și soluțiile de gelificare a combustibilului diesel.
• http://study.com/academy/lesson/aromatic-hydrocarbons-definition-examples-uses.html
  • Aromaticele ce sunt, cum sunt folosite și ce fac.

Despre autor

Russell Schiller este un elev de liceu care are o pasiune profundă pentru motoarele diesel. De asemenea, este interesat de chimie și de a demonta lucruri și de a învăța despre lucruri din interior și exterior. Vrea să continue să lucreze în lumea motoarelor diesel, dar vrea să urmeze cursurile Montana Tech pentru a obține o licență în ingineria materialelor sau metalurgică.

.