Yonilg’i va moylarning olinishi haqida tushuncha

Neft maxsulotlarni tozalash.

Oltingugurtli birikmalar va kislotalar detallarning korroziyalanishini oshiradi, smolali-asfalt moddalari issiq detallarda qurum va lak paydo bo’lishini ko’paytiradi, to’yinmagan birikmalar ximiyoviy barqarorlikni(saklash jarayonida tarkibining o’zgarmasligini) yomonlashtiradi. Èrigan kattiq parafinlar qotish haroratini oshiradi, politsiklik uglevodorodlar qovushqoqlik xossalarini yomonlashtiradi.

Yonilg’i va moylarning tozalashning xozirgi zamon usullari bor. Sulfat kislota bilan tozalash iqtisodiy jixatdan foydalanish imkoniyati bo’lmagan èng èski usuldir. Dizel distillyatlarini tozalashda gidrotozalash, moyli distillyatlarni tozalashda èsa selektiv tozalash usullari texnologik jixatdan muhim ahamiyatga èga bo’lganligidan ularning moxiyati qisqacha ko’rib chiqamiz.

1. G i d r o t o z a l a sh (yonilg’ilarni tozalashda). Bu usul yuqori harorat va bosimda katalizator ishtirokida, vodorod vositasida vodorod sulfid N₂ga birikib, ulardan tozalanadi. Bu usulda asosan dizel yonilg’ilari tozalanadi.

Masalan, tarkibida 1,0-1,3% oltingugurt bo’lgan dizel distillyatlari tozalangandan so’ng, tayyor maxsulotdagi oltingugurt miqdori 0,02-0,06% dan oshmaydi va 97-98% kimyoviy barqaror yonilg’i olinadi.

Moyli distillyatlarni tozalashda selektiv tozalash usulidan foydalaniladi. Uning 2 xil yo’nalishi mavjud:

1) moy tarkibida har xil kerakmas aralashmalar èrituvchilar bilan reaktsiyaga kirishib tozalanadi;

2) moyning asosiy qismi ajralib chiqadi, uning sifatini yomonlashtiruvchi aralashmalar èsa qoladi.

Olingan qatlamlar ajratilgach, èrituvchi haydaladi va qaytadan ishlatiladi. Birinchi usulda èrituvchi aralashmalar, ikkinchi usulda èsa uglevodorod moylar haydaladi. Selektiv èrituvchilar sifatida suyuq propan, fenol, furfurol kabi organik birikmalardan foydalaniladi.

Qotish harorati past bo’lgan qishki sort motor moylarini olish uchun, maxsulot selektiv tozalangandan so’ng deparafinlanadi, ya’ni suyuqlik harorati-20⁰S dan yuqori bo’lgan qattik parafinlardan tozalanadi. Deparafinlash uchun qotish harorati past bo’lgan atseton, dixloretan, suyuq propan kabi organik birikmalar ishlatiladi. Moy èrituvchi bilan birgalikda kerakli haroratgacha sovitiladi va filtrlanadi. Parafinlar filtrda qoladi, èrituvchi èsa moyda haydaladi.

Selektiv tozalashda olingan maxsulotlarning xossalari va miqdori ko’p jixatdan xom ashyoning tarkibiga, èrituvchining miqdoriga, hamda sarfiga, haroratga va ishlov berishning davom ètish vaqtiga bog’liq.

1. 
   Neft maxsulotlarining kimyoviy tarkibi.
   
2. 
   Neft tarkibida uglevodorodlarning qanday turdagi bor?
   
3. 
   Yonilg’i va moylar qanday olinadi?
   
4. 
   Yonilg’i va moylarning kimyoviy tarkibi ularning xossalariga qanday ta’sir ko’rsatadi?
   
5. 
   Benzin qaysi turdagi uglevodorodlardan tashkil topgan?
   
6. 
   Zamonaviy yozgi va qishki dizel yonilg’isi qanday kimyoviy tarkibga èga?
   
7. 
   Kreking va reforming nima?
   
8. 
   Neft maxsulotlari qanday tozalanadi?
   
9. 
   Neft maxsulotlarini tozalashni qanday usullari bor?
   
10. 
    Gidrotozalash qanday o’tkaziladi?
    

Neftdan olingan barcha yonilg’ilar turli qaynash haroratiga ega bo’lgan uglevodorodlarning murakkab aralashmasidir. Masalan, dizel yonilg’isi 170-200⁰C haroratda, benzin èsa 35-200⁰C da qaynaydi. Qishki sort yonilg’i va benzinlar engil fraktsion tarkibga èga, past haroratda bug’lanadi.

Yonilg’ilarning sifati ko’rsatiladigan pasportlarda bug’lanuvchanligi fraktsion tarkib bilan baholanadi. Fraktsion tarkib qo’yidagicha aniqlanadi. Maxsus priborda 100 ml yonilg’i qizdiriladi. Ajralib chiqayotgan bug’lar sovutiladi. Natijada u suyuqlikka aylanadi. Bu suyuqlik o’lchov ŝilindriga yig’iladi. Haydash vaqtida avval benzinning qaynay boshlash harorati, so’ngra 10, 50, 90% benzinning qaynab bo’g’lanish harorati hamda, qaynab bo’g’lanish oxiridagi harorati yozib qo’yiladi (dizel yonilg’isi uchun faqat 50 va 96% qaynash nuqtalari yozib ko’yiladi). Bu ma’lumotlar, odatda, standartlarda va sifat pasportlarda keltiriladi. Ba’zi yonilg’ilarning haydash egri chizig’i 3 rasmda ko’rsatilgan.

4-rasm. Yonilg’i haydashning ègri chiziqlari

1-qishki benzin; 2-yozgi benzin, 3-qishki dizel yonilg’isi, 4-yozgi dizel yonilg’isi, 5-avaatsiya benzini.
Benzinlarning engil fraktsiyalari (egri chiziqda 10% yonilg’ining qaynay boshlashidan to qaynab bug’languncha bo’lgan oraliq) yurgizib yuborish frakiyalari deb ataladi. Bu fraktsiyalarning ma’lum miqdori dvigatelni yurg’izib yuborish va qizdirish uchun kerak bo’ladi. Agar benzin yomon berkitiladigan rezervuar va baklarda saqlansa, bo’g’langanda uning yurg’izib yuborish xossalari keskin yomonlashadi.

Yonilg’ida osongina bug’lanadigan fraktsiyalarning juda ko’p bo’lishi maqsadga muvofiq èmas. Bu holda dizel dvigatellarida yonilg’i kuchli yonadi, karbyuratorli dvigatellarning yonilg’i naychalarida bo’g’lar tiqilib qoladi, buning natijasida dvigatel normal ishlamaydi (o’ta qizib ketadi, quvvati pasayadi, ba’zan to’xtab qoladi va uni sovitmasdan yurgizib yuborish mumkin bo’lmaydi). Bu xodisa ko’pincha qishki sort benzinlarni yozda ishlatganda so-dir bo’ladi. Shuning uchun xam engil fraktsiyalarning miqdori cheklanadi, benzin qaynay boshlash temperaturasi 35⁰S dan past bo’lmasligi lozim.

Yonilg’ining 10 % dan 95 % gacha qismi qaynab bug’lanadigan harorat uning asosiy qismining bug’lanishini xarakterlaydi. U ish fraktsiyasi deb ataladi. Dvigatelning ish xarakteri, qizish muddati karbyuratorli dviga-tellarni bir ish rejimidan boshqasiga tez o’tkazish imkoniyati (yoqilg’ini qabul qiluvchanligi) ish fraktsiyasiga bog’liq. Standartda ish fraktsiyasi 50% qaynash nuqtasi bilan normallanadi. U qancha past bo’lsa, yonilg’ining tarkibi shuncha bir xil bo’ladi hamda dvigatel shuncha turg’un ishlaydi.

90% qaynash nuqtasidan to qaynab bug’lanishning oxirigacha og’ir uglevodorodlar bug’lanadi (ègri chiziqning pastki qismi). Bu nuqtalar orasidagi temperaturalar farqi qancha kam bo’lsa, yonilg’ining sifati, uning tejamligi shuncha ko’p bo’ladi va dvigatellar shuncha kam eyiladi. Yonilg’ida og’ir uglevodorodlarning bo’lishi maqsadga muvofiq èmas, chunki ular batamom bug’lanib ketmaydi. Ular suyuq tomchi holatida qolib, porshen xalqalari orasidagi tirqishdan dvigatel karteriga tushadi, surkov moylarini yuvib ketadi, moyni suyultiradi, natijada dvigatel qismlari tez eyiladi va yonilg’i sarfi ortadi.

Yonilg’ining fraktsion tarkibi karbyuratorli dvigatellar uchun muxim ahamiyatga èga. Dizellarda yonilg’ining to’zitilish sifati, chiqayotgan gazning tutashi, qurum hosil bo’lish tezligi ham yonilg’ining fraktsion tarkibiga bog’liq. Agar dizel yonilg’isida engil uglevodorodlar ko’p bo’lsa dizel qattiqroq taqqillab ishlaydi. Qaynash harorati yuqori bo’lgan og’ir yonilg’i yirik tomchilar tarzida to’zitiladi, bunda yonuvchi aralashma sifati yomonlashadi va yonilg’i sarfi ortadi. Ish bajargan gazlar qorayib chiqadi, ŝilindr-porshen guruhi zonasida qurum miqdori ortadi, forsunkalar to’zitgichi kokslanib qoladi. Zamonaviy kuchli dizellar faqat ma’lum fraktsion tarkibga èga bo’lgan yonilg’i bilangina yaxshi ishlashi mumkin.

Yonilg’ining bug’lanuvchanliga uning qovushqoqligi, zinchligi va boshqa fizik xossalari ham katta ta’sir ko’rsatadi. Masalan, benzin uchun to’yingan bug’lar bosimining (bug’lanish idish devorlariga tushadigan bug’ bosimining) normasi belgilangan. Bu bosim MPada yoki simob ustunining millimetri bilan o’lchanadi. Yozgi benzinlar uchun bu bosim 0.06 MPa dan (500 mm simob ustuni) oshmasligi zarur, shunda gaz tiqilib qolmaydi. Yilning sovuq vaqtida dvigatellarni yurgizib yuborishni onsolashtirish uchun qishki sort benzinlarining bosimi 0.06-0.09 MPa (500-700 mm simob ustuni) bo’lishi kerak.

O’t oldirish harorati yonilg’ining fraktsion tarkibi bilan uzviy bog’liq. Bu temperaturada neft maxsulotlari havo bilan birga yonuvchi aralashma hosil qiladi, shu aralashma olov manbaiga yaqinlashtirilganda alanganadi. Benzinning o’t oldirish harorati juda past bo’lib, xatto benzin qor ustida to’kilganda ham uning bug’lari osongina o’t oladi. Shuning uchun hamma benzinlar ham oson alangalanadigan, portlovchi suyuqliklar hisoblanadi. Kerosinlar va dizel yonilg’isining ba’zi sortlari ham oson alangaladi, ularining bug’larini 25-30? va 35?n yuqori musbat haroratda alangalanadi.

Benzin va dizel yonilg’isi tarkibida deyarli har doim èrigan holda smolali va smola hosil qiluvchi birikmalar bo’ladi. Yonilg’i tarkibidagi smola yonilg’i baklariga va trubalar devorlariga o’tiradi, karbyuratorli dvigatellarning jiklyorlarini berkitib qo’yadi. Smolali birikmalar karbyuratorli dvigatellar chiqarish kollektorlarining issiq devorlarida, dizel forsunkalarining soplolarida, klapanlarida va porshenlar tubida, yonish kamerasida, porshen ariqchalarida va boshqa joy-larda ham to’planadi. Ularning kuyishi natijasida hoil bo’lgan qurumlar ko’p to’planganda dvigatelning eyilishi ortadi, yonilg’ining yonish protsessi yomonlashadi, sarfi ortadi, ba’zida dvigatel butunlay ishdash chiqadi.

Smola hosil qiluvchi moddalar jumlasiga, to’yinmagan uglevodorodlar ham kiradi. Chunki ular ham vaqt o’tishi bilan, yuqori temperatura, havodagi kislorod va boshqa omillar ta’siri ostida smolalarga aylanadi (ular ko’pincha potentsial smolalar deb ataladi).

Standartlarda haqiqiy smolalarning miqdori me’yorlanadi. Ularning yonilg’i tarkibidagi miqdorini aniqlash uchun, ma’lum miqdordagi yonilg’i issiq havo bilan yuqori temperaturada(benzin 150⁰S, dizel yonilg’isini 250⁰S da) qizdiriladi, natijada yonilg’i bug’lanib haqiqiy smolalar qoladi. Ularning miqdori yonilg’i tarkibidagi smolalar miqdorini bildiradi. U 100 ml yonilg’i hisobiga milligrammda o’lchanadi. Benzinning turli markalari uchun bu miqdor 7-15 mg/100 ml, dizel yoilg’isi uchun 30-50 mg/100 ml ga teng. Benzinning smolali moddalar to’planishiga moyilligi(barqarorligi) induktsion davr bilan baholanadi. Bu davr benzinning tashish, saqlash va undan foydalanish sharoitlari to’g’ri bo’lganda o’z tarkibini o’zgartirmasdan saqlash xususiyatini belgilaydi. Bu ko’rsatgich laboratoriya qurilmasida benzinni sun’iy ravishda oksidlab aniqlanadi(0.7MPaq7kg/sm² bosimda, quruq va toza kislorod atmosferasida, 100⁰S haroratda). Induktsion davr benzin oksidalana boshlangan vaqtdan kislorodni aktiv yuta boshlaguncha o’tgan vaqtdir. Bu vaqt minutda o’lchanadi. Turli markadagi benzinlar uchun bu qiymat 600-900 minutga, sifat belgisi berilgan benzinlar uchun 1200 minutga teng. Hozirgi zamon benzin markalari uchun induktsion davr kamida 900 minutga teng. Tekshirishlar bunday benzinnig 1-1.5 yil mobaynida saqlash mumkinligini, bunda sifati sezilarni darajada o’zgarmasligini ko’rsatadi.

Karbyuratorli dvigatellarda smolali o’tirindilar ko’pincha benzin tindirgichlarda, karbyurator detallarida to’planadi. Yonuvchi aralashma ho-sil bo’lish jarayonida smolali birikmalar bug’lana olmay, so’rish trubalari va klapanlarga o’tiradi. Natijada klapan berkilmasdan, ochilib qoladi.

Dizellarda forsunka soplolarda lak va qurumlar to’planmasligi ke-rak, aks holda beriladigan yonilg’i normal to’zimaydi, demak, yaxshi yonmaydi.

Yonish protsessi juda murakkab bo’lib, keng tarqalganligiga qaramasdan, kam o’rganilgan. Har qanday yonilg’i yonishi natijasida karbonat angidrid, suv bug’lari va oltingugurt oksidi(agar yonilg’ida oltingugurt bo’lsa) xosil bo’ladi. Lekin bular hosil bo’lguniga qadar yonilg’ida ancha o’zgarishlar bo’ladi, chunonchi uning molekulalaridagi bog’lanishlar uziladi, atomlarning holati o’zgaradi, har xil bo’g’ va gazlar ajralib chiqadi. Bu bug’ va gazlar kislorod bilan birikkanda alanga hosil qiladi. Yonilg’i qoldig’i alangasiz yonib tugaydi. Yonish protsessida gazlarning temperaturasi 1500-2400⁰S ga etadi.

Yonilg’ining yonishida beriladigan xovoning miqdori katta rol o’ynaydi. Agar u etarli bo’lmasa, yonilg’i sekin yonadi, harorat past bo’ladi, chala yonish maxsulotlari, ya’ni uglerod (II)-oksidi, qurum va boshqalar hosil bo’ladi. Ish bajargan gazlar to’q rangda, ba’zan qora rangda chiqadi. Havo miqdorini keragidan oshirib yuborish ham yaramaydi. Havo tarkibidagi kislorod, hajm bo’yicha faqat 21% ni tashkil qiladi, qolganlarini èsa inert gaz va azot N₂ tashkil ètadi. Demak, ko’p havo berilsa, issiqlikning anchagina qismi azot va ortiqcha kislorodni isitishga sarflanadi, bunda harorat pasayadi, yonish tezligi kamayadi, yonilg’i ortiqcha sarf bo’ladi.

Dvigatelning suyuq aralashmada ham, quyuq aralashmada ham ishlash rejimi foydali èmas. Birinchi holda yonuvchi aralashma ko’p miqdorda inert azot va ortiqcha kislorod vositasida suyuladi, yonish tezligi va temperaturasi past bo’ladi, dvigatel kerakli quvvatni hosil qilolmaydi. Ikkinchi holda kislorod etarli bo’lmaydi, yonilg’ining chala yonish maxsullari paydo bo’ladi, qurum ko’payadi, dvigatel tutaydi, yonilg’i sarfi ortadi, quvvati kamayadi. Barcha tipdagi dvigatellarning xamma ish rejimlarida yonilg’ining to’la yonishiga bunda ortiqcha havo koèffitsienti mumkin qadar kichik bo’lishiga èrishish zarur. Qo’yida turli dvigatellarda va issiqlik-kuch moslamalarida yonilg’i yonishi uchun kerak bo’ladigan ortiqcha xavo koèffitsientining taxmiiy qiymatlari keltirilgan:

YO N I L G’ I T U R L A R I

Benzin (karbyuratoril dvigatellar uchun) 0.09-1.15

Dizel yonilg’isi (tezyurar dizellar uchun) 1.20-1.60

Motor yonilg’isi (sekinyurar dizellar uchun) 1.50-1.70

Qattiq 1.50-2.00

Changsimon 1.10-1.20

Gazsimon (siqilgan,suyultirilgan gazlar) 1.05-1.15
Yonilg’ining qovushqoqligi qancha past bo’lsa, u havo bilan shuncha yaxshi aralashadi va havo kam bo’lganda ham yonilg’ining to’la yonishi ta’minlanadi.

Yonish issiqligi deb, yonilg’ining massa birligi -1kg suyuq yoki qattiq yonilg’i 1 m³ gazsimon yonilg’i to’la yonganda ajralib chiqadigan issiqlik miq-doriga aytiladi. Xalqaro birliklar tizimi(SI)ga ko’ra barcha energiya miqdori joulda(J) o’lchanadi. Joul -1 nyuton(N) kuchni 1m yo’lda bajargan ishi. Joul uncha katta bo’lmagani uchun ko’pincha jouldan 1000 marta katta bo’lgan kilojouldan(kJ) foydalaniladi. Issiqlik kaloriyalarida(kal) va kilokaloriyalarda(kkal) o’lchanardi. 1 kal q 4.1868J; 1 kkal q 4.1868kJga teng.

Turli markadagi suyuq yonilg’ilar(dizel yonilg’isi, benzin) to’la yongada deyarli bir xil mikdorda issiqlik ajraladi. Uning foydali(yoki past) yonish issiqligi Q_pastq10200¸10500 kkal/kg yoki 4250¸43800 kJ/kg ga teng. Dvigatelga yonilg’i èmas, balki yonilg’i va havodan iborat yonuvchi aralashma keladi. Yonuvchi aralashmada havo kam bo’lsa issiqlik ortadi, yonish uchun ko’proq havo berilganda èsa kamayadi.

Jadval 1

Yonilg’i va yonuvchi aralashmalarning yonish issiqligi.

Yonilg’i	Hisoblab topilgan havo miqdori, kg/kg	Yonilg’ining yonish issiqligi kJ/kg(kkal/kg)	Yonuvchi aralashmaning yonish issiqligi, kJ/kg(kkal/kg)
Avtomobil benzini	14.8	43961 (10500)	2780 (664)
Aviatsiya benzini	14.9	44380 (10600)	2788 (666)
Dizel yonilg’isi	14.4	42700 (1020)	2771 (662)
Ètil spirti	8.4	25958 (6200)	2763 (660)
Benzol	13.2	39356 (9400)	2771 (662)

Yonilg’i bug’larining havo bilan har qanday aralashmasi ham dvigatelda alangalanib yonavermaydi. Aralashmaning yuqori va past alangalanish chegaralari bo’ladi aralashmaning yuqori chegarasiga havoda yonilg’i bug’lari shuncha miqdorda bo’ladiki, aralashma bundan ham quyuqlashib ketganda u alangalanmaydigan bo’lib qoladi. Alangalanishning past chegarasida havoda yonilg’i bug’lari etarli bo’lmaydi, agar èndi aralash-ma bundan xam suyuqlashsa, u yonmaydigan bo’lib qoladi. aq0.45¸0.5 bo’lganda benzinning alangalanish chegarasi yuqori, aq1.35¸1.40 da past bo’ladi. Bosim va haroratni ko’tarilish bilan bu chegaralar bir oz kattalashadi.

Karbyuratorli dvigatellar uchun asosiy yonilg’i sifatida turli sort va markadagi benzinlar ishlatiladi.

Benzinlar oson bug’lanadigan yonuvchi suyuqlikdir. Ularda massasi bo’yicha taxminan 85% uglerod, 15% vodorod va juda oz mikdorda kislorod, azot va oltingugurt bo’ladi. Benzinlarning zinchligi 0,712-0,742 g/sm³, yonganda chiqadigan issiqlik miqdori taxminan 3200 MJ/m³. Zichligi nisbatan katta va yonganda ko’p issiqlik ajralib chiqqanligi uchun yonilg’ining bu turi bilan ishlaydigan avtomobillar ancha katta yurish yo’liga èga èkanligi (400 km va undan ortiq) bilan farq qiladi.

Dvigatel hosil qiladigan quvvat, uning tejamkorligi, ishonchligi va samarali ishlashi ko’p jixatdan tanlanadigan benzinning xossalariga bog’liq bo’ladi.
Benzin ko’yidagi èkspluatatsion talablariga javob berishi kerak.

1) karbyuratsion xossalari yuqori bo’lishi, ya’ni barcha rejimlarda dvigatelni osongina yurgizib yuborilishi va barqaror ishlashini ta’minlaydigan yonuvchi aralashma hosil qilish kerak;

2) yuqori detonatsion barqarorlikka èga bo’lishi, ya’ni har qanday ish rejamida dvigatelda detonatsiya paydo qilmasligi lozim;

3) yonuvchi aralashmaning yonish issiqligi kerakli darajada yuqori bo’lishi zarur;

4) baklarda, yonilg’i berish apparatlarida smolalar xamda dviga-telning issiq detallarida mumkin qadar kam qurum xosil qilishi zarur;

5) uzoq saqlanganda ham xossalari o’zgarmasligi uchun yuqori barqarorlikka èga bo’lishi kerak;

6) rezervuar, baklar, trubalarni korroziyalamasligi, uning yonish maxsullari èsa dvigatel detallarini korroziyalamasligi lozim.