Основные свойства нефтей и нефтепродуктов

Температура горения дизеля и бензина

Когда речь идет о температуре горения дизеля и бензина, важно понимать различия между этими двумя видами топлива. Дизельное топливо горит при более высокой температуре, чем бензин. Температура горения дизеля обычно составляет около 1800 градусов Цельсия, в то время как температура горения бензина может достигать около 700 градусов Цельсия.

Что такое бензин и дизтопливо

Бензин и дизельное топливо – это основные виды топлива, используемые в двигателях внутреннего сгорания. Бензин обычно используется в бензиновых двигателях, в то время как дизельное топливо используется в дизельных двигателях.

Температура испарения нефтепродуктов

Температура испарения нефтепродуктов важна для определения их плотности. Чем выше температура испарения, тем выше плотность нефтепродукта. Это важно при оценке выбросов парниковых газов в атмосферу.

Зачем знать температурные характеристики

Знание температурных характеристик топлива помогает не только оптимизировать процессы сгорания, но и контролировать выбросы вредных веществ в атмосферу. Промышленные предприятия должны проводить расчеты выбросов парниковых газов, чтобы минимизировать их воздействие на окружающую среду.

Методы определения плотности нефти

Существуют три основных метода определения плотности нефтепродуктов:

1. Ареометрический метод: позволяет определить плотность с помощью денсиметра/ареометра, с градуировкой относительно плотности воды.

2. Метод взвешенной капли (уравнивания плотности): используется для исследования малых количеств или твердых нефтепродуктов.

3. Пикнометрический метод: проводится с помощью пикнометров для сравнения массы дистиллированной воды с нефтепродуктом.

Что такое парниковые газы и парниковый эффект

Парниковые газы нарушают процесс рассеивания инфракрасного излучения, прогревающего планету. Парниковый эффект приводит к изменению климата и увеличению экстремальных погодных явлений. Понимание воздействия парниковых газов на окружающую среду важно для разработки мер по снижению выбросов и борьбы с изменением климата.

Управление процессами переработки нефти

Управление физическими и физико-химическими процессами лежит в основе переработки нефти и получения товарных продуктов. Для грамотного управления этими процессами необходимо знать физико-химические, физические, коллоидные свойства нефти, а также состав ее фракций и их остатков.

Плотность нефти

Свойство, которое рассматривается первым во всех образовательных учебниках по химической технологии переработки нефти – плотность. Именно она позволяет в совокупности с другими константами оценить химический и фракционный состав нефти и нефтепродуктов.

Выделяют два вида плотности:

• абсолютная плотность;
• относительная плотность.

К первому относится абсолютная плотность, которая выражается как масса единицы объема нефтепродукта/нефти. Относительная плотность – это безразмерная величина, которая показывает отношение плотности нефтепродукта при t2 к плотности дистиллированной воды при t1=4 оС. Обозначается как р420, р1515, р2020 (для лабораторных исследований).

Для газов принимается отношение плотности газа к плотности воздуха. Стандартными условиями является давление 0,1 МПа и температура 0 оС.

Для улучшения свойств ДТ производители добавляют присадки. В таблице ниже представлены основные компоненты топлива.

Что такое бензин и дизтопливо

Оба вида топлива представляют собой сложные соединения, которые получают в процессе перегонки нефти с добавлением реагентов.

Бензин — многокомпонентная жидкость, поэтому нет единой формулы, фиксированных характеристик. Помимо углеводородов, серы, кислорода и азота, в бензиновой смеси есть присадки для получения нужных свойств конечного продукта.

Солярка (другое название дизельного горючего) состоит из смеси углеводородов, воды, соединений серы, красителей, механических примесей, смол, присадок. Различают летнее, межсезонное, зимнее и арктическое дизтопливо (ДТ) для разных температур.

Бензин

Марка топлива говорит о его свойствах. Разберем на примере АИ-92. Цифры — октановое число. Они указывают на стойкость к воспламенению без открытого огня. Буквы расшифровываются так: А — автотранспорт, И — исследовательский метод замера октанового числа.

Дизтопливо

По аналогии с бензиновым горючим основной характеристикой солярки считают цетановое число. Оно указывает, как быстро смесь топлива с воздухом воспламеняется в цилиндрах мотора.

При покупке дизельного горючего важно учитывать, что его использование при температуре ниже рекомендованной ведет к замерзанию жидкости, возникновению неисправностей в топливной системе.

Преимущества использования качественного дизельного топлива

• Повышает цетановое число, что приводит к улучшению пуска мотора, снижению расхода топлива и шума в процессе работы
• Обеспечивают чистоту распылителей
• Присадки для улучшения текучести повышают безопасность эксплуатации мотора при пониженных температурах
• Повышают стабильность работы мотора, когда за окном минусовая температура
• Снижают износ компонентов впрыска, особенно при заправке топливом с низким процентом серы
• Повышают комфорт заправки (нет перелива через край)
• Защищают систему питания от коррозии

Качественное дизтопливо продлевает срок службы мотора, а фальсификат приводит к поломкам.

Одно из различий между бензиновой смесью и ДТ — способ воспламенения. В обоих случаях жидкость находится под давлением. В двигателях внутреннего сгорания она загорается от искры, которую дает свеча зажигания. В дизельных моторах воспламенение идет от быстрого и сильного сжатия. Горючее делится на несколько категорий, одна из которых – АИ-92 и другие марки бензина сгорают быстрее солярки.

Вязкость

Вязкость – свойство газа или жидкости оказывать сопротивление перемещению одного слоя относительно другого под действием внешней силы. Данный показатель позволяет определить, как нефть будет прокачиваться по трубопроводам, как будут проходить топлива в системе питания, а также характеризует поведение масел в узлах трения механизмов.

Выделяют динамическую вязкость. Она характеризует усилие, которое необходимо для перемещения двух слоев вещества с площадью 1 м², на расстоянии 1 м и со скоростью 1 м/с.

Как правило, в технологических расчетах применяют кинематическую вязкость. Она является частным от деления вязкости динамической на плотность.

Также определяют и условную или относительную вязкость. Ее определение применимо только к тяжелым и высоковязким продуктам; она показывает отношение времени истечения из стандартного вискозиметра 200 мл жидкости при температуре испытания ко времени истечения 200 мл дистиллированной воды при 20 оС.

Относительная влажность измеряется в градусах условной вязкости или градусах Энглера.

Чтобы провести взаимный перерасчет вязкости различных нефтепродуктов, применяют различные графики, номограммы и формулы.

Стоит отметить, что вязкость продуктов нефти напрямую зависит от фракционного состава и химического состава. Так, для более тяжелых фракций значение вязкости соответственно выше. Меньшая же вязкость соответствует парафинов, а большая – для нафтенов. Среднее между ними значение вязкости характерно для ароматики.

С увеличением давления вязкость жидких и газообразных продуктов нефти возрастает. С практической точки зрения, этот факт весьма значим, потому что в различных механических соединениях на масла оказывается достаточно высокое давление.

Изучение Вязкости и Молекулярной Массы Нефтепродуктов

С изменением давления вязкость различных углеводородных соединений изменяется по-разному. Меньше всего давление влияет на значения вязкости парафиновых углеводородов, в большей степени показатель вязкости зависит от давления в случае ароматических углеводородов и нафтенов. Отметим, что чем выше температура, тем в меньшей степени давление оказывает влияние на значение вязкости.

Влияние Давления на Вязкость

Что касается аддитивности, она имеет место лишь для смеси из двух компонентов. Если же компонентов больше, то вязкость меньше, чем определенная по правилу смешения.

Для газов вязкость возрастает с увеличением температуры.

Измерение Вязкости

Измерение вязкости проводят на вискозиметрах, которые имеют три разных вида действия.

Таблица: Типы вискозиметров

Фотографии Инструментов

Молекулярная Масса

Молекулярная масса – важный показатель для расчетов в нефтяной промышленности. С повышением температуры кипения нефтяных фракций также увеличивается и их молекулярная масса.

Для определения молекулярной массы продуктов нефти часто используется криоскопический метод, основанный на изменении температуры замерзания растворителя при добавлении нефтепродукта.

На рисунке показано устройство прибора, используемого в криоскопическом методе определения молекулярной массы нефти и ее продуктов. В криоскоп 1, который плотно закрывается пробкой, наливают исследуемый раствор или растворитель. Через специальное отверстие вставляется разностный/дифференциальный термометр и перемешивающее устройство. Мешалка имеет форму кольца, что позволяет ей свободно охватывать термометр. Пробирка большего размера 4 выполняет роль рубашки, что позволяет равномерно проводить процесс охлаждения. Всю описанную конструкцию помещают в толстостенный стакан 5, который заполнен холодной водой/льдом. Имеется также мешалка из толстой проволоки (на рисунке не подписана). Ее применяют для перемешивания охладительной смеси.

Известен также второй метод – эбулиоскопический. Он основывается на измерении приращения температуры кипения растворителя после того, как в него введут навеску нефти или нефтепродукта.

Стоит отметить, что молекулярная масса является аддитивной величиной.

Давление насыщенных паров – такое давление, которое развивают пары при данной температуре в условиях равновесия с жидкостью. Данный показатель определяет испаряемость продуктов. В случае равенства ДНП (давления насыщенных паров) давлению системы, то температура, при которой это равенство осуществимо, именуется температурой кипения вещества.

Для определения ДНП используется статический метод. Он основан на измерении Рнас жидкости при заданной температуре в условиях равновесия.

При технических определениях рассматриваемого свойства используется бомба рейда. Она представляет собой емкость, состоящую из двух камер: паровая камера и жидкостная. Их соотношение 4 к 1 соответственно. Продукт нефти заливают в жидкостную камеру, а к ней присоединяют паровую камеру с манометром. Далее помещают всю емкость в баню при 100 градусах по Фаренгейту с целью установления постоянного значения на манометре. Этот факт скажет о том, что равновесие между паром и жидкостью достигнуто.

Бомба Рейда показана на изображениях ниже.

Температура вспышки

Параметры измеряют лабораторным путем. Бензиновым горючим или соляркой заполняют емкость, подогревают на электроплите. При нагреве на каждый следующий градус к жидкости подносят горелку и контролируют, когда произойдет вспышка. Для бензиновых смесей норма — 40°C, для дизельных — от 52 до 96°C.

Необходимо отличать температуру горения и вспышки. Последняя происходит от открытого огня. Условия — концентрация паров бензина доходит по объему до 0,8–8%. Гореть будет паровоздушная смесь. Когда в воздухе недостаточно паров горючего, вспышки не будет. Если много паров, тоже не будет горения, поскольку кислорода мало.

Температура кипения

Указывает, какой показатель температуры нужен, чтобы жидкость перешла в газообразное состояние. Параметр не зависит от состава топлива. К примеру, вне зависимости от марки, бензиновая смесь способна закипать на отметке в 50°C, а горючее в дизельных моторах — при 180°C и выше. Производители анализируют параметры температуры в процессе перегонки 10, 50 и 90% сырья.

При испарении 10% из жидкости выделяются легкие фракции. Их задача — обеспечить запуск в моторе. Чтобы во время зимы завести ДВС, первые 10% должны выкипать при нагреве не более 55°C, а летом — 70°C.

Плавное сгорание первых 10% легких углеводородных фракций снижает риск образования пробок пара в топливной системе машины. Следующие 50% смеси — рабочая фракция. За счет ее сгорания мотор эффективно работает. Последние 10% — тяжелые углеводороды. Они участвуют в процессе образования отложений на деталях, снижают КПД двигателя, увеличивают расход горючего.

Оставшиеся проценты не успевают сгореть до впрыска новой порции горючего. Для снижения количества сажи важно, чтобы тяжелые углеводороды закипали на отметке в 115°C.

Тепловые свойства нефтепродуктов

К тепловым свойствам нефтепродуктов относят:

Теплоемкость. Количество тепла, которое необходимо для нагрева 1 кг продукта нефти от температуры t1 до температуры t2, называют средней удельной теплоемкостью. Она зависит от температуры определения, а в расчетах используют значение средней удельной теплоемкости для интервала температур. Для разных нефтепродуктов она различна: зависит от химического состава, определяется по формулам как для жидких, так и для газообразных продуктов (для них различают теплоемкость при постоянном давлении или при постоянном объеме). Является аддитивным свойством;

Теплота испарения. Количество энергии, необходимое для испарения единицы массы вещества при постоянных температуре и давлении. Для чистых веществ определяется по справочнику. Для нефтепродуктов теплоту испарения рассчитывают по эмпирическим формулам, возможно определение по графикам и номограммам;

Теплота плавления. Количество энергии, необходимое для разрушения кристаллической решетки единицы массы вещества и перевода его в жидкое состояние. Определяется для твердых нефтепродуктов. Определяется по формулам. С увеличением молекулярной массы теплота плавления и температура плавления нефтепродуктов повышаются. Температура плавления и теплота плавления также возрастают позже с ростом давления.

Теплота сгорания. Характеризует теплотворную способность топлива. Выделяют низшую и высшую теплоту сгорания, отличающиеся на величину полной конденсации водяных паров, образующихся при сгорании топлива. Определяется экспериментально или по формулам, является аддитивным свойством;

Энтальпия. Количество тепла, необходимое для нагрева 1 кг жидкости от 0 до температуры t (для жидких нефтепродуктов). Для парообразных нефтепродуктов понимают количество тепла, которое необходимо для нагрева жидкого нефтепродукта и нагрева паров до температуры t. На энтальпию для паров продуктов нефти характерно влияние и давления: энтальпия снижается с повышением давления. Является аддитивным свойством;

Теплопроводность. Характеризует способность нефтепродуктов проводить тепло. Зависит данный показатель от химического состава, температуры, давления и фазового состояния. Твердые нефтепродукты обладают наибольшей теплопроводностью, а наименьшей – газы. Определяется по формулам и номограммам.

Температура горения дизеля и бензина

Бросить зажженную спичку в пролитый на земле бензин, чтобы он разгорелся и взорвал автомобиль? Такое возможно только в кино. И то лишь благодаря спецэффектам.

На деле температура паров горючего должна быть выше 250°C. Вот тогда будет вспышка, можно ожидать горения нефтепродукта.

Но в условиях открытого воздуха такая температура недостижима.

Зачем знать температурные характеристики

Нефтепродукты характеризуются высоким риском возгорания. Поэтому, чтобы не случилось воспламенение топлива, необходимо использовать подходящие марки бензина и дизеля, соблюдать технику безопасности.

Качественные характеристики горючего (плотность, октановое число, температура кипения) определяют способность транспорта ездить без перегрева, остановок, поломок.

Для исключения покупки фальсификата стоит заправляться на проверенных АЗС. Чтобы получить доступ к ведущим поставщикам горючего в России, закажите топливную карту от компании «ППР». С ее помощью можно получать скидки, бонусы, вести учет и оформлять документацию онлайн.

Чек-лист “5 способов экономии для владельцев автопарка”

Оставьте свои контактные данные и получите PDF с чек-листом про экономию автопарка. 5 основных способов будут ждать вас на почте

Меры сдерживания парникового эффекта

Специальные меры по сокращению выбросов CO2 принимаются не только на мировом, но и на региональном уровне. Одна из них – обязательный расчет выбросов парниковых газов. Его должны проводить все промышленные предприятия, которые каждый год выбрасывают более 150 000 тонн диоксида углерода. Соответствующее требование установлено Федеральным законом № 296-ФЗ «Об ограничении выбросов парниковых газов». Для более мелких организаций пока что предоставление такого расчета является добровольным. Однако уже к 2025 году отчет потребуется подавать организациям, у которых масса годовых выбросов углекислого газа достигает 50 тысяч тонн.

В России разрабатываются различные программы по уменьшению загрязнения атмосферы парниковыми газами. Растет количество организаций, которые стремятся к углеродно-нейтральному статусу – он становится важным конкурентным преимуществом на рынке.

Температура испарения нефтепродуктов

Показатель испарения указывает, какой нагрев нужен, чтобы топливо смешивалось с воздухом. Величина температуры зависит от фракционного состава, плотности, теплоемкости, давления паров.

Среднее значение для АИ-92 — от 40 до 50°C. ДТ испаряется при более высоких показателях. Перед впрыском его паров температура в отсеке должна повыситься до 500–600°C.

Свойства нефтяных вяжущих

К вяжущим нефтепродуктам относятся пеки, битумы, мастики. Наиболее важные их свойства:

– температура размягчения;

– температура хрупкости по Фаарсу.

Температура размягчения битума – температура, при которой битум переходит в капельно-текучее состояние в стандартных условиях. Обычно определяется методом КиШ (кольцо и шар). Согласно методу, расплавленный битум заливается в кольца, сделанные из меди, после на эти кольца кладут шарики из стали и нагревают. Та температура, при которой шарик продавливает битум и касается контрольного диска, принимается за температуру размягчения.

Пенетрация – глубина проникновения иглы – позволяет определить структурно-прочностные свойства битума. Определение глубины проникновения иглы проводится на пенетрометре. Битум, предварительно расплавленный, заливается в медную чашу, термостатируют и помещают на столик прибора. Пенетрация осуществляется проникновением иглы в битум в течение 5 секунд. Обязательное условие – температура 25 градусов по Цельсию.

Дуктильность – способность битума растягиваться в нити при приложении к нему силы. На этом свойстве основывается применение битума с целью цементирования мелких каменных материалов, используемых в дорожном строительстве. Растяжимость проводят на дуктилометре при 25 оС и 0 оС. Битум, согласно методике, заливают в стандартные формы, которые ставятся на салазки прибора, помещенные в воду. Одна половина салазок начинает движение, растягивая битум со скоростью 5см/мин. То расстояние, которое проходят салазки до момента разрыва, определяют как растяжимость битума.

Температура хрупкости – показывает низкотемпературные свойства битумов, склонность ломаться, трескаться. На пластинку наносят битум, после чего ее помещают в аппарат Фаарса. Пластина охлаждается, а за 10 оС до предполагаемой температуры хрупкости пластинку подвергают изгибу. За температуру хрупкости принято считать появление первой трещины.

Температура вспышки – та температура, при которой нефтепродукт выделяет при нагревании такое количество паров, которое образует с воздухом смесь, вспыхивающую при поднесении открытого пламени. Этот показатель характеризует испаряемость продуктов нефти и их огнеопасность. Чем более легкая фракция, тем соответственно ниже ее температура вспышки.

Температура вспышки широко используется для определения чистоты фракций нефти, получаемых при перегонке.

Существует два стандартных метода определения данной характеристики: в открытом и закрытом тигле. Разница между ними весьма значительна: чем выше температура вспышки, тем и больше разница. В закрытом тигле необходимое количество паров накапливается значительно быстрее, чем в приборе открытого типа, где пары диффундируют в воздух.

По температуре вспышки судят о возможности образования взрывчатых смесей паров нефтепродукта с воздухом. Опасность представляет смесь, когда концентрация паров нефти достигает определенных значений. Таким образом, различают верхний и нижний пределы взрываемости.

Температура воспламенения и самовоспламенения – если при определении температуры вспышки нагревать нефтепродукт и дальше, можно пронаблюдать, как пары вспыхивают, но сам нефтепродукт горит еще некоторое время. Наименьшая такая температура и есть температура воспламенения. Ее тоже определяют в открытом тигле.

Также существует температура самовоспламенения – такая температура, при которой нефтепродукт, соприкасаясь с воздухом, воспламеняется и продолжает гореть без внешнего источника огня.

Температура застывания – та температура, при которой продукт теряет свою подвижность из-за фазовых превращений вещества и перехода его из обычной вязкости к структурной. Подвижность нефтепродукт теряет при увеличении вязкости или при образовании в объеме твердой фазы (кристаллизации).

Температура застывания определяется при проведенной заранее термической подготовке: образовавшиеся кристаллы полностью растворяются или расплавляются. После этого нефтепродукт охлаждают до примерной температуры застывания, а при ее достижении наклоняют пробирку на 45 о и смотрят за уровнем. В качестве температуры застывания применяется такая температура, при которой уровень продукта нефти остается неименным в течение некоторого времени.

Температура плавления – та температура, при которой случается переход из твердого кристаллического состояния в жидкое. Температуру плавления определяют по методу Жукова. Таким образом, в прибор заливают расплавленный парафин и охлаждают его, записывая температуру каждую минуту. По полученным данным выстраивают график с осями время-температура. Температура, которой соответствует горизонтальный участок на кривой охлаждения, принимается за температуру плавления. Прямая образуется в тот момент, когда поддерживается постоянная температура за счет выделения тепла при кристаллизации. Нефтепродукты, не содержащие парафин, не определяются на температуру плавления.

Температура каплепадения – показатель, который нормируется для мазеобразных нефтепродуктов вместо температуры плавления. Ее нельзя отождествлять с температурой плавления, потому что падение первой капли вовсе не означает, что при данной температуре вся смазка потеряла пластичность и начала течь. Температура каплепадения характеризует не только термическую устойчивость смазки, но и ее стабильность против расслоения. Показатель определяют с помощью термометра Уббелоде, в нижней части которого расположена металлическая гильза. В эту гильзу ввинчивается металлическая трубка с отверстием, куда вставляется капсюль с испытуемой смазкой. Такой термометр вставляют в пробирку и греют на водяной или глицериновой бане.

За температуру каплепадения принимают такую температуру, при которой падает первая капля или дна пробирки, куда вставлен термометр, касается столбик продукта нефти, выступившего из отверстия капсюля.

Как снизить эффект от выбросов парниковых газов

Для борьбы с постепенным потеплением климата разрабатываются глобальные стратегии, в реализации которых участвуют целые континенты. Одной из таких стратегий стало Парижское соглашение – документ был ратифицирован в 2015 году. При его заключении было официально зафиксировано повышение средней температуры на планете на 2 °C – такое изменение уже приводит к значительным негативным переменам.

Можно перечислить несколько наиболее эффективных мер, помогающих снизить антропогенное воздействие на атмосферу:

Оценка выбросов от сжигания топлива автомобилями

Оценка выбросов углекислого газа от автотранспорта рассчитывается по аналогичной формуле. Годовой выброс в организации предполагает расчет по каждому используемому в организации типу транспорта и разновидности топлива (бензин, природный газ, дизельное горючее). Подсчитывается общая величина использованного за год горючего, затем проводится расчет по формуле Е = М х К1 х ТНЗ х К2 х 44/12.

Коэффициенты для пересчета теплоты сгорания и объемов выбросов СО2 рассчитываются по составу горючего и его физическим характеристикам. Такие данные вносятся в справочные таблицы, которые приводятся в ГОСТах на различные виды горючего.

Расчет парниковых газов от энергетической деятельности предприятий (сжигание топлива)

В данном разделе приводится методика расчета выбросов парниковых газов от энергетической деятельности, связанной со сжиганием топлива. При проведении инвентаризации выбросов парниковых газов от сжигания топлива с целью производства энергии (электричества и тепла) и для собственных нужд предприятия оцениваются выбросы газов с прямым парниковым эффектом – двуокиси углерода (СО2), метана (СН4) и закиси азота (N2O).

В процессе сжигания топлива большая часть углерода выбрасывается непосредственно в виде CO2. Другие газы (СН4 и N2O) также оцениваются. Весь высвободившийся углерод рассматривается в качестве выбросов CO2. Неокислившийся углерод, остающийся в виде твердых частиц, сажи или золы, исключается из общих показателей выбросов парниковых газов путем умножения на коэффициент1 окисления углерода в топливе (который показывает долю сгоревшего углерода).

Выбросы двуокиси углерода

Выбросы двуокиси углерода при стационарном сжигании топлива являются результатом высвобождения углерода из топлива в ходе его сгорания и зависят от содержания углерода в топливе. Содержание углерода в топливе является физико-химической характеристикой, присущей каждому конкретному виду топлива и не зависит от процесса или условий сжигания топлива.

Таблица 1 – Приставки и множители

Исходными данными для расчета выбросов служат данные о деятельности предприятия. Данные о деятельности представляют собой сведения о количестве и виде сожженного за год ископаемого топлива, то есть фактическое потребление топлива за год, по которым предприятия ведут учет.

Для расчетов используются следующие физические единицы измерения массы или объема топлива: для твердого и жидкого топлива – тонны, для газообразного топлива – тысячи кубических метров. Для перевода физических единиц в общие энергетические единицы – джоули (Дж), мегаджоули (МДж), гигаджоули (ГДж) или тераджоули (ТДж) (Таблица 1) – используется низшее теплотворное значение (теплота сгорания, или теплотворное нетто-значение – ТНЗ) каждой категории топлива.

Оценка выбросов диоксида углерода при сжигания топлива установками

Каждое топливо имеет определенные химико-физические характеристики, которые воздействуют на горение, такие, как значение ТНЗ, и содержание углерода. Содержание углерода в топливе может определяться в лаборатории на предприятии, что позволяет рассчитать собственный коэффициент выбросов двуокиси углерода и получить более точное значение выбросов. Использование собственных коэффициентов выбросов предпочтительнее усредненных коэффициентов, указанных в методике.

Расчет выбросов СО2 при сжигании топлива разбивается на следующие шаги:

1. фактически потребленное количество каждого вида топлива по каждой установке в натуральных единицах (т, м3) для соответствующего вида продукции умножается на коэффициент его теплосодержания ТНЗ (ТДж/т, м3);

2. полученное произведение (расход топлива в энергетических единицах – ТДж) умножается на коэффициент выбросы углерода (т C/ТДж);

3. полученное произведение корректируется на неполное сгорание топлива – умножается на коэффициент окисления углерода (отношение СО2 : СО);

4. пересчет выбросов углерода в выбросы СО2 – путем умножения откорректированного углерода на 44/12.

Расчет выбросов СО2 для каждого вида топлива для отдельных источников (установок для сжигания) производится по формуле:

Е = М х К1 х ТНЗ х К2 х 44/12

Е – годовой выброс СО2 в весовых единицах (тонн/год);

М – фактическое потребление топлива за год (тонн/год);

К1 – коэффициент окисления углерода в топливе (показывает долю сгоревшего углерода), таблица 2;

ТНЗ – теплотворное нетто-значение (Дж/тонн), таблица 3;

К2 – коэффициент выбросов углерода (тонн/Дж), таблица 3;

44/12 – коэффициент пересчета углерода в углекислый газ (молекулярные веса соответственно: углерод – 12 г/моль, О2 = 2 х 16 = 32 г/моль, СО2 = 44 г/моль).

Определение фактического потребления топлива производится на основании учетных данных предприятия о потреблении различных видов топлива.

При сжигании топлива не весь содержащийся в нем углерод окисляется до СО2. Учет неполного сгорания топлива производится с помощью коэффициента окисления углерода К1. Средние значения К1 представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Коэффициенты окисления углерода (K1)

Вид топлива Коэффициент окисления углерода (К1)

Нефть и нефтепродукты 0,99

Для перевода потребленного количества топлива в энергетические единицы его масса умножается на его теплотворное нетто-значение (ТНЗ). Для получения эмиссий углерода полученное количество потребленного топлива умножается на коэффициент выбросы углерода. Значения ТНЗ и коэффициентов выбросы углерода для видов топлива приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Коэффициенты низших теплотворных нетто-значений (ТНЗ) и коэффициенты выбросов углерода (К2) для видов топлива

Виды топлива ТНЗ,ТДж/тыс.т Коэффициент выбросов углерода,К2, тС/ТДж

Реактивное топливо типа бензина

Реактивное топливо типа керосина 43,32CS 19,78CS

Керосин осветительный и прочий 44,75 19,6

Топливо печное бытовое 42,54CS 20,29CS

Топливо для тихоходных дизелей (моторное) 42,34CS 20,22CS

Топливо нефтяное (мазут) 41,15CS 20,84CS

Пропан и бутан сжиженные 47,31D 17,2D

Углеводородные сжиженные газы

Битум нефтяной и сланцевый 40,19D 22D

Отработанные масла (прочие масла) 40,19D 20D

Кокс нефтяной и сланцевый 31,0D 27,5D

Прочие виды топлива 29,309D 20D

Лигнит (бурый уголь) 15,73PS 25,15PS

Кокс и полукокс из каменного угля 25,12D 29,5D

Дрова для отопления 10,22CS 29,48CS

Оценка выбросов парниковых газов от сжигания топлива автомобильным транспортом

Автомобильный транспорт производит значительное количество выбросов ПГ, таких, как диоксид углерода (CO2), метан (CH4) и закись азота (N2O). По методологии МГЭИК автомобильный транспорт, как один из источников эмиссий ПГ, входит в модуль «Энергетическая деятельность», так как выбросы ПГ от автотранспорта связаны со сжиганием топлива. При оценке выбросов ПГ можно использовать национальные факторы эмиссий или факторы эмиссий ПГ по умолчанию, предложенные в Справочном руководстве МГЭИК.

Расчеты выбросов от транспортных средств основаны на данных об общем потреблении топлива. Удельная теплота сгорания и коэффициенты выбросов для каждого типа топлива были частично рассчитаны с учетом специфики используемого топлива.

Методика расчета выбросов от сжигания топлива от автомобильного транспорта подразделяется на две части: оценка эмиссий двуокиси углерода и оценка эмиссий других газов. Оценка выбросов CO2 лучше всего рассчитывается на основе количества и типа сгораемого топлива и содержания углерода в нем. Количество окисленного углерода практически не варьирует в зависимости от применяемой технологии сжигания топлива. Оценка выбросов других газов с парниковым эффектом более сложна, так как зависит от типа автомобиля, топлива, характеристик эксплуатации транспортного средства, типа технологии контроля за выхлопными газами.

Оценка выбросов диоксида углерода от сжигания топлива автомобильным транспортом

Расчет выбросов диоксида углерода от сжигания топлива в двигателях внутреннего сгорания рекомендуется проводить на основе учета видов топлива и типов двигателя. Выбросы углекислого газа по этому методу оцениваются следующим образом. Сначала оценивается потребление каждого вида топлива по типам транспорта (легковой, грузовой, автобусы, спецмашины). Затем оцениваются общие выбросы СO2 путем умножения количества потребленного топлива на фактор выбросы для каждого типа топлива и типа транспорта по формуле:

М – фактическое потребление вида топлива за год (тонн/год);

К1 – коэффициент окисления углерода в топливе (показывает долю сгоревшего углерода), таблица 4;

ТНЗ – теплотворное нетто-значение (Дж/тонн), таблица 4;

К2 – коэффициент выбросов углерода (тонн С/Дж), таблица 4;

44/12 – коэффициент для пересчета выбросов углерода С в двуокись углерода СО2.

Для оценки выбросов диоксида углерода от автотранспортного сектора для используемых видов топлива (бензин, дизельное топливо, сжиженный нефтяной газ, сжатый природный газ) были рассчитаны региональные коэффициенты пересчета сожженного топлива в выбросы СО2 (теплотворные нетто-значения, коэффициенты выбросы углерода, фракция окисленного углерода). Расчеты коэффициентов для пересчета, представленные в таблице 3.4, были проведены по составу топлива и их физическим характеристикам на основе следующих источников данных: данные ГОСТов различных видов топлива; справочные данные; данные, полученные от некоторых нефтяных и газовых месторождений.

Таблица 4 – Коэффициенты для пересчета сожженного топлива в выбросы СО2 для автотранспорта

Виды топлива Теплотворное нетто-значение низшее,ТНЗ ТДж/тыс.тонн Коэффициент выбросов углерода,К2, тС/ТДж Фракция окисленного углерода, К1

Коэффициенты для расчета выбросов СО2 при сжигании ископаемого топлива

Выбросы СО2 от сжигания топлива — не только главная составляющая всех антропогенных выбросов парниковых газов, но и их наиболее точно известная часть. Во всех странах сжигание топлива — предмет строгой статистической отчетности. При этом выбросы СО2 при сжигании угля, газа, нефтепродуктов и торфа зависят, прежде всего, от количества использованного топлива. Энергетическая эффективность сжигания топлива очень важна для энергетики и транспорта, но на выбросы СО2 влияет слабо. Главное именно то, сколько топлива было сожжено. Здесь мы не рассматриваем энергетику стран. Однако в качестве справочной информации для заполнения энергетического паспорта и Приложения 7 «Сведения по выбросам СО2-эквивалента при использовании энергетических ресурсов за отчетный (базовый) год» полезно привести коэффициенты пересчета — данные о том, сколько СО2 поступает в атмосферу при сжигании тонны того или иного топлива.

Таблица 5 – Коэффициенты для расчета выбросов СО2 при сжигании ископаемого топлива

Виды топлива Выбросы СО2

Природный газ 1,85 т СО2/(тыс. м3)

Каменный уголь 2,7–2,8 т СО2/т, в зависимости от марки угля

Торф ~1,5 т СО2/т, одна тонна торфа дает в ~2 раза меньше энергии, чем тонна угля

Топочный мазут 3,1 т СО2/т

Автомобильный бензин 3,0 т СО2/т или 2,1–2,3 кг СО2/л в зависимости от температуры топлива и его марки (летнее более плотное, а зимнее менее плотное)

Дизельное топливо 3,15 т СО2/т или 2,6–2,8 кг СО2/л в зависимости от температуры топлива и его марки (летнее более плотное, а зимнее менее плотное

Авиационный керосин 3,1 т СО2/т

Древесное топливо и сельскохозяйственные отходы Выбросы СО2 считают равными нулю, так как СО2, поступивший в воздух при горении, ранее был поглощен из атмосферы в процессе роста растений (образуется замкнутый круговорот, не ведущий к росту концентрации СО2 в атмосфере)

См. также: Распоряжение Минприроды России от 16.04.2015 г. № 15-р «Об утверждении методических рекомендаций по проведению добровольной инвентаризации объема выбросов парниковых газов в субъектах Российской Федерации».

Также на нашем сайте:

Зачем организациям сокращать воздействие на окружающую среду

Уменьшение нормы выбросов в атмосферу должно стать задачей каждого промышленного предприятия. Это дает возможность сохранить пригодную для жизни планету для будущих поколений, предотвратить вымирание множества растений и животных.

Однако, кроме обеспечения экологической безопасности планеты, сокращение атмосферных выбросов может принести предприятиям ощутимую практическую пользу уже здесь и сейчас. Оно дает следующие преимущества:

Проведение расчета парниковых газов – только одна из мер защиты природы от загрязнения опасными выбросами и сдерживания повышения температуры на планете. ГК «Лаборатория» предлагает проведение анализа выбросов, попадающих в атмосферу, а также предоставляет подробные консультации по используемым методам подсчетов. Воспользуйтесь профессиональной помощью для проведения исследований и заполнения документации.

Оптические свойства нефти и нефтепродуктов.

Выделяют оптические свойства нефти и нефтепродуктов, такие как:

1. Цвет. Окраска нефти варьируется в зависимости от плотности. Например, желтую окраску имеют нефти с плотностью меньше 0,79 , янтарную – в диапазоне плотности от 0,79 до 0,82, коричневую и черную – при плотности больше 0,82. Цвет напрямую зависит от состава нефтепродукта, а если точнее, то от наличия асфальто-смолистых и ароматических веществ. Для определения цвета применяют колориметры ЦНТ, КНС-1 и КНС-2.

2. Коэффициент рефракции или показатель лучепреломления – показывает отношение синуса угла падения луча к синусу угла преломленного луча. Измеряется при прохождении светового луча из воздуха в анализируемое вещество и является мерой оптической плотности вещества. Численно показывает, в сколько раз скорость света в веществе меньше скорости света в вакууме.

Данный показатель зависит от температуры: падает с ее превышением; его определяют на рефрактометрах.

3. Оптическая активность – показывает свойство нефтепродуктов поворачивать вокруг оси плоскость поляризации луча поляризованного света. Определяется с помощью поляриметра. Показатель связан напрямую с наличием в нефти аренов и полициклических нафтенов.

Откуда появляются парниковые выбросы

Концентрация парниковых газов в атмосфере увеличивается естественным путем, например при извержении вулканов. Однако намного большую роль в этом процессе играет деятельность человека:

Дополнительными антропогенными факторами, повышающими концентрацию CO2 в атмосфере, можно назвать бесконтрольную вырубку лесов, работу автомобильного и железнодорожного транспорта, лесные пожары и многое другое.

Параметр указывает, насколько нагреется топливо, если воспламенится.

Для двигателя внутреннего сгорания неважно, какое октановое число у бензина. Главный фактор, который влияет на горение, — уровень сжатия горючего в моторе. Чем выше цифры, тем больше температура в цилиндрах, быстрее начинается сжигание смеси.

В двигателях внутреннего сгорания по нормам средняя температура горения варьируется от 900 до 1100°C. Если мотор оснащен клапанами с рециркуляцией газов, то сжигание возможно на отметке 850°C.

Дизельные двигатели также работают в условиях сильного нагрева. Под определенным давлением цилиндры запускают смесь в отсек сгорания дизельной субстанции. Пока горючее перерабатывается, в цилиндрах растет давление. Дизтопливо сгорает при 1100°C, а на открытом воздухе отметка начала его горения стоит на 800–900°C.

Электрические свойства нефтепродуктов

Среди важнейших показателей, характеризующих электрические свойства нефтепродуктов, выделяют:

– диэлектрическую проницаемость;

– диэлектрическая прочность;

– тангенс угла диэлектрических потерь.

Эти показатели играют весьма важную роль в случае использования нефтепродуктов в качестве материалов для электроизоляции.

Электропроводность – является небольшой для нефтепродуктов и составляет от 2*10-10 до 0,3*10-18 1/Ом*см. Если в нефтепродукте присутствует влага или примеси, значение электропроводности снижается.

Электровозбудимость – связана со способностью продуктов нефти удерживать статические электрозаряды на своей поверхности. Такие заряды образуются при трении нефти о стенки аппаратуры: нефтепроводов, резервуаров и т.д. Образование такого заряда вполне может привести к образовании искры, а в последующем, и к воспламенению. Чтобы избежать всевозможных возгораний и взрывов, необходимо заземлять все оборудование или добавлять в продукты нефти специальные присадки, именуемые антистатическими.

Диэлектрическая проницаемость – достаточно постоянная величина и относительно невысока для нефтепродуктов в сравнении с другими диэлектриками. Данный показатель значим для работы масляных выключателей и трансформаторов.

Диэлектрическая прочность или напряжение перебоя – определяется величиной наименьшего напряжения электрического тока, при котором для стандартных электродов и при определенном расстоянии между ними случается пробой нефтепродукта электрической искрой. Величина пробивного напряжения зависит от наличия полярных молекул, механических примесей, давления, температуры, наличия влаги.

Тангенс угла диэлектрических потерь – используется для оценки изоляционных свойств продуктов нефти, используемых для заливки конденсаторов и кабелей. Данный показатель характеризует потери электроэнергии за счет поляризации молекул полярных компонентов, входящих в состав продуктов нефти (асфальто-смолистых веществ, ароматики и пр.). Нефтепродукты, не содержащие полярных компонентов, обладают наибольшей стабильностью.

Оценка выбросов диоксида углерода при сжигании топлива

Основной загрязняющий атмосферу компонент – диоксид углерода (углекислый газ). Оценка выбросов от сжигания углеводородного топлива проводится в несколько шагов по следующей методике:

Формула расчета выбросов выглядит следующим образом: Е = М х К1 х ТНЗ х К2 х 44/12. В ней Е – это годовой выброс диоксида углерода, который рассчитывается в тоннах в год, М – объемы использованного горючего, ТНЗ – теплотворное нетто-значение, К1 и К2 – коэффициенты окисления и выбросов углерода. Расчет по формуле требуется проводить персонально для всех разновидностей использованного углеводородного топлива.