Промоторы воспламенения

Назначение

Повышение октановых чисел бензинов. Современные двигатели, характеризующиеся высокими степенями сжатия, предъявляют жесткие требования к антидетонационной стойкости топлив. При использовании бензинов,- не удовлетворяющих этому требованию, наблюдается детонация - взрывное воспламенение топливовоздушной смеси, происходящее раньше, чем до нее дойдет фронт пламени от свечи зажигания. Детонация приводит к быстрому износу и поломкам деталей двигателя, высокому уровню шума и неполному сгоранию топлива. Износ поршневых колец и поломки перемычек поршня являются причиной прорыва газов в картер и попадания масла в камеру сгорания. Это сопровождается повышенной дымностью отработавших газов, высоким расходом масла на угар, снижением КПД двигателя и его ресурса.
Антидетонаторы применяются: на нефтеперерабатывающих заводах с целью обеспечения выработки топлив со стандартным уровнем детонационной стойкости, для легкой корректировки ОЧ бензинов непосредственно потребителями топлив. Их можно встретить в розничной продаже под названием октан-бустеров. Основной смысл применения октан-бустеров заключается в следующем.
Часто в качестве октан-бустеров предлагаются метил-трет-бутиловый эфир. Реже - металлсодержащие присадки, например производные ферроцена.

 

Принцип действия

Принцип действия антидетонаторов заключается в предотвращении взрывного разложения продуктов предпламенного окисления топлив, происходящего до начала нормального горения топливной смеси. При ее сжатии в камере сгорания развивается высокая температура, углеводороды начинают окисляться и образуют большое количество пероксидов. Будучи химически неустойчивыми, пероксиды со взрывом разлагаются. Антидетонаторы разрушают пероксиды и препятствуют их накоплению. Механизм реакций, протекающих в присутствии антидетонаторов, полностью не выяснен, но имеющихся знаний достаточно для практических целей. Можно считать общепризнанным, что антидетонатор или продукты его разложения взаимодействуют с пероксидами и их разрушают. Например, полагают, что при использовании тетраэтилсвинца (ТЭС) в камере сгорания образуются ультрадисперсные (1,5-30 мкм) оксиды свинца, взаимодействующие с пероксидами:
РbО2 + RСНr-ООН -> RСОН + Н2О + РbО + 1/2О2.
Аналогичные реакции могут протекать с другими соединениями металлов. Правда, при этом не получает объяснения тот факт, что некоторые металлы (германий, хром) выступают как продетонаторы. С этих позиций трудно также объяснить высокое антидетонационное действие щелочных металлов.

Типы присадок:

* антидетонаторы на базе соединений свинца (в настоящее время не вырабатываются);

* антидетонаторы на базе ароматических аминов

* антидетонаторы на базе соединения ферроцена (железа)

* антидетонаторы на базе соединения марганца

* антидетонаторы на базе соединений щелочных металлов

* оксигенаты (кислородсодержащие добавки)

* смесевые композиции

 

Промоторы воспламенения.

Назначение. Промоторы воспламенения предназначены для улучшения воспламеняемости дизельных топлив в камере сгорания (увеличении цетанового числа ЦЧ).

Добавляются в высокоароматезированные среднедистиллятные фракции различного происхождения, а также в дизельные топлива из нефтей нафтенового основания, топлива из газового конденсата, распространенные в местах нефтедобычи.

Промоторы воспламенения влияют на рабочий процесс дизеля и токсичность отработавших газов (ОГ).

Чем выше ЦЧ топлив, тем быстрее оно воспламеняется и тем меньше период задержки воспламенения (ПЗВ).

Но при слишком высоком ЦЧ она слишком мала, и на подготовку горючей смеси имеется мало времени. В результате топливо впрыскивается уже в горящую смесь, содержащую продукты сгорания, которые затрудняют доступ кислорода к новым порциям топлива.

При малом ЦЧ, напротив, продолжительность ПЗВ велика и смесь хорошо подготавливается, зато меньше времени остается на собственное горение. При этом горение происходит интенсивнее и сопровождается быстрым нарастанием давления в камере сгорания, что, в свою очередь, ведет к стуку, повышенному износу двигателя, опасности поломки поршневых колец и прорыва картерных газов.

Добавка промотора воспламенения к дизельному топливу позволяет сократить продолжительность холодного пуска двигателя и снизить эмиссию дыма, характерного для пускового периода.

Принцип действия промоторов воспламенения объясняются легким распадом их молекул (чаще всего нитратов или пероксидов) по связи О-О и О-N с невысокой энергией активации. Образующие свободные радикалы инициируют воспламенение топлива. Присадки этого типа действуют только на начальных стадиях процесса горения, поэтому и названы промоторами воспламенения.

Показатель эффективности - цетановое число топлива с присадкой, определяемое на установке ИТ9-3 по ISO 5165-1998. Это условный показатель, равный объемной концентрации цетана в эталонной смеси цетана и a- аль-фаметилнафталина, воспламеняемость которой соответствует воспламеняемости испытуемого топлива при периоде задержки воспламенения 130.

Типы промоторы воспламенителей:

* на основе изопропилнитрата

* на основе циклогексилнитрата

* на основе дваэтилгексилнитрата

* на основе алкилпероксидов