Теоретичні основи

При застосуванні бензини стикаються з різними металами і сплавами і викликають їх корозійне руйнування. Корозії піддаються резервуари, трубопроводи, паливні баки, деталі карбюратора і т.п. Корозійні властивості бензинів обумовлені що містяться в них органічними кислотами, водорозчинними кислотами і лугами, сірчистими з'єднаннями.

Органічні кислоти в невеликій кількості містяться в автомобільних бензинах. Вони створюються в процесіокислення киснем повітря нестабільних вуглеводнів бензину при транспортуванні і зберіганні. Найбільшою корозійною активністю володіють нафтенові кислоти, які особливо сильно руйнують кольорові метали — свинець і цинк. Органічні кислоти, взаємодіючи з металами, утворюють в бензині мила, які випадають у вигляді пластівців і засмічують систему живлення двигуна.

Сірчисті з'єднання бензинів можуть бути умовно розділені на активні і неактивні. До активних відносяться елементарна сірка, сірководень і меркаптани, до неактивних - сульфіди, дисульфіди і т.д. Активні сірчисті з'єднання кородують метал навіть при низьких температурах; їх присутність в бензинах неприпустима. Неактивні сірчисті з'єднання не корродують метал, але при тому, що згоряє утворюють корозійно-агресивні оксиди сірки SO₂ і SO₃. При пуску непрогрітого двигуна і відносно низькій температурі продуктів горіння можлива конденсація водяної пари, що утворюється в результаті згоряння водорода в паливі. Оксиди сірки розчиняються в воді і утворюють сірчану і сірчисту кислоти. Під дією цих кислот відбувається низькотемпературна електрохімічна корозія циліндропоршневої групи. Якщо температура згоряння достатньо висока і водяна пара не конденсується відбувається високотемпературна суха газохімічнакорозія.

Масова частка сірки в автомобільних бензинах для різних марок бензинів коливається від 0,05до 0,12%. Знос двигуна зростає з підвищенням вмісту сірки в бензині. В результаті сірчистої корозії деталей погіршуються його потужностні і економічні показники.

Водорозчинні кислоти і луги можуть потрапити в бензин при використовуванні забрудненої тари або залишитися в ньому після очищення сірчаною кислотою або лугом на нафтопереробному заводі. Водорозчинні кислоти кородують всі метали, а луги — алюміній, тому їх присутність в бензинах не допускається.

Проведення випробувань. Для з'ясування корозійних властивостей бензину визначають кислотність і присутність водорозчинних кислот і лугів, проводять випробування на мідній пластині.

Визначення кислотності. Кислотність бензину виражається в міліграмах гидрооксиду калія, необхідного для нейтралізації органічних кислот, що знаходяться в 100 мл палива. По діючих ГОСтах на автомобільні бензини цей показник знаходится в межах від 0,8 до 3 мг на 100 мл палива.

Метод полягає у витяганні з бензину кислих з'єднань 85%-вим розчином етилового спирту при нагріванні і подальшому титруванні їх 0,05% спиртним розчином гидроксиду калія у присутності індикатора. При випробуванні в конічну колбу місткістю 250 мл наливають 50 мл бензину. В іншу конічну колбу такої ж місткості наливають 50 мл 85%-кового етилового спирту, закривають пробкою із зворотнім водяним або повітряним холодильником і кип'ятять протягом 5 хвилин. В колбу з прокип'яченим спиртом додають 8... 10 крапель індикатора нитрозинового жовтого. Потім гарячий спирт нейтралізують при безперервному помішуванні 0,05% спиртним розчином гідроксиду калія до першого переходу жовтого забарвлення в зелене. Далі в колбу з гарячим спиртом підливають випробовуваний бензин і кип'ятять вміст колби із зворотним холодильником протягом 5 хвилин при періодичному перемішуванні (2...3 рази).

Гарячу суміш титрують 0,05% спиртним розчином гідроксиду калія при безперервному інтенсивному перемішуванні до переходу жовтого (жовтої з відтінками) забарвлення суміші в зелену (зелену з відтінками). Забарвлення повинне бути стійким протягом 30 с. Якщо гаряча суміш буде відразу зеленого або зеленого з відтінками забарвлення, то її не титрують, оскільки в цьому випадку органічні кислоти у випробовуваному бензині відсутні.

Кислотність К випробовуваного бензину знаходять по формулі:

, (1)

де V₂ — об'єм 0,05% розчину гідроксида калія, що затрачується на титрування, мл; Т —об’єм розчину гидроксида калія, мг/мл; 50 — об'єм випробовуємого бензину, мл.

За результат випробування беруть середнє арифметичне двох паралельних визначень.

Випробування на мідній пластинці. Випробування дії бензину на мідну пластинку при підвищеній температурі служить якісною пробою на присутність активних сірчистих з'єднань. Навіть при незначній концентрації елементарної сірки в бензині мідна пластинка, поміщена в нього на 3 год. при 100°С, покривається блідосірими плямами, а при великому вмісті сірки за той же час при нагріві до 50 °С — чорним нальотом. У присутності сірководню мідна пластинка набуває сірого кольору з червоними розводами. Менш чутлива мідна пластинка до дії меркаптанів.

Для випробування застосовують пластинки з електролітичної міді розміром 40x10x2 мм. Пластинки ретельно шліфують, промивають спиртом і ефіром і висушують на фільтрованому папері. Випробовуваний бензин наливають в пробірку заввишки 150 мм і діаметром 15...20 мм приблизно до половини її висоти і опускають в нього щипцями мідну пластинку. Пробірку закривають кірковою пробкою і занурюють у водяну баню. Температура води в бані повинна бути 50°С, а рівень води — вище за рівень бензину в пробірках. Пробірки витримують в бані протягом 3 год., потім мідні пластинки виймають і промивають у фарфоровій чаші ацетоном або спиртобензольною сумішшю. Для кожного зразка бензину проводять два паралельні випробування.

Якщо мідна пластинка покрита чорним, темно-коричневим, сірувато-сталевим нальотом або плямами, то вважається, що бензин не витримав випробування на мідній пластинці.

Визначення присутності водорозчинних кислот і лугів. Метод полягає у витяганні водорозчинних кислот і лугів з бензину водою або водними розчинами спирту і визначення їх присутності за допомогою індикаторів.

В ділильну воронку наливають 50 мл випробовуваного бензину і 50 мл дистильованої води, нагрітої до 50...60°С. Протягом 5 хв перемішують вміст воронки. Мінеральні кислоти і луги, присутні в бензині, розчиняються у воді. Потім дають відстоятися нижньому водному шару, і в дві пробірки наливають по 1...2 мл витяжки, що відстоялася.

В одну з пробірок з витяжкою додають дві краплі розчину метилового оранжевого і порівнюють її колір з кольором такого ж об'єму дистильваної води, в яку додають дві краплі того ж індикатора. Якщо витяжка забарвлюється в рожевий колір, то у випробовуваному бензині присутні водорозчинні кислоти.

В другу пробірку з витяжкою додають три краплі розчину фенолфталеіну. За наявності водорозчинних лугів витяжка забарвлюється в рожевий або червоний колір.

Якщо витяжки від метилового оранжевого або фенолфталеіну не забарвлюються в рожевий або червоний колір, то бензин не містить водорозчинних кислот і лугів.

Контрольні питання

1. На які групи можуть бути розділені сірчисті з’єднання бензину?

2. Як впливають активні сірчисті сполуки бензину на метал?

3. Що утворюють при згорянні неактивні сполуки бензину?

4. В яких межах коливається масова доля сірки в бензинах?

5. Розкажіть методику визначення кислотності бензину?

Поиск по сайту: