Научная работа Сравнительный анализ качественных характеристик автомобильного бензина на автозаправочных станциях города Мамадыш

МБОУ «Омарская средняя общеобразовательная школа»
Мамадышского муниципального района
Республики Татарстан
Районный конкурс научно-исследовательских работ и проектов учащихся образовательных учреждений
Мамадышского муниципального района
«Мой след в науке VIII»
Тема: Сравнительный анализ качественных характеристик автомобильного бензина на автозаправочных станциях города Мамадыш
Секция: естественные науки
Работу выполнила член НОУ «Я познаю мир»
Селина Елена, ученица 10 класса
Руководитель: Филиппов Андрей Александрович,
учитель биологии
2014 год.
Содержание
Введение……………………………………………………………………...3
Глава 1. Бензин, и его основные качественные характеристики……………………………………………………………………4
Глава 2. Организация исследования качественных характеристик автомобильного бензина марки Аи-92 на автозаправочных станциях города Мамадыш…………………………………………………………………………..8
2.1 Описание методики исследования качественных характеристик автомобильного бензина марки Аи-92 на автозаправочных станциях города Мамадыш…………………………………………………………………………..8
2.2. Результаты исследования бензина марки Аи-92, реализуемых на автозаправочных станциях г. Мамадыш……………………………………….11Выводы……………………………………………………………………...13
Список использованной литературы……………………………………..14
Введение
В условиях социально-экономических преобразований значимость автомобильного транспорта в транспортной системе страны постоянно возрастает. Быстрыми темпами растет его вклад в обеспечение мобильности населения. Естественно, говоря о транспорте любого вида, невозможно умолчать о бензинах. Бензины низкого качества разрушающе действуют не только на ходовую и топливную систему двигателя внутреннего сгорания, но и являются причиной появления загрязнителей 1го порядка.
Актуальность данной темы заключается в том, что, в настоящее время, должен осуществляться особый контроль качества бензина , так как выхлопные газы автомобилей, работающих на некачественном топливе, отравляют воздух, почву, воду и в большинстве своём являются канцерогенами.
Цель: провести сравнительный анализ качественных характеристик автомобильного бензина на автозаправочных станциях города Мамадыш.
Объект исследования: автомобильный бензин, реализуемый на автозаправочных станциях города Мамадыш.
Предмет исследования: качественные характеристики автомобильного бензина.
Практическая значимость: результаты работы могут иметь социальную значимость. Автоводители смогут выбрать АЗС для того, чтобы заправлять бензин без угрозы поломки двигателя и выхода из строя других запасных частей в процессе эксплуатации транспорта. А также качество бензина предполагает влияние на вредные выбросы авто (отходы, выхлопные газы и т.д.), которые загрязняют атмосферу города, тем самым создавая угрозу здоровью населения (жителей).
Глава 1. Бензин, и его основные качественные характеристики
Бензин - это самая легкая из жидких фракций нефти. Эту фракцию получают в числе других в процессе возгонки нефти с целью получения различных нефтепродуктов. Обычный углеводородный состав бензина - молекулы длиной от C 5 до C 10 . Но бензины отличаются друг от друга, как по составу, так и по свойствам, ведь их получают не только как продукт первичной возгонки нефти. Бензин получают из попутного газа (газовый бензин) и из тяжелых фракций нефти (крекинг-бензин).      Бензин Аи-92 применяется как топливо для карбюраторных и инжекторных двигателей, при производстве парафина, чистке тканей (растворяет жиры), как горючий материал, как растворитель.      Бензин АИ-92 изготовляется зимнего и летнего видов:
зимний - для применения в течение всех сезонов в северных и северо-восточных районах, а в остальных районах с 1 октября до 1 апреля;
летний - для применения во всех районах, кроме северных и северо-восточных, в период с 1 апреля до 1 октября; в южных районах допускается применять летний вид бензина в течение всех сезонов.     Бензин АИ-92 содержит смесь углеводородов различного строения в виде бесцветной жидкости с пределами кипения 33-205°С.      Бензин АИ-92 , применяется в качестве топлива для карбюраторных автомобильных и мотоциклетных двигателей, а также двигателей другого назначения. Автомобильный бензин предназначен для карбюраторных и мотоциклетных двигателей в зависимости от конструктивных особенностей двигателей внутреннего сгорания, а также от условий, в которых они эксплуатируются.      Бензин АИ представляет собой смесь компонентов, получаемых в результате различных технологических процессов:
прямой перегонки нефти;
каталитического риформинга;
каталитического крекинга и гидрокрекинга вакуумного газойля;
изомеризации прямогонных фракций;
алкилирования;
ароматизации термического крекинга;
висбрекинга;     Компонентный состав бензина аи-92 зависит, в основном, от его марки и определяется набором технологических установок на нефтеперерабатывающем заводе.
Таблица 1.Технические характеристики
Марка Аи-92
Октановое число, не менее: моторный метод 82,5
Октановое число, не менее: исследовательский метод 91,0
Содержание свинца, г/дм3, не более 0,010
Содержание марганца, мг/дм3, не более 18
Содержание фактических смол, мг /100 см3, не более 5,0
Индукционный период бензина, мин, не менее 360
Массовая доля серы, %, не более 0,05
Объемная доля бензола, %, не более 5
Испытание на медной пластине Выдерживает, класс 1
Внешний вид Чистый, прозрачный
Плотность при 15 °С, кг/м3 725-780
    Базовым компонентом для выработки автомобильных бензинов являются обычно бензины каталитического риформинга или каталитического крекинга. Бензины каталитического риформинга характеризуются низким содержанием серы, в их составе практически отсутствуют олефины, поэтому они высокостабильны при хранении. Однако повышенное содержание в них ароматических углеводородов с экологической точки зрения является лимитирующим фактором. К их недостаткам также относится неравномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. В составе бензинового фонда России доля компонента каталитического риформинга превышает 50 %.      Бензины каталитического крекинга характеризуются низкой массовой долей серы, октановыми числами по исследовательскому методу 90-93 единицы. Содержание в них ароматических углеводородов составляет 30-40 %, олефиновых - 25-35 %. В их составе практически отсутствуют диеновые углеводороды, поэтому они обладают относительно высокой химической стабильностью (индукционный период 800-900 мин.). По сравнению с бензинами каталитического риформинга для бензинов каталитического крекинга характерно более равномерное распределение детонационной стойкости по фракциям. Поэтому в качестве базы для производства автомобильных бензинов целесообразно использовать смесь компонентов каталитического риформинга и каталитического крекинга.      Бензины таких термических процессов, как крекинг, замедленное коксование имеют низкую детонационную стойкость и химическую стабильность, высокое содержание серы и используются только для получения низкооктановых бензинов в ограниченных количествах.      При производстве высокооктановых бензинов используются алкилбензин, изооктан, изопентан и толуол. Бензины АИ-95 и АИ-98 обычно получают с добавлением кислородсодержащих компонентов: метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) или его смеси с трет-бутанолом, получившей название фэтерол. Введение МТБЭ в бензин позволяет повысить полноту его сгорания и равномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. Максимально допустимая концентрация МТБЭ в бензинах составляет 15 % из-за его относительно низкой теплоты сгорания и высокой агрессивности по отношению к резинам.      Для достижения требуемого уровня детонационных свойств этилированных бензинов к ним добавляют этиловую жидкость (до 0,15 г свинца/дм3 бензина). К бензинам вторичных процессов, содержащим непредельные углеводороды, для их стабилизации и обеспечения требований по индукционному периоду разрешается добавлять антиокислители Агидол-1 или Агидол-12. В целях обеспечения безопасности в обращении и маркировки этилированные бензины должны быть окрашены. Бензин А-76 окрашивается в желтый цвет жирорастворимым желтым красителем К, бензин АИ-91 - в оранжево-красный цвет жирорастворимым темно-красным красителем Ж. Этилированные бензины, предназначенные для экспорта, не окрашиваются.
Глава 2. Организация исследования качественных характеристик автомобильного бензина марки Аи-92 на автозаправочных станциях города Мамадыш
2.1 Описание методики исследования качественных характеристик автомобильного бензина марки Аи-92 на автозаправочных станциях города Мамадыш
Качество бензина марки Аи-92 на АЗС города Мамадыш мы решили проверить по следующим показателям: цвет, наличие воды, наличие смол и масел, наличие примесей и значение pH. Нами были выбраны следующие методики:
1) Изучение специальной литературы и Интернет-ресурсов.
2) Определение состава и цвета бензина.
Бензины не должны содержать механических примесей и воды. Определение их отсутствия или наличия проводится по внешним признакам или с помощью специальных приборов. С помощью датчика оптической плотности измеряется оптическая плотность и коэффициент пропускания жидкостей
Для оценки по внешним признакам достаточно осмотреть образец бензина в стеклянном цилиндре. При этом невооруженным глазом не должно быть обнаружено твердых частиц, как во взвешенном состоянии, так и в осадке. В небольших количествах (сотые доли процента) вода способна раствориться в бензине, и он при этом не теряет прозрачности. Избыточное же количество воды в бензине при перемешивании вызовет помутнение бензина, а при отстаивании вследствие большего удельного веса приведет к скоплению ее на дне емкости отдельным слоем.
3) Определение воды в бензине
Чтобы определить содержание воды в бензине можно использовать марганцовку. Для этого берется прозрачный сосуд, в который наливается бензин. В него добавляем небольшое количество марганцовки. Если жидкость в сосуде резко изменится в цвете на розовый или фиолетовый, значит, в бензине присутствует вода.
4) Наличие масел
Для определения содержания масел в бензине в домашних условиях необходим чистый лист бумаги, на который нужно капнуть немного исследуемого бензина. После того как весь бензин испарится с листа бумаги, его нужно внимательно осмотреть. При качественном бензине, на бумаге не должно оставаться никаких пятен – она должна быть белой. Если оттенок бумаги изменился – в бензине есть примеси, или оно не соответствует стандартам.
5) Содержание смол
Для того чтобы выяснить, не много ли смол в топливе, достаточно капнуть бензина на выпуклое стекло и поджечь его. На стекле должна появиться специфичная окружность, цвет которой и скажет обо всем. Если вы наблюдаете желтоватый и коричневатый цвет – в бензине слишком много смол, если оттенок беловатый – все хорошо. Если после сгорания на стекле остались капли, это говорит о том, что топливо развели дизелем или добавили масло. 
6) Определение pH среды бензина
Нефтепродукты (топлива, масла) должны обладать минимальным коррозийным воздействием на металлы. Коррозионность нефтепродуктов обусловливается содержанием в них водорастворимых кислот и щелочей, органических кислот и сернистых соединений. В процессе производства горюче-смазочные материалы подвергаются обработке серной кислотой (H2SO4), а затем для удаления этой кислоты — щелочью.
Если процесс нейтрализации кислоты, а затем промывка продукта водой для удаления щелочи производится недостаточно, то в горюче-смазочных материалах остаются минеральные кислоты или щелочи.
Поскольку минеральные кислоты и щелочи, находящиеся в горюче-смазочных материалах, являются одной из причин, вызывающих коррозию деталей двигателя, а также металлической тары и емкостей, то горюче-смазочные материалы, содержащие их, непригодны к эксплуатации.
Значение pH определяли датчиком измерения pH (pH Sensor).

2.2. Результаты исследования бензина марки Аи-92, реализуемых на автозаправочных станциях г. МамадышДля нашего исследования мы выбрали бензины марки Аи-92 следующих автозаправок города Мамадыш:
1. АЗС «Татнефтепродукт», находящийся по адресу: г.Мамадыш улица Давыдова.
2. АЗС «Транснефтепродукт», находящийся по адресу: г.Мамадыш улица Новозаводская улица.
3. АЗС «Ошма», находящийся по адресу: г.Мамадыш, Мамадышский тракт.
№1 - АЗС «Татнефтепродукт»
№2 – АЗС «Транснефтепродукт»
№3 - АЗС «Ошма»
В ходе нашего исследования мы получили следующие результаты:
Таблица 2.Определение цвета и состава исследуемых бензинов.
Цвет Оптическая плотность Пропускная способность Чистота раствора
№1 прозрачный 0,240 57% чистый
№2 Светло-желтый 0,040 91% чистый
№3 Светло-желтый 0,026 92% чистый
Таблица 3.Содержание воды в бензине
Название АЗС Окрашивание
АЗС «Татнефтепродукт» присутствует
АЗС «Транснефтепродукт» присутствует
АЗС «Ошма» присутствует
Таблица 4.Наличие масел в исследуемых образцах
Название АЗС Наличие масел
АЗС «Татнефтепродукт» отсутствуют
АЗС «Транснефтепродукт» отсутствуют
АЗС «Ошма» отсутствуют
Таблица 5.Наличие смол в исследуемых образцах
Название АЗС Наличие смол
АЗС «Татнефтепродукт» присутствуют
АЗС «Транснефтепродукт» отсутствуют
АЗС «Ошма» отсутствуют
Таблица 6.Значения pH в исследуемых образцах
Название АЗС Значение pH
АЗС «Татнефтепродукт» 6,39
АЗС «Транснефтепродукт» 6,28
АЗС «Ошма» 6,04
Выводы
1. По результатам проведённого исследования, мы установили, что все три образца исследуемого бензина содержат в своём составе воду, а это не допускается стандартом качества.
2. В исследуемых образцах не обнаружено содержание масел. Уровень рН соответствует стандарту. Это говорит об отсутствии щелочи в данных образцах бензина, которая приводит к поломки двигателя.
3. В бензине марки «Татнефтепродукт» мы обнаружили содержание смол, что не соответствует стандарту.
4. При визуальном осмотре мы не обнаружили наличие взвешенных или осевших на дно твердых частиц. Это является положительным показателем качества бензина.
5. После нашего исследования, мы рекомендуем использовать бензин Аи-92, реализуемых на автозаправочных станциях « Транснефтепродукт» и «Ошма», так как эти образцы имеют более высокие качественные характеристики.
Список использованной литературы
1. Алексеев С.В. Практикум по технологии производства бензина и дизельного топлива. Санкт-Петербург, 2005 г.
2. Вандяк И.Ф. Химия. Учебник для ВУЗов. М.: Стройиздат, 2001
3. Гоголев В. Экологические проблемы при использовании различных марок бензина. М.: Издательство стандартов, 2000
4. Ильяненко В.Р. Перекрестки физики, химии и биологии. М.: Просвещение, 1986
5. Интернет – источники
6. Романов И.А. Производство бензина. М.: Стройиздат, 2006