Τύποι υγρών καυσίμων

Τα υγρά καύσιμα λαμβάνονται συνήθως από τη διύλιση αργού πετρελαίου ή (σε μικρότερο βαθμό) από λιθάνθρακα και λιγνίτη. Χρησιμοποιούνται κυρίως για την κίνηση κινητήρων εσωτερικής καύσης και, σε μικρότερο βαθμό, για την εκκίνηση ατμολεβήτων, για θέρμανση και τεχνολογικούς σκοπούς.

Τα πιο σημαντικά υγρά καύσιμα είναι: βενζίνη, καύσιμο ντίζελ, μαζούτ, κηροζίνη, συνθετικό καύσιμο.

Αέριο

Ένα μείγμα υγρών υδρογονανθράκων, ένας από τους κύριους τύπους καυσίμων που χρησιμοποιούνται στους κινητήρες αυτοκινήτων, αεροσκαφών και ορισμένων άλλων συσκευών. Χρησιμοποιείται επίσης ως διαλύτης. Από χημική άποψη, τα κύρια συστατικά της βενζίνης είναι οι αλειφατικοί υδρογονάνθρακες με τον αριθμό των ατόμων άνθρακα από 5 έως 12. Υπάρχουν επίσης ίχνη ακόρεστων και αρωματικών υδρογονανθράκων.

Η βενζίνη τροφοδοτεί τον κινητήρα με ενέργεια μέσω της καύσης, δηλαδή με οξυγόνο από την ατμόσφαιρα. Επειδή καίγεται σε πολύ σύντομους κύκλους, αυτή η διαδικασία πρέπει να είναι όσο το δυνατόν πιο γρήγορη και ομοιόμορφη σε όλο τον όγκο των κυλίνδρων του κινητήρα. Αυτό επιτυγχάνεται με την ανάμειξη της βενζίνης με τον αέρα πριν εισέλθει στους κυλίνδρους, δημιουργώντας ένα λεγόμενο μείγμα καυσίμου-αέρα, δηλαδή μια ανάρτηση (ομίχλη) πολύ μικρών σταγονιδίων βενζίνης στον αέρα. Η βενζίνη παράγεται με απόσταξη αργού πετρελαίου. Η σύνθεσή του εξαρτάται από την αρχική σύνθεση του λαδιού και τις συνθήκες διόρθωσης. Για να βελτιωθούν οι ιδιότητες της βενζίνης ως καυσίμου, προστίθενται μικρές ποσότητες (λιγότερο από 1%) επιλεγμένων χημικών ενώσεων στους κινητήρες, που ονομάζονται αντικρουστικοί παράγοντες (αποτρέποντας την έκρηξη, δηλαδή την ανεξέλεγκτη και ανομοιόμορφη καύση).

Κινητήρας diesel

Το καύσιμο έχει σχεδιαστεί για κινητήρες ντίζελ ανάφλεξης με συμπίεση. Είναι ένα μείγμα παραφινικών, ναφθενικών και αρωματικών υδρογονανθράκων που απελευθερώνονται από το αργό πετρέλαιο κατά τη διαδικασία της απόσταξης. Τα αποστάγματα ντίζελ έχουν σημείο βρασμού πολύ υψηλότερο (180-350°C) από τα αποστάγματα βενζίνης. Δεδομένου ότι περιέχουν πολύ θείο, καθίσταται απαραίτητη η απομάκρυνσή του με επεξεργασία υδρογόνου (hydrotreating).

Τα πετρέλαια ντίζελ είναι επίσης προϊόντα που λαμβάνονται από κλάσματα που απομένουν μετά την απόσταξη, αλλά για αυτό είναι απαραίτητο να πραγματοποιηθούν διαδικασίες καταλυτικής αποσύνθεσης (καταλυτική πυρόλυση, υδροπυρόλυση). Η σύνθεση και οι αμοιβαίες αναλογίες των υδρογονανθράκων που περιέχονται στα πετρέλαια ντίζελ ποικίλλουν ανάλογα με τη φύση του πετρελαίου που υποβάλλεται σε επεξεργασία και τις τεχνολογικές διαδικασίες που χρησιμοποιούνται στην παραγωγή τους.

Χάρη στη μέθοδο ανάφλεξης του μείγματος λαδιού-αέρα σε κινητήρες - χωρίς σπινθήρες, αλλά θερμοκρασία (αυτοανάφλεξη) - δεν υπάρχει πρόβλημα καύσης έκρηξης. Επομένως, δεν έχει νόημα να υποδεικνύεται ο αριθμός οκτανίων για τα λάδια. Η βασική παράμετρος για αυτά τα καύσιμα είναι η ικανότητα ταχείας αυτοανάφλεξης σε υψηλές θερμοκρασίες, το μέτρο της οποίας είναι ο αριθμός κετανίου.

Μαζούτ, μαζούτ

Το ελαιώδες υγρό που παραμένει μετά την απόσταξη λαδιού χαμηλής ποιότητας σε ατμοσφαιρικές συνθήκες σε θερμοκρασία 250-350°C. Αποτελείται από υδρογονάνθρακες υψηλού μοριακού βάρους. Λόγω της χαμηλής τιμής του, χρησιμοποιείται ως καύσιμο για θαλάσσιους παλινδρομικούς κινητήρες χαμηλής ταχύτητας, θαλάσσιους λέβητες ατμού και για εκκίνηση ατμολέβητες ισχύος, καύσιμο για ατμολέβητες σε ορισμένες ατμομηχανές, καύσιμο για βιομηχανικούς κλιβάνους (για παράδειγμα, στην παραγωγή γύψος). ), πρώτη ύλη για απόσταξη υπό κενό, για την παραγωγή υγρών λιπαντικών (λιπαντικά λάδια) και στερεών λιπαντικών (για παράδειγμα, βαζελίνη) και ως πρώτη ύλη πυρόλυσης για την παραγωγή μαζούτ και βενζίνης.

Λάδι

Το υγρό κλάσμα του αργού πετρελαίου, που βράζει στην περιοχή 170-250°C, έχει πυκνότητα 0,78-0,81 g/cm³. Κιτρινωπό εύφλεκτο υγρό με χαρακτηριστική οσμή, το οποίο είναι μείγμα υδρογονανθράκων, τα μόρια του οποίου περιέχουν 12-15 άτομα άνθρακα. Χρησιμοποιείται τόσο (με την ονομασία «κηροζίνη» ή «κηροζίνη αεροπορίας») ως διαλύτης και για καλλυντικούς σκοπούς.

Συνθετικά καύσιμα

Ένα χημικά συντιθέμενο καύσιμο που μπορεί να είναι εναλλακτική της βενζίνης ή του ντίζελ. Ανάλογα με τις πρώτες ύλες που χρησιμοποιούνται, διακρίνονται οι ακόλουθες τεχνολογίες:

• (GTL) - καύσιμο από φυσικό αέριο.
• (CTL) - από άνθρακα.
• (BTL) - από βιομάζα.

Μέχρι στιγμής, οι δύο πρώτες τεχνολογίες είναι οι πιο ανεπτυγμένες. Η συνθετική βενζίνη με βάση τον άνθρακα χρησιμοποιήθηκε κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου και τώρα χρησιμοποιείται ευρέως στη Νότια Αφρική. Η παραγωγή συνθετικών καυσίμων με βάση τη βιομάζα βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο, αλλά μπορεί να αποκτήσει μεγαλύτερη δημοτικότητα λόγω της προώθησης λύσεων που είναι καλές για το περιβάλλον (τα βιοκαύσιμα προχωρούν στον αγώνα κατά της υπερθέρμανσης του πλανήτη). Ο κύριος τύπος σύνθεσης που χρησιμοποιείται στην παραγωγή συνθετικών καυσίμων είναι η σύνθεση Fischer-Tropsch.