The need of studying of jet fuels chemical stability incorporating a hydrogenation component is required. The kinetic method of an assessment of chemical stability of jet fuels is offered.Показана необходимость изучения химической стабильности топлив для реактивных двигателей, имею- щих в своем составе гидрогенизационный компонент. Предложен кинетический метод оценки химической ста- бильности топлив для реактивных двигателей

K. Shatalov V.

L. Vlasenkova A.

S. Shishaev V.

К. Шаталов В.

Л. Власенкова А.

С. Шишаев В.

L. A. Vlasenkova

K. V. Shatalov

S. V. Shishaev

Л. А. Власенкова

К. В. Шаталов

С. В. Шишаев

Civil Aviation High TECHNOLOGIES (E-Journal) / Научный вестник МГТУ ГА

2016 НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА № 225  УДК 665. 75.035.5  КИНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ХИМИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ ТОПЛИВ ДЛЯ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ  Л.А. ВЛАСЕНКОВА, К.В. ШАТАЛОВ, С.В. ШИШАЕВ  Показана необходимость изучения химической стабильности топлив для реактивных двигателей, имею-щих в своем составе гидрогенизационный компонент. Предложен кинетический метод оценки химической ста-бильности топлив для реактивных двигателей. Ключевые слова: топливо для реактивных двигателей, химическая стабильность.  С момента получения на нефтеперерабатывающем заводе до момента использования в двигателе топливо постоянно контактирует с внешней средой, при этом компоненты углеводо-родных топлив подвергаются окислению кислородом воздуха. Окисление компонентов топлива способствует появлению в его составе соединений, ухудшающих его эксплуатационные свой-ства. Устойчивость углеводородных топлив к изменению своего состава под действием кисло-рода воздуха и внешних условий характеризует его стабильность в условиях хранения, транс-портирования и применения [1]. Существующие представления о склонности топлив для реактивных двигателей  к окислению были сформированы на основании исследований образцов топлив одно-компонентного состава (100% прямогонная и 100% гидроочищенная фракция с присадками). Основной тенденцией производства современных топлив для реактивных двигателей является активное применение фракций гидроочистки, гидродемеркаптанизации и гидрокрекинга. Ши-рокое вовлечение в производство нефтепродуктов высокосернистых нефтей требует примене-ния процессов гидрогенизации для получения товарных топлив с надлежащим уровнем каче-ства. Преследуя эту цель, производители используют гидрогенизационный компонент для вы-пуска топлива ТС-1, в классическом понимании представляющего собой 100% прямогонное топливо. Изменения в компонентном составе топлив для реактивных двигателей требуют допол-нительных исследований их химической стабильности в связи с повышенной склонностью к окислению гидрогенизационного компонента. Для этого была разработана установка, принци-пиальная схема которой представлена на рис. 1. Для изучения химической стабильности в ре-жиме реального времени было разработано программное обеспечение, позволяющее фиксиро-вать значения температуры и давления кислорода в измерительных бомбах в процессе проведе-ния испытания. Оценочным показателем метода является относительное количество поглощен-ного кислорода (ДПК) в реакционном сосуде.  Вычисление (ДПК) проводится согласно формуле (1) на основании показаний датчиков температуры и давления:   1111430 4127,984,6114301 14,612,5 101 ,2,5 10nnTTTnTP e TДПКP T  ⋅−       − −  − ⋅ ⋅  = −  − ⋅   (1)  где P1, Pn – общее давление в системе в начальный и текущий момент времени n, кПа;  T1, Tn – температура в начальный и в текущий момент времени, К.  Кинетический метод оценки… 65   Рис. 1. Принципиальная схема установки прибора для определения химической стабильности АИП-20 1 – блок управления работой установки; 2 – корпус термостата; 3 – датчик температуры термостата; 4 – датчик температуры; 5 – измерительная бомба; 6 – запорное устройство (игольчатый клапан); 7 – датчик давления кислорода; 8 – стеклянный стаканчик для размещения пробы; 9 – баллон с кислородом; 10 – кислородный редуктор  Сущность метода заключается в определении доли поглощенного кислорода в режиме реального времени. Характерные зависимости ДПК от времени в ходе испытаний представлены на рис. 2. Проба топлива находится в замкнутой емкости под избыточным давлением кислорода (200 кПа). Испытание проводится в 2 этапа: для инициирования процесса окисления емкость с топливом выдерживается заданный промежуток времени при повышенной температуре, а затем при комнатной температуре до момента достижения химического равновесия. В ходе исследований были испытаны образцы топлив для реактивных двигателей, отли-чающиеся технологией производства: образец 1 – 100 % прямогонная керосиновой фракция; образец 2 – смесь 95 % гидроочи-щенной и 5 % прямогонной керосиновых фракций с добавлением присадок; образец 3 – 100 % гидроочищенная керосиновая фракция с добавлением присадок. Окисление проводили в течение 240 мин, при давлении 2 атм, температуре 90 °С, объеме топлива 75 мл. Охлаждение проводили на воздухе в течение ≈ 18 ч.  Представленные на рис. 2 данные свидетельствуют, что основное поглощение кислорода происходит в течение 2 часов после охлаждения пробы до температуры близкой к температуре окружающей среды. Из рис. 2 видно, что топлива для реактивных двигателей в зависимости от технологии производства имеют существенные различия в уровне доли поглощенного кислорода: ДПК прямогонного топлива марки ТС-1 ≈ 7 %, ДПК смесевого топлива марки ТС-1 ≈ 1 %, ДПК гид-роочищенного топлива марки РТ ≈ 50 %.   Рис. 2. Зависимость количества поглощенного кислорода (ДПК) от времени в процессах термостатирования и охлаждения  66 Л.А. Власенкова, К.В. Шаталов, С.В. Шишаев  Полученные результаты позволяют рассматривать данный метод как инструмент для исследований процессов, определяющих химическую стабильность топлив для реактивных двигателей.  ЛИТЕРАТУРА  Лихтерова Н.М. Термоокислительная стабильность среднедистиллятных моторных топлив // Нефтепродукты: технологии, инновации, рынок. 2012. № 7. С. 12–17.  THE KINETIC METHOD OF AN ASSESMENT OF JET FUELS CHEMICAL STABILITY  Vlasenkova L.A., Shatalov K.V., Shishaev S.V.  The need of studying of jet fuels chemical stability incorporating a hydrogenation component is required. The ki-netic method of an assessment of chemical stability of jet fuels is offered. Key words: jet fuels, chemical stability.  REFERENCES  Lihterova N.M. Termookislitel'naja stabil'nost' srednedistilljatnyh motornyh topliv. Neftepro-dukty: tehnologii, innovacii, rynok. 2012. № 7. S. 12–17.  СВЕДЕНИЯ ОБ  АВТОРАХ  Власенкова Лидия Анатольевна, на данный момент аспирант РГУНГ им. Губкина, младший научный сотрудник 16 отдела ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны Россий-ской Федерации». Шаталов Константин Васильевич, доцент, кандидат технических наук, начальник 16 отдела ФАУ «25 ГосНИИ химмотологии Минобороны России». Шишаев Сергей Всеволодович, кандидат технических наук, старший научный сотруд-ник 16 отдела ФАУ «25 ГосНИИ Минобороны России».  

КИНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ХИМИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ ТОПЛИВ ДЛЯ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

https://avia.mstuca.ru/jour/article/download/875/754

КИНЕТИЧЕСКИЙ МЕТОД ОЦЕНКИ ХИМИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ ТОПЛИВ ДЛЯ РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Civil Aviation High TECHNOLOGIES (E-Journal) / Научный вестник МГТУ ГА