Каталог заданий.
Задания 13. Органика. Расчёт количества вещества, массы, объёма
Пропан сгорает с низким уровнем выброса токсичных веществ в атмосферу, поэтому его используют в качестве источника энергии во многих областях, например в газовых зажигалках и при отоплении загородных домов.
Какой объём углекислого газа (н.у.) образуется при полном сгорании 4,4 г пропана?
Запишите подробное решение задачи.
Сохранено
Сероводород является частью природного газа, при горении которого в атмосферу выбрасывается большое количество кислотного оксида
Вычислите массу кислорода (в граммах), необходимого для полного сжигания 6,72 л (н. у.) сероводорода.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Прокаливанием перманганата калия можно получить кислород высокой чистоты.
Сколько граммов перманганата калия необходимо прокалить для получения 6,72 л (н. у.) кислорода? Ответ округлите с точностью до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Ацетилен является полезным прекурсором для получения пластиков, его можно синтезировать в реакции карбида кальция и воды.
Рассчитайте объём (н. у.) ацетилена, который выделится при взаимодействии с водой 50 г карбида кальция, содержащего 8% примесей. Ответ укажите в литрах с точностью до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Рассчитайте массу хлорида алюминия, образующегося при взаимодействии избытка алюминия с 2,24 л (н. у.) хлора. Ответ укажите в граммах с точностью до целых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Неправильное хранение большого количества перекиси водорода, может привести к возгоранию или даже взрыву из-за образующегося в результате распаде кислорода.
При разложении перекиси водорода образовалось 10,08 л (н. у.) кислорода. Сколько граммов перекиси вступило в реакцию? Ответ округлите с точностью до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Для декоративности железные изделия подвергают процессу воронения - термическое окисление металла.
Рассчитайте массу железной окалины, образующейся при сгорании в кислороде 5,1 г железа. Ответ укажите в граммах с точностью до целых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Бромид железа используется в качестве катализатора в оргсинтезе и как бромирующий агент, однако соединение сильно неустойчиво, поэтому его часто переводят в
Рассчитайте массу бромида железа (III), образующегося при действии избытка брома на 2,16 г бромида железа (II). Ответ укажите в граммах с точностью до целых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Этанол является частью ракетного топлива и топлива двигателя внутреннего сгорания.
Рассчитайте объём (н. у.) кислорода, необходимый для полного сгорания 4,6 г этанола. Ответ укажите в литрах с точностью до сотых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Водород является основным компонентом гидрирования органических соединений. Его можно получить при реакции железа с соляной кислотой.
Какой объём газа (н. у.) выделится при растворении 28,0 г железа в соляной кислоте? Ответ укажите в литрах с точностью до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Хлорид алюминия является хорошим катализатором в нефтепереработке, получается он путем реакции хлора и чистого алюминия.
Рассчитайте массу хлорида алюминия, образующегося при действии избытка хлора на 2,7 г алюминия. Ответ укажите в граммах с точностью до сотых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Оксид лития часто используется для получения специальных стекол с высокой термической стойкостью. Оксид лития получают путем окисления лития кислородом.
Литий массой 3,5 г сожгли в кислороде. Рассчитайте массу оксида лития, образовавшегося при этом. Ответ укажите в граммах с точностью до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Хлорид алюминия является хорошим катализатором в нефтепереработке. Его можно получить при реакции сульфида алюминия с соляной кислотой.
Рассчитайте объём (н. у.) газа, выделяющегося при действии соляной кислоты на 10 г сульфида алюминия. Ответ укажите в литрах до сотых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
При пожаре образуется угарный газ по причине недостатка кислорода для полного окисления углерода.
Рассчитайте массу кислорода, необходимого для полного сжигания 2,24 л (н. у.) угарного газа. Ответ укажите в граммах с точностью до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Используется в органическом синтезе и в промышленности как компонент травления, получают его хлорированием
Рассчитайте объём (н. у.) хлора, необходимый для полного окисления 12,7 г дихлорида железа. Ответ укажите в литрах с точностью до сотых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Оксида азота(II) используется в медицине для расширения кровеносных сосудов и в пищевой промышленности в роли пропеллента. Его можно получить в реакции свинца с азотной кислотой.
Сколько литров (н. у.) оксида азота(II) образуется при полном растворении 93,15 г свинца в разбавленной азотной кислоте? Ответ округлите до сотых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
При сжигании пирита в атмосферу попадает диоксид серы, который с составе осадков попадает на поверхность земли тем самым подкисляя почву и водоемы.
Сколько литров (н. у.) сернистого газа образуется при сжигании 300 г пирита (дисульфида железа(II)) в избытке кислорода? Ответ округлите до целых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Для получения свинца из его оксида, оксид свинца можно обработать аммиаком, который восстановит его с образованием воды и азота.
Для полного восстановления раскалённого оксида свинца(II) до металла потребовалось 4,48 л аммиака (в пересчёте на н. у.). Сколько граммов свинца образовалось? Ответ округлите до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
В процессе получения серной кислоты из серы, при долгом нагревании образуется диоксид серы.
При растворении серы в концентрированной серной кислоте образовался газ объёмом 26,88 л (в пересчете на н. у.). Определите массу серы (в граммах), вступившей в реакцию. Ответ дайте с точностью до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Чему равен объём газа (н. у.), образовавшегося в результате растворения 40 г карбоната кальция в избытке соляной кислоты? Ответ укажите в литрах с точностью до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Используется в органическом синтезе и в промышленности как компонент травления, получают его хлорированием железа.
Какой объём хлора (н. у.) необходим для образования хлорида железа (III) массой 65,0? Ответ укажите в литрах с точностью до сотых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Хлор как важный хлорирующий агент в чистом виде можно получить при реакции хромата калия и соляной кислоты.
Сколько граммов дихромата калия потребуется для получения 13,44 л (н. у.) хлора при взаимодействии с концентрированной соляной кислотой? Ответ округлите с точностью до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Мраморные и известняковые сооружения разрушаются под действие кислотных осадков. В лаборатории для демонстрации на карбонат кальция капают соляной кислотой, в результате образуется газ.
Чему равен объём газа, образовавшегося в результате растворения 50 г карбоната кальция в избытке соляной кислоты? Ответ укажите в литрах с точностью до десятых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Карбонат магния используется в строительной промышленности в производстве стекла, цемента и кирпича. При реакции с кислотами выделяется углекислый газ.
Чему равен объём газа, образовавшегося в результате растворения 40 г карбоната магния в избытке соляной кислоты? Ответ укажите в литрах с точностью до целых.
Сохранено
Впишите ответ на задание в поле выше или загрузите его (в форматах.txt, .doc, .docx, .pdf, .jpg, .png):
Азот важный компонент химической промышленности, его можно получить из воздуха так как он состоит на 78% из азота, однако высоко чистый азот получают химически, например в реакции разложения дихромата аммония.
При полном разложении навески дихромата аммония масса твёрдого остатка составила 38,0 г. Сколько литров азота (в пересчёте на н. у.) при этом образовалось? Ответ дайте с точностью до десятых.
Cтранные новости пришли из Арктики. Cовместная Российско-американская экспедиция обнаружила большие выбросы метана в Восточном секторе Арктики, на севере Берингова моря и моря Лаптевых. Как сообщает профессор Игорь Семилетов, являющийся руководителем экспедиции, метан в большом количестве попадает в океан из трещин в земной коре на дне, что является признаком усиления сейсмической активности в районе Арктики. Это было предсказано еще некоторое время назад, и вот это началось. Глубоко под водами Арктики глобальное потепление вызывает высвобождение метана из-под океанского дна.
Выбросы метана приводят к повышению среднегодовой температуры в Арктике, из-за чего площадь арктических ледников уменьшается намного быстрее, чем в любой сравнимый период за последние восемь тысяч лет.
Недавно было обнаружено более 250-ти потоков газовых пузырьков, поднимающихся со дна океана в районе к западу от норвежского архипелага Шпицберген. Большую часть их составляет метан - а в качестве парникового газа он куда более опасен углекислого газа. Находку сделали британские ученые, работающие в экспедиции на борту исследовательского судна James Clark Ross. Они также отметили, что именно этот район океана омыватся Западным Шпицбергенским течением, которое за последние 30 лет потеплело на 1 °C.
Считается, что источник этих выбросов метана - гидрат метана, сохраняющийся во льду под морским дном. По мере повышения температуры он становится нестабильным и распадается с выделением метана. Пока что ни один из потоков газовых пузырьков, зафиксированных учеными, не достигает поверхности океана. Весь газ успевает раствориться в воде и еще не попадает в атмосферу. По крайней мере, пока.
Но только из-за этого не стоит считать этот метан совершенно безобидным для нашей планеты. Некоторая часть его, переходя через несложную химическую реакцию, превращается в углекислый газ, который повышает кислотность водной среды. Ну а более мощные потоки рано или поздно наверняка достигнут атмосферы - а возможно, такие уже имеются в других районах мирового океана.
Что поражает в результатах британцев, так это объемы выбросов метана, которые они обнаружили. Охватив район всего-то в 600 кв. км, ученые показали, что здесь ежегодно высвобождается 27 тыс. тонн газа, а значит, одни только залежи гидрата в районе Шпицбергена могут выделять в год 20 млн тонн. Если же расширить эти цифры на весь Северный Ледовитый океан, то получится, что уже сейчас должно происходить постепенное увеличение содержания метана в атмосфере. Ежегодно в нее, видимо, выбрасывается от 500 до 600 млн тонн этого газа.
Впрочем, некоторые ученые считают, что происхождение метана в Арктике иное, и он имеет ту же природу, что и остальной метан, добываемый, скажем, «Газпромом»; место его происхождения - довольно глубоко в недрах планеты. В этом случае потепление вряд ли сказывается на скорости его высвобождения из-под океанских вод. Но даже эти ученые соглашаются, что такой вариант маловероятен. Потепление ускоряет высвобождение метана, а газ этот не только ядовит, но и способен чрезвычайно ускорить дальнейшее нагревание Земли. В этом смысле он куда опасней углекислого газа: если степень его воздействия на климат условно принять за единицу, то парниковая активность метана составит 21.
Оказывается, ученые на 20−40% недооценивали влияние метана на климат. А ведь в плане глобального потепления он в 25 раз опасней, чем углекислый газ.
В отчете, подготовленном под руководством Института Годдарда по космическим исследованиям (НАСА) в Нью-Йорке, заявляется, что метан блокирует формирование аэрозолей, которые охлаждают планету. Прогнозы на ближайшее 100 лет говорят о том, что каждая тонна метана принесет вред в 25 раз более значительный, чем тонна углекислого газа. Но влияние метана не столь долговечно, как влияние СО2. Таким образом, чем меньше срок исследований - тем больше обвинений в адрес метана.
Так как огромные уровни выброса метана наблюдаются в Новой Зеландии, местные ученые в первую очередь озабочены этой проблемой. Между тем, они считают, что надо провести еще несколько исследований, чтобы сделать окончательные выводы. Мартин Мэннинг (Martin Manning), автор последнего доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата, говорит, что нужен еще хотя бы еще один эксперимент. Поскольку заявление очень короткое, а проблема действительно сложная, да и не изучена до конца.
_______________________________________________
http://globalist.org.ua/shorts/80790.html
A sudden methane burp in the Arctic could set the world back a colossal $60 trillion.
Billions of tonnes of the greenhouse gas methane are trapped just below the surface of the East Siberian Arctic shelf. Melting means the area is poised to deliver a giant gaseous belch at any moment - one that could bring global warming forward 35 years and cost the equivalent of almost a year"s global GDP.
Проблема экологической безопасности автотранспорта – часть проблемы экологической безопасности страны. Выбросы загрязняющих веществ в атмосферу от автотранспортных средств увеличиваются в России ежегодно в среднем на 3,1%. В результате ежегодный экологический ущерб от функционирования транспортного комплекса России составляет более 3,5 млрд. долл., и эта сумма продолжает расти.
Вклад автомобилей в загрязнение окружающей среды составляет 60–90% (в Москве – 92%). Автомобильные двигатели сбрасывают в воздух городов более 95% оксида углерода, около 65% углеводородов и 30% оксидов азота. При сгорании 1 кг бензина в атмосферу поступает 465 г угарного газа, 25 г углеводородов, 15 г оксидов азота. Кроме того, для сгорания 1 кг бензина необходимо 14,5 кг воздуха. То есть двигатель внутреннего сгорания (ДВС) в течение часа расходует около 200 л кислорода – в 2,5 раза больше, чем за сутки вдыхает человек. В общем загрязнении атмосферного воздуха токсичными выбросами автомобилей доля двигателей с искровым зажиганием составляет 93–95%, дизельных двигателей – 5–7%. Правда, уровень выбросов сажи у последних в 5–6 раз выше.
Улучшение свойств топлива при помощи присадок
Добавление к топливу определенных присадок может снизить образование оксида углерода, углеводородов, альдегидов, сажи. С целью улучшения эксплуатационных и экологических свойств автомобильных бензинов в их состав вводят моющие и многофункциональные присадки (см. таблицу).
Эффективным способом борьбы с отложениями в карбюраторе и впускной системе стало добавление к бензинам специальных моющих присадок.
Маркирующие присадки вводят в бензин в столь малой концентрации, что они практически не влияют на физико-химические и эксплуатационные характеристики.
В Финляндии разработана добавка к бензину «Футура», которая не содержит свинца и повышает октановое число до 95. Присадка эффективно очищает двигатель, уменьшает загрязнение клапанов, защищает топливную систему от коррозии, повышает морозостойкость карбюратора, обеспечивает равномерный режим сгорания топлива и уменьшает выбросы вредных веществ.
Из отечественных разработок отметим антидетонационную присадку на марганцевой основе ЦТМ, которая в 50 раз менее токсична, чем тетраэтилсвинец, и существенно повышает октановое число. АО «Омский каучук» наладило выпуск метилретичнобутилового эфира (МТБЭ) с высоким октановым числом 110 единиц – добавки к бензинам, существенно улучшающей их качество и экологичность. Его применение снижает содержание в выхлопных газах CO на 10–20%, несгоревших углеводородов – на 5–10% и вредных летучих соединений – на 13–17%.
Использование нетрадиционных видов топлива
Крупнейшие мировые автомобильные концерны инвестируют миллиарды долларов в развитие технологий альтернативных видов моторного топлива и источников энергии для автомобилей. В последнее десятилетие интенсивно ведутся поиски альтернативного топлива, которое было бы дешево и не давало бы вредных выбросов. К альтернативным топливам относят все автомобильные топлива, кроме бензинов, и дизельное топливо.
Метан (сжиженный газ) – особенно перспективный газ в нашей стране для использования в автотранспорте. К его достоинствам относятся большие по сравнению с нефтью ресурсы и менее токсичный выхлоп. Однако существует проблема хранения сжатого газа на борту легковых автомобилей, так как для этого нужны легкие и прочные баллоны, изготовленные из композитных материалов, способных выдерживать давление 20 МПа.
Сжатые газы при нормальной температуре сохраняют газообразное состояние даже при высоком давлении. В жидкое состояние они переходят при температуре ниже –820С и давлении 4,5 МПа. Основной компонент – метан, присутствуют и другие углеводороды, а также углекислый газ, кислород, азот, вода, механические примеси.
Главным недостатком газобаллонной аппаратуры для сжатых газов является ее масса. Баллон из легированной стали емкостью 50 л с газом под давлением 200 МПа весит 62,5 кг, а баллон из углеродистой стали – 93 кг. Полная заправка восьми баллонов, масса которых составляет 14% грузоподъемности автомобиля, обеспечивает 200–280 км пробега. При замене бензина на сжатый природный газ мощность двигателя падает на 18–20%, скорость – на 5-6%, время разгона увеличивается на 24–30%.
Способ повышения эффективности применения сжатого природного газа состоит в увеличении степени сжатия до 10, повышении коэффициента наполнения цилиндров двигателя путем увеличения диаметра впускного трубопровода, устранении подогрева газа на впуске, изменении фаз газораспределения. Все это требует конструкционных переделок двигателя, но запасы природного газа столь значительны по сравнению с нефтью, что делают перспективным его использование. Уменьшить массу баллонов можно путем сжижения газа при низких температурах (–1600С) и хранения его в изотермических баллонах. По энергоемкости такой газ может сравниться с жидким нефтяным топливом.
По сравнению с бензином метан имеет следующие преимущества: он в 1,5–2 раза дешевле, имеет более высокую детонационную стойкость, и двигатель на нем работает мягче, ресурс его увеличивается примерно в 1,5 раза, а срок службы моторного масла возрастает вдвое.
При переводе на сжиженный газ мощность двигателя падает на 3–4%. Этого можно избежать, если смесь охлаждать во впускном тракте или повысить степень сжатия, так как октановое число у газа больше, чем у бензина. Лучше всего использовать высокую детонационную стойкость газа путем увеличения угла опережения зажигания.
Бутан – наиболее калорийная и легкосжимаемая часть топливной смеси. Для создания давления насыщенных паров баллон заправляют не более чем на 90%.
Сжиженный газ (пропан-бутан). В Европе это топливо, получаемое из попутных нефтяных газов, называется LPG (Liqefied petroleum gas – сжиженный бензиновый газ). В то время как сжатый газ (метан) находится в баках под давлением 20 МПа, LPG сжижается уже при 0,6–0,8 МПа. В ЕС сегодня насчитывается около 2,8 млн. машин, работающих на LPG. Фирмы, занимающиеся переоборудованием топливных систем автомобилей под LPG, за свою работу берут около 2 тыс. евро. Кроме того, компания Isuzu в заводских условиях под заказ устанавливает на свою 3,5-литровую модель Trooper 100-литровый баллон под этот газ. В США 80% нефтепродуктов получают уже не из нефти, а из попутных газов – пропана-бутана и этана, в то время как в России из-за устаревших НПЗ, созданных большей частью в 1960-х годах, только присматриваются к переработке попутных нефтяных газов (мы перерабатываем только 72% добываемой нефти, остальное теряем, в то время как в развитых странах перерабатывается до 95% добываемой нефти).
Газоконденсатное топливо – это природная смесь легкокипящих нефтяных углеводородов, находящаяся в газообразном состоянии под давлением 4,9–9,8 МПа при температуре –1500С.
Добавка спиртовых смесей к бензину может уменьшить выбросы токсичных компонентов в отработанных газах в пределах 10–15%, а в Москве, где уже 4,5 млн. автомобилей, такое мероприятие позволит сократить выбросы до 7–10%. Поскольку у этих смесей более низкая фотохимическая реактивность, то уменьшение выбросов составит 15–17%.
Спирты относятся к числу синтетических топлив, из которых наиболее известны метанол и этанол. При содержании в топливе спирта до 10% не требуется изменять конструкцию двигателя, а введение спирта повышает октановое число с 88 до 94 при одновременном снижении содержания оксидов азота и углеводородов в выхлопных газах.
Метанол – метиловый или древесный спирт. Сырьем служат природный газ и нефтяные остатки. Синтез проводится под давлением 25–60 МПа в присутствии катализаторов при температуре 300–4000С. Его стоимость превышает в 1,5–2 раза стоимость бензина. Применение метанола требует изменения конструкции двигателя, так как ухудшается пуск двигателя при низких температурах. Добавка 3–5% метанола позволяет использовать бензин с меньшим октановым числом и заменять этилированный бензин на неэтилированный.
Метиловый спирт не содержит тех углеводородных примесей, которые имеются в бензине, сгорает в двигателе полнее, поэтому в атмосферу попадает гораздо меньше оксида углерода. Кроме того, он менее взрывоопасен при столкновении автомобилей – поэтому его применяют в гонках «Формула-1». Но и недостатков у этого вида топлива достаточно много. Главный из них – плохое смешивание неполярного бензина с высокополярным спиртом. Чтобы преодолеть этот недостаток, в Германии используют третичный бутиловый спирт (СН3)3СОН, растворяющийся в бензине и в метиловом спирте. Другой недостаток – гигроскопичность горючей смеси, насыщенный водяными парами метиловый спирт вызывает коррозию металла. К тому же при его сгорании образуется на 40% энергии меньше, и, значит, чаще придется заправлять автомобиль. Тем не менее с 1990-х годов на метаноле работает общественный транспорт Стокгольма, в результате в 5 раз снизился выброс вредных веществ, уменьшилась и их токсичность.
Этанол – этиловый или винный спирт, вырабатывается из злаков, картофеля, сахарного троcтника и других культур, применяется как в смеси с бензином, так и в чистом виде. Этанол добывается из отходов древесины и сахарного тростника, обеспечивает двигателю высокий КПД и низкий уровень выбросов и особо популярен в теплых странах. Так, Бразилия после своего нефтяного кризиса 1973 года активно использует этанол – в стране более 14 млн. автомобилей ездит на этом топливе. Кроме того, концерн Ford сейчас готовит к производству модель Focus FFV, которая будет заправляться топливом под названием Е 85 – смесью, состоящей из 85% эталона и 15% бензина.
Диметиловый эфир. Представители Renault совместно с французским Агентством по защите окружающей среды успешно работают над проектом использования диметилэфира – жидкого газа, который используется в аэрозолях, а продукты его сгорания малотоксичны. Этот газ можно использовать в автомобилях с дизельным двигателем, так как октановое число у него выше, чем у дизтоплива. Достоинства диметилового эфира состоят в том, что он не содержит ароматических углеводородов и серы, характеризуется полнотой сгорания, не имеет сажи и оксидов азота в выхлопных газах, не требует изменений в конструкции дизельного двигателя (необходима лишь незначительная модернизация системы подачи топлива), обеспечивает хороший старт холодного двигателя, имеет более выгодные условия производства по сравнению с дизельным топливом. Пониженная по сравнению с дизтопливом теплотворная способность частично искупается большей экономичностью двигателя и отсутствием затрат на очистку выхлопа.
Экологизация автотранспорта – сложная социальная проблема, просто и дешево ее не решить. Казавшаяся когда-то близкой перспектива перехода к электромобилям все еще весьма далека от реальности. Достаточно сказать, что уже созданные в развитых странах сотни тысяч таких средств передвижения используются в 90% случаев как тележки для перевозки мелких грузов и продуктов. Таким образом, альтернативы двигателям внутреннего сгорания пока нет и надо искать возможности более широкого применения экологических видов топлива, прежде всего сжатого природного газа и спиртового топлива.
| Свойства основных автомобильных присадок | ||
| Антидинатронные присадки и добавки | Максимально допустимая концентрация в бензине | Максимальный прирост октанового числа при допустимой концентрации присадки в бензине |
| 1. Присадки ⌠АвтоВэм■ ТУ 38.401-58-185-97 | до 1,3% | 8 |
| 2. Добавка ⌠Феррада■ ТУ 38.401-58-186-97 | до 1,3% | 7,5 |
| 3. Добавка ⌠АДА■ ТУ 38.401-58-61-93 | до 1,3% | 6 |
| 4. Добавка ⌠АДА■ ТУ 38.401-58-61-93 | до 1,3% | 6 |
| 5. Добавка ⌠БВД■ ТУ 38.401-58-228-99 | до 1,9% | 6 |
| 6. Присадка ⌠ФерроЗ■ ТУ 38.401-58-83-941 | до 0,02% | 3 |
| 7. Продукт спиртосодержащий для повышения октановых чисел бензинов (ВОКЭ) ТУ 9291-001-32465440-9 | до 5% | 1,5 |
Изобретение относится к дизельному топливу на основе этанола. Топливо содержит от 60 до 80% (об./об.) абсолютного этанола, от 2,5 до 20% (об./об.) линейного диалкилового эфира с длиной цепи от 10 до 40, а также их смесей и от 15 до 30% (об./об.) ускорителя горения. Ускоритель горения представляет собой FAME согласно DIN EN 14214 (2004) и является метиловым эфиром рапсового масла, метиловым эфиром соевого масла или метиловым эфиром пальмового масла. Полученное топливо сгорает без выбросов аэрозолей и пригодно для использования в обычных дизельных двигателях. 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 табл., 4 пр.
Изобретение относится к дизельному топливу на основе этанола.
Этанол все более широко применяется как топливо для двигателей с искровым зажиганием. Топливо для двигателей с искровым зажиганием, использующееся в настоящее время в Бразилии, является смесью этанола и бензина в различных соотношениях. E85, который состоит из 85% абсолютного этанола и 15% бензина, уже много лет доступен в Швеции.
Однако топливо на основе этанола до настоящего времени не годилось для дизельных двигателей, в частности, по двум причинам. Во-первых, самовоспламенение связано со значительным запаздыванием зажигания, что является следствием того, что цетановое число этанола составляет всего лишь около 8, тогда как для дизельного топлива требуются цетановые числа более 30. Кроме того, скорость горения после зажигания существенно ниже, чем у традиционного дизельного топлива, что ведет к потерям кпд.
Известно, что степень сжатия дизельного двигателя повышают от примерно 17-18 до примерно 28, чтобы улучшить параметр самовоспламенения. Это решение для двигателя, в котором проводится повышение конечной температуры, было выбрано компанией Scania в Швеции. Однако это приводит к повышенным механическим нагрузкам на двигатель, чего в конечном счете можно избежать только снижением мощности. Кроме того, в E85 нужно добавлять ускоритель воспламенения на основе высокомолекулярных нелетучих производных полиэтиленгликоля в количестве примерно 3-7% (об./об.). Это дизельное топливо имеет также торговое название Etamax D. Однако применение Etamax D ведет к нежелательному выбросу аэрозолей из-за добавления производных полиэтиленгликоля (SAE 2004-01-1987).
Оказалось, что использование глицеринэтоксилата в качестве ускорителя воспламенения, согласно US 5628805, также имеет недостатки наличия выбросов аэрозолей.
Дизельное топливо на основе этанола, содержащее полиалкиленгликолевые соединения в качестве улучшителя зажигания, описано в EP 0403516. Однако это топливо не очень эффективно и также приводит к нежелательным выбросам аэрозолей.
Целью изобретения является устранение указанных выше недостатков, в частности выброса аэрозолей, и получение дизельного топлива на основе этанола, которое пригодно для использования в обычных дизельных двигателях.
Эта цель достигается получением дизельного топлива на основе этанола, которое содержит от примерно 60 до примерно 90% (об./об.) этанола, до примерно 20% (об./об.) линейного простого диалкилового эфира с длиной цепи от примерно 10 до примерно 40 или их смесей и от 0 до примерно 30 вес.% ускорителя горения.
Таким образом, в этанол добавляют один или более линейных диалкиловых эфиров, которые сгорают без/по существу без выбросов аэрозолей. Могут образовываться только частицы негорючих органических соединений, которые можно удалить при помощи катализатора окисления. В испытательных циклах выбросы аэрозолей в дизельном топливе согласно изобретению ниже примерно 5 мг/кВт·ч, предпочтительно ниже примерно 2 мг/кВт·ч в испытательных циклах ESC, ETC, WHDC (dieselnet.com). Дизельное топливо согласно изобретению автоматически возгорается даже при степенях сжатия ниже 21. Дизельное топливо согласно изобретению может применяться в обычных дизельных двигателях и отличается низким значением запаздывания зажигания, высокой скоростью горения и высокой теплотворной способностью. Запаздывание зажигания предпочтительно составляет не более 9 мс, особенно предпочтительно не более 8,5 мс и в высшей степени предпочтительно не более 8,0 мс. Кроме того, использование одного или более диалкиловых эфиров ведет к тому, что можно обойтись без денатурирующих агентов. Дизельное топливо согласно изобретению является высокоценным дизельным топливом на биогенной основе.
Линейный диалкиловый эфир предпочтительно присутствует в количестве до примерно 10% (об./об.), особенно предпочтительно в количестве до примерно 5% (об./об.). Так как диалкиловый эфир является наиболее дорогим из компонентов, содержащихся в дизельном топливе согласно изобретению, предпочтительно использовать его в минимальном возможном количестве.
Линейные диалкиловые эфиры, использующиеся в дизельном топливе согласно изобретению, имеют длину цепи от примерно 10 до примерно 40. При подсчете длины цепи учитывается атом кислорода. Длина цепи предпочтительно составляет от примерно 10 до примерно 30, особенно предпочтительно от примерно 17 до примерно 25. Особенно хорошо подходят дигексиловый эфир, дигептиловый эфир, диоктиловый эфир, динониловый эфир, дидециловый эфир, диундециловый эфир, дилауриловый эфир и димиристиловый эфир. Особенно подходящими являются диоктиловый эфир, дидециловый эфир и дилауриловый эфир, так как их производство наиболее дешево.
Линейный диалкиловый эфир предпочтительно содержит только одну связь простого эфира.
Кроме того, предпочтительно, чтобы линейный диалкиловый эфир не содержал спиртовых групп.
Линейные диалкиловые эфиры предпочтительно являются в основном линейными, что значит, что они могут быть лишь чуть разветвленными, т.е. содержать всего до трех, предпочтительно до двух C 1 -C 4 алкильных групп.
Применяемые диалкиловые эфиры предпочтительно используются как растворители для этанола и ускорителя горения, если последний используется. Предпочтительно, смешение все еще возможно при -20°C.
Этанол (абсолютный) используется в количестве от примерно 60 до примерно 95% (об./об.), в частности в количестве от примерно 65 до 85% (об./об.), особенно предпочтительно в количестве от примерно 70 до примерно 80% (об./об.).
Ускоритель горения присутствует в количестве от примерно 0 до примерно 30% (об./об.), предпочтительно в количестве от примерно 2 до примерно 25% (об./об.). В частности, ускоритель горения присутствует в количестве от примерно 5 до примерно 20% (об./об.), в высшей степени предпочтительно в количестве от примерно 5 до примерно 50% (об./об.). Это выгодно тем, что при сохранении желаемых свойств можно снизить количество дорогого диалкилового эфира.
Ролью ускорителя горения является повышение скорости горения после зажигания. Кроме того, ускоритель горения повышает теплотворную способность топлива.
Ускоритель горения предпочтительно выбран из группы, состоящей из компонентов дизельного топлива или компонентов топлива для двигателей с искровым зажиганием.
Дизельным топливом особенно предпочтительно является гидрогенизованное растительное масло, FAME, FAEE и их смеси, так как они могут особенно хорошо смешиваться с этанолом, а также с линейным диалкиловым эфиром. В высшей степени предпочтительно использование FAME согласно DIN EN 14214 (2004), в частности метилового эфира рапсового масла (RME), метилового эфира пальмового масла (PME) и метилового эфира соевого масла (SME), так как они особенно хорошо смешиваются с этанолом и линейным диалкиловым эфиром и дополнительно повышают теплотворную способность дизельного топлива по изобретению.
Годятся также компоненты топлива для двигателей с искровым зажиганием, в частности гексан и петролейный эфир, в частности, в качестве ускорителей горения.
В предпочтительном варианте реализации дизельное топливо согласно изобретению на основе этанола содержит от примерно 60 до примерно 80% (об./об.) этанола, от примерно 2,5 до примерно 15% (об./об.) линейного диалкилового эфира, а также их смесей и от примерно 15% до примерно 25% (об./об.) ускорителя горения.
В частности, дизельное топливо согласно изобретению на основе этанола содержит от примерно 65 до примерно 75% (об./об.) этанола, от примерно 2,5 до примерно 12,5% (об./об.) линейного диалкилового эфира и от примерно 17,5 до примерно 22,5% (об./об.) ускорителя горения.
В высшей степени предпочтительном варианте реализации дизельное топливо по изобретению на основе этанола содержит примерно 75% (об./об.) этанола, примерно 5% (об./об.) линейного диалкилового эфира и примерно 20% (об./об.) ускорителя горения.
Если ускоритель горения не используется, дизельное топливо согласно изобретению на основе этанола предпочтительно содержит примерно 70% (об./об.) этанола и примерно 30% (об./об.) линейного диалкилового эфира.
Пример 1 (сравнительный пример)
Запаздывание зажигания и скорость горения традиционного коммерческого топлива Etamax D измеряли усовершенствованным анализатором запаздывания зажигания топлива (AFIDA) фирмы ASG, Neusäß (US 2007/0083319) (см. фиг.1). Давление впрыска составляло 800 бар, температура в камере - 600°C, давление в камере - 50 бар, длительность впрыска - 600 мс и количество впрыска - 22 мг.
Запаздывание зажигания составляло около 25 мс, другими словами, никакого зажигания не происходило.
Пример 2
Дизельное топливо согласно изобретению на основе этанола, приведенное ниже, было испытано аналогично примеру 1 (фиг.2)
Запаздывание зажигания уменьшилось по сравнению с уровнем техники (Etamax D) (у Etamax D >25 мс). Кроме того, значительно повысилась скорость горения.
Пример 3
Дизельное топливо согласно изобретению на основе этанола, указанное ниже, испытывалось аналогично примеру 1 (фиг. 3).
В сравнении с предшествующим уровнем техники (Etamax D) запаздывание зажигания снизилось (у Etamax D >25 мс). Кроме того, значительно повысилась скорость горения. Давление повышается, и следовательно, скорость горения выше, когда используется дидециловый эфир (2) и дилауриловый эфир (3), в сравнении с диоктиловым эфиром (1).
Аналогично примеру 1, проводили измерения на этанольных аддитивных смесях, с 70% (об./об.) этанола и 30% (об./об.) эфира. Таким образом, были определены следующие запаздывания зажигания:
Этот пример показывает, что (факультативно) без ускорителя горения можно полностью обойтись.
1. Дизельное топливо на основе этанола, включающее от 60 до 80% (об./об.) этанола (абсолютного), от 2,5 до 20% (об./об.) линейного диалкилового эфира с длиной цепи от 10 до 40, а также их смесей, и от 15 до 30% (об./об.) ускорителя горения, где ускоритель горения представляет собой FAME.
2. Дизельное топливо по п.1, отличающееся тем, что линейный диалкиловый эфир присутствует в количестве от 2,5 до 10% (об./об.), предпочтительно в количестве от 2,5 до 5% (об./об.).
3. Дизельное топливо по п.1, отличающееся тем, что ускоритель горения присутствует в количестве от 15 до 25% (об./об.).
4. Дизельное топливо по п.1, отличающееся тем, что FAME является FAME согласно DIN EN 14214 (2004).
5. Дизельное топливо по п.4, отличающееся тем, что FAME согласно DIN EN 14214 (2004) является метиловым эфиром рапсового масла, метиловым эфиром соевого масла или метиловым эфиром пальмового масла.
6. Дизельное топливо по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что этанол присутствует в количестве от 65 до 80% (об./об.), предпочтительно в количестве от 70% до 80% (об./об.).
Похожие патенты:
Изобретение относится к применению флоккулирующего и хелатирующего агента в качестве агента, облегчающего очистку органического раствора, включающего алкильные эфиры жирных кислот, в котором содержание воды в органическом растворе равно или меньше 5% по массе, и где рН органического раствора составляет от 9 до 12, и где флоккулирующий и хелатирующий агент выбирают из группы, состоящей из полиалюминиевых коагулянтов.
Изобретение относится к способу получения высокооктановых смесей, содержащих алкил-трет-алкиловые эфиры, с использованием как минимум взаимодействия трет-пентенов во фракции, содержащей преимущественно углеводороды С5 и возможно углеводороды С6, со спиртом(ами) С1-С4 в присутствии кислого(ых) твердого(ых) катализатора(ов) при 20-100°С и ректификации, характеризующемуся тем, что переработку осуществляют в две стадии, на первой из которых проводят синтез преимущественно алкил-трет-пентилового эфира при контактировании фракции углеводородов C5 и частично С6 со спиртом(ами) C 1-C4 и отгонку дистиллята, содержащего преимущественно углеводороды C5 и спирт(ы), а на второй стадии проводят рекуперацию спирта из указанного дистиллята, для чего дистиллят подвергают дополнительному(ым) контактированию(ям) как минимум с указанным(и) катализатором(ами), а также с углеводородной смесью, включающей изобутен и/или трет-пентены в количестве достаточном для превращения бóльшей части спирта в алкил-трет-алкиловый(е) эфир(ы), и из реакционной смеси удаляют как минимум С4 -углеводороды, при их использовании, и примесь спирта, в случае превышения предела его концентрации, допускаемого для ингредиентов бензина.
Изобретение относится к способу получения углеводородного топлива, который включает контактирование глицеридов жирных кислот со C1-C5 спиртом в присутствии твердого двойного цианида металлов в качестве катализатора при температуре в пределах 150-200°С в течение 2-6 ч, охлаждение указанной реакционной смеси до температуры в пределах 20-35°С, фильтрование реакционной смеси для отделения катализатора с последующим удалением непрореагировавшего спирта из полученного фильтрата путем вакуумной перегонки с получением углеводородного топлива, при этом один металл катализатора представляет собой Zn2+, a второй представляет собой ион Fе.
Изобретение относится к способу получения высокооктанового компонента автомобильных бензинов путем алкилирования изобутановой фракции бутиленсодержащим сырьем в присутствии концентрированной серной кислоты последовательно в двух реакционных устройствах с активным перемешиванием, последующее разделение кислоты и углеводородов, очистку продуктов реакции от кислых примесей, характеризующемуся тем, что алкилирование проводят в двух реакционных устройствах, снабженных общим контуром циркуляции серной кислоты и раздельными контурами по углеводородной фазе, при этом смесь продуктов реакции и кислоты из первого реакционного устройства охлаждают в отстойной зоне до 4-6°С и разделяют с последующим возвратом балансовой части серной кислоты в первое реакционное устройство, а продукты реакции и другую часть серной кислоты параллельными потоками направляют во второе реакционное устройство, куда также подают бутиленсодержащее сырье, в количестве 1-3 м3/ч (в пересчете на 100% бутилен) на 1 м3 серной кислоты в объеме реактора, при этом температуру на выходе из второго реакционного устройства поддерживают не выше 15°С без дополнительной подачи изобутана, далее смесь продуктов реакции, избытка изобутана и кислоты из второго реакционного устройства разделяют в гидроциклоне на углеводородную фазу и серную кислоту, которую возвращают в отстойную зону первого реакционного устройства, а углеводородную фазу направляют в отстойник второго реакционного устройства для более тщательного отделения кислоты, а затем на блок очистки, при этом оптимальную концентрацию серной кислоты (90-93%) в объединенном контуре циркуляции кислоты поддерживают за счет постоянной подачи свежей 98-99% серной кислоты.
Изобретение относится к дизельному топливу на основе этанола
