способ оценки экологической безопасности применения бензинов
Классы МПК: | G01N33/22 топлива, взрывчатых веществ |
Автор(ы): | Авзалов А.Ф., Файзуллин Р.Р., Логинов Н.В., Логинов А.Н. |
Патентообладатель(и): | Авзалов Ауфат Фатхибаянович, Файзуллин Радик Рамзиевич, Логинов Николай Владимирович, Логинов Александр Николаевич |
Приоритеты: |
подача заявки:
2001-08-15 публикация патента:
27.08.2003 |
Изобретение относится к химмотологии и может быть использовано для оценки экологической безопасности применения бензинов. В способе оценки экологической безопасности применения бензинов определяют значения показателей экологических свойств: содержание оксида углерода и содержание углеводородов (сумм. ) с последующей оценкой экологической безопасности применения, при этом значения показателей экологических свойств определяют через количественные значения показателей качества бензина по зависимостям: содержание оксида углерода: Y1=2,82-0,028Х1-0,0031Х3-0,026Х4-0,00059Х5-0,071Х6+0,0032Х7+0,31Х8, содержание углеводородов (сумм.): Y2=2,88-0,30Х1+0,88Х2-0,0024Х3-0,029Х4+0,0045Х7+0,44Х8, где Х1 - октановое число (моторный метод); Х2 - концентрация свинца; Х3 - средняя температура кипения; Х4 - остаток плюс потери; Х5 - давление насыщенных паров при 38oС; Х6 - кислотность; Х7 - концентрация фактических смол; Х8 - массовая доля серы, а оценку экологической безопасности применения бензинов производят по комплексному показателю токсичности, который определяют через значения показателей экологических свойств Y1 и Y2 по формуле где Т - комплексный показатель токсичности; 2 и 0,04 - предельно допустимые содержания соответственно оксида углерода и углеводородов в отработавших газах бензинового двигателя. Достигается упрощение, ускорение и удешевление анализа. 4 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
Формула изобретения
Способ оценки экологической безопасности применения бензинов путем определения значений показателей экологических свойств: содержание оксида углерода и суммарное содержание углеводородов с последующей оценкой экологической безопасности применения, отличающийся тем, что значения показателей экологических свойств определяют через количественные значения показателей качества бензина по зависимостямсодержание оксида углерода -
Y1= 2,82-0,028Х1-0,0031Х3-0,026Х4-0,00059Х5-0,071Х6+0,0032Х7+0,31Х8, суммарное содержание углеводородов -
Y2= 2,88-0,30Х1+0,88Х2-0,0024Х3-0,029Х4+0,0045Х7+0,44Х8,
где Х1 - октановое число (моторный метод);
Х2 - концентрация свинца, г на 1 дм3 бензина;
Х3 - средняя температура кипения, oС;
Х4 - остаток плюс потери, %;
Х5 - давление насыщенных паров при 38oС, КПа;
Х6 - кислотность, мг КОН на 100 см3 бензина;
Х7 - концентрация фактических смол, мг на 100 см3 бензина;
Х8 - массовая доля серы, %,
а оценку экологической безопасности применения бензинов производят по комплексному показателю токсичности, который определяют через значения показателей экологических свойств 1 и Y2 по формуле
где Т - комплексный показатель токсичности;
2 и 0,04 - предельно допустимые содержания соответственно оксида углерода и углеводородов в отработавших газах бензинового двигателя.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к химмотологии и может быть использовано для оценки экологической безопасности применения бензинов. Известен способ оценки экологической безопасности применения различных топлив, сущность которого заключается в комплексной оценке токсичности отработавших газов на основе приведенных коэффициентов вредности отдельных компонентов по отношению к оксиду углерода. Применяется параметр суммарной токсичности отработавших газов, в которых вредность оксида углерода принимают равной единице, а по остальным компонентам: углеводородов с коэффициентом 0,66; оксидов азота 10; углерода 20. Суммарный выброс наиболее распространенных вредных веществ определяется по формуле(Чулков П. В. , Чулков И.П. Топлива и смазочные материалы: ассортимент, качество, применение, экономия, экология. - М.: Политехника, 1996. - с. 274-276). В качестве недостатков данного способа можно отметить продолжительность, сложность и дороговизну способа. Наиболее близким по технической сущности является способ исследования экологической безопасности применения топлив, взятый в качестве прототипа, сущность которого заключается в принудительном воспламенении и сгорании топливо-воздушной смеси в камере сгорания двигателя при заданных: составе топливной композиции и эксплуатационных характеристик двигателя и дальнейшем раздельном фиксировании количественных характеристик составляющих продуктов неполного сгорания (СО, NOX, СmНn, С) и эксплуатационных характеристик двигателя: максимальное (Рmax) и индикаторное (РИ) давление в цилиндре, давление наддува воздуха (РВ), индикаторную мощность (NИ) и температуру отработавших газов (ТОГ). (Усин В. В. , Улитько А.В. и др. Методы, способы и средства повышения экологической безопасности применения светлых нефтепродуктов на складах горючего и в ДВС. - Ульяновск: Тематический научно-технический сборник "Экологические проблемы химмотологии топлив", 1192. - с.14-16). В качестве недостатков способа можно отметить продолжительность и дороговизну способа, громоздкость и сложность аппаратурного оформления и расход бензина. Предлагаемое изобретение решает задачу сокращения времени определения, упрощения и удешевления способа. Поставленная задача достигается предложенным способом оценки экологической безопасности применения бензинов путем определения значений показателей экологических свойств "Содержание оксида углерода" и "Содержание углеводородов (сумм. )" с последующей оценкой экологической безопасности применения, при этом значения показателей экологических свойств определяют через количественные значения показателей качества бензина по зависимостям
содержание оксида углерода -
Y1= 2,82-0,028Х1-0,0031Х3-0,026Х4-0,00059Х5-0,071Х6+0,0032Х7+0,31Х8, содержание углеводородов (сумм.) -
Y2=2,88-0,30Х1+0,88Х2-0,0024Х3-0,029Х4+0,0045Х7+0,44Х8,
где X1 - октановое число (моторный метод); Х2 - концентрация свинца; Х3 - средняя температура кипения; Х4 - остаток плюс потери; X5 - давление насыщенных паров при 38oС; Х6 - кислотность; Х7 - концентрация фактических смол; X8 - массовая доля серы,
а оценку экологической безопасности применения бензинов производят по комплексному показателю токсичности, который определяют через значения показателей экологических свойств 1 и Y2 по формуле
где Т - комплексный показатель токсичности; 2 и 0,04 - предельно допустимые содержания соответственно оксида углерода и углеводородов в отработавших газах бензинового двигателя. Предложенный способ отличается от прототипа следующим:
значения показателей экологических свойств определяют через количественные значения показателей качества бензина по зависимостям
содержание оксида углерода -
Y1= 2,82-0,028Х1-0,0031Х3-0,026Х4-0,00059Х5-0,071Х6+0,0032Х7+0,31Х8, содержание углеводородов (сумм.) -
Y2=2,88-0,30Х1+0,88Х2-0,0024Х3-0,029Х4+0,0045Х7+0,44Х8;
оценку экологической безопасности применения бензинов производят по комплексному показателю токсичности, который определяют через значения показателей экологических свойств 1 и Y2 по формуле
Эти признаки являются существенными для решения задачи изобретения, так как в настоящее время промышленностью выпускаются более 40 видов бензинов по различным ГОСТ и ТУ. В этой связи достаточно сложно производить оценку экологической безопасности однородных марок бензинов при применении. В ходе экспериментально-теоретических исследований по определению токсичности продуктов сгорания бензинов на одноцилиндровой моторной установке УИТ-65 с использованием более 50 образцов бензинов и обработкой результатов эксперимента методом множественной линейной регрессии авторами установлены количественные зависимости между показателями экологических свойств и показателями качества бензинов, по которым можно прогнозировать токсичность бензинов и оценить их экологическую безопасность при применении. Результаты экспериментальных исследований показали (табл.1), что разность между экспериментальными данными и данными, полученными путем расчета по зависимостям не превышают 8% (при уровне доверительной вероятности 0,95). Для оценки экологической безопасности бензина разработан комплексный показатель токсичности по нормированным показателям экологических свойств в отработавших газах автомобилей с бензиновыми двигателями (ГОСТ 17.2.2.03-87). Предлагаемый способ позволяет сократить время на проведение анализа в 1,4 раза по сравнению с прототипом (табл. 2). Предлагаемый способ позволяет проводить оценку экологической безопасности применения бензинов без использования двигателя внутреннего сгорания, газоанализаторов и снизить в 1,5 раза расход бензина по сравнению с прототипом. Расчет эффективности предлагаемого способа проводился без учета стоимости оборудования по следующим показателям: стоимости расходуемой электроэнергии и испытуемого бензина и затрат на оплату труда лаборанта (табл. 3). Как видно из табл. 3, предлагаемый способ в 1,5 раза дешевле прототипа, а с учетом стоимости оборудования его эффективность повысится во много раз. Таким образом, все признаки в совокупности являются существенными для достижения задачи изобретения. Способ осуществляется следующим образом. Берут образец бензина и определяют значения показателей качества бензинов (возможно использование значений показателей качества, приведенных в паспорте качества на бензин). Рассчитывают показатели экологических свойств "Содержание оксида углерода" и "Содержание углеводородов (сумм.)" по зависимостям
содержание оксида углерода -
Y1= 2,82-0,028Х1-0,0031Х3-0,026Х4-0,00059Х5-0,071Х6+0,0032Х7+0,31Х8, содержание углеводородов (сумм.) -
Y2=2,88-0,30X1+0,88X2-0,0024X3-0,029X4+0,0045X7+0,44X8. Затем производят оценку экологической безопасности применения бензинов по комплексному показателю токсичности, который определяют через значения показателей экологических свойств у1 и У2 по формуле
Если Т2, то считают бензин экологически безопасным при применении, если Т>2, бензин считают экологически опасным. Пример конкретного исполнения. Для сравнения взяли три автомобильных бензина марки АИ-92. Оценку экологической безопасности осуществили вышеуказанным способом. Результаты оценки приведены в табл.4. Как видно из табл.4, бензин 1 экологически безопасен при применении, а бензины 2, 3 экологически опасны. Из вышеизложенного материала видно, что технико-экономический эффект предлагаемого способа заключается в сокращении времени определения в 1,4 раза, в упрощении приборного оформления и удешевления способа в более чем в 1,5 раза.
Класс G01N33/22 топлива, взрывчатых веществ