Rodzaje paliw płynnych
Paliwa płynne pozyskiwane są najczęściej z rafinacji ropy naftowej lub (w mniejszym stopniu) z węgla kamiennego i brunatnego. Stosowane są głównie do napędu silników spalinowych oraz w mniejszym stopniu do rozruchu kotłów parowych, do celów grzewczych i technologicznych.
Najważniejszymi paliwami płynnymi są: benzyna, olej napędowy, olej opałowy, nafta, paliwa syntetyczne.
gaz
Mieszanina ciekłych węglowodorów, jeden z głównych rodzajów paliw stosowanych w silnikach samochodów, samolotów i niektórych innych urządzeń. Używany również jako rozpuszczalnik. Z chemicznego punktu widzenia głównymi składnikami benzyn są węglowodory alifatyczne o liczbie atomów węgla od 5 do 12. Występują również śladowe ilości węglowodorów nienasyconych i aromatycznych.
Benzyna dostarcza energię do silnika poprzez spalanie, czyli tlen z atmosfery. Ponieważ wypala się w bardzo krótkich cyklach, proces ten musi przebiegać możliwie szybko i równomiernie w całej objętości cylindrów silnika. Osiąga się to poprzez zmieszanie benzyny z powietrzem przed wejściem do cylindrów, tworząc tak zwaną mieszankę paliwowo-powietrzną, czyli zawiesinę (mgłę) bardzo małych kropel benzyny w powietrzu. Benzyna jest produkowana przez destylację ropy naftowej. Jego skład zależy od początkowego składu oleju i warunków rektyfikacji. Aby poprawić właściwości benzyny jako paliwa, do silników dodaje się niewielkie ilości (poniżej 1%) wybranych związków chemicznych, zwanych środkami przeciwstukowymi (zapobiegających detonacji, czyli niekontrolowanemu i nierównomiernemu spalaniu).
Silnik wysokoprężny
Paliwo przeznaczone jest do silników wysokoprężnych o zapłonie samoczynnym. Jest to mieszanina węglowodorów parafinowych, naftenowych i aromatycznych uwalnianych z ropy naftowej w procesie destylacji. Destylaty Diesla mają znacznie wyższą temperaturę wrzenia (180-350°C) niż destylaty benzyny. Ponieważ zawierają dużo siarki, konieczne staje się jej usunięcie poprzez obróbkę wodorową (hydrorafinacja).
Oleje napędowe to również produkty otrzymywane z frakcji pozostałych po destylacji, ale do tego niezbędne jest przeprowadzenie procesów rozkładu katalitycznego (kraking katalityczny, hydrokraking). Skład i wzajemne stosunki węglowodorów zawartych w olejach napędowych różnią się w zależności od rodzaju przerabianego oleju oraz procesów technologicznych stosowanych przy ich produkcji.
Dzięki metodzie zapłonu mieszanki olejowo-powietrznej w silnikach - beziskrowej, ale temperaturowej (samozapłon) - nie ma problemu spalania detonacyjnego. Dlatego nie ma sensu podawać liczby oktanowej dla olejów. Kluczowym parametrem dla tych paliw jest zdolność do szybkiego samozapłonu w wysokich temperaturach, której miarą jest liczba cetanowa.
Olej, olej
Oleista ciecz pozostająca po destylacji oleju niskogatunkowego w warunkach atmosferycznych w temperaturze 250-350°C. Składa się z węglowodorów o dużej masie cząsteczkowej. Ze względu na niską cenę jest stosowany jako paliwo do okrętowych silników tłokowych o małej prędkości, okrętowych kotłów parowych oraz do rozruchu kotłów parowych energetycznych, paliwo do kotłów parowych w niektórych lokomotywach parowych, paliwo do pieców przemysłowych (m.in. przy produkcji gips). ), surowiec do destylacji próżniowej, do produkcji smarów ciekłych (oleje smarujące) i smarów stałych (na przykład wazeliny) oraz jako surowiec krakingowy do produkcji oleju opałowego i benzyny.
Olej
Ciekła frakcja ropy naftowej wrząca w zakresie 170-250°C ma gęstość 0,78-0,81 g/cm³. Żółtawa palna ciecz o charakterystycznym zapachu, będąca mieszaniną węglowodorów, których cząsteczki zawierają 12-15 atomów węgla. Stosowany jest zarówno (pod nazwą „nafta” lub „nafta lotnicza”) jako rozpuszczalnik, jak i do celów kosmetycznych.
Paliwa syntetyczne
Paliwo syntetyzowane chemicznie, które może być alternatywą dla benzyny lub oleju napędowego. W zależności od użytych surowców rozróżnia się następujące technologie:
- (GTL) - paliwo z gazu ziemnego;
- (CTL) - z węgla;
- (BTL) - z biomasy.
Jak dotąd najbardziej rozwinięte są dwie pierwsze technologie. Benzyna syntetyczna na bazie węgla była używana podczas II wojny światowej i jest obecnie szeroko stosowana w Afryce Południowej. Produkcja paliw syntetycznych na bazie biomasy jest wciąż na etapie eksperymentalnym, ale może zyskać większą popularność dzięki promowaniu rozwiązań przyjaznych środowisku (biopaliwa idą do przodu w walce z globalnym ociepleniem). Głównym rodzajem syntezy stosowanym do produkcji paliw syntetycznych jest synteza Fischera-Tropscha.
