Środki przeciwstukowe
Z Wikipedii
Środki przeciwstukowe lub antydetonatory – chemiczne dodatki do paliw stosowanych w silnikach iskrowych, które zapobiegają zjawisku spalania stukowego i co za tym idzie zwiększają maksymalny stopień sprężania, który można stosować w tych silnikach. Środki przeciwstukowe w sztuczny sposób podnoszą liczbę oktanową benzyny oraz metanową LPG.
Spis treści |
[edytuj] Przyczyny stosowania środków przeciwstukowych
Paliwa stosowane w silnikach iskrowych to mieszaniny węglowodorów, których pierwotnym źródłem jest głównie ropa naftowa. Różne węglowodory zawarte w benzynie mają różną liczbę oktanową. Jakkolwiek teoretycznie możliwe jest uzyskanie benzyny o określonej liczbie oktanowej przez dokładną, wielokrotną rektyfikację ropy naftowej, wiąże się to z dużymi kosztami, wynikającymi z niewykorzystania części węglowodorów zawartych w ropie oraz koniecznością znacznych nakładów energetycznych. Z tego względu typowa surowa benzyna, która została poddana standardowej rafinacji ma liczbę oktanową między 40 a 60. Ponadto surowa benzyna ma zmienną liczbę oktanową zależnie od źródła ropy naftowej i warunków rafinacji w danej rafinerii[1]. Liczbę oktanową uśrednia i powiększa proces krakingu, jednak również maksymalnie do poziomu ok 80-90[2].
Współczesne silniki iskrowe stosowane w samochodach wymagają benzyny o liczbie oktanowej minimum 95, zaś produkcja paliwa o takiej liczbie wyłącznie w procesie rafinacji i krakingu jest ekonomicznie nieopłacalna.
[edytuj] Zasada działania środków przeciwstukowych
Środki przeciwstukowe działają zasadniczo na 3 sposoby:
- dostarczają do układu w odpowiedniej, nieco niższej od samozapłonu temperaturze znaczne ilości wolnych rodników na skutek czego proces spalania węglowodorów traci charakter wybuchowej reakcji łańcuchowej i zachodzi w niższej temperaturze[3]
- lub na odwrót – spowalniają procesy spalania węglowodorów, poprzez zmiatanie wolnych rodników (zwłaszcza HO·) na skutek czego proces jest bardziej rozłożony w czasie i zachodzi łagodniej[4]
- działają utleniająco – tzn. wchodzą w odpowiedniej temperaturze w reakcje utleniania z węglowodorami zanim te ulegną reakcji spalania w kontakcie z powietrzem, co daje podobny efekt jak zmiatanie wolnych rodników[5].
[edytuj] Znane środki antystukowe
[edytuj] Jodyna i anilina
Jednym z pierwszych środków antystukowych była jodyna, jednak ze względu na jej koszt nie było to zbyt ekonomiczne rozwiązanie. Podobnie było też z aniliną, której własności antystukowe odkryto w 1919 r. Związki te były jednak długo stosowane jako rodzaj odniesienia przy testowaniu innych, mniej efektywnych, ale tańszych kandydatów[1]. Współcześnie uważa się, że zarówno jodyna jak i anilina działają wg mechanizmu utleniającego.
[edytuj] Tetraetyloołów
W 1922 r. T. Midgley Jr. i T.A. Boyd pracujący dla koncernu General Motors odkryli i opatentowali działanie antystukowe tetraetylołowiu (Pb(C2H5)4), którego działanie polega na rozkładaniu się w temperaturze ok. 120°C z wydzieleniem dużej ilości rodników etylowych[6]. Związek ten wydawał się idealnym dodatkiem, gdyż był bardzo efektywny oraz tani w produkcji. Dodatek 0,15 g tetraetylołowiu do litra benzyny powoduje, że jej liczba oktanowa wzrasta z 60 do 96[7]. Tetraetylołów rozpoczął erę tzw. benzyn ołowiowych, która trwała aż do połowy lat 90. XX w. Sam tetraetylołów jest dość silnie toksyczny, a spalanie benzyny, która go zawierała powodowało skażenie środowiska znacznymi ilościami ołowiu. Z tego względu najpierw w Stanach Zjednoczonych, a następnie w innych krajach wycofano się z jego stosowania[8].
[edytuj] Pentakarbonylek żelaza
Ze względu na ochronę patentową użycia tetraetylołowiu przez koncern GM konkurenci pracowali nad znalezieniem jego zamienników. Opatentowany w Niemczech w 1926 r. pentakarbonylek żelaza (Fe(CO)5) miał nawet lepsze własności antystukowe od tetraetylołowiu, lecz jego wadą było gromadzenie się tlenków żelaza w układach wydechowych samochodów[9]. Mimo to, był on stosowany na masową skalę w latach 30. XX w. przez Niemców. Poważną wadą pentakarbonylku jest też jego bardzo wysoka toksyczność[10].
[edytuj] MMT
MMT – trikarbonyl(metyl-η5-cyklopentadienyl)mangan – był w latach 70. XX w. jednym z najbardziej obiecujących zamienników tetraetyloołowiu. Jest on dość kosztowny w produkcji, ale jednocześnie bardzo efektywny, dzięki czemu dla uzyskania tego samego efektu można było stosować dziesięciokrotnie mniejsze jego stężenie niż etyloołowiu. Stosowano go w Stanach Zjednoczonych w latach 1972–1978. W 1978 r. został zakazany przez EPA po doniesieniach naukowych wskazujący na to, że jest on silnie rakotwórczy. Po trwających wiele lat procesach w 1995 r. Sąd Najwyższy Stanów Zjednoczonych zdecydował, że EPA przekroczyła swoje kompetencje i zezwolił na ponowne użycie tego związku w stężeniach nie przekraczających 0,031 g na galon benzyny. Jest on obecnie stosowany w USA i Australii jako dodatek antystukowy do benzyn dla pojazdów nie mających tzw. katalizatorów w układach wydechowych[11].
[edytuj] Utleniacze
W tzw. benzynach bezołowiowych, czyli przystosowanych do samochodów z katalizatorami rolę dodatków antystukowych pełnią rozmaite mieszaniny organicznych związków chemicznych zawierających w swojej strukturze tlen i/lub ugrupowania aromatyczne. Do najczęściej stosowanych zalicza się:
Benzyny zawierające utleniacze wymagają stosowania układów katalitycznych w układach wydechowych, gdyż utleniacze nie spalają się całkowicie w silnikach i muszą być dopalane, aby w gazach wylotowych nie było zbyt wielu szkodliwych dla środowiska substancji[12].
Szczególnie dobre własności antystukowe ma MTBE, jednak jego nadmierne użycie również powoduje negatywne skutki dla środowiska, głównie w trakcie przechowywania i przypadkowych wycieków paliwa do gleby na skutek czego w 2006 r. jego użycie w Stanach Zjednoczonych zostało ograniczone[13].
Przypisy
- ↑ 1,0 1,1 G. Edgar, Measurement of the Knock Characteristics of Gasoline in terms of a Standard Fuel, Ind. Eng. Chem., v.19 p.145-146 (1927).
- ↑ L.M.Gibbs, How Gasoline Has Changed, SAE 932828 (1993)
- ↑ D.F.Caris and E.E.Nelson, A New Look at High Compression Engines, SAE Paper 812A. (1958)
- ↑ C.K.Westbrook, W.J. Pitz, The Chemical Kinetics of Engine Knock, Energy and Technology Review, Feb/Mar 1991, str. 1-13.
- ↑ C.K.Westbrook, The Chemistry Behind Engine Knock, Chemistry & Industry (UK), 3 August 1992. str 562-566.
- ↑ T.Midgley Jr. i T.A.Boyd, Ind. Eng. Chem., v.14 p.589,849,894 (1922)
- ↑ T.Midgley,Jr., Problem + Research + Capital = Progress, Ind. Eng. Chem., v.31 p.504-506 (1939).
- ↑ Ledout timeline na stronie fairfieldweekly.com
- ↑ [Badishe Anilin & Soda Fabrik, Brit. Pat. 260 639, 1926]
- ↑ G. Calingaert, Anti-knock Compounds, w: The Science of Petroleum. Oxford Uni. Press (1938), sec. 11, vol. 4, str: 3024-3029
- ↑ National Industrial Chemicals Notification and Assessment Scheme; Methylcyclopentadienyl Manganese Tricarbonyl, Commonwealth of Australia, June 2003
- ↑ S.K.Hoekman, Speciated Measurements and Calculated Reactivities of Vehicle Exhaust Emissions from Conventional and Reformulated Gasolines, Environ. Sci. Technol., vol 26 str. 1206, (1992)
- ↑ Removal of Reformulated Gasoline Oxygen Content Requirement (national) and Revision of Commingling Prohibition to Address Non-0xygenated Reformulated Gasoline (national). Environmental Protection Agency, 2006-02-22.
[edytuj] Linki zewnętrzne
| Sejm: Komisja Zdrowia rozpoczęła prace nad ustawą zakazującą "dopalaczy" |
Na posiedzeniu sejmowej Komisji Zdrowia odbyło się pierwsze czytanie projektu nowelizacji ustawy o przeciwdziałaniu narkomanii, która zakazać ma handlu tzw. dopalaczami, czyli substancjami zawierającymi benzylopiperazynę. |
| Po co jest czesne w publicznym przedszkolu? |
W całej Polsce w przedszkolach jest pobierana tzw. opłata stała. Rodzice zastanawiają się na co idą ich pieniądze i czy w ogóle muszą je płacić. Okazuje się, że przedszkolne czesne może być niezgodne z prawem. |
| Olszowiec złożył wniosek o zwolnienie ze służby |
Szef ochrony prezydenta ppłk Krzysztof Olszowiec, zawieszony w związku z incydentem w Gruzji, złożył wniosek o zwolnienie ze służby - potwierdził rzecznik BOR Dariusz Aleksandrowicz. O tym, że Olszowiec chce odejść ze służby, napisała środowa "Gazeta Wyborcza". |
| Szef KRRiT: W sprawie TVP powinien wypowiedzieć się Trybunał Konstytucyjny |
Przewodniczący Krajowej Rady Radiofonii i Telewizji uważa, że w sprawie sytuacji w TVP powinien wypowiedzieć się Trybunał Konstytucyjny. Witold Kołodziejski poprosi prezydenta Lecha Kaczyńskiego, by skierował do Trybunału odpowiednie pytanie. |
| Pawlak: Potrzeba szybkiego rozwiązania konfliktu gazowego |
Wicepremier, minister gospodarki Waldemar Pawlak powiedział, że zarówno rząd, jak i prezydent widzą potrzebę szybkiego rozwiązania konfliktu gazowego. Pawlak rozmawiał przez kilkadziesiąt minut z prezydentem Lechem Kaczyńskim o rosyjsko-ukraińskim konflikcie gazowym. |
| Przez kilka miesięcy do dyspozycji VIP-ów będzie tylko jeden Tu-154 |
Przez kilka najbliższych miesięcy do dyspozycji najwyższych osób w państwie będzie tylko jeden samolot specjalny Tu-154, drugi przejdzie w tym czasie remont. |
| SN oczyścił Jaskiernię z zarzutu "kłamstwa lustracyjnego" |
B. poseł SLD i b. minister sprawiedliwości Jerzy Jaskiernia został niejednogłośnie oczyszczony przez Sąd Najwyższy z zarzutu "kłamstwa lustracyjnego". Uznając kasację Jaskierni, SN uchylił prawomocny wyrok o jego kłamstwie. |
| Zima zaatakowała na Pomorzu |
Intensywne opady śniegu i bardzo silny porywisty wiatr spowodowały w środę ogromne utrudnienia w ruchu na większości dróg na Pomorzu. Po południu przez kilka godzin nieprzejezdna była trójmiejska obwodnica, bo pługi nie nadążały z odgarnianiem śniegu. |
| Rosja: Ławrow wyjaśnił Sikorskiemu sytuację z tranzytem gazu |
O kryzysie gazowym telefonicznie rozmawiali szefowie MSZ Rosji i Polski: Siergiej Ławrow i Radosław Sikorski. MSZ Rosji podało, że Ławrow szczegółowo wyjaśnił polskiemu ministrowi sytuację z tranzytem gazu do europejskich odbiorców. Rozmowa, jak podano, odbyła się na prośbę strony polskiej. |
| Prezydent udaje się z roboczą wizytą do Pragi |
Prezydent Lech Kaczyński udaje się w czwartek po południu z kilkugodzinną wizytą do Pragi. Spotka się tam z prezydentem Czech Vaclavem Klausem. Planowana jest też rozmowa L.Kaczynskiego z premierem Mirkiem Topolankiem. |
