3.3 Charakterystyka paliw płynnych

Benzyna jest mieszaniną węglowodorów alifatycznych, czyli cyklicznych nasyconych
i nienasyconych z domieszka węglowodorów alicyklicznych nasyconych i węglowodorów aromatycznych. Głównymi składnikami benzyny są alkany, zwane również parafinami, o ogólnym wzorze CnH2n+2, gdzie n = 5 - 12, alkeny / olefiny / CnH2n, gdzie n = 5 - 12 oraz cykloalkany,
tzw. nafteny, CnH2n, gdzie n = 5 i 6 i węglowodory aromatyczne /pierścieniowe, pochodne benzenu/.
W zależności od przeznaczenia istnieje wiele rodzajów i gatunków benzyn.
Benzyny czyste, bez domieszek i barwników, są cieczami bezbarwnymi, lżejszymi od wody, o gęstości 0,67 - 0,8 g/cm3 i w niej nierozpuszczalnymi, o charakterystycznym zapachu. Pary benzyn są 2,5 - 4,8 razy cięższe od powietrza. Benzyny są cieczami łatwo zapalnymi, temp. zapłonu wynosi - 45oC, temp. samozapłonu wynosi 300oC, DGW – 0,76 %obj, GGW - 7,6 % obj.
Benzyny, ze względu na niską temperaturę zapłonu oraz dużą prężność par są zaliczane do cieczy łatwo zapalnych i bardzo niebezpiecznych pod względem pożarowo-wybuchowym. Szczególne niebezpieczeństwo występuje w przypadku ogrzania zbiorników, np. w czasie pożarów, ponieważ benzyna podgrzana do temperatury przekraczającej jej temperaturę wrzenia, pod normalnym ciśnieniem dla większości węglowodorów alifatycznych ok. 40 - 160 oC., nabiera tzw. właściwości ciekłego sprężonego gazu, tzn. następuje bardzo szybka przemiana fazy ciekłej w fazę gazową, połączona z gwałtownym wzrostem ciśnienia wewnątrz zbiornika, co na ogół prowadzi do jego rozerwania i wybuchu przestrzennego.
Pod względem zagrożenia toksycznego benzyna czysta , nie etylizowana, charakteryzuje
się głównie działaniem narkotycznym. Pary benzyny najczęściej dostają się do organizmu przez drogi oddechowe.
W przypadku przekroczeń NDSu / NDS - 0,3 mg/m3 / objawami zatrucia są:
- pieczenie w oczach, nosie i krtani,
- łzawienie, kichanie lub kaszel na skutek podrażnienia błon śluzowych,
- wyraźne bicie tętna w skroniach,
- podniecenie psychiczne,
- następnie nudności, bóle i zawroty głowy oraz bicie serca i utrata przytomności.

Oleje napędowe są cieczami koloru lekko żółtawego, lżejszymi od wody, o gęstości
0,82 - 0-88 g/cm3.Pary olejów napędowych są ok. 3 razy cięższe od powietrza. Oleje napędowe
są cieczami palnymi, temp. zapłonu  > 37 oC, DGW - 1,3 % obj, GGW - 6,0 % obj.
Oleje napędowe są mniej szkodliwe dla zdrowia, niż benzyny, ze względu na mniejszą lotność. Działania drażniące par olejów napędowych na błony śluzowe i na skórę człowieka jest bardziej intensywne niż benzyny. Przy zatruciach przez drogi oddechowe występuje:
- uczucie senności, znużenie,
- szum w uszach,
- podrażnienie dróg oddechowych i czasami pieczenie oczu.
Przypadki ostrego zatrucia zdarzają się rzadko, NDS dla par oleju napędowego wynosi
0,3 mg/m3.

Oleje opałowe są cieczami lżejszymi od wody, i w niej się nie rozpuszczają. Są to ciecze palne, temp. zapłonu > 38 oC, temp. samozapłonu 250 oC, mało lotne, o wartości opalowej 38 - 42 MJ/kg / 9 - 10 Mcal/kg /.Działają szkodliwie na skórę człowieka wywołując chroniczne stany zapalne.

Nafta jest frakcją ropy naftowej. Jest cieczą o barwie słomkowej do bezbarwnej. Barwy nafty zależą od jej stopnia czystości, jest lżejszą od wody o gęstości 0,77 - 085 g/cm3 i w niej nierozpuszczalną. Pary nafty są 3 razy cięższe od powietrza.
Ciepło spalania nafty wynosi 42 - 46 MJ/kg / 10 - 11 Mcal/kg /, temp. wrzenia wynosi
> 150 oC, temp. zapłonu > 38oC, temp. samozapłonu > 250oC, DGW - 1,4 %obj, GGW - 7,5 % obj.
Na organizm ludzki nafta działa podobnie jak benzyna, lecz silniej podrażnia błony śluzowe dróg oddechowych i oczu. Jej działanie narkotyczne jest bardziej intensywne niż benzyny.
W kontakcie ze skórą, podobnie jak benzyna, wywołuje stany zapalne i wypryski, a przy ciągłym działaniu - egzemy.

Tabela nr 1 Charakterystyka cieczy łatwopalnych

Nazwa cieczy
Łatwo palnej

Temperatura
Zapłonu
( oC )

Temperatura
Zapalenia
( oC )

Temperatura
Wrzenia
( oC )

Granie
Wybuchowości
( % obj. )

Szybkość
spalenia
(mm/min)

Benzyna standardowa

- 30

260

65 - 95

1,1 – 7,0

1,750

Benzyna ekstrakcyjna

< - 10

400

65 - 120

2,6 – 12,0

 

Benzyna lakowa

23

500

145 0 203

1,2 – 2,8

 

Nafta

30

250

> 150

0,7 – 6,0

1,450

Olej napędowy

40

399

240 - 350

2,6 – 12,0

0,740

Aceton

17

540

56,1

2,6 – 12,0

0,138

Alkohol etylowy

17

425

78,3

3,5 – 15,0

1,297

O -  ksylen

24

465

137 - 143

1,7 – 7,6

1,040

Octan etylu

- 4

426

77

2,2 – 11,5

 

Toluen

6

533

110,6

1,1 – 9,0

2,680

Tabela Nr 2 Własności fizykochemiczne wybranych węglowodorów, składników ropy naftowej
T = 298 oK.

Lp.

 Rodzaj
 węglowodoru
( i )

Symbol

 M
 kg/mol

 Psi
 ( kPa )

Stężenie
 składnika i
 w powietrzu
 Hgi ( g.dm3 )

Rozpuszczalność
 składnika i w
 wodzie Hwi
 ( g/dm3 )

Współczy-
 - nik
 podziału
 Hgi/Hwi

01

 n-pentan

C3H12

72

68,40

1,987

0,0407

48,8

02

 n-heksan

C6H14

86

17,80

0,617

0,0095

64,9

03

 n-oktan

C8H18

114

1,88

0,0865

0,00068

127,1

04

 n-cykloheksan

C6H12

84

11,10

0,376

0,055

6,8

05

 benzen

C6H6

78

9,67

0,304

1,78

0,17

06

 toluen

C7H8

92

3,57

0,133

0,515

0,26

07

 p-ksylen

C8H10

106

1,17

0,050

0,220

0,23

08

m-ksylen

C8H10

106

1,10

0,047

0160

0,29

09

0-ksylen

C8H10

106

0,87

0,037

0,175

0,21

gdzie:
Psi – prężność pary nasyconej składnika i
            M
Hgi = -----   ps

RT

 

 

 

Tabela Nr 3 Skład chemiczny mieszaniny węglowodorów symulujących benzynę samochodową, olej napędowy i paliwo do silników odrzutowych.

Mix – 1 
( benzyna samochodowa )

Mix – 2 ( dieslowski olej napędowy )

Mix – ( paliwo do
 silników
 turboodrzutowych )

% wag

% wag

% wag

C7H16

23,2

C7

2,00

C12

10,31

C17

8,13

C22

1,97

p-C8H10

4,3

C9H20

23,9

C8

3,03

C13

10,41

C18

6,60

C23

1,20

C9H20

4,4

C10H22

18,4

C9

4,78

C14

10,85

C19

3,94

C24

0,57

C10H22

8,4

C7H8

18,0

C10

7,00

C15

8,11

C20

2,18

C25

0,26

C10H18

24,8

p-C8H10

16,5

C11

9,75

C16

6,81

C21

2,08

 

 

C11H24

40,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C13H28

17,3

Tabela Nr 4 Charakterystyka techniczna podstawowych benzyn.

Lp.

 Rodzaj
 właściwości

 Uniwersalna
 95 U RG

 Bezołowiowa
95

 Bezołowiowa
95 AL

 Bezołowiowa
 98

01

 Liczba oktanowa,
 badawcza LOB

 

min. 95

 

min. 95

 

min. 95

 

min. 98

02

 Liczba oktanowa,
 motorowa LOM

 

min. 85

 

min. 85

 

min. 85

 

min. 87

03

 Prężność par ( kPa )

 

 

 

 

- lato

35 – 70

35 – 70

35 – 70

35 – 70

- zima

55 – 90

55 – 90

55 – 90

55 – 90

- okres przejściowy

35 – 90

35 – 90

35 – 90

35 – 90

04

 Indeks lotności, max.

 

 

 

 

- lato

950

950

950

950

- zima

1150

1150

1150

1150

- okres przejściowy

1150

1150

1150

1150

05

 Zawartość ołowiu max
 Pb (g/dm3)

 

0,013

 

0,013

 

0,013

 

0,013

06

 Zawartość siarki, max.
( % m/m )

 

0,05

 

0,05

 

0,05

 

0,05

07

 Zawartość potasu
( mg/kg )

 

4 – 8

 

-

 

-

 

-

08

 Gęstość w temp. 20oC
( kg/m3 )

 

725  - 780

 

725 - 780

 

720 – 780

 

725 – 780

09

 Zawartość benzenu,
 max. (% V/V)

 

5,0

 

5,0

 

5,0

 

5,0

10

 Zawartość związków
 organicznych, tlenowych ( % V/V )

 

 

 

 

- alkohol etylowy, max.

5,0

5,0

4,5 - 4,8

5,0

- etery C5 i wyższe, max.

15,0

15,0

15,0

15,0

- zawartość tlenu, łączna,
 max ( % m/m )

 

2,8

 

2,8

 

2,8

 

2,8

11

 Barwa

naturalna

naturalna

naturalna

czerwona

 

Tabela Nr 5 Charakterystyka techniczna podstawowych olei napędowych.

Lp.

 Rodzaj właściwości

Eurodisel 0,2

Eurodisel 0,05

Eurodisel
 arktyczny 0,2

Eurodisel
arktyczny 0,05

01

 Gęstość w 15oC ( kg/m3 )

820 - 860

820 - 860

-

-

02

 Zawartość siarki, max.
( % m/m. )

0,2

0,5

0,2

0,5

03

 Lepkość w 20oC ( mm2/s )

2,0 - 4,5

2,0 - 4,5

1,5 - 4,0

1,5 - 4,0

04

 Temperatura zapłonu,
 powyżej ( oC )

 

55,0

 

55,0

 

55,0

 

55,0

05

 Temp. zablokowania
 zimowego  filtra,
 max. ( oC )

 

 

 

 

- lato

0,0

0,0

klasa 1 - 26,0

klasa 1 - 26,0

- okres przejściowy

-10,0

-10,0

klasa 2 - 32,0

klasa 2 - 32,0

- okres zimowy

-20,0

-20,0

 

 

06

 Temp. mętnienia,
 max. ( oC )

 

 

klasa 1 - 16,0
klasa 2 - 22,0

-
-

07

 Indeks cetanowy, min.

48,0

48,0

46,0

46,0

***