Luftfartsbenzin, (luftfartsbenzin) - kulbrintebrændstof til stempelflymotorer (motorer), fremstillet af højoktankomponenter ( alkylat , isomerizat , katalytisk reformeringsbenzin , toluen eller andre komponenter med høj kemisk stabilitet) med tilsætning af ethylvæske , antioxidant og farvestof [1] . I engelsktalende lande er luftfartsbenzin kendt som AvGas, en forkortelse for Aviation Gasoline.
I midten af det 20. århundrede var flybenzin den vigtigste type motorbrændstof, der blev brugt i luftfarten, derefter blev de gradvist erstattet af petroleumsbaserede jetbrændstoffer .
Luftfartsbenzin har fortsat begrænset anvendelse i det 21. århundrede i lette fly rundt om i verden. På grund af den kraftige reduktion i forbruget af blyholdig flybenzin er dens produktion nu kun bevaret i USA og Den Russiske Føderation, resten af de lande, der bruger lette fly, foretrækker at dække deres behov gennem import.
Luftfarts- og bilbenziner adskiller sig fra hinanden i produktionsteknologi, fraktioneret sammensætning, kemisk stabilitet og en række andre parametre. Luftfarts- og bilbenzin er ikke udskiftelige, og desuden er flybenzin væsentligt dyrere end bilbenzin. Men i nogle tilfælde bruges motorbenzin i flymotorer med nogle begrænsninger, eller der tilsættes tilsætningsstoffer til benzin for at forbedre ydeevnen.
Årsagerne til, at bil- og luftfartsbenzin er forskellige, ligger i forskellige driftsforhold for motorer. I en bil kører motoren sjældent med fuld kraft og maksimal hastighed, mens motoren i et fly kører med fuld eller tæt på fuld kraft næsten hele flyvningen.
Luftfartsbenziner er en brændbar væske, hvis eksplosive koncentration af dampe i en blanding med luft er 6%. Selvantændelsestemperaturen for flybenzin er fra 380 °C til 475 °C, flammepunktet er fra minus 34 °C til minus 38 °C.
Opdelingen af flybenziner efter mærker udføres i henhold til oktantallet, bestemt af motormetoden. Derudover er karakteren på en rig blanding for en række flybenziner angivet i mærkningen.
For luftfartsbenzin er de vigtigste kvalitetsindikatorer:
Fra 2019 er følgende udstedt i Den Russiske Føderation:
Antibank additiv :
Antibankeblandingen skal indeholde mindst 61 % tetraethylbly og dibromethan i en mængde, der er tilstrækkelig til at give et indhold på to bromatomer pr. blyatom.
Anti-isning additiver :
Antioxidanttilsætningsstoffer :
Antistatisk additiv
Anti-korrosionsadditiv
Ligeløbende blyfri lavoktanbenzin med en massefylde på ikke over 0,7 g/cm3. Oprindeligt (i midten af det 20. århundrede) blev det brugt i sin rene form som brændstof til lavtdrevne stempelmotorer (fly ANT-9 , TB-3 , R-5 , Po-2 , MBR-2 , Yak- 6 , Yak-12 , Yak-18 , An-14 , Ka-15 helikopter osv.; snescootere , svævefly osv.) og som base for forskellige brændstofblandinger af højoktan brændstof til kraftigere motorer, derefter som brændstof for nogle jetmotorer (ramjetmotorer til nogle missiler, turbostartere til nogle turbojetmotorer osv.), i n.v. bruges primært som opløsningsmiddel og affedtningsmiddel. Det er en farveløs gennemsigtig lav-toksisk brændbar væske (selvantændelsestemperatur 270°C)
Luftfartsbenzin B-91/115 er en brændstofblanding, der opnås ved direkte destillation af olie ved hjælp af katalytisk reformering. Det er en brændbar gennemsigtig væske af grøn farve med en karakteristisk lugt. Benzin B-91/115 forblev i produktion i meget lang tid, da ASh-62 IR-motoren på An-2- flyet, hovedtypen på lokale flyselskaber i USSR, kører på den.
Det blev udviklet i Den Russiske Føderation i begyndelsen af 90'erne som et enkelt motorbrændstof til luftfartsstempelmotorer. Benzin med reduceret TPP-indhold. Produceret i henhold til TU38.401-58-47-92, derefter i henhold til GOST 1012-2013.
Det er en brændbar gennemsigtig væske af grøn farve med en karakteristisk lugt.
Højoktan blyholdig flybenzin med motorens bankemodstand på mindst 99,6. Det er en brændbar klar blå væske med en karakteristisk lugt. Blyindholdet er 0,56 g/l.
Designet til brug i fly med stempelflymotorer med gnisttænding, for eksempel til Robinson R-22 og R-44 helikoptere, samt Cessna-172/182, Extra EA300 fly mv.
Historisk set var de første luftfartsbenziner i USSR straight-run benzin opnået fra forekomster i regionerne Grozny og Baku.
Grozny-felterne producerede næsten homogen olie. Destillatet opnået ved at koge olie af ved en temperatur på 130 ° C har netop dannet Groznensky luftfartsbenzin .
Baku-aflejringer producerede olie af forskellig sammensætning, som blev blandet i visse proportioner under produktionen af benzin. Benzinfraktionen blev destilleret ved en temperatur på 175 ° C, det resulterende destillat blev kaldt luftfartsbenzin Baku "30" (indtil 1935 blev det kaldt: Baku benzin af 2. klasse eksport).
Grozny luftfartsbenzin havde en vægtfylde på 0,700÷0,720 (ved +15°C), Baku luftfartsbenzin - 0,748÷0,754; oktantallet for den første er 58-60, den anden er 70-72. Tønder med Grozny luftfartsbenzin blev mærket med blå maling, tønder med Baku - med hvid maling.
Tyngre fraktioner af olie, der koger af ved temperaturer op til 200 ° C, dannede benzin af 1. og 2. kvalitet og blev ikke brugt som brændstof i luftfarten.
Ved direkte destillation af olie er udbyttet af let brændstof i gennemsnit 10-15%.
Grozny-luftfartsbenzin i sin rene form blev brugt i lavtdrevne motorer som M-2 , M-5 , M-11 , M-26. Baku luftfartsbenzin blev brugt i M-17 , M-22 motorer
Med fremkomsten af mere kraftfulde motorer med et højere kompressionsforhold i luftfarten, begyndte de at tilføje benzen (og det såkaldte pyrobenzen) som et anti-bankemiddel til disse benziner: sommerflybenzen af klasse "L" olie og vinterflyvning benzen af klasse "A" olie . Kemisk var flybenzen en blanding af benzen , toluen og xylen . Så i sommerflybenzen var mængden af benzen 75%, toluen 18% og xylen 7%. Dette brændstof (i sin rene form) fryser ved -10°C. Vinterflybenzen havde følgende sammensætning: benzen 50 %, toluen 35 % og xylen 15 %; frysepunkt -28°С. Oktantallet for flybenzen er mindst 100, pyrolysebenzen - 92. Da benzen er tungere end benzin (vægtfylde 0,884), er det nødvendigt at genberegne flybelastningen og dens flyvning ved brug af benzin-benzenblandinger eller ren luftfartsbenzen rækkevidde. Desuden falder motoreffekten, når den kører på benzen, da brændværdien af kemisk ren benzen er 9300 cal/kg (benzin har 10400 cal/kg). I praksis blev der ikke brugt ren benzen til tankning af fly; der blev brugt blandinger med benzin, hvor mængden af benzen kan nå op til 75%.
Derefter blev anti-banke-additiver baseret på tetraethylbly (C 2 H 5 ) 4 Pb (TES) tilsat til motorbrændstof. I USSR var det første sådant additiv ethylvæske (fremstillet i henhold til industristandarden OST nr. 40033), bestående af termiske kraftværker, chlorid- og bromforbindelser i forholdet 1/1 og et rødt farvestof. Derefter blev tilsætningsstoffer udviklet:
Additivet blev tilsat efter volumen fra 1 til 4 cm3. væsker pr. 1 liter motorbrændstof.
Da tetraethylbly er en ekstremt giftig væske, begyndte landet at skabe den såkaldte blybenzin til fremstilling af blybenzin . blande baser . Men på grund af det store udvalg af motorer i drift fortsatte USSR med at forberede brændstofblandinger direkte i driftsorganisationer, det vil sige på flyvepladser.
Ethylvæske er en stærk gift, så den opbevares under bevogtning og transporteres med ledsager. Alt arbejde med ethylvæske skal udføres i gummierede overalls, gummistøvler, gummihandsker og gasmaske [2] .
I USSR blev der i nogen tid brugt såkaldte ternære blandinger i luftfarten : alkohol-benzin-benzen, hvor benzinindholdet er så lavt som 20%, resten er benzen (pyrobenzen) og ethylalkohol 96%. Praksisen med at betjene sådanne blandinger har vist den betydelige kompleksitet af brændstofforberedelse såvel som visse ret specifikke operationer i et flys brændstofsystem, når der skiftes fra benzin til ternære blandinger.
Ved kokskul frigives gasser indeholdende kulbrinter. Disse gasser opfanges, afkøles, renses fra harpiks, hvorefter olier mættes med disse gasser. Mættet olie går til destillation, hvorunder benzen, toluen og xylen opnås. Kulbrændstof indeholder svovlforbindelser i den letkogende fraktion, hvilket påvirker motorernes levetid negativt. Udbyttet af færdige produkter med denne teknologi er meget lavt og udgør 0,9 %.
Det er muligt at øge udbyttet af benzin betydeligt ved hjælp af hydrokrakningsmetoden (se nedenfor).
Benzin kan også fås fra skifer ved semi-koksmetoden, mens udbyttet af skiferbenzin er fra 1 til 4 procent.
I en meget forenklet form: syntetisk benzin fås fra kul. Finmalet kulmasse opvarmes til en temperatur på 500°C ved et tryk på 100-200 atmosfærer i nærvær af brint og katalysatorer. Ved hjælp af denne teknologi kan der opnås op til 650 liter flydende masse fra 1 ton kul, hvorfra der senere kan drives op til 200 liter let brændsel.
Særlige tilsætningsstoffer tilsættes syntetisk flybenzin for at forbedre slagmodstanden. For eksempel brugte tyskerne Motil-væske baseret på pentacarbonyljern .
Tyskland har opnået den største succes i produktionen af syntetisk motorbrændstof. I midten af 30'erne var produktionen af hydrokrakket benzin 300.000 tons om året.
Før krigen i Tyskland blev der udviklet en proces til at opnå syntetisk brændstof ved hjælp af flere teknologier. Så inden den 1. september 1939 var der i Tyskland 7 anlæg, der opererede efter hydrogeneringsmetoden, 7 anlæg, der opererede efter Fischer-Tropsch-metoden, og adskillige flere anlæg, der opererede ved hjælp af metoden til fremstilling af benzin fra stenkulstjære, der var tilbage efter kulkoksning . Den månedlige produktion af syntetisk brændstof på alle disse fabrikker nåede op på 120.000 tons. Følgende kvaliteter af flybenzin blev produceret:
I 1944 producerede tyske fabrikker 5,7 millioner tons syntetisk brændstof (alle typer og mærker i alt).
Før krigen blev en ny standard for motorbrændstoffer indført i USSR. I overensstemmelse med GOST 1012-41 blev der produceret blyfri luftfartsbenziner: B-70, B-74, B-78b, ARB-70 samt startende Krasnodar-benzin PKB med et oktantal på 70 og startbenzin PGB ifølge OST -10812-40, PMB, PVB i henhold til OST-10813-40.
Under Anden Verdenskrig blev følgende luftfartsbenziner produceret i USSR: B-59, B-70, B-74, B-78b og B-78g.
Ved at tilføje antibanke-additivet R-9 (eller V-20) blev følgende motorbrændstoffer opnået:
Hvor tallet før bogstavet "B" betyder mængden af additiv i cm³ pr. liter benzin. Tallet i parentes viser det endelige oktantal for blandingen af benzin med additivet.
Brændstofblandinger blev også fremstillet baseret på B-70 benzin med tilsætning af benzener og isooctaner til benzin med en oktanværdi på 95:
Udlån fra USA modtog benzin, der modtog de sovjetiske mærker B-95 og B-100. Disse er straight-run benziner med isooctan og isopentan, med tilføjelse af et anti-bank-additiv TPP. Ud over disse benziner leverede USA følgende komponenter til fremstilling af motorbrændstoffer: isooctan, isopentan, neohexan, alkylbenzin og en teknisk blanding af isooctan og isopentan. Også amerikanerne leverede termiske kraftværker til USSR under mærkenavnet "1-T".
Amerikanske benziner blev brugt både på importerede fly og på indenlandske. Især efter at have tilføjet R-9-produktet (1 cm³ pr. liter brændstof) til B-95 (1B-95) benzin, blev det tanket op af fly med M-88 B- og M-105-motorer.
Fra 1975 blev følgende kvaliteter af luftfartsbenzin produceret i USSR:
Den 1. juli 2003 trådte den føderale lov af 22. marts 2003 nr. 34-FZ "Om forbud mod produktion og omsætning af blyholdig motorbenzin i Den Russiske Føderation" i kraft, som et resultat af, at produktionen af termisk kraftværker i Den Russiske Føderation blev indstillet, og med det begyndte at falde luftfartens benzinproduktion.
Fra 2011 blev produktionen af flybenzin af alle kvaliteter i Den Russiske Føderation indstillet, men siden efteråret 2016 blev produktionen af flybenzin genoptaget af Gazprom, og luftfartsbenzin med et reduceret TPP-indhold af klasse 100LL i overensstemmelse med med GOST R 55493-2013 er også produceret i Den Russiske Føderation.