Προσδιορισμός βαρέος υπολείμματος σε βενζίνη με σταθμική μέθοδο μικρού όγκου δείγματος

Μήλλας, Σπύρος; Millas, Spiros

dc.contributor.author	Μήλλας, Σπύρος	el
dc.contributor.author	Millas, Spiros	el
dc.date.accessioned	2018-02-16T11:14:34Z
dc.date.available	2018-02-16T11:14:34Z
dc.date.issued	2018-02-16
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/46540
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.14810
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by/3.0/gr/	*
dc.subject	Βενζίνη	el
dc.subject	Επιμόλυνση	el
dc.subject	ΕΝ 3405	el
dc.subject	Απόσταξη	el
dc.subject	Υπόλειμμα	el
dc.subject	Gasoline	en
dc.subject	Contamination	en
dc.subject	Residue	en
dc.title	Προσδιορισμός βαρέος υπολείμματος σε βενζίνη με σταθμική μέθοδο μικρού όγκου δείγματος	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Τεχνολογία και μηχανική καυσίμων	el
heal.classificationURI	http://data.seab.gr/concepts/4fcaac46cb6792882ded7e57cd48502895a9e54f
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2017-09-28
heal.abstract	Βαρύτερα συστατικά της βενζίνης, σε μικρές ποσότητες μπορεί να περάσουν σε διάφορα στάδια της εφοδιαστικής αλυσίδας από άστοχους ή εσκεμμένους χειρισμούς (νοθεία), αλλοιώνοντας την ποιότητα του καυσίμου, επηρεάζοντας την λειτουργία και χρόνο ζωής του κινητήρα και αυξάνοντας τις εκπομπές καυσαερίων. Για τον έλεγχο της ποιότητας της βενζίνης έχουν εκδοθεί από την ευρωπαϊκή επιτροπή πρότυπα με προδιαγραφές και μεθόδους μετρήσεων (ΕΝ 228, EN ISO 3405, EN 16270 κ.α.). Σκοπός της εργασίας είναι ο συγκριτικός έλεγχος της πρότυπης μεθόδου EN ISO 3405 (ASTM D86) με νέα προτεινόμενη εργαστηριακή μέθοδο, για τον εντοπισμό βαρύτερων συστατικών σε αμόλυβδη βενζίνη. Θεωρώντας ως καύσιμα βάσης τρεις απλές αμόλυβδες βενζίνες (95 RON) από πρατήρια, εργαστηριακά παρασκευάστηκαν δείγματα βενζίνης με περιεκτικότητα σε diesel κίνησης 1%, 2% και 3%. Κατόπιν εργαστηριακής ανάλυσης επιβεβαιώθηκε ότι πράγματι τα καύσιμα βάσης της βενζίνης και του diesel κίνησης ικανοποιούσαν όλες τις προδιαγραφές ΕΝ 228 και ΕΝ 590 αντίστοιχα. Βάσει της προτεινόμενης μεθόδου, ο ποσοτικός προσδιορισμός υπολείμματος των δειγμάτων επιτεύχθηκε σε τρεις διαφορετικές συνθήκες χρόνου παραμονής στο φούρνο, 15, 20 και 25 λεπτά και σε τρεις διαφορετικές θερμοκρασίες θέρμανσης του φούρνου, στους 210, 220 και 230 οC και πραγματοποιήθηκαν τέσσερις μετρήσεις για κάθε ζευγάρι χρόνου – θερμοκρασίας. Παράλληλα, και σύμφωνα με την πρότυπη μέθοδο EN ISO 3405, πραγματοποιήθηκαν δύο αναλύσεις απόσταξης σε δύο διαφορετικά προγράμματα σε κάθε δείγμα. Επίσης, έγιναν ζυγίσεις του κλασματήρα απόσταξης με το δείγμα και το υπόλειμμα απόσταξης, ανάγοντας έτσι το υπόλειμμα επί τοις εκατό κατά μάζα. Τέλος, το υπόλειμμα απόσταξης υπολογίστηκε και κατά όγκο προσθέτοντας 5ml τολουολίου στον κλασματήρα με το υπόλειμμα. Τα ποσοστά εξάτμισης Ε70, Ε100 , Ε150 και Ε180 των δειγμάτων παρουσίασαν μια είτε σταθερή είτε ελαφρώς φθίνουσα τάση, με την αύξηση περιεκτικότητας του diesel στη βενζίνη και ήταν εντός των ορίων που θέτει το ΕΝ 228. Οι χαρακτηριστικές θερμοκρασίες της καμπύλης απόσταξης Τ50, Τ90, Τ95 και ΤΣΖ παρουσίασαν αύξηση της Τ50 και Τ90, ενώ παρατηρήθηκε σημαντική αύξηση των θερμοκρασιών Τ95 και ΤΣΖ, με την αύξηση της προσθήκης diesel στη βενζίνη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η πτητικότητα της βενζίνης μειώνεται με την προσθήκη βαρύτερου καυσίμου, όπως το diesel, αναγκάζοντάς τη να αποστάζει σε μεγαλύτερες θερμοκρασίες. Παρόλα αυτά ο δείκτης οδηγησιμότητας δεν μεταβάλλεται αισθητά, καθώς εξαρτάται από τις θερμοκρασίες Τ10, Τ50 και Τ90 που παρουσιάζουν ελάχιστη αύξηση. Τα αποτελέσματα έδειξαν πως η πρότυπη μέθοδος ΙSO EN 3405 δεν είναι ικανή να εντοπίσει την επιμόλυνση της βενζίνης μέχρι και 3% m/m, καθώς τα αποτελέσματα ήταν όλα εντός των προδιαγραφών του προτύπου ΕΝ 228, όσον αφορά το τελικό σημείο βρασμού. Επίσης, ήταν ξεκάθαρο ότι η κατά μάζα μέτρηση υπολείμματος έδινε μεγαλύτερες τιμές από την κατά όγκο, με την δεύτερη να επιτυγχάνει καλύτερη συσχέτιση, και να βγάζει εκτός προδιαγραφής μόνο την 3% επιμόλυνση, σε αντίθεση με την κατά μάζα που έβγαζε και την 2% και την 3%. Μεταξύ των αποτελεσμάτων της προτεινόμενης μεθόδου είναι η βέλτιστη συσχέτιση της στους 220 οC για τους τρεις χρόνους, με αμέσως καλύτερη αυτή των 210 oC και μετά των 230 oC. Τα πλεονεκτήματα της προτεινόμενης εργαστηριακής μεθόδου είναι η εξοικονόμηση χρόνου σε σύγκριση με τη πρότυπη μέθοδο ISO 3405 που διαρκεί περίπου μια ώρα, η μικρή ποσότητα δείγματος (περίπου 4 ml) και η ακρίβεια της μεθόδου. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι ενώ στην απόσταξη το καύσιμο θερμαίνεται διαδοχικά ως το τελικό σημείο βρασμού, στο φούρνο θερμαίνεται απότομα στο τελικό σημείο της απόσταξης (end point). Επίσης, τα αποτελέσματα ανάγονται στην μάζα όπου αποτελεί αναμφισβήτητο μέγεθος σε σύγκριση με τον όγκο, όπου μετριέται το υπόλειμμα στην πρότυπη μέθοδο, καθώς υπεισέρχονται οι παράγοντες της θερμοκρασίας και της πυκνότητας. Η προδιαγραφή για το υπόλειμμα σε % w/w είναι ανεπίσημη, ενώ η πρότυπη μέθοδος δε δίνει κανένα στοιχείο για την επαναληψιμότητα για την τιμή του υπολείμματος.	el
heal.abstract	The presence of heavier than motor gasoline components in different stages of distribution and supply chain from misguided or in purpose handling, will reduce fuel quality, it will a negative effect in motor and it will increase exhaust emissions. For fuel quality control different EU standards have been issued (ΕΝ 228, EN ISO 3405, EN 16270 κ.α.). This work describes a new method that can be used for the determination of high boiling components in motor gasoline and compares its results with the EN ISO 3405 (ASTM D86). Three simple unleaded (95 RON) gasolines have been used as base fuels, that were mixed with automotive diesel in concentration 1%, 2% and 3%. After laboratory research it was concluded that all base fuels were according to ΕΝ 228 and ΕΝ 590, respectively. According to new proposed method for the determination of residue, samples were analyzed in three different oven temperatures (210, 220 and 230 οC) in three different residence times (15, 20 και 25 minutes). Four samples for each time-temperature set were analyzed. Alongside, and according to the EN ISO 3405 method, two distillations were conducted in two different programs for each sample. After the distillation procedure, residue was determined as mass and volume percentage.. The evaporated percentages E70, E100 and E150 in all samples showed a decline by the addition of diesel, but not such a big decline, since they were according to EN 228. Furthermore, the characteristic temperature of the distillation curve T50, T90, T95 and FBP have been taken into account. A negligible rise have been observed in T50 and T90, whereas a huge rise has been observed in T95 and FBP by the addition of diesel. This can be explained, as the diesel in gasoline is added, the fuel volatility drops, making the fuel distillate in higher temperatures. Although, the drivability index is barely affected, since it depends on T10, T50 and T90 that showed negligible rise Results showed that ΙSO EN 3405 method was not able to effectively determine small amounts of heavier components in gasoline, as up to 3% m/m, because all samples had FBP within limits of ΕΝ 228. Furthermore, determination of residue by mass percentage gave clearly higher values than volume percentage, which showed better correlation. A residence time of 20min with an oven temperature at 220 οC gave better correlation, following by 210 οC and then 230 οC, so that temperature-time set is proposed as optimum conditions. The new proposed method is faster than that of atmospheric distillation, while requiring much smaller sample (about 4 ml). Also, it can give better results in terms of detection of lower levels of contamination, especially in the concentration range around 2 % w/w. The vapors of these compounds are trapped within the nozzle and the side walls of the cocking bulb and as a result they re-condensate and return to the bulb. Besides, the new test method is based on the concept of the forced evaporation of the sample due to the rapid heating, whereas in the distillation method the incremental heating ratio ensures the gradual removal of the lighter fractions.	en
heal.advisorName	Καρώνης, Δημήτρης	el
heal.committeeMemberName	Ζαννίκος, Φανούριος	el
heal.committeeMemberName	Μαρούλης, Ζαχαρίας	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Τεχνολογίας Καυσίμων και Λιπαντικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	88 σ.
heal.fullTextAvailability	true