Merceologia - Appunti

La ricerca di nuovi modi per produrre benzine ad elevato numero di ottano

IDONEE A LIMITARE L'EMISSIONE PERICOLOSA. Questo ha portato alla ricerca di nuovi modi per produrre benzine ad elevato numero di ottano, quindi a migliorare le caratteristiche attraverso dei processi di reforming o di raffinazione. Reforming vuol dire rimodulare le molecole oppure purificare ulteriormente le frazioni, cioè attraverso dei processi per arricchire le benzine della componente più pregiata quale gli idrocarburi in forma ramificata.

In alternativa al piombo può essere aggiunto alcol etilico alla benzina nella misura del 5% ottenendo il necessario potere antidetonante. Poiché l'alcol etilico è un composto che deriva dalla fermentazione e distillazione dei prodotti agricoli, una benzina così trattata viene anche chiamata benzina verde il cui uso ha il doppio vantaggio di diminuire l'inquinamento da piombo e di incrementare la produzione in agricoltura.

Purtroppo, gli ultimi studi hanno dimostrato che la cosiddetta benzina

ecologica riversi nell'ambiente il benzene, una sostanza nociva alla salute umana.

UN ALTRO INTERVENTO CHE E' STATO APPORTATO E' L'ADOZIONE DELLE "MARMITTE CATALITICHE" SULLE NUOVE AUTOVETTURE.

La marmitta catalitica è senza dubbio uno degli strumenti più validi per prevenire l'inquinamento atmosferico. In alcuni Paesi il suo uso sta diventando obbligatorio soprattutto per le autovetture di cilindrata superiore ai 2000 centimetri cubi (cc). Essa viene realizzata ponendo all'interno del tubo di scarico dei gas combusti, un reattore che serve a trasformare almeno parzialmente l'ossido di carbonio (CO) in anidride carbonica ed acqua e gli ossidi di azoto (Nox) in azoto e acqua. Il problema più difficile da superare è stato quello di mettere a punto un sistema che fungesse contemporaneamente da ossidante e da riducente. Ciò è stato realizzato ponendo su un monolito ceramico bucherellato uno strato di

Allumina molto pura sulla quale sono stati fatti depositare metalli attivi come palladio, platino e rodio. Attraverso complessi meccanismi di catalisi eterogenea i gas di scarico, costretti ad attraversare il monolito ceramico, vengono purificati dai loro componenti più dannosi prima di essere scaricati nell'atmosfera. Condizione indispensabile perché questo meccanismo abbia una durata ragionevole nel tempo è che la benzina sia esente da piombo: esso infatti disattiverebbe l'azione catalitica dei metalli annullandone l'effetto (avvelenamento da catalizzatori).

Petrolio o cherosene. Oltre alla benzina, l'altra frazione recuperabile dal topping, frazione più pesante. Comprende gli idrocarburi con atomi di carbonio da 10 a 14 (C10-C14). Anche per questi carburanti è importante la viscosità per garantire un'alimentazione continua nel motore, alle basse temperature è importante anche il punto di congelamento.

soprattutto per quei cheroseni impiegati negli aerei a reazione che volano ad alte quote devono rimanere liquidi a meno 40°C. Doganalmente è definito come "miscela di idrocarburi, liquida a 15°C, aventi punto di infiammabilità secondo Abel superiore a 21°C, distillante a 210°C meno del 90% e a 250°C almeno il 65%. Commercialmente il punto di infiammabilità deve essere almeno di 38°C. Può essere impiegato come petrolio illuminante o lampante per l'alimentazione di lampade o di impianti di riscaldamento domestico in zone non servite da reti di distribuzione dell'energia, però il suo impiego più rilevante è come carburante per turboreattori. Un motore a reazione funziona come un bruciatore e sfrutta i gas di combustione per la spinta propulsiva; non c'è quindi nessuna esigenza di N. O. per il combustibile. Ricordando le condizioni ambientali di impiego, il cherosene deve avere: un basso puntodi cherosene è di circa 43-45 MJ/kg. Il cherosene è un combustibile molto utilizzato nell'aviazione, in particolare per i motori a turbina. Ha una densità maggiore rispetto alle benzine e contiene un basso contenuto di idrocarburi aromatici e olefine. Inoltre, ha una bassa tendenza alla formazione di depositi carboniosi o vernici. Il cherosene deve avere una elevata stabilità termica, in quanto viene utilizzato anche come liquido di raffreddamento per gli oli dei motori, e può essere sottoposto a cicli termici che raggiungono temperature fino a 260°C. Il punto di infiammabilità del cherosene è di almeno 38°C, mentre il punto di congelamento deve essere di almeno -50°C, per evitare la formazione di cristalli di paraffina. Inoltre, il cherosene destinato all'impiego come carburante per i turboreattori deve avere un contenuto di zolfo inferiore allo 0,20% in peso.

è di circa 10.300 Kcal/kg.

4) Gasolio

Deve il suo nome al suo primo impiego, che fu quello della produzione di gas di città, in impianti che sorsero in California; ancora oggi la Tariffa Doganale lo denomina "olio da gas".

E' una miscela di idrocarburi, liquida alla temperatura di 15° C, ottenuti dalla distillazione frazionata del petrolio greggio a pressione atmosferica; corrisponde ad un intervallo di distillazione tra 150 e 350° C ed oltre, con distillato minimo dell' 85% a 350° C, per ragioni di classificazione doganale.

Ha una densità che varia da 0,82 a 0,90.

In pratica viene preparato miscelando opportunamente i tagli "petrolio", "gasolio leggero" e "gasolio pesante", ricavati al Topping e convenientemente desolforati, in modo da soddisfare le specifiche doganali e commerciali.

E' usato principalmente per l'alimentazione di motori Diesel e per riscaldamento in impianti termici centralizzati.

Le principali caratteristiche chimico-fisiche del gasolio per motori Diesel previste dalle Norme CUNA (edizione 1985) sono:

1. Densità a 15°C: 0,805 - 0,865 kg/l
2. Acque e sedimenti: 0,05%v max.
3. Viscosità cinematica a 37,8°C: 2 cSt min. - 5,35 cSt max.
4. Qualità di accensione: Numero di Cetano 47 min.
5. Punto di infiammazione P.M: 55°C min.
6. Zolfo: 0,3%p max.
7. Ceneri: 0,01%p max.

Il potere calorifico inferiore del gasolio è circa 10.200 Kcal/kg. Il gasolio viene utilizzato nei motori diesel, che sono sempre dei motori a combustione interna. Le caratteristiche dei gasoli sono: A) L'infiammabilità B) Minimo ritardo all'accensione, che è espresso dal numero di cetano. Il numero di cetano, al contrario del numero di ottano, esprime l'attitudine di un gasolio ad accendersi (e quindi ad esplodere) sotto l'effetto della pressione in un motore a scoppio a ciclo diesel. In questi motori, l'accensione del carburante non è

provocata dalla scintilla di una candela ma dall'aumento dellatemperatura derivante dall'aumento della pressione. È rappresentato dalla scala convenzionale costruita inmaniera identica, dal punto di vista concettuale, a quella del numero di ottano, cioè considerando dueidrocarburi per stabilire il minimo e il massimo della scala.

La combustione nei motori ad accensione per compressioneLa combustione nei motori Diesel è strettamente vincolata a due importanti fattori: l'immissione delcombustibile nel cilindro e la successiva autoaccensione della miscela. L'introduzione del combustibile nelcilindro avviene mediante l'iniettore, che introduce un getto di gasolio, alla pressione di 260-300 Kg/cm2,nella camera di combustione, dove trova un volume costante di aria, che si trova a pressioni dell'ordine di 35-40 Kg/cm2 e temperature di 450-500° C.

Non appena il combustibile miscelato con l'aria ha raggiunto la temperatura esistente

nella camera di combustione, entra in reazione con l'aria, dando luogo così ad un locale innalzamento della temperatura; in un secondo tempo, in uno o più punti della camera ove le condizioni sono più favorevoli, si raggiungono le temperature sufficienti per l'avvio della fiamma. Da questi punti la fiamma può estendersi a tutta la massa, con grande rapidità. In un motore Diesel ha grande importanza il tempo che intercorre tra l'inizio dell'iniezione del combustibile e l'inizio della combustione e che viene chiamato ritardo di accensione. Oltre che da fattori legati alla meccanica del motore, come ad esempio la temperatura della carica, la pressione della carica, il grado di atomizzazione del combustibile e la velocità del motore, influisce sul ritardo d'accensione anche la natura del combustibile. È stato così constatato che gli idrocarburi paraffinici lineari (aventi una temperatura di autoaccensione)

più bassa rispetto ai corrispondenti idrocarburi isoparaffinici o ciclici) danno tempi di ritardo più brevi, di conseguenza si ha un funzionamento più regolare e meno duro del motore, con anche minore usura del motore stesso.

Le qualità di accensione di un combustibile Diesel vengono così misurate dall'intervallo intercorrente in un motore fra l'inizio dell'iniezione e l'inizio della combustione, utilizzando un motore standard ASTM-CFR.

La facilità o meno all'accensione è espressa come "numero di cetano" del combustibile e rappresenta la percentuale in volume di cetano presente in una miscela di cetano e di alfa-metil-naftalina che dà lo stess ritardo di accensione, in condizioni di motore standard, dato dal combustibile in esame.

Più breve è il ritardo fra iniezione e combustione, più alto sarà il numero di cetano del combustibile e minore sarà la quantità.

di combustibile presente in camera di combustione allorché inizia la combustione; diconseguenza i valori massimi di pressione raggiungibili in camera di combustione saranno inferiori e ciò porta, come già detto, ad una diminuzione della rumorosità e ad un funzionamento più regolare del motore.

Dato che il N. C. di un gasolio è legato alla natura chimica dei componenti, e la sua determinazione sperimentale sul motore richiede una complessa dotazione, lo si può mettere in relazione con altre caratteristiche chimico-fisiche del gasolio e sostituirlo con l'indice Diesel, che è calcolato dalla densità e dal punto di anilina del gasolio, oppure dall'indice di Cetano, calcolato dalla densità e dalla curva di distillazione.

5) Oli combustibili

Sono costituiti dai residui della distillazione sia atmosferica che a pressione ridotta del petrolio greggio, portati a viscosità inferiori mediante diluizione (flussaggio)

etro che misura la resistenza di un fluido al flusso, le frazioni distillate più leggere come il petrolio e il gasolio hanno una viscosità più bassa rispetto ad altre frazioni più pesanti. Questo significa che questi fluidi sono più fluidi e scorrono più facilmente.