combustibili
TRANSCRIPT
COMBUSTIBILI PENTRU MOTOARELE DE AVIAŢIE
ŢIŢEIUL, MATERIA PRIMĂ PENTRU COMBUSTIBILI
In compoziţia ţiţeiului, ca elemente chimice de baza intra: C, H, O, S si N in următoarele proporţii
medii : 86—87% C, 12 — 14% H, 0,1-3% O, 0,05-0,8% N si 0,05-5% S. În majoritatea cazurilor C si H
reprezintă peste 98% din compoziţia ţiţeiului.
Ţiţeiul mai conţine in proporţii foarte reduse si alte elemente chimice, indicate in ordinea
descrescătoare a concentraţiei : Fe, Ca, Mg, Si, Al, V, Ni, Cu, Mn, Sr, Ba, B, Co, Zn, Mo, Pb, Sn, Na, K,
P, Li, Cl, Be, Bi, Ge, Ag, Ga, Au, Ti, Cr, As. Oxizii primelor sase elemente sunt componente obişnuite
ale cenuşii ţiţeiului.
Metalele se găsesc in ţiţei sub forma de săruri, in special, ale acizilor naftenici. Nichelul, vanadiul, cuprul
si ferul se găsesc sub forma de porfirine. Arsenul a fost identificat sub forma de fosfuri şi sulfuri.
Ţiţeiul este un amestec de hidrocarburi lichide în care sunt dizolvate hidrocarburi gazoase la
temperatura ambianta, hidrocarburi solide si care mai conţine in cantităţi reduse compuşi cu oxigen, azot,
sulf si metale.
Hidrocarburile care intra in componenţa ţiţeiului au mase moleculare si structuri chimice foarte
variate.
Ţiţeiul conţine hidrocarburi parafinice, naftenice si aromatice.
Hidrocarburile nesaturate ca alchene, cicloalchene, diene, alchine, practic nu se întâlnesc în ţiţei.
Prezenţa lor in cantităţi mici, in fracţiunile de distilare a tiţeiului este datorată unor procese nedorite de
descompunere termica a hidrocarburilor mai grele.
Fracţiunile petroliere medii si grele conţin hidrocarburi mixte, care asociază in moleculă 2 sau 3
elemente structurale : ciclul naftenic, ciclul aromatic si catena parafinica.
1. Hidrocarburile parafinice (alcanii CnH2n+2) sunt hidrocarburi saturate aciclice cu catene liniare
(alcani normali) sau ramificate (izoalcani). Raportul izoalcani/alcani normali din ţiţei variază in limite
largi in funcţie de condiţiile geochimice din zăcământ. Acest raport creste cu creşterea masei moleculare a
hidrocarburilor, astfel ca în fracţiunile petroliere mai grele predomina izoalcanii.
La temperaturi obişnuite, primii patru termeni ai seriei omoloage: metanul CH4, etanul C2H6
propanul C3H8, şi butanul C4H10 sunt gazoşi, termenii medii C5 —CI6 sunt lichizi, iar cei superiori cu
structură normala sunt solizi.
2. Hidrocarburile cicloparafinice (cicloalcani sau naftene CnH2n) sunt hidrocarburi saturate
ciclice.
Cicloalcanii sunt componenţii principali din majoritatea ţiţeiurilor. În ţiţei se găsesc numai naftene cu
cicluri stabile de 5 si 6 atomi de carbon. Lipsesc ciclurile instabile puternic tensionate de 3 si 4 atomi de
carbon, iar ciclurile mai mari începând cu 7 atomi de carbon sunt foarte rare.
Hidrocarburile cicloparafinice pot fi:
Monociclice
CH3
Metil ciclopentan
CH3
Metil ciclohexan
CH3
CH3
Dimetil ciclohexan
CH3
CH3
CH3
Trimetil ciclohexan
C2H5
CH3
Metil etil ciclohexan
Policiclice
Diciclohexil Biciclononan Decalina 3. Hidrocarburile aromatice sunt hidrocarburi ciclice caracterizate prin prezenţa a unui număr de
4n+2 electroni π repartizaţi uniform în cicluri, şi care imprimă caracterul aromatic
Din seria omoloagă a hidrocarburilor aromatice mononucleare fac parte benzenul şi derivaţii săi
alchilaţi:
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
Benzen Toluen Dimetilbenzen Trimetilbenzen Tetrametilbenzen
Hidrocarburi aromatice polinucleare:
naftalina fenantren antracen
3. Compuşi cu oxigen
Ţiţeiul conţine şi compuşi cu sulf sub formă de acizi petrolici şi combinaţii heterociclice în
cantităţi mici, sub 0.1% dar uneori pot depăşi 2%.
4. Compuşi cu azot - sub 1%. Compuşi bazici reprezentând derivaţi de piridină, chinolină, pirol,
indol, etc.
5. Compuşi cu sulf – 0,2 – 3 %. Compuşi organici cu sulf (tioli, R-SH, tioeteri R-S-R, sulfuri
ciclice, polisulfuri alifatice R-(S)n-R etc.).
6. Răşini şi asfaltene – compuşi macromoleculari cu structură policiclică complexă care conţin C
şi H şi în cantităţi mici O, N, S.
Procedee de obţinere a combustibililor pentru motoare
1. Distilarea ţiţeiului
Prelucrarea ţiţeiului se face in scopul obţinerii de produse petroliere propriu-zise — combustibili
pentru motoare, lubrifianţi lichizi, lianţi bituminoşi, parafina, acizi naftenici etc. şi de materii prime pentru
industria petrochimica.
Prelucrarea moderna a ţiţeiului pentru producerea de combustibili si uleiuri lubrifiante pentru motoare
reprezintă un ansamblu de operaţii efectuate in mai multe etape care pot fi grupate astfel:
- operaţii de separare din materia prima a fracţiunilor sau componentelor prin distilare, adsorbţie,
absorbţie, extracţie cu solvent;
- procese de transformare a structurii chimice a unor hidrocarburi din fracţiunile petroliere sau din
reziduurile de distilare prin cracare, izomerizare, alchilare, dehidrogenare etc., in scopul maririi producţiei
de benzen si de petrol, obţinerii de componente si îmbunătăţirii calităţii;
~ operaţii de indepărtare a impurităţilor si componentelor ne-dorite din fracţiunile petroliere prin metode
fizice (adsorbţie, solventare) si chimice (rafinare acida si bazica, desulfurare, hidrofinare etc.) ;
- operaţii de tratare a produselor petroliere finite cu aditivi, substanţe care in concentraţii foarte mici
le ameliorează calitatea sau le conferă proprietăţi noi.
----------------------------------
Rafinarea este procesul de convertire a petrolului în produşi cu valoare ridicată. Cei mai importanţi
sunt combustibilii precum benzina, combustibilii pentru turbomotoare şi combustibilii pentru motoare
diesel. Alţi compuşi importanţi sunt benzina de aviaţie, gazul petrolier lichefiat (GPL), combustibili
utilizaţi la încălzire (păcura), uleiuri lubrifiante, ceară şi bitumuri.
Complexitatea proceselor de prelucrare a petrolului si alegerea judicioasa a metodelor folosite
depind de numeroşi factori printre care enumerăm:
- calitatea produselor fabricate, competitive pe plan mondial, in concordanţă cu progresul din construcţia
motoarelor de aviaţie ;
- costul instalaţiilor si procesului de prelucrare ;
- flexibilitatea maxima a proceselor de prelucrare, in funcţie de posibilităţile de obţinere cu randamente
mari a produselor cerute de conjunctura economice, de cerinţele pieţii mondiale şi de prognoza
dezvoltării viitoare.
Înainte de a pătrunde în coloana de fracţionare, ţiţeiul este desalinizat.
Desalinizarea ţiţeiului. La extragerea ţiţeiului din zăcămînt sînt antrenate săruri anorganice în
special clorura de sodiu şi clorura de magneziu dizolvate în cantităţi variabile de apă. Ţiţeiul şi apa
formează emulsii stabile care stînjenesc buna funcţionare a instalaţiilor de distilare prin înfundarea
conductelor şi corodarea metalelor cu care vin în contact. Pentru a preveni aceste neajunsuri, ţiţeiul trebuie
dezemulsionat. Separarea apei din emulsie se realizează chimic, cu ajutorul dezemulsionanţilor, electric şi
mecanic, prin decantare sau centrifugare.
Distilarea fracţionată
Prima etapă constă din distilarea fracţionata a ţiţeiului la presiunea atmosferica. Distilarea
reprezintă operaţia de separare a componentelor dintr-un amestec omogen lichid binar sau
multicomponent pe baza diferenţei dintre volatilitatile componentelor. Distilarea este unul dintre cele mai
importante şi intens utilizate procese utilizate în rafinăriile petroliere.
Petrolul este constituit din mii de componenţi pornind de la fracţiunile uşoare care fierb la
temperatură normală şi până la fracţiunile cele mai grele care nu pot distila nici la temperaturi mai mari de
550ºC.
La aceeaşi temperatura doua lichide cu temperaturi de fierbere diferite au presiuni de vapori
diferite. Compoziţia vaporilor formaţi prin încălzire se deosebeşte de compoziţia lichidului din care
provin. Vaporii conţin o proporţie mai mare din componenţii cu presiune de vapori mai mare, iar lichidul
conţine o proporţie mai mare din componenţii cu presiune de vapori mai mica. Vaporii scoşi in afara
spaţiului de degajare si condensaţi formează distilatul, mai bogat in componenţii uşor volatili decât
amestecul lichid iniţial.
Ţiţeiul distila in intervalul 25 — 550°C. Prin distilarea la presiune atmosferica se obţin
combustibili lichizi pentru motoare si solvent petrolier.
Ţiţeiul dezemulsionat, preîncălzit in schimbătoare de căldura este pompat in coloana de
fracţionare. Se separa următoarele fracţiuni, caracterizate prin intervalul de distilare:
pe la vârful coloanei se scoate gazul petrolier lichefiat (GPL) şi benzina sub forma de vapori (25—
205°C);
ca fracţiuni laterale se obţin: solventul petrolier (150-200°C),
petrolul lampan t- kerosenul (170~300°C) şi motorina (240 — 350°C);
de la baza coloanei se colectează reziduul denumit păcură.
Gradul de separare creşte prin reîntoarcerea unei părţi din distilat, refluxul, în blaz. Lichidul
nevaporizat, care rămîne la sfîrşitul distilării în blazul coloanei de distilare se numeşte reziduu.
Pentru- a se evita încălzirea ţiţeiului la o temperatură prea înaltă care să producă descompunerea
termică a produselor, la baza coloanei de fracţionare se introduce abur de stripare.
Intervalele temperaturii de fierbere sînt informative, deoarece în practică temperatura de separare a
fracţiunii poate varia în jurul acestor valori. în raport cu natura chimică a ţiţeiului şi cu destinaţia
fracţionării. Pentru a se evita încălzirea ţiţeiului la o temperatură prea înaltă care să producă
descompunerea termică a produselor, la baza coloanei de fracţionare se introduce abur de stripare.
Intervalele temperaturii de fierbere sînt informative, deoarece în practică temperatura de separare a
fracţiunii poate varia în jurul acestor valori. în raport cu natura chimică a ţiţeiului şi cu destinaţia
fracţionării.
Rectificarea, metoda de separare in fracţiuni înguste a unui amestec omogen lichid consta dintr-o
succesiune de vaporizări si condensări repetate, rezultate din schimbul de căldura si de masă dintre vapori
si refluxul care circula in contracurent in coloana de fracţionare.
Fracţiunile mai grele cu puncte de fierbere mai ridicate care nu se vaporizează la presiune
atmosferică sunt îndepărtate pe la partea inferioară a coloane şi vor fi supuse în continuare unui proces de
distilare în vid.
Distilarea in vid a păcurii. La presiunea atmosferica intervalul de fierbere al păcurii este de
aproximativ 350—560°C, domeniu care corespunde proceselor de descompunere termica a
hidrocarburilor. Pentru realizarea temperaturilor de fierbere mai joase, distilarea păcurii se face la presiune
redusă. Cu cât vidul este mai avansat cu atât temperatura în zona de vaporizare este mai joasă.
Prin distilarea în vid a păcurii se obţin fracţiuni de ulei lubrifiant.
Pentru reducerea cheltuielilor de investiţie şi de operare, deseori instalaţia de distilare în vid a
păcurii este cuplată la instalaţia de distilare atmosferică.
Prin distilarea în vid a păcurii se obţin fracţiuni de ulei lubrifiant cu randament de 40—60% şi un reziduu
asfaltos, utilizat fie Ia fabricarea uleiurilor reziduale, fie ca materie primă în procese de cocsare şi de cra-
care termică.
2. Rafinarea produselor petroliere
Rafinarea reprezintă operaţiile de purificare prin eliminarea sau transformarea substanţelor chimice
indezirabile din produsele petroliere, având ca scop ameliorarea calităţii.
Fracţiunile petroliere separate prin distilare sunt impurificate cu compuşi cu sulf, baze şi acizi,
răşini, asfaltene şi hidrocarburi nesaturate, care le imprima caracteristici corosive si de instabilitate
chimica si care înrăutăţesc proprietăţile fizico-chimice. Aceşti compuşi sunt prezenţi in proporţii variabile
si pot preexista din ţiţeiul iniţial sau se formează in cursul distilării, in urma unor procese de
descompunere termica.
Prin rafinare se pot înlătura si unele hidrocarburi de baza care înrăutăţesc anumite caracteristici ale
fracţiunilor de combustibili si de ulei. De exemplu, hidrocarburile aromatice, in special biciclice, afectează
negativ caracteristicile de ardere in turbomotor ale combustibilului tip fracţiune larga sau petrol; parafina
înrăutăţeşte comportarea la; temperaturi joase a fracţiunilor de ulei; n-alcanii înrăutăţesc rezistenţa la
detonaţie a benzinelor.
Rafinarea se poate realiza prin:
- procedee fizice
Extracţia cu solvenţi
Extracţia cu dizolvanţi este operaţia de separare a unui component sau a unui grup de component dintr-o
soluţie lichida omogena sau dintr-un amestec solid cu ajutorul unui solvent selectiv. Faza formata din
dizolvant si din compusul extras se numeşte extract, iar faza lichida epuizata formează rafinatul. Extracţia
lichid-lichid denumită şi solventare se aplică tuturor fracţiunilor petroliere de distilare primară şi de
cracare.
Procedeul de extracţie lichid-lichid a fost aplicat pentru prima dată de savantul român Lazăr Edeleanu
pentru separarea hidrocarburilor aromatice din petrol. Folosind ca solvent SO2 lichid, Edeleanu a obţinut
un petrol cu caracter mai puţin aromatic, cu calităţi de ardere superioare. Ulterior procedeul a fost extins
în industria petrolieră.
Sotventarea benzinelor are ca scop separarea hidrocarburilor aromatice individuale şi a concentratelor
aromatice folosite drept componenţi pentru benzinele de aviaţie. De exemplu, prin extracţia cu SO2 lichid
la —50°C a fracţiunii cu intervalul de distilare 150-200°C din ţiţeiul parafinos de Moldova se obţin
extracte cu 94,7% aromatice şi cu cifra octanică 91.
Extracţia benzinelor se face cu dietilen glicol, sulfolan, dimetil sul-îoxid, metil pirolidonă sau cu SO,
lichid.
Solventarea fracţiunilor medii de distilare folosite la fabricarea combustibililor pentru turbomotoare are ca
scop dezaromatizarea pentru îmbunătăţirea caracteristicilor de ardere. Extracţia aromaticelor se face cu
SOa lichid la temperaturi cuprinse intre —5 şi —20°C.
Solventarea uleiurilor urmăreşte obţinerea rafinatelor de calitate superioară. Rafinatul este mai bogat in
hidrocarburi parafinice, iar extractul în hidrocarburi ciclice, mai ales aromatice.
Prin extracţie cu solvent selectiv, caracteristicile uleiurilor se îmbunătăţesc : culoarea se deschide, indicele
de viscozitate creşte, cifra de cocs scade. Compuşii cu sulf trec în majoritate în extract.
Extracţia fracţiunilor de ulei se face cu furfurol, fenol şi cu amestec de feuol şi propan (procedeu!
Duo-Sol). Ultimul procedeu realizează într-o singură etapă dezasfaltarea şi îndepărtarea unor
componente aromatice nedorite. Propanul dizolvă de preferinţă hidrocarburile parafinice şi alchil-
naftenice, iar fenolii dizolva preferenţial hidrocarburile aromatice polinucleare şi asfaltul.
Deparafinarea este operaţia de îndepărtare a parafinei din fracţiunile de ulei şi are ca scop
îmbunătăţirea caracteristicilor de curgere la temperaturi joase. Deparafinarea se bazează pe
operaţia de cristalizare, adică de separare a componenţilor dintr-un amestec pe baza diferenţei
dintre temperaturile de solidificare.
Deparafinarea prin presare la rece constă în răcirea uleiului cu anumită viteză la o anumită temperatură şi
filtrarea cristalelor de parafină formate prin filtru-presă.
Deparafinarea cu dizolvanţi constă In dizolvarea uleiului în solvent cu formarea unei soluţii omogene,
răcirea soluţiei şi separarea cristalelor de parafină prin filtrare sau centrifugare. Procedeul se aplică mai
aies uleiurilor parafinice vâscoase. Prin diluare cu dizolvant viscozitatea uleiului scade şi cristalele de
parafină se pot forma şi separa mai uşor prin răcire.
În afara metodelor. descrise, eliminarea hidrocarburilor parafinice cu structură normală se mai realizează
prin formare de aducţi cu uree sau prin adsorbţie pe zeoliţi. Ambele metode se aplică uleiurilor cu visco-
zitate mică la temperaturi joase şi fracţiunilor de petrol lampant cu conţinut mare de normal alcanj.
Adsorbţie – este operaţia de separare a unuia sau mai multor componenţi aflaţi în fază fluidă
(adsorbit) prin reţinere de suprafaţa unui material solid sau lichid (adsorbent). In functie de natura
interactiunilor dintre moleculele de adsorbit si adsorbent se disting urmatoarele tipuri de
adsorbţie:
- adsorbţia fizică se petrece intr-un strat mono sau polimolecular prin stabilirea unor forţe
intermoleculare de tip van der Waals;
- adsorbţia chimică sau chemosorbţia are loc când intre adsorbent si adsorbit apar legaturi chimice
care implică participarea electronilor mobili din reţeaua cristalină a substanţei adsorbante;
Adsorbenţii cei mai utilizaţi pentru rafinarea produselor petroliere sînt bauxitele şi pămînturile
decolorante din grupa bentonitelor. Se mai folosesc silicagelul, alumina activată, cărbunele activat şi sitele
moleculare, în special din grupa zeoliţilor naturali şi sintetici. Aceştia sunt : alumino-silicaţi hidrataţi de
Na, K şi Ca. Prin deshidratarea zeotiţilor, în structura intercristalină se formează cavităţi de dimensiuni
moleculare constante unite prin pori cu diametrul constant.
Rafinarea cu adsorbenţi se aplică In prezent, în special pentru uleiuri. Ea permite eliminarea urmelor
de baze din uleiurile neutralizate, de acid din uleiurile rafinate cu H3SO4 şi de substanţe colorate (compuşi
cu azot, răşini, asfaltene) In scopul obţinerii culorii admise de condiţiile de calitate. Prin folosirea sitelor
moleculare se poate efectua şi deparafinsrea uleiurilor.
Tratarea cu site moleculare se aplică şi pentru separarea n-alcanilor din benzine şi din fracţiunile, de
petrol în scopul obţinerii benzinelor cu calităţi antidetonante ameliorate si a combustibililor cu
temperaturi de congelare mai joase pentru turbomotoare.
Rafinarea cu acid sulfuric este operaţia de Îndepărtare a unor componenţi indezirabili din fracţiunile
de la distilarea atmosferică şi de vid şi din benzinele de cracare prin acţiunea acidului, de dizolvare,
neutralizare, sulfonare, oxidare şi esterificare.
Compuşii cu azot bazici se elimină prin transformarea în sulfaţi şi dizolvarea acestora în gudroane :
Acizii naftenici şi fenolii se elimină prin sulfonare :
Sulfurile ţi omologii tiofenului se elimină prin oxidare şi dizolvarea produşilor formaţi in gudroane.
Acidul sulfuric esterifică hidrocarburile nesaturate, iar sulfaţii acizi de alchi! formaţi trec în majoritate
în gudron :
Sub acţiunea H2SO4 răşinile parţial se dizolvă, parţial se sulfonează şi se transformă în asfaltene.
Asfaltenele se sedimentează şi se elimină inglobate în gudroane.
Neutralizarea cu soluţii alcaline se aplică produselor, petroliere după afinarea cu acid sulfuric, pentru
eliminarea acidului mineral remanent, compuşilor acizi preexistenţi din materia primă (fenol, acizi
earboxilici), produşilor acizi formaţi prin rafinare (acizi sulfonici, sulfaţi acizi de alchil).
Desulfurarea chimica constă In transformarea şi eliminarea compuşilor cu sulf din fracţiunile petroliere
prin tratare cu reactivi specifici. Procedeele de desulfurare aplicate în special distilatelor uşoare şi medii
constau în transformarea mercaptanilor în disulfuri mai puţin active prin :
- tratarea cu plumbit de sodiu în prezenţă de sulf
- tratarea cu clorură cuprică şi regenerarea reactivului prin oxidare
- oxidarea mercaptanilor cu aer în prezenţă de antioxidant.
3. Procese de prelucrare termică şi catalitică
Creşterea consumului de combustibili lichizi cu cerinţe de calitate superioara, pentru motoare, a
impus introducerea in rafinării a proceselor termice şi catalitice de prelucrare a ţiţeiului, bazate pe
modificarea dirijata a structurii chimice a unor hidrocarburi.
Numeroşi cercetători au încercat să realizeze conversia gazului natural (metan) in combustibili
lichizi.
Astfel, prin aplicarea proceselor de cracare şi hidrocracare a fractiunilor grele şi reziduurilor de
distilare s-au obţinut benzine cu cifre octanice mari, combustibili pentru turbomotoare şi motorina.
Procesele de alchilare şi polimerizare au permis valorificarea gazelor de rafinarie prin fabricarea de
componente pentru benzinele auto şi de aviaţie şi pentru petrolul de aviaţie. Reformarea benzinelor
inferioare a condus la obţinerea de benzine cu calităţi antidetonante superioare.
Cracarea este procesul de descompunere termică a hidrocarburilor grele din produsele petroliere,
care are ca scop mărirea producţiei de benzina şi îmbunătăţirea calităţii. Cracarea se realizează la
temperaturi si la presiuni înalte (cracare termica) sau la temperaturi mai joase, dar in prezenţă de
catalizatori (cracare catalitica).
Reacţiile de cracare constau in scindarea legaturilor covalente C—C din catenele hidrocarburilor
sub acţiunea energiei termice absorbite. Hidrocarburile se comporta diferit la cracare, in funcţie de clasa
din care fac parte.
Prin reacţia de cracare a alcanilor se formează alcani si alchene cu mase moleculare mai mici:
Cn+mH2(n+m)+2 CnH2n+2 CmH2m+2+
In condiţiile procesului de cracare mai au loc reacţii de dehidrogenare a alcanilor:
CnH2n+2 CnH2n + H2
şi reactii de izomerizare a alcanilor:
CnH2n+2 CnH2n+2i - n -
ultimii contribuind la creşterea cifrei octanice.
În procesul de cracare catalitică are loc şi dezalchilarea hidrocarburilor alchil naftenice :
Procesul de cracare conduce la formarea de gaze (Ha şi fracţiunea C1 —C4), la hidrocarburi cu
masa moleculară mai mică decît a hidrocarburilor din materia primă şi care distila în intervalul de fierbere
al benzinei, petrolului şi motorinei şi la reziduuri. Prin alegerea condiţiilor de cracare şi a materiei prime
procesul poate fi dirijat spre produsul dorit.
Cracarea termică este primul proces de prelucrare termică destructivă introdus în rafinării la
sfîrşitul secolului trecut. Cracarea se realizează industrial, prin mai multe procedee care diferă după
regimul de temperatură şi de presiune, condiţionat de caracteristicile materiei prime.
Cracarea catalitică este un procedeu îmbunătăţit de cracare care începe la temperaturi de 300—
350°C ; se desfăşoară intens la temperaturi ie 450—510 C. în procesul de cracare catalitică se lucrează la
presiuni le 1,5—3 at în prezenţă de catalizatori de tip aluminosilicaţi naturali şi sintetici. Procedeele
moderne de cracare folosesc aluminosilicaţi cristalini de tip sită moleculară care măresc conversia şi
modifică favorabil distribuţia produselor.
Materia primă supusă cracării cuprinde o gamă largă de fracţiuni cu intervalul de distilare 240—
420°C ; în unele cazuri se folosesc reziduuri de distilare.
În condiţiile de cracare catalitică, alături de reacţiile de cracare sînt favorizate şi reacţii secundare
de izomerizare a alcanilor normali,
Hidrocracarea este procesul de hidrogenare destructivă, introdus in ultimele decenii pentru a
îmbunătăţi calitatea produselor petroliere. Reacţiile de hidrocracare constau din ruperea legaturilor C —C
din hidrocarburi, urmata de hidrogenare.
Reactiile de hidrocracare a alcanilor, naftenelor şi aromaticelor decurg conform urmatoarelor
ecuaţii chimice :
- reacţii de hidrocracare simplă :
R CH2 CH2 CH2 R + H2 R CH3 CH3 CH2 R+
- reacţii cu deschidere de ciclu a naftenelor:
+ H2C6H14
- reacţii de hidrodezalchilare a alchil benzenilor:
R CH2 + H2 R CH3 +
Hidrocracarea decurge la temperaturi de 220 — 425°C şi presiuni de 30—150 at, in prezenţa
catalizatorilor bifuncţionoli. Aceştia sint formaţi din sulfuri sau oxizi de metale tranziţionale (Mo, W,
Pt. Pd, Os, Ni) depuşi pe suport cu caracter acid, de obicei aluminosilicat sintetic. Metalul catalizează
reacţiile de hidrogenare, iar centrele active ale suportului catalizează reacţiile de cracare şi de
izomerizare.
Reformarea este procesul de transformare a benzinelor medii si grele de distilare primara sau de
cracare in benzine mai volatile cu cifre octanice superioare.
In timpul procesului de reformare catalitică a benzinelor au loc următoarele tipuri de reacţii
chimice care contribuie la mărirea cifrei octanice :
— dehidrogenarea naftenelor cu formare de aromatice:
- dehidrociclizarea alcanilor
- izomerizarca alcanilor :
- izomerizarea nafteneior însoţită de dehidrogenare :
- reacţii de hidrocracare :
Hidrofinarea este procesul de hidrogenare catalitică aplicat fracţiunilor de distilare atmosferică
şi de vid, produselor de cracare şi materiilor prime destinate instalaţiei de cracare, în scopul
îmbunătăţirii calităţii şi eiiminării corozivităţii. în timpul hidrofinarii au loc următoarele procese
chimice prin care se elimină compuşii nedoriţi :
Izomerizarea este procesul industrial bazat pe reacţia de izomerizare a n-alcanilor din.fracţiuni
petroliere înguste C5, C6 sau C5,—C6, în scopul obţinerii de componente cu cifre octanice mari, uniform
repartizate de-a lungul curbei de distilare, folosite- la fabricarea benzinelor de aviaţie.
Reacţiile de izomerizare decurg conform următoarei scheme de reacţie :
Alchilarea este procesul de prelucrare a gazelor de rafinărie in componenţi cu cifre octanice
mari pentru benzinele de aviaţie, avînd la bază reacţii de alchilare a olefinelor cu izobutan:
COMPOZIŢIA COMBUSTIBILILOR DE AVIAŢIE
Compoziţia combustibililor de aviaţie este constituită în principal din hidrocarburi. Tipul acestora
şi compoziţia amestecului determină tipul de combustibil şi utilizarea acestuia. Combustibilii utilizaţi în
aviaţia sunt cei pentru motoare cu aprindere prin scânteie şi pentru motoare cu turbină (turboelice şi
turbojet).
Combustibili pentru motoarele cu piston (Benzina de aviaţie – Aviation gasoline sau Av gas)
Motoarele de aviaţie cu aprindere prin scânteie care funcţionează: in condiţii severe şi variate
solicită combustibili adecvaţi — benzine — cu anumite caracteristici fizico-chimice şi funcţionale. Aceste
caracteristici asigura calităţile energetice optime ale motorului (putere maxima şi economicitate), uzura
minima şi funcţionarea corecta şi îndelungată a motorului, depuneri puţine in camera de ardere şi poluare
atmosferica redusa.
Benzina de aviataie este un combustibil cu cifra ocatnica ridicata utilizata pentru alimentarea
aeronavelor. Avgaz este o abreviere de la aviation gasoline si nu trebuie confundata cu benzina benzina
obisnuita pentru automobile. Bezina de aviatie este utilizta numai pentru avioanele ce folosesc motor cu
piston si
Avgas are o volatilitate scazuta comparativ cu cea a benzinei folosite la automobile ceea ce
determina o evaporare scazuta foarte importanta pentru utilizarea la altitudine ridicata. Amestecurile
special utilizate in present sunt asemanatoare cu cele dezvoltate in anii 1950 si 1960 si astfel cifra octanica
ridicata se realizeaza prin adaugare de tetraetil plumb o substanta destul de toxica care a fost eliminata din
benzinele utilizate pentru autoturisme din cele mai multe tari inca din anii 1980. Principalii componenti
pentrolieri utilizati in amestecul Avgas sunt compusii alchilati, in special un amestec de izooctani si
anumiti compusi de rafinare numiti reformati.
Avgas se gaseste in diverse grade in functie de continutul de tetraetil plumb adaugat. Benzina de
aviatie este caracterizata de un numar reprezentand cifra octanica sau Motor Octane Number (MOM)
corespunzatoare combustibilului repectiv. De exemplu 100 LL (100 low lead) contine o cantitate redusa
de tetraetil plumb comparative cu ceilalti combustibili. Cele mai multe motoare alimentate cu 100LL sunt
planificate sa fie eleiminate di Statele Unite. Un combustibil alternative nu a fost inca dezvoltat pentru
aceste tipuri de motoare. 100LL contine maximum 0.56 g/L si este cel mai cunoscut si utilizat combustibil
de aviatie pentru motoarele cu piston.
82UL este un combustibil fara plumb similar cu cel utilizat la automobile dar cu adaos de aditivi.
Acesta este utilizat pentru motoare ce necesita combustibil cu o cifra octanica de 82 sau chiar mai mica.
Nu poate fi utilizat pentr motoare care necesita 100LL.
Benzina auto poate fi utilizata pentru motoarele care au specificata posibilitatea de utilizare a
benzinei auto.
Avgas 80/87 are cel mai mic continut de plumb de maximum 0.14 g/L plumb si este utilizata
numai pentru motoarele cu un raport de compresie foarte scazut.
Avgas 100/130 este o benzina de aviatie cu o cifra octanica ridicata cu maximum 1.12 g/L. 100LL a fost
creata pentru a inlocui Avgas 100/130.
Pentru o identificare mai usoara si pentru a evita confuziile Avgas 80/87 a fost colorata in rosu, Avgas
100/130 in verde si 100LL in albastru.
Proprietăţile combustibilului depind de compoziţia lui chimica. Benzinele conţin aproximativ 84%
C, 15% H, restul reprezentind sulf, azot, oxigen, brom, plumb şi alte elemente chimice provenite din
ţiţeiul iniţial, din componenţii şi aditivii incorporate. Benzinele de aviaţie sînt alcătuite din hidrocarburi
parafiniee, naftenice, aromatice şi olefinice care conţin 5 — 10 atomi de carbon in moleculă. In tabelul 3.1
se prezintă compoziţia pe clase de hidrocarburi a benzinelor de aviaţie tip:
Gradatie militara Gradatie comerciala Culorare parafine cicloparafine aromatice olefine
91/96 91/98 Albastru 67-82 16-25 5-17 0.5-3.5
100/130 100/130 Verde 70-83 12-20 1-20 0.5-3.5
115/145 115/145 Vişinie 85 6 8 1
Ele sunt marcate sub formă de fracţie: numărătorul indică cifra octanică determinată în amestec
sărac, iar numitorul indică cifra de performanţă care apreciază calităţile antidetonante în timpul
funcţionării motorului cu amestec bogat. In general, fiecare tip de motor cu piston cere un sort
standardizat de combustibil; folosirea unui sort incorect poate avea rezultate catastrofale, în cazul
alimentării avioanelor cu benzină pe aeropoartele din străinătate este necesar să se solicite sorturile de
combustibil ale căror proprietăţi fizico-chimice şi de performanţă se aseamănă cu cele ale sorturilor
indigene.
Fiecare clasă de hidrocarburi imprimă benzinei anumite proprietăţi:
- Hidrocarburile parafinice sînt prezente în proporţie, de aproximativ 80%. Predomină hidrocarburile
parafinice cu structură ramificată care asigură o rezistenţă mare la detonaţie atât in amestec bogat cît şi in
amestec sărac. Alcanii normali sînt nedoriţi datorită cifrelor octanice mici. Alcanii sunt. stabili în timpul
depozitării îndelungate a benzinelor, au o acţiune redusă de gonflare a elastomerilor şi putere calorică mai
măre decât a celorlalte clase de hidrocarburi.
- Hidrocarburile naftenice din benzine au cicluri stabile de 5 şi 6 atomi-de carbon. Rezistenţa lor la
detonaţie este inferioară izoparafinelor şi hidrocarburilor aromatice. Puterea calorică este intermediară
între cea a alcanilor şi aromaticelor.
- Hidrocarburile aromatice din benzinele de aviaţie sunt reprezentate prin benzen şi omologii săi: toluen,
xileni, etil benzen, propil-şi izopropil benzen şi butil benzeni. Hidrocarburile aromatice au putere calorică
scăzută, prezintă o acţiune puternică de gonflare a elastomerilor şi au o higroscopicitate mai mare decât a
celorlalte clase de hidrocarburi. Arderea lor în motor este însoţită de formare de funingine şi depuneri şi
de geneza produşilor poluanţi, iritanţi sau cancerigeni. Pe aceste considerente conţinutul de aromatice în
benzinele de aviaţie se limitează la maxim 20%.
- Hidrocarburile olefinice se găsesc în benzinele de aviaţie în proporţia cea mai mică, limitată la maxim
0,5—3,5%. Ele participă cu uşurinţă la reacţii de oxidare şi polimerizare, generatoare de gume.
În benzinele de aviaţie provenite din procesele moderne de prelucrare a ţiţeiului, concentraţia
elementelor dăunătoare motorului este practic neglijabilă. Deoarece compuşii cu sulf contribuie la
poluarea atmosferică şi corodează piesele metalice din motor, conţinutul total de sulf din benzinele de
aviaţie este limitat la maxim 0.03—0,05 %.
Analiza completă a unei benzine de aviaţie este dificilă şi laborioasă datorită numărului foarte
mare de compuşi chimici individuali. Identificarea şi dozarea hidrocarburilor individuale se poate efectua
prin măsurători spectrofotometrice. în UV şi în IR, prin analiza Spectrofotometrică de masă şi prin metode
cromatografice.
Analiza pe clase de hidrocarburi a benzinelor de aviaţie se efectuează prin metode chimice şi fizico-
chimice standardizate dintre care amintim :
- Analiza claselor de hidrocarburi prin metoda cu indicator fluorescent
- Evaluarea olefinelor prin cifra de iod. – cantitatea de iod adiţionată de olefinele din 100 g de
benzină.
- Evaluarea olefinelor prin cifra de brom determinată prin titrare electrometrică. Cifra di brom este
cantitatea de brom exprimată în grame, adiţionată la olefinete din 100 g benzina.
- Dozarea hidrocarburilor aromatice pe baza diferenţei dintre punctul de anilină al produsului
petrolier după eliminarea hidrocarburilor aromatice prin tratare cu acid sulfuric concentrat şi
punctul de anilină al produsului petrolier iniţial
- Determinarea se bazează pe solubilitatea diferită a claselor de hidrocarburi în anilină. Aromaticele
au cele mai joase temperaturi critice de dizolvare în amestecul cu anilină. Punctul de anilină este
temperatura minimă la care amestecul în volume egale de anilină proaspăt distilată şi de produs
petrolier este total miscibil. Punctul de anilină este inferior temperaturii critice de dizolvare.
Proprietăţile benzinelor de aviaţie sînt asigurate prin amestecarea combustibililor de bază cu cifră
octanică mare cu componenţi şi aditivi.
Combustibilii de bază utilizaţi la fabricarea benzinelor de aviaţie sînt benzine de distilare primară
cu temperatura finală de fierbere 180°C, benzine de cracare catalitică şi fracţiuni de reformare catalitică.
Benzinele de cracare sînt totdeauna supuse procesului de hidrofinare pentru eliminarea alchenelor.
Componenţii sînt compuşi chimici care se adaugă în benzinele de bază în proporţie de 5—40%
pentru a le ameliora calităţile antidetonante şi volatilitatea.
Componenţii pentru benzinele de aviaţie sînt amestecuri de hidrocarburi cu cifre octanice mari şi
de hidrocarburi cu compoziţie, fractionată uşoară şi tensiune de vapori mare.
Pentru îmbunătăţirea antidetonanţei benzinelor se selectează hidrocarburile cu cifre octanice peste
90 fără etil fluid şi cu cifre de performanţă de 140 — 150 sau mai mari pentru un adaos de 3—4 ml etil
fluid/kg combustibil.
Principalii componenţi adăugaţi sunt: izooctanul tehnic (amestec de izomeri C8), izopentan,
toluen, etil benzen, alchilat (amestec de hidrocarburi alchilate).
Benzinele de aviaţie româneşti, mai ales cele cu cifre octanice mari, conţin o proporţie relativ mare
de hidrocarburi aromatice. Avînd în vedere că un conţinut mare de aromatice reduce puterea calorică şi
susceptibilitatea la etilare şi înrăutăţeşte volatilitatea este de dorit ca în viitor creşterea rezistenţei la
detonaţie a benzinelor să se realizeze mai ales pe seama componenţilor izoparafinici.
Unele firme producătoare de benzine de aviaţie şi-au îndreptat atenţia spre componenţii organici
oxigenaţi alcooli inferiori şi eteri cu cifre octanice mari.
Din tabelul 3.3 se observă că alcoolul etilic ameliorează calităţile antidetonante ale benzinei de
aviaţie. Pentru un adaos de 40% alcool etilic, cifra octanică de amestec este 80, ceea ce reprezintă o
creştere de 16 unităţi octanice.
Tabelul 3.3
Cifra octanică a amestecului de benzină de aviaţie B-70 si alcool etilic anhidru
Compoziţia
amestecului, %
Cifra
octanică de
ameslec
Compoziţia
amestecului, %
Cifra
octanică de
amestec
Alcool
etilic
Benzină Alcool
etilic
Benzină
0
10
20
100
90
80
70
78
81
30
50
70
60
50
84
86
88
Alcoolii mai prezintă unele avantaje legate de valoarea mai scăzută a temperaturii de congelare şi
de eliminarea pericolului de îngheţare a picăturilor de apă din benzină.
Încercările de a folosi alcooli inferiori pentru îmbunătăţirea cifrei octanice a benzinei întîmpină
unele dificultăţi legate de următoarele inconveniente :
- Amestecurile benzină-alcool sunt foarte puţin susceptibile la etilare.
- Alcoolul şi benzina nu sunt complet miscibile. Solubilitatea lor reciprocă depinde de concentraţie,
de temperatură şi de conţinutul de apă. Amestecurile care conţin peste 10% alcool sînt instabile.
Riscul de separare a celor două straturi poate fi evitat prin adăugare de stabilizatori.
- Instabilitatea amestecurilor benzină-alcool creşte în prezenţa apei. Astfel, în cazul amestecului care
conţine 10% alcool, la 0 C este suficient un conţinut de 0,2% apă pentru ca să aibă loc separarea.
Benzenul ameliorează stabilitatea benzinei alcoolizate. Domeniul de stabilitate al amestecului
ternar depinde de temperatură.
- Consumul de combustibil creşte mult in cazul folosirii amestecurilor benzină-alcool, deoarece
puterea calorică a alcoolilor este mult mai redusă decît a combustibilului de bază. Se. apreciază că
pentru un amestec de benzină cu 12% alcool etilic, consumul de combustibil creşte cu 5% în raport
cu benzina.
- Cercetările efectuate asupra benzinelor alcoolizate au relevat un efect endoterm nedorit determinat
de căldura latentă de vaporizare a alcoolilor.
Combustibili pentru turboreactoare
Dezvoltarea rapidă a construcţiei de turbomotoare şi adaptarea lor pe avioanele moderne a ridicat
problema selecţionării combustibililor din punct de vedere al compoziţiei chimice în funcţie de tipul de
motor şi condiţiile de funcţionare, de viteza de croazieră a avionului şi altitudinea de zbor.
Combustibilii pentru turbomotoare sînt amestecuri de combustibili de bază cu componenţi alchil
naftenici şi izoparafinici şi cu aditivi.
Combustibilii de bază sînt în majoritate fracţiuni medii de distilare atmosferică a ţiţeiului. S-au
selecţionat fracţiuni înguste de petrol lampant pentru combustibilii cunoscuţi sub numele de petrol de
aviaţie sau kerosen şi fracţiuni largi de distilare care includ petrol lampant şi fracţiuni medii şi grele de
benzină. Deoarece specificaţiile privitoare la conţinutul de mercaptani pot fi greu îndeplinite prin rafinare
chimică, fracţiunile de distilare primară sînt hidrofinate sau hidrotratate.
Cererea din ce în ce mai mare de petrol de aviaţie de calitate superioară şi scăderea rezervelor
mondiale de ţiţei au pus problema lărgirii resurselor de combustibil, prin folosirea produselor de
hidrocracare catalitică şi a hidrocarburilor lichide de sinteză obţinute din cărbuni fosili.
Combustibilii pentru turbomotoare sunt constituiţi din 96—99% hidrocarburi parafinice, naftenice
şi aromatice în proporţii diferite care depind de natura ţiţeiului din care provin.
Hidrocarburile parafinice din petrol pot avea structură normală sau ramificată. Pentru asigurarea
unei temperaturi de cristalizare sub -60°C, alcanii normali sînt admişi în proporţii de maxim 5-7% şi cu
temperatura de fierbere sub 200°C.
Pentru a asigura o putere calorică cît mai mare, temperatura de congelare cît mai joasă, stabilitate
mare la depozitare şi calităţi superioare de ardere, combustibilii trebuie să conţină o cantitate cît mai mare
de naftene în fracţiunile uşoare şi de izoalcani şi alchil naftene în fracţiunile medii şi grele.
Hidrocarburile naftenice din combustibilii pentru turbomotoare pot conţine 1-3 cicluri
nesubstituite sau cu catene laterale formate din 1-5 atomi de carbon. Predomină naftenele monociclice.
Dintre naftenele biciclice menţionăm următoarele:
Hidrocarburile aromatice au putere calorică mult mai mică decît celelalte clase de hidrocarburi,
formează depuneri carbonoase prin ardere şi au o acţiune puternică de gonflare a elastomerilor cu care vin
în contact. Pentru asigurarea calităţilor energetice şi de exploatare optime, normele standardizate limitează
conţinutul de aromatice din combustibil la max. 20-25%. In ultimii ani se constată o tendinţă de reducere a
proporţiei de aromatice din combustibilii pentru turbomotoare. Hidrocarburile aromatice din petrolul de
aviaţie sînt în majoritate monociclice, cu catene laterale formate 1-5 atomi de carbon cu structură normală
sau ramificată. Odată cu creşterea temperaturii finale de fierbere a combustibililor creşte numărul atomilor
de carbon din catenele laterale.
Hidrocarburile din seria omoloagă a naftalinei, fenantrenului şi antracenului influenţează negativ
proprietăţile de ardere a combustibilului pentru turbomotoare, ceea ce impune limitarea lor la max. 1-3%.
Hidrocarburile nesaturale: olefine, cicloolefine, diene se găsesc în combustibilii pentru
turbomotoare în cantităţi foarte mici. Proporţia maximă 0,5 — 5% admisă de standarde şi specificaţiile
tehnice din majoritatea ţărilor asigură stabilitatea combustibililor în timpul depozitării.
Compoziţia hidrocarbonută determină majoritatea proprietăţilor fizi-eo-chimice şi de exploatare
ale combustibilului, ceea ce impune stabilirea ei cu precizie prin metode chimice şi fizice. Analiza prin
metode chimice este dificilă, laborioasă şi prezintă dezavantajul transformării componentelor, de aceea
este folosită mai aies pentru determinarea structurilor generale ale hidrocarburilor.
Alţi compuşi Combustibilii pentru turbomotoare conţin compuşi organici cu sulf, oxigen şi azot şi uompuşi
metalici în cantităţi foarte mici care nu depăşesc 1,5%, dar care influenţează defavorabil proprietăţile de
exploatare şi de depozitare.
Compuşii cu .sulf provin din ţiţeiul iniţial. Prin distilare atmosferică ei trec in'distilat, conrentrîndu-
se în fracţiunile mai grele. Compuşii cu sulf instabili se descompun termic şi se transformă în produşi mai
stabiii şi cu mase moleculare mai mici. Structura lor chimică depinde de condiţiile de prelucrare a ţiţeiului.
Petrolul de distilare primară este mai bogat în mercaptani şi sulfuri, iar petrolul de cracare termică conţine
mai mult tiofen. deoarece structurile ciclice sînt mai rezistente Ia temperaturi înalte.
Combustibilii pentru turbomotor conţin mercaptani, sulfuri, disulfuri şi compuşi heterociclici an
sulf. Dintre compuşii cu sulf cea mai mare reactivitate chimică au mercaptanii.
Compuşii eu sulf au o acţiune puternic corosivă asupra elementelor camerei de ardere ţi turbinei (prin
oxizii de sulf formaţi prin ardere) şi asupra sistemului de alimentare atacînd atît metalele feroase, cit şi pe
cele neferoase. Dioxidul de sulf din gazele arse poluează atmosfera. Compuşii cu sulf pot participa la
reacţii de oxidare, urmate de poli-merizarea produşilor primari de oxidare contribuind Ia formarea de
depuneri pe piesele fierbinţi ale motorului şi de gume şi sedimente solide în rezervoare.
Pentru a se evita formarea de gume şi sedimente este necesar să se elimine compuşii cu sulf din
combustibil. Aceasta se realizează prin tratare cu reactivi specifici şi în special prin hidrofinare.
Normele standardizate din ţările producătoare de combustibil pentru turbomotoare limitează conţinutul
total de sulf maxim 0,1—0,3% şi conţinutul maxim de mercaptani la 0,001—0,005%.
Compuşii cu azot sînt conţinuţi în combustibilii pentru turbomotoare in cantităţi care na depăşesc
0,1%- Aproximativ o treime dintre compuşii cu azot au caracter bazic, iar restul au caracter neutru.
Compuşii bazici cu azot sînt piridina, chinolina, izochinolina, acridina, tiazolul şi homologii lor. Dintre
compuşii neutri s-au identificat pirolul, indolul, carba-zolul şi amidele acizilor carboxilici aromatici.
Compuşii cu azot, în special cei neutri se oxidează uşor, polimerizează sau policondenscază cu formare de
gume şi sedimente. La un conţinut de 0,05% piroii în combustibil se observă nu numai formarea de gume,
dar şi înfundarea filtrelor de combustibil cu depunerile solide.
Compuşii cu oxigen provin din ţiţeiul iniţial, din procesele de prelucrare secundară sau se formează
în timpul depozitării sau utilizării combustibililor ca rezultat al proceselor de oxidare a hidrocarburilor şi
altor componenţi. în funcţiunile de petrol lampant de distilare primară, conţinutul combinaţiilor cu oxigen
variază între 0,03—0,3%. S-au identificat combinaţii cu oxigen neutre şi acide. Compuşii cu oxigen neutri
; esteri, lactone, aldeliide, cetone, alcooli sînt conţinuţi în combustibilii pentru turbomotor în cantităţi
neînsemnate, ca şi fenolii care prezintă un caracter slab acid. Fenolii sînt agenţi puternic corosivi. Există
fenoli cu o anumită structură chimică care manifestă însă o acţiune puternică de inhibare a reacţiilor de
oxidare a hidrocarburilor.
Acizii naftenici şi acizii graşi din combustibil corodează suprafeţele metalice cu care vin în contact şi
contribuie Ia formarea de depuneri în motor şi în sistemul de alimentare.
Răşinile (gume) sînt compuşi macromoleculari cu sulf, azot şi oxigen în moleculă şi care constituie
aproximativ 10—20% din combinaţiile heterocicljce din combustibil. Datorită proceselor de oxidare,
conţinutul de gume din combustibil creşte.
Combinaţiile din combustibil carp. conţin azot şi oxigen se determina prin metode fizice
(cromatografice, spectrale, colorimetrice şi poten-ţiometrice) şi chimice.
In tabelul următor se prezintă compoziţia pe clase de hidrocarburi a combustibililor pentru
turbomotoare:
Gradatie USA militara Gradatie comerciala
JP 1 Jet A
Jet A1
JP 4 Jet B
JP 5 JP -5
Ex JP 4 conţine 57% alcani, 27.5 % naftene, 15% hidrocarburi aromatice si 0.5% olefine.
Principala diferenţă derivă din volatilitatea diversă, puterea antidetonantă, densitate diferită, puncte
de congelare diferite etc.
La crearea noilor sorturi de combustibili pentru aviaţia supersonică trebuie avut în vedere că cele
mao bune proprietăţi sunt asigurate de hidrocarburile alchil naftenice mono I biciclice cu cicluri de 5 si 6
atomi de carbon si de hidrocarburi parafinice.
Combustibili pentru aviatia civila
Combustibilii pentru motoarele sunt utilizati pentru alimentarea motoarelor de avion jet si turbo
propulsoare si nu trebuie confuindate cu bezina de aviatie (Avgas). In afara zonei comuniste sunt de obicei
utilizate doua tipuri de combustibili pentru turbomotoare utilizate in aviatia comerciala civila: Jet A-1 si
Jet A ambii fiind combustibili pe baza de kerosene.
Exista si un alt tip de combustibil, Jet B care este un (o combinative de benzina si kerosene) dar
este destul de rar utilizat, in special pentru climate foarte reci.
JET A-1 – este un combustibil pe baza de kerosene recomandat pentru cele mai multe tipuri
motoare cu turbine. Combustibilul are un punct de aprindere de aprox. 38°C si un punct de congelare de
maximum -47°C. Combustibilul corespunde unui numar destul de mare de standard international precum:
DEF STAN 91-91, (DERD 2494 (AVTUR)), ASTM specification D1655 and IATA Guidance Material,
NATO Code F-35.
Jet A 1 este un amestec complex de hidrocarburi ce contine parafine, cicloparafine, hidrocarburi
aromatice si olefine cu un numar de carbon cuprins intre C9 si C16. Poate contine aditivi in procent de sub
0.1 % fiecare. Totalul hidrocarburilor aromatice este in jur de 10-20 % volum.
Presiune de vapori <0.1 kPa at 20ºC.
Punct de fierbere initial circa 150ºC.
Punct de fierbere final circa 300ºC.
Solubilitate in apa Neglijabila.
Densitate 775 to 840 kg/m3 at 15°C.
Temperatura de inflamabilitate 38ºC minimum (Metoda: Abel
Setaflash).
Limita de inflamabilitate -
Superioara
6%(V/V) maximum.
Limita de inflamabilitate -
Inferioara
1%(V/V) minimum.
Temperatura de autoaprindere >220ºC.
Viscozitatea cinemativa 1 to 2 mm2/s at 40°C.
Densitatea de vapori (Aer=1) Mai mare decat 5.
Coeficient de partitie, n-
octanol/apa
log Pow 2 to 6.
Compozitie
Aciditate 0,015 mg KOH/g
Hidrocarburi aromatice 25 % (v/v)
Sulf total 0.30 % (v/v)
Punct de congelare - 47 °C
Ardere -
Energie specifica 42.80 MJ/kg
Conductivitatea electrica 50-450 pS/m
Aditivi
Antioxidanti si combustibili
sintetici
17,0 – 24,0 mg/l
Dezactivator metalic 5,7 mg/L
Aditivi antistatic 3.0 mg/L
JET A – este un tip similar de combustibil pe baza de kerosene produs pe baza specificatiilor ASTM
D1655 si este utilizat numai in SUA. Are un punct de aprindere asemanator cu cel al combustibillului Jet
A 1 dar un punct de congelare mai mare de -40°C.
JET B – este un combustibil pe baza de amestec de fractiuni naftenice si kerosene. Poate fi utilizat ca o
alternative a combustibilului Jet A-1 dar datorita dificultatilor de manipulare (prezinta o inflamabilitate
ridicata) este utilizat in special in zonele cu climat foarte rece. In Canada este obtinut conform
specificatiilor Canadian Specification CAN/CGSB 3.23.
Combustibili pentru aviatia militara
JP-4 – este echivalentul militar al combustibilului Jet B continand in plus aditivi inhibitori de
coroziune si aditivi anti-inghet si este obtinut conform specificatiilor MIL-DTL-5624U Grade JP-4.
JP-5 – este un kerosene cu punct de aprindere ridicat ce corespunde urmatoarelor standarde MIL-
DTL-5624U Grade JP-5, British Specification DEF STAN 91-86 AVCAT/FSII, NATO Code F-
44.
JP-8 – este echivalentul militar al combustibilului Jet A-1 continand in plus aditivi inhibitori de
coroziune si aditivi anti-inghet si este obtinut conform specificatiilor MIL-DTL-83133E, DEF STAN 91-
87 AVTUR/FSII, NATO Code F-34.
Aditivi pentru combustibilii de aviatie
Aditivii utilizati pentru combustibilii de aviatie sunt compusi adaugati in combustibili in cantitati
foarte mici, in general in ppm, pentru a obtine proprietati imbunatatite.
Cei mai utilizati aditivi in combustibilii de aviatie:
1. Aditivi anti-detonanti care reduc tendinta de detonare a benzinei de aviatie. Tetra - etil plumbul este
unul dintre cei mai utilizati aditivi antidetonanti pentru aviatie si este adaugat in compozitia benzinei de
aviatie inca din 1930.
2. Aditivi anti – oxidanti care previn formarea depozitelor de gume in sistemele de alimentare cu
combustibil datorita oxidarii combustibilului in timpul depozitarii si este de asemenea prevenita formarea
peroxizilor in special in combustibilii de turbomotoare.
3. Aditivi antistatici care reduc efectelul de acumulare a energiei statice generate de deplasarea
combustibilului prin sistemele modern de alimentare.
4. Inhibitorii de coroziune sunt utilizati pentru protectia materialelor feroase in sistemele de depozitare a
combustibililor precum conducte, rezervoare, etc. Anumiti inhibitori de coroziune imbunatatesc de
asemenea proprietatile de lubrifiere.
5. Aditivi anticongelanti – reduc punctual de congelare a apei precipitate din combustibili datorita racirii
la altitudini inalte si previn formarea cristalelor de gheata care inrautatesc curgerea combustibilului catre
motor. Acest tip de aditivi nu afecteaza punctual de congelare propriu al combustibilului. Aditivii anti
congelanti asigura de asemenea protectie impotriva cresterilor microbiologice in combustibil.
6. Dezactivatori metalici care reduc procesele catalitice de oxidare care pe suprafata metalelor in special
pe cupru.
7. Aditivi biocizi –utilizati pentru a combate cresterile microbiologice in combustibilii de aviatie sunt
introdusi in rezervoarele aeronavelor .
8. Aditivi de imbunatatire a stabilitatii termice – utilizati adesea in aviatiamilitara, JP-8, si au rolul de a
preveni formarea de depozite in sistemele de alimentare la temperatuiri ridicate.
Aditivi de imbunatatire a puterii
Sunt fluide utilizate pentru injectia in combustibilii pentru motoare cu piston pentru a creste puterea de
decolare a motorului. Aceleasi sisteme de injectie sunt incorporate si in motoarele turbo-jet si turbo-
propulsoare. Cresterea puterii este realizata prin racirea aerului consumat, cresterea densitatii si implicit
cresterea cantitatii de aer necesar combustiei. Acest effect poate fi realizat numai prin utilizarea apei insa
de obicei se utilizeaza un ameste c de methanol si apa pentru a produce grad ridicat de racier de evaporare
determinand cersterea energetic a combustibilului.
Pentru motoarele cu piston, amestecul methanol /apa este utilizat si acesta poate avea 1 % din uleiul
inhibitor de coroziune folosit. Sistemul de injective poate fi utilizat pentru a compensa pierderea de putere
in timpul operarii la temperature inalte si/sau in conditii de altitudine ridicata (cu desitate scazuta de aer)
sau pentru a obtine cresterea puterii la decolare in conditii atmosferice normale prin realizarea unei
presiuni ridicate pentru o perioaga scurta de timp.
Metanolul si apa utilizate trebuie sa fie in de foarte buna calitate pentru a evita formarea depozitelor in
motor. Apa trebuie sa fie demineralizata sau distilata iar in methanol este permis un adios minim de 0.5%
de piridina raportul de amestecare este in general: 45/55/0 pentru motoarele cu turbina, 50/50/0 pentru
motoarele cu piston (sau cu un adios de 1% inhibitor de coroziune 50/50/1) sau 60/40/0.
PROPRIETĂŢILE BENZINELOR
Benzinele de aviaţie trebuie să satisfacă mai multe condiţii, uneori contradictorii, legate de:
pulverizarea, vaporizarea, aprinderea şi arderea combustibilului de care depinde puterea şi economicitatea
motorului şi funcţionarea lui stabilă şi liniştită; curgerea, manipularea, transportul şi depozitarea
combustibilului; uzura redusă şi durabilitatea motorului. Îndeplinirea acestor condiţii depinde de
ansamblul de proprietăţi ale combustibilului.
1. Masa moleculară. Factorul de caracterizare. Densitatea
Masa moleculară se determină cu precizie prin metoda crioscopică şi ebulioscopică. Se obţin
valori medii, deoarece produsele petroliere sînt amestecuri de hidrocarburi cu mase moleculare diferite.
Pentru calcule curente se pot folosi valorile stabilite pe baza corelaţiilor dintre masa moleculară şi unele
proprietăţi fizice ca, de exemplu, corelaţia dintre masa moleculară M, temperatura de fierbere medie
molară şi factorul de caracterizare.
Masa molară a unei benzine variază, în funcţie de compoziţia chimica şi de compoziţia fracţionată, între
90 — 160 kg/kmol.
Factorul de caracterizare, K, reprezintă un echivalent al conţinutului de hidrogen dintr-o
fracţiune petrolieră şi este definit prin relaţia:
3 56.15
56.15/216.1 dTK vf
în care : Tv/ reprezintă temperatura de fierbere medie volumetrică, iar 56.15
56.15d densitatea relativă a
produsului petrolier la 15,56°C.
Densitatea absolută sau masa specifică p a unei substanţe se defineşte ca masa unităţii de volum.
Densitatea relativă, d, este o mărime adimensională definită prin raportul dintre densitatea absolută a
substanţei de examinat şi a unei substanţe de referinţă. Pentru substanţele lichide, ca substanţă de referinţă
se consideră uzual apa distilată la temperatura de 4°C. In acest caz, densitatea relativă a substanţei la
temperatura t este : t
OH
td2
/4
4
Pentru produsele petroliere se foloseşte de obicei densitatea absolută a produsului petrolier la
temperatura de 15,56°C în raport cu apa distilată la aceeaşi tempera-tură 56.15
56.15d .
Volatilitatea
Volatilitatea reprezintă tendinţa unei substanţe de a trece din stare lichid in stare de vapori în anumite
condiţii de temperatură si presiune. Fiind amestecuri complexe de hidrocarburi, volatilitatea benzinelor
depinde de masa moleculara, de natura si de proporţia dintre hidrocarburile componente. La mase
moleculare egale, volatilitatea alcanilor apreciată prin temperatura de fierbere este mai mica decât a
hidrocarburilor ciclice.
Temperatura de fierbere a izoalcanilor este fara excepţie mai mica decât a normal alcanilor. Scăderea este
cu atât mai mare cu cit creste numărul atomilor de carbon terţiari si cuaternari din catena ; atomii de
carbon cuaternari produc o scădere mai pronunţată a volatilitaţii decât atomii de carbon terţiari.
Volatilitatea hidrocarburilor ciclice scade cu numărul substituenţilor si cu mărimea lor si depinde de
poziţia lor in ciclu.
Curba de distilare Volatilitatea combustibililor petrolieri se apreciază prin curba de distilare, presiunea de vapori si
temperatura de inflamabilitate. Ultimii doi indicatori furnizează informaţii numai asupra volatilităţii
hidrocarburilor uşoare din combustibil. Curba de distilare oferă indicaţii asupra volatilităţii globale a
întregului produs.
Starea fizică a unui amestec carburant la un moment dat poate fi caracterizată prin raportul în
greutate vapori de benzină/benzină lichidă, V/L. Acest raport informează asupra tendinţei benzinei de a
forma dopuri de vapori. După cum rezultă din figura, care descrie dependenţa raportului V/L a unei
benzine de aviaţie la temperatura de 38°C, de altitudinea de zbor, tendinţa de formare a dopurilor de
vapori este influenţată în mare măsură de altitudine.
Presiunea la care coexistă vapori in echilibru cu lichidul la o temperatură dată se numeşte
presiune de vapori. Presiunea de vapori a hidrocarburilor pure este o mărime constantă care depinde
numai de temperatură.
Proprietăţi termice
Căldura latentă de vaporizare
Căldura latentă de vaporizare a benzinelor depinde de compoziţia chimică, de compoziţia
fracţionată, de presiune şi de temperatură.
Pentru hidrocarburile pure dintr-o serie omoloagă căldura de vaporizare molară scade cu creşterea
masei moleculare.
La aceeaşi masă moleculară, căldura de vaporizare scade în ordinea : hidrocarburi aromatice,
naftenice, parafinice şi olefinice. Ultimele două clase de hidrocarburi au valori ale căldurii de vaporizare
destul de apropiate. Izoalcanii au călduri de vaporizare mai mici decît n-alcanii cu acelaşi număr de atomi
de carbon în catenă.
Căldura latentă de vaporizare scade cu creşterea temperaturii. Pentru fracţiunile petroliere,
determinarea experimentală a căldurii latente de vaporizare este complicată. Ea se poate stabili cu relaţii
empirice şi grafic, pornind de la alte caracteristici fizice, mai uşor de determinat.
Capacitatea calorică Capacitatea calorică la volum constant şi respectiv la presiune constantă sînt funcţii de stare
deosebit de importante care intervin în calculul căldurilor de ardere şi al constantelor de echilibru ale
sistemelor. Variaţia cu temperatura a capacităţii calorice se exprimă prin ecuaţii empirice obţinute pe baza
datelor experimentale.
Conductibilitatea termică Pentru fracţiunile petroliere (benzină, petrol) valoarea coeficientului de conductibilitate termică X,
la temperatura / se poate calcula cu suficientă precizie cu relaţia :
Conductibilitatea termică a unui combustibil petrolier în stare de vapori este mult mai mică decît
conductibilitatea termică a aceluiaşi produs în stare lichidă.
Proprietăţi legate de arderea combustibilului
Puterea calorică Puterea calorică este unul din parametrii i ri mai importanţi care caracterizează proprietăţile
combustibililor pentru motoarele cu ardere internă. De cantitatea de căldură eliberată prin arderea
combustibilului depind atât lucrul mecanic util produs de motor cît şi consumul specific de combustibil.
Puterea calorică, Pc, reprezintă căldura de ardere completă, izotermă şi izobară, la o temperatură de
referinţă convenţional aleasă a unităţii de masă (kg) de combustibil. în aviaţie este utilă şi cunoaşterea
puterii calorice volumice Pcv, raportată la unitatea de volum (L) din combustibilul lichid. Puterea calorică
volumică este produsul dintre puterea calorică masică şi densitatea combustibilului:
Pcv = Pc [k.J/L]
Rezistenţa la detonaţie
Fenomenul de detonaţie în motor este favorizat de creşterea de temperatură şi de presiune la
sfârşitul compresiunii şi începutul arderii şi ca atare, de reducerea perioadei de întârziere la aprindere. La
creşterea raportului de comprimare, cifra octanică a combustibilului trebuie să crească pentru ca arderea în
motor să nu devină detonantă.
Tendinţa la detonaţie a motorului şi intensitatea detonaţiei depinde, în mare măsură, de compoziţia
chimică a benzinei. Aceasta se explică prin modificările chimice care se produc în combustibil înainte de
aprindere, care depind de reactivitatea chimică a hidrocarburilor şi, în primul rînd, de rezistenţa la
oxidare.
Proprietatea combustibililor de a rezista la arderea detonantă în motorul cu aprindere prin scânteie
se numeşte rezistenţa la detonaţie sau nedetonanţă şi se apreciază prin cifra octanică.
Cursa actuală pentru benzine cu cifre octanice mari determină politica petrolieră actuală, rafinăriile
fiind obligate să modifice periodic tehnologiile de fabricare a benzinelor în direcţia realizării unei structuri
chimice optime care să ofere calităţile antidetonante cerute de constructorii de motoare şi a reducerii
conţinutului de antidetonanţi la concentraţiile minime impuse de reglementarea legislativă a nivelului de
emisii poluante pentru aeronave.
Evaluarea rezistenţei la detonaţie. Cifra octanică. Aprecierea comportării la detonaţie a benzinelor
prin valoarea raportului critic de comprimare nu a condus la date reproductibile. Ulterior s-a propus carac-
terizarea calităţilor antidetonante ale benzinelor prin cifra octanică. Deoarece benzinele sînt amestecuri
complexe de hidrocarburi caracterizate fiecare printr-o comportare diferită la parametr
este posibilă aprecierea antidetonanţei printr-o valoare absolută, care să depindă exclusiv de combustibil.
Cifra octanică reprezintă deci o valoare arbitrară rezultată prin compararea benzinei cu un combustibil
etalon. Drept combustibil de referinţă pentru aprecierea cifrei octanice s-a ales un amestec format din două
hidrocarburi cu proprietăţi fizico-chimice foarte apropiate, dar cu rezistenţă la detonanţă foarte diferită :
izooctanul (izomerul 2, 2, 4-trimetil pentan) şi n-heptanul. Prin convenţie s-a atribuit izooctanului,
puternic antidetonant, cifra octanică 100 şi normal heptanului care detonează cu uşurinţă, cifra octanică
zero. În scara de valori 0 — 100 cifra octanică reprezintă procente în volume de izooctan în amestecul de
referinţă care are aceeaşi comportare la detonaţie într-un motor standardizat, în condiţii identice de
funcţionare cu benzina de testat. De exemplu, dacă benzina testată detonează la fel ca şi amestecul de 95%
voi. izooctan şi 5% voi. n-heptan, cifra octanică a benzinei este 95.
Cifra octanică a benzinelor de aviaţie a depăşit de mult valoarea 100, ca urmare a necesităţii
măririi raportului critic de comprimare în vederea îmbunătăţirii indicilor economici ai motorului. Pentru
benzinele a căror rezistenţă la detonaţie depăşeşte 100 unităţi octanice s-a adoptat o scară octanică extinsă
care utilizează drept combustibil etalon izooctanul în amestec cu diferite proporţii de antidetonant tetraetil
plumb. Scara octanică este discontinuă la valoarea 100
Bilanţul de materiale
Bilanţul de materiale al combustiei cuprinde calculul cantităţii de aer şi al compoziţiei produselor
de ardere. Calculul se efectuează pentru fiecare element combustibil, iar rezultatele se însumează.
Proporţia dintre combustibil şi aer se precizează prin două mărimi : dozaj şi exces de aer. Raportul
dintre cantitatea de combustibil şi cantitatea de aer pe care combustibilul o are la dispoziţie se numeşte
dozaj. O mărime echivalentă dozajului D este raportul dintre cantitatea de combustibil livrată unei
cantităţi oarecare de aer şi cantitatea de combustibil ce poate fi arsă teoretic de aceeaşi cantitate de aer.
Coeficientul de exces de aer, , se defineşte ca raportul dintre cantitatea reală de aer maer pe care o
are la dispoziţie o cantitate oarecare de combustibil şi cantitatea de aer necesară arderii teoretice a
aceleiaşi cantităţi de combustibil, (maer)s:
= mafr/(/na,r)
Pentru arderea teoretică D = 1, = 1
În calculul arderii se ţine seama de cantitatea de azot din aer (79% vol. N2; 21% vol. O2, 3.76 vol.
N2/1 vol. O2) introdusă în sistemul de alimentare.
Considerând combustibilii petrolieri alcătuiţi din hidrocarburi definite prin formula moleculară
CcHh ecuaţia de ardere completă ( > 1) este :
CcHh + (c + h/4) O2+ 3,76(c +h/4) N2 c CO2 + h/2 H2O + ( - 1) (c + h/4) O2 + 3,76 (c+h/4) N2
Pentru = 1 ecuaţia chimică de ardere se simplifică. Cantitatea de aer necesară combustiei
teoretice şi compoziţia gazelor de ardere se calculează pe baza stoechiometriei reacţiei. Masa moleculară
M a combustibilului este : M = 12c + h.
Arderea benzinelor
Arderea benzinelor auto şi de aviaţie
Combustia sau arderea este reacţia chimică de oxido-reducere a unui amestec combustibil, care
este însoţită de un efect termic exoterm, economic utilizabil şi de emisie luminoasă. In motoarele de
aviaţie agentul oxidant necesar arderii este oxigenul atmosferic.
Combustia este completă când fiecare element component din carburant se. oxidează la valenţa
maximă. Prin combustie completă întreaga cantitate de energie chimică conţinută în combustibil este
eliberată. Combustia completă poate decurge cu cantitatea stoechiometrică de aer precizată de ecuaţia
chimică şi în acest caz se numeşte ardere teoretică sau poate decurge cu cantitatea de aer în exces.
Combustia incompletă are loc la alimentarea combustibilului cu o cantitate de aer insuficientă
oxidării lui integrale. Cantitatea de energie termică degajată în acest caz este mai mică decât la arderea
completă, deoarece o parte din energia chimică a combustibilului trece ca atare în produsele de ardere.
Procesul de ardere din motorul cu aprindere prin scânteie se poate desfăşura în două moduri: (1)
proces cu aprindere comandată (ardere normală); (2) proces cu aprindere spontană (ardere detonantă).
Ardere normală
Arderea normală decurge printr-un mecanism înlănţuit radicalic cu ramificare directă. La
motoarele cu aprindere prin scânteie, iniţierea procesului înlănţuit de reacţie este termică, realizată prin
declanşarea scânteii.
Procesul de ardere decurge după schema următoare.
În etapa de propagare sunt reacţii de ramificare directă. Au loc şi reacţii de izomerizare şi descompunere
termică, astfel că pe lângă produşii finali de ardere CO2 şi H2O se formează şi produşi secundari şi
intermediari (H2, CO, CH4, etc).
Diagrama de aprindere pentru reacţia de oxidare la temperaturi înalte a combustibililor petrolieri şi
hidrocarburilor prezintă trei limite de aprindere, ca şi diagrama de aprindere a hidrogenului.
Domeniul de aprindere este domeniul flăcărilor calde.
Reacţiile rapide de oxidare, care au loc prin mecanism înlănţuit se produc într-o zonă îngustă
numită frontul flăcării sau frontul de aprindere, care se propagă cu o viteză determinată. Frontul flăcării
separă amestecul proaspăt de combustibil-aer din amonte de gazele de ardere din aval, aşa cum se observă
din figură, care prezintă schematic desfăşurarea arderii normale a benzinei în cilindrul motorului cu
aprindere prin scânteie.
Arderea normală în motorul
cu aprindere prin scânteie.
a - aprinderea amestecului combustibil;
b - nucleu de flacără caldă;
c - propagarea frontului flăcării;
d - gazele de ardere;
1 - nucleu de flacără caldă;
2 - frontul flăcării;
3 - emisii luminoase; #-bujie.
Frontul flăcării se propagă treptat în întreg amestecul gazos din cilindru până la consumarea totală
a acestuia. Viteza medie de propagare a flăcării atinge uzual valori de 15-30 m/s, în funcţie de diferiţi
factori, printre care turbulenţa. Iniţial, până când arde 10-15% din combustibil, influenţa turbulenţei este
mică. Când frontul flăcării începe să ocupe o suprafaţă mare, influenţa turbulenţei devine însemnată şi
viteza de propagare a flăcării creşte. In faza finală, suprafaţa frontului flăcării scade din nou si viteza de
propagare a flăcării scade.
Arderea detonantă În anumite condiţii, combustia benzinelor care debutează cu viteză moderată se autoaccelerează
atingând vitezele supersonice, corespunzătoare arderii detonante.
După o perioadă de ardere normală, în amestecul proaspăt din faţa frontului flăcării se observă
apariţia unor emisii luminoase, numite flăcări reci (a), urmată de formarea nucleului de flacără caldă (b)
care se propagă cu o viteză de 1500-3000 m/s.
Arderea detonantă a benzinei.
a - formarea flăcărilor reci; b - apariţia nucleelor de flacără caldă; c - ardere violentă.
Amestecul proaspăt din faţa frontului flăcării arde instantaneu.
Propagarea frontului flăcării cu viteză supersonică generează unda de şoc caracterizată prin
gradienţi de presiune, temperatură şi densitate extrem de ridicaţi. Unda de şoc produce vibraţia pereţilor
cilindrului, ceea ce explică zgomotele caracteristice {„bătăi"). Vibraţiile de mare frecvenţă iniţiate de
fenomenul de detonaţie produc fisurarea izolantului bujiei şi se pot transmite la componentele motorului.
Arderea.detonantă este însoţită de uzura şi supraîncălzirea motorului, scăderea puterii motorului şi
creşterea consumului specific de benzină.
Analiza chimică a amestecului de combustibil-aer din faţa frontului flăcării indică prezenţa
hidroxizilor, ROOH şi a formaldehidei, CH2O, ca rezultat al unui proces de oxidare la temperaturi joase
(250-475°C), care decurge printr-un mecanism radicalic în lanţ ramificat indirect, prin intermediul
hidroperoxizilor:
Reacţiile de mai sus sunt reacţii de ramificare indirectă. Sunt posibile şi reacţii de ramificare prin
intermediul aldehidelor, însoţite de emisii luminoase.
Emisia de energie luminoasă este un fenomen de chemioluminiscenţă a formaldehide excitate,
CH2O*. Temperatura flăcărilor reci este 200-250°C. Viteza de deplasare a flăcărilor reci este 0,05-0,10
m/s. Caracterul pulsatoriu, cu aprinderi şi stingeri repetate apare evident îi figura următoare.