Практично кожен житель нашої країни знає, що таке бензин. Це відомо навіть дітям шкільного віку, проте всі ці знання занадто узагальнені. Багатьом відомо лише те, що ця рідина необхідна автомобілю для того, щоб їхати. Але з чого роблять бензин, які види бувають і як його отримують – всі це знають всі. Давайте спробуємо розібратися в цих питаннях.
Що таке бензин?
Це пальне (паливо), що використовується для роботи двигунів внутрішнього згоряння, якими оснащено більшість автомобілів (є також машини на електричних двигунах, де це паливо не використовується). Якщо говорити детальніше, то це суміш певних вуглеводнів легкого типу, які мають температуру кипіння в діапазоні 30-200 градусів за Цельсієм. Щільність пального становить 0.7 г/см3, його теплопровідність – 10500 ккал/кг. Це його основні характеристики. Є також і такі параметри, як марка і детонаційна стійкість, але про це трохи пізніше.
Технологія виробництва бензину
Нафта – основна сировина для виготовлення цього палива. Його отримують шляхом перегонки нафти, гідрокрекінгу і подальшої ароматизації. Спеціальні бензини додатково очищуються від непотрібних компонентів у складі, а також збагачуються різними добавками, які в народі називають присадками.
Також відомі такі випадки, коли при виготовленні бензину використовується інша вуглеводнева сировина. Наприклад, в Естонії під час існування СРСР бензин виготовляли з горючих сланців, отже, його можна виготовити з смол коксування і напівкоксування з подальшим очищенням. Синтез-газ також може бути сировиною для виготовлення даного палива (синтез-газ – це конверсії метану та газифікації вугілля) – є відповідні технології з застосуванням когазина і синтина.
Класична технологія
Найчастіше при виготовленні бензину застосовується стандартна технологія на нафтопереробних заводах, яка передбачає змішування певних складових:
Найпростіший спосіб отримати автомобільний бензин – відібрати легкі фракції при перегонці нафти і підвищити октанове число за допомогою додавання великої кількості присадок.
Різновиди
Тепер ви розумієте, що таке бензин – це найлегша рідка фракція нафти, одержувана при перегонці цього чорного сировини. У стандартний вуглеводневий склад цього палива входять молекули довжиною від C 5 C до 10. Однак важливо розуміти, що є різні типи цього палива, тому склад і властивості бензинів можуть істотно відрізнятися. Все залежить від того, як саме було отримане пальне. Адже його можна провести не тільки за допомогою грубої перегонки нафти. Його отримують навіть з важких фракцій нафти (так званий крекінг-бензин) і з попутного газу.
Газовий бензин
Інтуїтивно зрозуміло, що даний продукт отримують шляхом переробки нафтового газу. В його складі містяться граничні вуглеводні, число атомів вуглецю в яких більше трьох. Існує стабільні і нестабільний газовий бензин. Стабільний може бути легким і важким – він застосовується в нафтохімії як сировина. Найчастіше використовується на заводах органічного синтезу, але також може використовуватися для виготовлення автомобільного бензину. При цьому його просто змішують з іншими типами палива.
Крекінг-бензин
Його отримують шляхом додаткової перегонки нафтопродукту. У середньому перегонка нафти дає лише 10-20% бензину. Для збільшення цього числа важкі фракції нафти нагрівають, що дозволяє розірвати великі молекули в їх складі на дрібні. Це і є крекінг, хоча технологічний процес в цьому випадку описується примітивно. За допомогою даної технології при перегонці нафти вдається отримати до 70% палива від об’єму оброблюваного сировини.
Піроліз
Дана технологія є дуже схожою на крекінг. Є лише одна відмінність – більш висока температура нагрівання вихідної сировини (700-800 градусів). Піроліз дозволяє довести вихід бензину з сировини в обсязі до 85%.
Октанове число і детонаційна стійкість
Однією з найважливіших характеристик бензину є його детонаційна стійкість, яка визначається октановим числом. Існує паливо різних марок: Аі-92, Аі-95, Аі-98. Всі ці марки бензину отримують шляхом змішування компонентів, які були отримані в результаті різних технологічних процесів. Природно, існує ГОСТ, який регламентує пропорції змішування компонентів, що в результаті дозволяє отримати паливо з октановим числом визначеним. Так, марка бензину Аі-98 має октанове число 98, марка Аі-95 – 95.
В даному випадку октанове число 95 говорить про те, що у складі бензину міститься 95% ізооктану і 5% гептану. Для різних стандартів двигунів (Євро-4, Євро-5) рекомендують використовувати той чи інший бензин. Різниця між ними полягає в ступені стиснення, при якій відбувається детонація пального (мікровибух).
Після первинної перегонки нафти зазвичай одержують бензин з октановим числом 70. Таке паливо є низькосортним і непотрібним, тому до нього додають різні добавки для підвищення октанового числа (найпоширенішою є тетраетилсвинець, але також можуть використовувати і інші антидетонатори).
Так, з допомогою змішування певних компонентів і добавки присадок отримують потрібне паливо з конкретним детонаційним числом. Виробники автомобілів на базі двигунів стандарту Євро-5 рекомендують заливати в бензобак певне паливо. Бензин Аі-95 показаний саме для таких моторів. Двигуни стандарту Євро-4 добре працюють з паливом з більш низьким октановим числом 92. Якщо ж двигун стандарту Євро-5 залити бензин Аі-92, при його роботі можлива так звана ” передчасна детонація. Вона трапляється з-за того, що бензин у циліндрах запалюється раніше часу, з-за чого двигун працює трохи неправильно. При цьому може спостерігатися втрата тяги і підвищена витрата бензину. Якщо ж двигун стандарту Євро-4 додати паливо Аі-95, то там вибухи бензину можуть відбуватися з запізненням, що теж погано. Тому бажано використовувати тільки той бензин, який рекомендує виробник двигуна.
Визначення октанового числа
Є різні способи визначити октанове число. Найпростіший – виміряти його за допомогою портативного приладу. Його досить вставити в ємність з паливом, і він покаже значення октанового числа.
Другий спосіб – дослідницький. Його проводять з допомогою однопоршневого двигуна без імітації напруженої їзди. Також можуть застосовувати і моторний метод. При ньому використовується однопоршневый мотор з імітацією напруженої їзди.
Застосування
Бензин в основному використовується для роботи двигунів внутрішнього згоряння. Також його можуть використовувати як розчинник. Існує авіаційний і автомобільний бензин. Перший, що випливає з назви, використовується в авіації, і його основна відмінність полягає у більш високому октановому числі. У його складі набагато більше легких фракцій.
Автомобільний бензин можна розділити на 2 категорії: літній і зимовий. Останній проводиться з підвищеним вмістом вуглеводнів, і його температура кипіння – нижче. Це необхідно для того, щоб при негативних температурах він ефективно вибухав у камері згоряння двигуна. Таке паливо в основному продається в північних регіонах Росії, а в південних регіонах воно з’являється на автозаправках в кінці осені і не зникає до початку весни.
Висновок
Тепер ви знаєте, з чого роблять бензин, а, головне – як. Нафта була і залишається основною сировиною для виготовлення палива, тому потреба людства у неї зараз просто величезна. Поки що не існує серйозних (крім урана) конкурентів серед енергоносіїв, які б могли конкурувати з нафтою. Що стосується самого бензину, з кожним роком він вдосконалюється, що позначається на детонаційної стійкості. Автомобільні двигуни також удосконалюються, і вже сьогодні є мотори, що працюють на бензині з октановим числом 100 і 102. Однак основна маса сучасних двигунів споживає паливо марки Аі-92 (більш старі силові установки) або Аі-95 (нові), але багато нові машини оснащуються двигунами, які краще працюють з бензином Аі-98.
