Выкипающих в определённых температурных пределах (до 100 °C - бензин I сорта, до 110 °C - бензин специальный, до 130 °C - бензин II сорта). Однако общим свойством этих бензинов является низкое октановое число . Вообще получение прямогонных бензинов с октановым числом выше 65 по моторному методу редко и возможно лишь из нефти Азербайджана , Средней Азии, Краснодарского края и Сахалина . Однако даже для дистиллятов из этих нефтей характерно резкое понижение октанового числа с ростом температуры конца отбора. Поэтому всю бензиновую фракцию (кк. 180 °C) используют редко. Для нефтей Урало-Волжского бассейна, Казахстана , а также месторождений Западной Сибири характерно преобладание нормальных парафиновых углеводородов, поэтому прямогонные бензины из них характеризуются низкими октановыми числами. Это побудило нефтепереработчиков ещё в 1930-е годы отбирать фракцию до 90-95 °C, чтобы в неё не попадал н-гептан , либо включать в отбор более тяжёлые фракции с их последующей чёткой ректификацией для удаления нормальных парафинов . Подобная «денормализация» прямогонных бензинов позволяет довести октановое число до 74-76 пунктов с существенным, однако, снижением выхода целевого продукта. В настоящее время из нефтей отгоняют фракцию НК-180 °C, которую потом вторично делят на фракции НК-62 °C или НК-85 °C. Эти последние дистилляты используют как компоненты товарных бензинов либо направляют на облагораживание (изомеризация).
Алкил-бензин
Алкил-бензин представляет собой смесь изомеров углеводородов С 7 и С 8 и получается в процессе алкилирования изобутана бутиленами. Алкил-бензин широко используется как компонент автомобильных и авиационных бензинов и обладает высоким ОЧИМ 90-93. Алкил-бензин можно получать, вовлекая в сырьё алкилирования пропилен и амилены.
Лидером по производству алкил-бензина являются США (более 40 млн т/год). В России производится менее 1 млн т/год алкил-бензина, что объясняется отсутствием ресурсов бутан-бутиленовой фракции, которую получают в процессе каталитического крекинга, не получившего широкого распространения в России. Кроме того, сам процесс алкилирования в России технически устарел и стал малоэффективным, что повлекло сжигание избытка сырья.
В первой половине XX века для повышения октанового числа начали применять крекинг и риформинг , которые преобразуют линейные цепочки нормальных алканов - основной составляющей прямогонного бензина - в разветвлённые алканы и ароматические соединения соответственно.
Повышение качества автомобильного бензина
В первую очередь, не следует путать качество и марку (согласно октановому числу) бензина: бензин более низких марок (например, А-76) вовсе не обязательно является менее качественным, чем высокооктановый (зачастую - наоборот), а просто рассчитан на иные условия работы. Также не является он и более экологически вредным (опять же - зачастую наоборот, так как в его составе содержится меньшее количество присадок, некоторые из которых достаточно токсичны).
Повысить качество автомобильных бензинов можно за счёт следующих мероприятий:
- неприменения свинцовых соединений, вредных и для двигателя, и для обслуживающего персонала;
- серы до 0,05 %, а в перспективе до 0,003 %;
- снижения содержания в бензине ароматических углеводородов до 45 %, а в перспективе - до 35 %;
- нормирования концентрации фактических смол в бензинах на месте применения на уровне не более 5 мг на 100 см³;
- деления бензинов по фракционному составу и давлению насыщенных паров на 8 классов с учётом сезона эксплуатации автомобилей и температуры окружающей среды , характерной для конкретной климатической зоны . Наличие классов позволяет выпускать бензин со свойствами, оптимальными для реальных температур окружающего воздуха , что обеспечивает работу двигателей без образования паровых пробок при температурах воздуха до +60 °С, а также гарантирует высокую испаряемость бензинов и лёгкий пуск двигателя при температурах ниже −35 °С;
- введения моющих присадок, не допускающих загрязнения и осмоления деталей топливной аппаратуры.
Наиболее массовые отечественные бензины А-76, АИ-93 (ГОСТ 2084-77) и АИ-92 (ТУ 38.001165-97) не отвечают указанным требованиям по содержанию свинца (для этилированных бензинов), массовой доли серы, отсутствию регламентации содержания бензола и моющих присадок. Впрочем, они и давно не производятся (так, этилированный бензин вообще можно увидеть разве что в гараже запасливого пенсионера). В настоящее время на бензоколонки поставляется в основном так называемое топливо «евро»-стандарта (на самом деле - соответствующий техрегламенту Таможенного союза ТР ТС 013/2011).
Применение
В конце XIX века единственным способом применения бензина было использование его в качестве антисептического средства и топлива для примусов (использование керосина в качестве топлива для примусов было категорически запрещено ввиду пожарной опасности, с этой целью ограничивалась снизу температура кипения керосина). В основном из нефти отгоняли только керосин , а всё остальное утилизировали. После появления двигателя внутреннего сгорания , работающего по циклу Отто , бензин стал одним из главных продуктов нефтепереработки . Однако по мере распространения дизельных двигателей на первый план стало выходить дизельное топливо , благодаря более высокому КПД .
Основные марки автомобильных бензинов ГОСТ Р 51105-97:
- Нормаль-80 (АИ-80) - с октановым числом по исследовательскому методу не менее 80;
- Регуляр-92 (АИ-92) - с октановым числом по исследовательскому методу не менее 92;
- Премиум-95 (АИ-95) - с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95;
- Экстра-98 (АИ-98) - с октановым числом по исследовательскому методу не менее 98
Маркировка автомобильных бензинов
| Наименование показателя | Нормаль-80 | Регуляр-92 | Премиум-95 | Супер-98 |
|---|---|---|---|---|
| ОЧММ | 76 | 83 | 85 | 88 |
| ОЧИМ | 80 | 92 | 95 | 98 |
| Концентрация Pb, г/л, не более | 0,01 | |||
| Концентрация Mn, мг/л, не более | 50 | нет | ||
| Концентрация фактических смол, мг/100 см³, не более | 5 | |||
| Индукционный период бензина, мин, не менее | 360 | |||
| Массовая доля серы, %, не более | 0,05 | |||
| Объёмная доля бензола, %, не более | 5 | |||
| Испытания на медной пластине | Выдерживает, класс 1 | |||
| Внешний вид | Чистый, прозрачный | |||
| Плотность при 15 °C | 700-750 | 725-780 | 725-780 | 725-780 |
Авиационные бензины
Авиационный бензин отличается от автомобильного более высокими требованиями к качеству, обычно имеет более высокое октановое число (что характеризует его детонационную стойкость на бедной смеси) и подразделяется по «сортности» (что характеризует его детонационную стойкость на богатой смеси).
Для авиабензина основными показателями качества являются:
- детонационная стойкость (определяет пригодность бензина к применению в двигателях с высокой степенью сжатия рабочей смеси без возникновения детонационного сгорания)
- фракционный состав (говорит об испаряемости бензина, что необходимо для определения его способности к образованию рабочей топливовоздушной смеси; характеризуется диапазонами температур выкипания (40-180 °С) и давлений насыщенных паров (29-48 кПа))
- химическая стабильность (способность противостоять изменениям химического состава при хранении, транспортировке и применении)
Основной способ производства авиационных бензинов - прямая перегонка нефти, каталитический крекинг или риформинг без добавки или с добавкой высококачественных компонентов, этиловой жидкости и различных присадок.
Классификация авиационных бензинов основывается на их антидетонационных свойствах, выраженных в октановых числах и в единицах сортности. Сорта российских авиационных бензинов маркируются по ГОСТ 1012-72, как правило, дробью: в числителе - октановое число или сортность на бедной смеси, в знаменателе - сортность на богатой смеси, например, Б-91/115 и Б-95/130. Встречается маркировка авиационных бензинов и по одним октановым числам, например, Б-70 (изготовляется по ТУ 38.101913-82) и Б-92 (изготовляется по ТУ 38.401-58-47-92) .
Бензины-растворители
Нашли применение узкие легкокипящие продукты каталитического риформинга (БР-2) или прямой перегонки малосернистой нефти (БР-1) (ГОСТ 443-76) в качестве растворителя для приготовления резиновых клеев при производстве печатных красок , мастик ; для обезжиривания электрооборудования, тканей , кожи , поверхностей металлов перед нанесением металлических покрытий; для промывки подшипников , арматуры перед консервацией, в производстве искусственного меха ; для изготовления быстросохнущих масляных красок и электроизоляционных лаков ; для извлечения канифоли из древесины , приготовления спирто-бензиновой смеси для промывки печатных плат в электротехническом производстве.
Экстракционные бензины (температура кипения 70-95 °C) прямой перегонки малосернистой нефти применяются для экстракции растительных масел , извлечения жира из костей , никотина из махорочного листа, как растворитель в резиновой и лакокрасочной промышленности.
Малосернистый деароматизированный экстракционный бензин (температура кипения 70-85 °C) применяется для выработки масел в районах с жарким климатом (высокой испаряемостью).
Широкое применение получил Нефрас С 50/170 (ГОСТ 8505-80) (широкая фракция прямой перегонки малосернистой нефти или рафината каталитического риформинга) в качестве растворителя при производстве искусственных кож, для химической чистки тканей, промывки деталей перед ремонтом, для смывания с деталей противокоррозийных покрытий и др.
Ксилольный рафинат каталитического риформинга и толуола с содержанием ароматики до 30 % - Нефрас САР применяется при производстве монолитных конденсаторов .
Особенно распространён бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности - Уайт-спирит .
Нефрас С 150/200 узкой фракции прямой перегонки сернистой нефти, близок по свойствам и применяется так же, как и уайт-спирит , однако содержит больше серы и имеет более резкий запах.
В народе легкокипящие бензины-растворители бытового применения часто называют «Галоша », кроме того, на российском рынке встречается продукт Нефрас С2 80/120 схожий по составу с БР1 и товарным наименованием «Калоша».
Нафта (бензины для нефтехимии)
При вдыхании небольших концентраций паров бензина наблюдаются симптомы, похожие на алкогольную интоксикацию : психическое возбуждение, эйфория , головокружение , тошнота , слабость , рвота , покраснение кожных покровов , учащение пульса . В более тяжёлых случаях могут отмечаться галлюцинации , обморочные состояния, судороги , повышенная температура .
Хроническое отравление бензином выражается в повышенной раздражительности, головокружении, поражении печени и ослаблении сердечной деятельности .
Попадание бензина в лёгкие , при засасывании его в шланг , используемый как сифон с целью слива из бака , может привести к развитию «бензиновой пневмонии»: появляются боли в боку, одышка , кашель с ржавой мокротой , повышение температуры.
При попадании бензина внутрь появляются обильная и повторная рвота, головная боль , боли в животе, жидкий стул. Иногда отмечаются увеличение печени и её болезненность, желтушность склер.
Бензины - топлива, выкипающие в интервале температур 28-215°С и предназначенные для применения в двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением.
В зависимости от назначения бензины разделяются на автомобильные и авиационные.
Основными показателями бензина являются детонационная стойкость, давление насыщенных паров, фракционный состав, химическая стабильность и др. Ужесточение в последние годы экологических требований к качеству нефтяных топлив ограничило содержание в бензинах ароматических углеводородов и сернистых соединений.
Детонационная стойкость
Детонация возникает в том случае, если скорость распространения пламени в двигателе достигает 1500-2500 м/с, вместо обычных 20- 30 м/с. В результате резкого перепада давления возникает детонационная волна, которая нарушает режим работы двигателя, что приводит к перерасходу топлива, уменьшению мощности, перегреву двигателя, к прогару поршней и выхлопных клапанов.
Октановое число
Октановое число - условный показатель, характеризующий стойкость бензинов к детонации и численно соответствующий детонационной стойкости модельной смеси изооктана и н-гептана.
Октановое число изооктана принято за 100 пунктов, а н-гептана - за 0. Для автомобильных бензинов (кроме А-76) октановое число измеряется двумя методами: моторным и исследовательским. Октановое число определяется на специальных установках путем сравнения характеристик горения испытуемого топлива и эталонных смесей изооктана с н-гептаном. Испытания проводят в двух режимах:
- жестком (частота вращения коленчатого вала 900 об/мин, температура всасываемой смеси 149°С, переменный угол опережения зажигания);
- мягком (600 об/мин, температура всасываемого воздуха 52°С, угол опережения зажигания 13 град.).
Получают соответственно моторное (ОЧМ) и исследовательское октановые числа (ОЧИ). Разность между ОЧМ и ОЧИ называется чувствительностью и характеризует степень пригодности бензина к разным условиям работы двигателя. Считают, что ОЧИ лучше характеризует бензины при движении автомобиля в городских условиях, а ОЧМ - в условиях высоких нагрузок и скоростей при форсированном режиме работы двигателя. Среднее арифметическое между ОЧМ и ОЧИ называют октановым индексом и приравнивают к дорожному октановому числу, которое нормируется стандартами некоторых стран (например, США) и указывается на бензоколонках как характеристика продаваемого топлива.
При производстве бензинов смешением фракций различных процессов важное значение имеют так называемые октановые числа смешения (ОЧС), которые отличаются от расчетных значений. Октановые числа смешения зависят от природы нефтепродукта, его содержания в смеси и ряда других факторов. У парафиновых углеводородов ОЧС выше действительных на 4 единицы, у ароматических зависимость более сложная. Различие может быть существенным и превышать 20 пунктов. Октановое число смешения важно также учитывать при добавлении в топливо оксигенатов.
Фракционный состав
Фракционный состав бензинов характеризует испаряемость топлива, от которой зависит запуск двигателя, распределение топлива по цилиндрам двигателя, полнота сгорания, экономичность двигателя. Испаряемость определяется температурой перегонки 10, 50 и 90% (об.) выкипания фракций бензина.
- Температура выкипания 10 % (об.) бензина характеризует пусковые свойства. При температуре ниже предельных значений в системе питания двигателя могут образовываться паровые пробки, а при более высоких температурах запуск двигателя затруднен. В США пусковые свойства бензина характеризуют количеством топлива, выкипающего до 70 °С.
- Температура выкипания 50% (об.) бензина характеризует скорость перехода двигателя с одного режима работы на другой и равномерность распределения бензиновых фракций по цилиндрам.
- Температура выкипания 90% (об.) фракций и конца кипения влияет на полноту сгорания топлива и его расход, а также на нагарообразование в камере сгорания в цилиндре двигателя.
В ГОСТ Р 51105-97, который действует с 01.01.99 г., фракционный состав бензина определяется при температуре выкипания 70, 100 и 180°С (по аналогии с требованиями к бензинам в США).
Давление насыщенных паров
Давление насыщенных паров дает дополнительное представление об испаряемости бензина, а также о возможности образования газовых пробок в системе питания двигателя. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем выше его испаряемость.
Бензины, предназначенные для применения в летних условиях, имеют более низкое давление паров. Чтобы обеспечить необходимые пусковые свойства товарного бензина, в его состав включают, как правило, до 30% (об.) легких компонентов (фракция НК - 62°С, изомеризата, алкилата и др.). Требуемое давление насыщенных паров обеспечивается также добавлением бутана. В летних бензинах обычно содержится 2- 3% (об.) бутана, в зимних - до 5-8% (об.).
Химическая стабильность
В процессе хранения, транспортирования и применения бензинов возможны изменения в их химическом составе, обусловленные реакциями окисления и полимеризации. Окисление приводит к понижению октанового числа бензина и повышению его склонности к нагарообразованию. Для оценки химической стабильности бензинов используют показатели содержания фактических смол, индукционного периода окисления. Высокой химической стабильностью обладают компоненты, не содержащие алкенов, - прямогонные бензины, бензины каталитического риформинга, алкилаты и изомеризаты. В бензинах коксования, термического и каталитического крекинга, напротив, содержатся в достаточном количестве алкены, которые легко окисляются с образованием смол. Для повышения химической стабильности к топливам, содержащим компоненты вторичного происхождения, добавляют антиокислительные присадки: n-оксидифениламин, ионол (2,6-ди-трет-бутил-n-крезол), антиокислитель ФЧ-16, древесносмоляной антиокислитель и др.
Содержание сернистых и ароматических соединений
Активные сернистые соединения, содержащиеся в бензинах (сероводород, низшие меркаптаны) вызывают сильную коррозию топливной системы и транспортных емкостей; полнота очистки бензинов от этих веществ контролируется анализом на медной пластинке. Неактивные сернистые соединения (тиофены, тетрагидротиофены, сульфиды, дисульфиды, высшие меркаптаны) коррозии не вызывают, однако при их сгорании образуются оксиды серы (SO 2 , SO 3 ), под действием которых происходит быстрый коррозионный износ деталей двигателя, снижается мощность, ухудшается экологическая обстановка.
Наибольшую опасность для людей представляют ароматические углеводороды, особенно бензол и полициклические ароматические углеводороды. Токсическое действие бензола объясняется возможностью его окисления в организме. В связи с этим в последних нормативных документах ограничено допустимое содержание серы, бензола и ароматических соединений в бензинах.
Испаряемость
Индекс испаряемости (ИИ) бензина характеризует испаряемость бензина и его склонность к образованию паровых пробок при определенном сочетании давления насыщенных паров и объема испарившегося бензина при температуре 70°С. Индекс испаряемости рассчитывают по формуле:
В зависимости от климатического района применения автомобильные бензины подразделяют на пять классов. Наряду с определением температуры перегонки при заданном объеме предусмотрено и определение объема испарившегося бензина при заданной температуре.
| Показатель | Класс | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Давление насыщенных паров бензина, кПа | 35-70 | 45-80 | 55-90 | 60-95 | 80-100 |
| Фракционный состав: | |||||
| начало кипения, °С, не ниже | 35 | 35 | Не нормируется | ||
| 10% (об.), °С, не выше | 75 | 70 | 65 | 60 | 55 |
| 50% (об.), °С, не выше | 120 | 115 | 110 | 105 | 100 |
| 90% (об.), °С, не выше | 190 | 185 | 180 | 175 | 170 |
| конец кипения, °С, не выше | 215 | 215 | 215 | 215 | 215 |
| остаток в колбе, % (об.) | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
| остаток и потери, % (об.) | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Количество испарившегося бензина, % (об.), при температуре: | |||||
| 70°С | 10-45 | 15-45 | 15-47 | 15-50 | 15-50 |
| 100°С | 35-65 | 40-70 | 40-70 | 40-70 | 40-70 |
| 180°С, не менее | 85 | 85 | 85 | 85 | 85 |
| Индекс испаряемости, не более | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1300 |
Бензин - это самое распространенное топливо для большинства видов транспорта
Подробная о составе, получении, хранении и применении бензина
Бензин - это, определение
Бензин - это основной вид топлива для двигателей внутреннего сгорания, получаемый в результате перегонки черного золота и её дальнейшей химической очистки. По химическому составу состоит из углеводородов с высокой температурой кипения. В настоящее время широко используется не только, как горючее, но и как растворитель лаков и красок применяемый в строительных работах.
В 1990-е гг. нефтяники уделяли мало внимания внутреннему рынку, поэтому в стране появилось огромное количество небольших фирм, имеющих по несколько заправок. Однако с 2000 г. интерес нефтяников к внутреннему топливному рынку начал серьезно расти. Это было вызвано как ростом объемов добычи нефти, так и возросшей (25-35%) доходностью розничной торговли топливом. Крупные нефтяные организации практически на 100% контролируют нефтепереработку, и этот давно поделен между ними. Теперь нефтяники занялись планомерным вытеснением менее крупных конкурентов.
Бензин - практически самый продаваемый в США товар, на него приходится половина от суммарного потребления всех нефтепродуктов в стране. Это очень разветвленный рынок со множеством дистрибьюторов и еще большим количеством розничных продавцов, что способствует сильной ценовой конкуренции. Чтобы примерить цену нью-йоркской биржи к российским реалиям, нужно помнить, что 1 = 3.785 литра. Добавьте 65 центов к биржевой котировке (они приходящихся на ) и разделите на 3.8, чтобы получить примерную стоимость литра бензина на заправках в Нью-Йорке.
Достаточно условно весь некачественный бензин можно разделить на три основных вида:
1. Получаемый смешиванием высокооктанового бензина с низкооктановым или даже с суррогатами - это наиболее распространенный и, если угодно, даже традиционный способ фальсификации. Так, под видом бензина марки АИ-95 можно запросто купить бензин с октановым числом 92 и менее.
2.Выпущенный с нарушениями технологии производства. В основном такой бензин имеет нарушения фракционного и химического состава.
Так,в частности, в нем может быть повышенное содержание ароматических соединений, например - бензола.
3. Выпущенный с применением различных стандартных и нестандартных антидетонационных присадок или высокооктановых добавок, порой весьма экзотических и приносящих больше вреда, чем пользы. Такие бензины выпускаются по различным ТУ, но приобретатель никогда не информируется о наличие в бензине таких компонентов. Необходимость их применения весьма сомнительна и более похожа на узаконенную фальсификацию. Выявление фальсификации 1-го вида является стандартной задачей и сводится и измерению значения октанового числа (ОЧ).
Бензин (Petrol) - это
Такая фальсификация немедленно обнаруживается при проведении стандартных испытаний бензина и, надо отдать должное Госстандарту, с такими любителями разбавлять бензин он борется достаточно жестко и успешно. Во всяком случае, в крупных городах это вид фальсификации теперь встречается достаточно редко.
Выявление фальсификации 2-го вида существенно сложнее и возможно только при проведении анализа фракционного и химического состава бензина. И если фракционный состав периодически все же Госстандартом контролируется, то химического состава у нас в стране практически отсутствует. Причина проста - нет приборов. Но самые сложные проблемы возникают при выявлении фальсификации 3-го вида. Этот вид в последнее время получает все большее распространение и, что особо неприятно, такая фальсификация способна нанести наибольший вред и самим транспортным средствам и экологии.
Дело в том, что в последнее время появилась масса различных присадок и добавок к бензину, существенно меняющих его характеристики. Российский ГОСТ не предусматривает проведения серьезного химического анализа бензина и, естественно, все эти многочисленные присадки и добавки не могут быть обнаружены при проведении полных стандартных испытаний. Для обнаружения всех этих веществ нужны специальные приборы, которых в Российской Федерации нет, а обнаружение этих веществ посредством обычного химического анализа достаточно трудоемко и сложно. А на практике мы получаем следующее - если, например, добавить в бензин этиловый спирт, даже в количестве, превышающем допустимую норму в несколько раз, то при проведении стандартных испытаний это обнаружено не будет и бензин будет признан соответствующим стандарту. В Российской Федерации пока, как правило, применяется довольно ограниченное число различных присадок и добавок к бензину, повышающих его октановое число.
Исторический словарь галлицизмов русского языка
БЕНЗИН - прозрачная, часто бесцветная, более лёгкая, чем вода, легковоспламеняющаяся жидкость, продукт переработки нефти. Основные сорта бензина: авиационный и автомобильный. Первый более лёгок и содержит значительно меньше примесей (смолы и др.). В… … Краткая энциклопедия домашнего хозяйства
БЕНЗИН - БЕНЗИН, Benzinum, первоначальное название бензола, данное Митчерлихом (Mit scherlich) в 1833 г. В наст, время Б. называют смеси углеводородов, точка кипения к рых лежит между 70 и 120°. Различают каменноугольный и нефтяной, или петролейный Б … Большая медицинская энциклопедия
Бензин - продукт перегонки нефти; смесь легких углеводородов с температурой кипения от 30 до 205 град.С. Бензин применяется как топливо для карбюраторных двигателей и как растворитель. По английски: Petrol См. также: Топливо Лакокрасочные материалы… … Финансовый словарь Большой Энциклопедический словарь Подробнее
Wir verwenden Cookies für die beste Präsentation unserer Website. Wenn Sie diese Website weiterhin nutzen, stimmen Sie dem zu. OK
Вопреки распространённому мнению, бензин не является моновеществом с чёткой структурой. На самом деле это смесь углеводородов, имеющая, в зависимости от марки и названия, и разное молекулярное строение. Свойства разных марок, состав бензина под разными торговыми названиями обусловлены именно этим.
Коротко о производстве – «откуда что берётся»
Чтобы получить это топливо, с сырой нефтью (которая является основным сырьём для производства бензина, хотя производить его можно и из сланцев, и даже из каменного угля, но эти способы дороже) проделывают различные манипуляции, например, низкотемпературная (риформинг) и высокотемпературная (крекинг) обработка сырья. Полученный в результате этих разных методов бензин затем смешивается в уже товарную форму. Таким образом, состав бензина многокомпонентен. Упрощённо процесс создания этого топлива выглядит так:
- Атмосферно-вакуумная перегонка с получением самого легко извлекаемого бензина.
- Извлечение серы и солей, которые значительно ухудшают качество бензина. Российская нефть, кстати, очень богата серой, поэтому на мировых рынках ценится даже ниже азербайджанской, например. Исключение – сахалинская нефть с большим количеством лёгких фракций.
- Отправка оставшихся нефтяных фракций частично на вторичную перегонку, частично – на каталитический крекинг. Из вторичной перегонки фракции идут на каталитический риформинг.
- В результате крекинга оставшихся тяжёлых фракций при нагреве (иногда до 700⁰С) рвутся молекулярные цепочки, и образуется вторичный бензин. Если при низкотемпературном процессе выход бензина из сырой нефти не превышает 20%, то в результате высокотемпературного крекинга бензина из нефти можно получить уже до 70%.
- Тяжёлые нефтяные фракции из процессов атмосферно-вакуумной перегонки, из вторичной перегонки и из каталитического риформинга поступают на участок «газофракционирующая установка». Из неё, а так же с установки каталитического крекинга, идут компоненты в смесь, которая и является собственно бензином. А из смеси затем уже выделяют сорта и классы АИ-92, АИ-95, Евро-3 и т.д.
Маркировка бензина
Какие химические свойства бензина используются при его продаже потребителям? Для работы бензина в качестве моторного топлива важны:
- Испаряемость.
- Воспламеняемость и, как следствие – способность к горению.
- Образованию отложений (нагара) – которых должно быть как можно меньше.
- Коррозионная активность.
- Способность к детонации.
Маркировка бензинов из продающихся на заправках в России сейчас такова: АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Выпускаемые раньше для грузовых траков А-72 и АИ-80 в соответствии с переходом на евростандарты сняты с производства из-за их большого количества токсичных веществ, входящих в состав бензина и в продуктах выхлопа.
Что же означают буквы «А» и «И» в названии топлива?
Метод определения октанового числа – моторный, обозначается литерой «А», и/или исследовательский, обозначаемый «И». При моторном методе измеряют детонационные свойства воздушно-бензиновой взрывоопасной смеси, поступающей из карбюратора или инжекторов в камеру сгорания, притом на нормальных режимах работы мотора. При исследовательском – на предельных, форсированных или просто повышенных оборотах и нагрузках. Так как исследования проводятся обоими методами, маркировка бензинов использует обе литеры – «АИ»
Октановое число – что это?
Теперь о сути самого термина. Так как состав бензина в основном – это смесь изооктана и гептана с их разной способностью к детонации в камерах сгорания двигателей, то замер этой их способности к детонации в момент воспламенения и измеряют на специальном двигателе для испытаний бензиновой смеси.
При этом если превалирует изооктан – возрастает детонация. Если гептан – детонация падает до нуля, но возрастает температура горения, что идёт к износу всех деталей, содержащих силикон и резину (сальники), они твердеют и крошатся; прогорают клапана и стенки цилиндров. В большинстве случаев (кроме специальных) октановое число совпадает с процентом содержания в бензине изооктана.
Экологические требования к топливу
Природа Земли – равновесная система взаимодействия растительного и животного мира, притом как на суше, так и в океане. Загрязнение её ведет к гибели многих живых существ, а значит и к оскудению многообразия генофонда планеты. А именно так – в планетарном масштабе, - нужно мыслить, если человечество хочет выжить и сохранить всё многообразие природы. Но!
Продукты сгорания нефти, особенно без должной степени очистки по параметрам, принятым международными правилами в последнее время, в больших количествах смертельно опасны для окружающей среды. Впрочем, токсичны не только продукты сгорания, но и сама нефть и все её производные и антидетонационные присадки. Например, тетраэтилсвинец. Или наличие в бензине углеводородов с двойными связями, что характерно в составе бензина вторичной возгонки после каталитического крекинга нефти.
Впрочем, экологические требования к топливам ужесточаются из года в год, что служит хоть какой-то гарантией чистоты окружающей среды. Даже бьющие по карману потребителя налоги за содержание и покупку автомобилей со старыми экологическими нормами также способствуют сбережению природы.
Особо стоит остановиться на бензинах класса «Евро» под маркировкой 3, 4 ,5 и 6. Это бензины особой экологической чистоты, при сгорании которых выделяется на 10-12% меньше угарного и углекислого газов, понижено в полтора – два раза содержание бензола (его там 1,00 % макс.), серы – 1,00 ррм не более, ароматических углеводородов – 42, 35, 35 и 24 % соответственно, наличие моющих присадок – обязательно, а выбросы окислов азота уменьшены на 5,0 у Евро3, 3,2 – у Евро4, 2,0 – у Евро5 и 0,46 у Евро6.
Россия также не остаётся в стороне от общемирового тренда: компанией «Лукойл» выпущен бензин ЭКТО100. Топливо прошло экспертизу швейцарской компании Intertek и получило высокую оценку по классу экологичности. По отзывам потребителей, если на крышке бензобака обозначено, что топливо должно быть не ниже АИ95, а ездили на АИ98, то свойства бензина ЭКТО100 таковы, что заправка им только улучшила характеристики работы мотора.
Сезонный бензин
Среди водителей имеет хождение стойкий миф о том, что в сильные холода (минус 20 градусов и ниже) следует заливать в бензобак бензин с более низким, на одну ступень, чем рекомендовано, октановым числом. Например, АИ-92 вместо «родного» АИ-95.Чем мотивируют? Более низкой температурой воспламенения, а значит – его надёжностью загораться в цилиндрах двигателя в сильный мороз.
Ну, хорошо. Залили вы 10 литров АИ-92 вместо рекомендованного АИ-95 при холоде на улице в минус 20. А в течение дня мороз спал до минус 10, свойства бензина другие, отличающиеся от расчётных – и зазвенели клапана и цилиндры от «вдруг» возникшей детонации! Замена мотора потом обойдётся несопоставимо дороже копеечной экономии.
Тем более, что такую замену можно делать, если в инструкции по эксплуатации вашей машины прямо сказано, что такая замена топлива на с более низким октановым числом вообще допустима.
Мало кто знает, что все крупные компании производят бензин в зависимости от времени года, так существует зимний и летний его состав, именно для целей более надежной работы двигателя в разные времена года.
Так что, выбирая топливо для зимних поездок, стоит обратить внимание не на октановое число, а на такой показатель, как «давление насыщенных паров» - ДНП, измеряемого в килопаскалях (кПа). Чем выше ДНП, тем лучше воспламеняемость воздушно-бензиновой смеси.
Для зимнего бензина степень упругости смеси вместо 80 кПа должна быть 90-100 кПа.
Обычный, «летний», бензин, превращается в «зимний» добавлением бутана. Если технология смешивания произведена верно, на выходе получится легко воспламеняемая в морозы смесь.
Но многие ли заправочные станции заморачиваются такой заботой о потребителе? Крупные, брендовые – да. Удар по их престижу может обернуться многомиллионными убытками, особенно, если после грамотной экспертизы и распиаренной в СМИ историей автомобилист докажет убытки по вине автозаправочного гиганта. С мелких же производителей, зачастую, взятки гладки. Закроют его керосиновую лавочку – он возродится под другим названием и под другой фамилией. Любимой тёщи, например. А теперь представьте такую же манипуляцию с названием и сменой фактического владельца у бренда «Лукойл»?
Другие показатели. Октан – это ещё не всё!
С соотношением изооктана и гептана, влияющим на антидетонационные качества бензина, вроде всё ясно. От чего же ещё зависит эффективность сгорания топлива под названием «бензин»?
У сложных углеводородов, входящих в его состав, разная степень испаряемости и закипания, а эти показатели напрямую влияют на работу мотора. Качество бензина как раз и зависит от соотношения фракций, закипающих при разной температуре. Различия в составе всех АИ и Евро, таким образом, обусловлены процентным соотношением легко- и трудно- закипаемых фракций.
Для чего вводятся такие фракции в состав бензина? Если не вдаваться в тонкости термодинамики и процентного химического состава топлива, то картина складывается следующая:
- Закипающие при низкой температуре (от 27⁰С) служат для первичного воспламенения при пуске холодного двигателя;
- Кипящие до 100⁰С – для стабильной работы мотора при движении;
- Кипящие до 200 градусов на конечной стадии движения и при выключении мотора – чтобы он не продолжал работать даже при выключении зажигания за счёт того, что части двигателя раскалены (калильное зажигание).
Кроме того, различаются также и виды бензинов. Они бывают этилированные и неэтилированные. Вторые – без этилсвинцовых добавок. Но главное, пожалуй, отличие видов бензинов – это авиационные и автомобильные.
Коротко об авиационном бензине
Авиационный бензин – это топливо, используемое для поршневых авиационных двигателей. Не для реактивных самолётов – там в качестве топлива используют авиационный керосин.
Особенность авиационного двигателя, в отличие от автомобильного, в том, что в большинстве случаев используется принудительный впрыск топлива в цилиндры двигателя.
Маркировка авиабензинов производится, в отличие от автомобильных АИ, литерой «Б». На данный момент в России взамен ранее выпускавшихся бензинов Б-91-115 и Б-95-139 разработан и пошёл в серию универсальный бензин Б-92, в котором отсутствует показатель «сортность на богатой смеси», что позволило наряду с нормальной работой на всех режимах расширить ресурсы двигателей и значительно уменьшить содержание в бензине тетраэтилсвинца.
Кроме топливного Б-92 в России выпускается и авиационный Б-70, но используют его чаще всего в качестве бензинового растворителя в производстве и для бытовых нужд.
Послесловие
Если использовать не нефтяные ресурсы в качестве источника для получения топлива, то перспективы как экологии, так и самого наличия топливно-энергетического комплекса выглядят не столь удручающе, как это есть на сегодняшний момент.
В качестве альтернатив могут быть использованы технологии переработки сжиженных газов, растительных масел из ряда непищевых сортов, спирты на основе этилового, но главное – водород, не оставляющий после себя СО и СО2.
Отдельное направление – создание экономичных и компактных аккумуляторов и электродвигателя, работающего в паре с ними.
Пока что идёт химическое совершенствование бензинов, ужесточение экологических требований к ним, но, как следствие – увеличение цены. Что вкупе с увеличением численности народонаселения планеты и доступ всё большего числа людей всех континентов к благам цивилизации, к которым, несомненно, относится и всеобщая автомобилизация – перспективы отрасли остаются неопределёнными.
AutoleekТребования, предъявляемые к качеству топлива
При применении и хранении к автомобильным бензинам предъявляются следующие требования.
Высокие энергетические
и термодинамические характеристики продуктов сгорания. При горении бензина должно выделяться максимальное количество тепла, продукты сгорания должны иметь малую молекулярную массу, небольшие теплоёмкость и теплопроводность, высокое значение произведения удельной газовой постоянной на температуру горения (RT). Высокое значение RT желательно получить за счёт увеличения Т.
Хорошая прокачиваемость.
Бензины должны надёжно прокачиваться по топливной системе машин, трубопроводам, насосам, системам регулирования и другим агрегатам и коммуникациям при любых условиях окружающей среды - низкой и высокой температурах, различных давлениях, запылённости и влажности.
Оптимальная испаряемость.
В условиях хранения и транспортирования испарение должно быть минимальным. При применении в двигателе бензина должны иметь такую испаряемость, чтобы обеспечить надёжное воспламенение и горение топлива с оптимальной скоростью в камерах сгорания двигателей.
Минимальная коррозионная активность
. Топлива не должны содержать компоненты, которые разрушают конструкционные материалы двигателя, средства хранения и транспортирования.
Высокая стабильность в условиях хранения и применения.
Топлива в течение длительного времени не должны изменять физико-химические и эксплуатационные свойства.
Нетоксичность.
Продукты сгорания также должны быть нетоксичными.
Свойства автомобильных бензинов
Бензины - топлива, выкипающие в интервале температур 28-2150С и предназначенные для применения в двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением. В зависимости от назначения бензины разделяются на автомобильные и авиационные.
Основными показателями бензина являются детонационная стойкость, давление насыщенных паров, фракционный состав, химическая стабильность и др. Ужесточение в последние годы экологических требований к качеству нефтяных топлив ограничило содержание в бензинах ароматических углеводородов и сернистых соединений.
Детонационная стойкость
Детонация возникает в том случае, если скорость распространения пламени в двигателе достигает 1500-2500 м/с, вместо обычных 20 - 30 м/с. В результате резкого перепада давления возникает детонационная волна, которая нарушает режим работы двигателя, что приводит к перерасходу топлива, уменьшению мощности, перегреву двигателя, к прогару поршней и выхлопных клапанов.
Октановое число (ОЧ)
ОЧ - условный показатель, характеризующий стойкость бензинов к детонации и численно соответствующий детонационной стойкости модельной смеси изооктана и н-гептана.
ОЧ изооктана принято за 100 пунктов, а н-гептана - за 0. Для автомобильных бензинов (кроме А-76) ОЧ измеряется двумя методами: моторным и исследовательским. Октановое число определяется на специальных установках путём сравнения характеристик горения испытуемого топлива и эталонных смесей изооктана с н-гептаном. Испытания проводят в двух режимах: жёстком (частота вращения коленчатого вала 900 об/мин, температура всасываемой смеси 149 0С, переменный угол опережения зажигания) и мягком (600 об/мин, температура всасываемого воздуха 52 0С, угол опережения зажигания 13 град.). Получают соответственно моторное (ОЧМ) и исследовательское ОЧ (ОЧИ). Разности между ОЧМ и ОЧИ называется чувствительностью и характеризует степень пригодности бензина к разным условиям работы двигателя. Среднее арифметическое между ОЧМ и ОЧИ называют октановым индексом и приравнивают к дорожному октановому числу, которое нормируется стандартами некоторых стран (например, США) и указывается на бензоколонках как характеристика продаваемого топлива.
При производстве бензинов смешением фракций различных процессов важное значение имеют так называемые ОЧ смешения (ОЧС), которые отличаются от расчётных значений. ОЧС зависят от природы нефтепродукта, его содержания в смеси и ряда других факторов. У парафиновых углеводородов ОЧС выше действительных на 4 пункта, у ароматических зависимость более сложная. Различие может быть существенным и превышать 20 пунктов. Октановое число смешения важно также учитывать при добавлении в топливо оксигенатов.
Фракционный состав (ФС)
ФС бензинов характеризует испаряемость топлива, от которой зависит запуск двигателя, распределение топлива по цилиндрам двигателя, полнота сгорания, экономичность двигателя. Испаряемость определяется температурой перегонки 10, 50 и 90 % (об.) выкипания фракций бензина. Температура выкипания 10 % бензина характеризует пусковые свойства. При температуре ниже предельных значений в системе питания двигателя могут образовываться паровые пробки, а при более высоких температурах запуск двигателя затруднён. В США пусковые свойства двигателя характеризуют количеством топлива, выкипающем до 70 0С. Температура выкипания 50 % характеризует скорость перехода двигателя с одного режима работы на другой и равномерность распределения бензиновых фракций по цилиндрам. Температура выкипания 90 % фракций и конца кипения влияют на полноту сгорания топлива и его расход, а также на нагарообразование в камере сгорания в цилиндре двигателя. В ГОСТ Р 51105-97, который действует с 01.01.99 г., ФС бензина определяется при температуре выкипания 70, 100 и 180 0С.
Давление насыщенных паров (ДНП)
ДНП даёт дополнительное представление об испаряемости бензина, а также о возможности образования газовых пробок в системе питания двигателя. Чем выше давление насыщенных паров бензина, тем выше его испаряемость. По ФС бензина рассчитывают индекс испаряемости.
Бензины, применяющиеся в летнее время, имеют более низкое ДНП. Для обеспечения необходимых пусковых свойств товарного бензина, в его состав включают лёгкие компоненты: изомеризат, алкилат, бутан, фр. н.к. - 62 0С.
Химическая стабильность (ХС)
В процессе хранения, транспортирования и применения бензинов возможны изменения в их химическом составе, обусловленные реакциями окисления и полимеризации. Окисление приводит к понижению октанового числа бензинов и повышению его склонности к нагарообразованию. Для оценки ХС используют показатели содержания фактических смол, индукционного периода окисления.
Активные сернистые соединения, содержащиеся в бензинах, вызывают сильную коррозию топливной системы и транспортных емкостей; полнота очистки бензинов от этих веществ контролируется анализом на медной пластинке. Неактивные сернистые соединения коррозию не вызывают, но образующиеся при их сгорании газы вызывают быстрый абразивный износ деталей двигателя, снижают мощность, ухудшают экологическую обстановку.
Среди ароматических соединений наиболее опасными для здоровья и жизни человека являются бензол и полициклические. Их токсическое действие объясняется возможностью его окисления в организме. В связи с этим в последних нормативных документах ограничено допустимое содержание серы, бензола и ароматических соединений в бензинах.
Классификация автомобильных бензинов
Существует несколько видов классификации автомобильных бензинов. Основные из них (наиболее часто применяемые): по испаряемости, по фракционному составу, по значению октанового числа.
Классификация по испаряемости
В зависимости от климатического района применения автомобильные бензины подразделяют на пять классов (см. табл. 1.1). Наряду с определением температуры перегонки при заданном объёме предусмотрено и определение объёма испарившегося бензина при заданной температуре. Введён также показатель «индекс испаряемости» (ИИ). ИИ бензина характеризует испаряемость бензина и его склонность к образованию паровых пробок при определённом сочетании давления насыщенных паров и объёма испарившегося бензина при температуре 70 0С. ИИ рассчитывают по формуле:
где ДНП - давление насыщенных паров, кПа; V70 - объём испарившегося бензина при температуре 70 0С, %.
Классификация автомобильных бензинов по испаряемости
| Показатель | Класс | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| Давление насыщенных паров, кПа | 35-70 | 45-80 | 55-90 | 60-95 | 80-100 |
| Фракционный состав: | |||||
| начало кипения, 0 С, не ниже | 35 | 35 | не нормируется | ||
| 10 %, 0 С, не выше | 75 | 70 | 65 | 60 | 55 |
| 50 %, 0 С, не выше | 120 | 115 | 110 | 105 | 100 |
| 90 %, 0 С, не выше | 190 | 185 | 180 | 170 | 160 |
| конец кипения, 0 С, не выше | 215 | 215 | 215 | 215 | 215 |
| Количество испарившегося бензина, % (об.) при 70 0 С | 10-45 | 15-45 | 15-47 | 15-50 | 15-50 |
| Индекс испаряемости, не более | 900 | 1000 | 1100 | 1200 | 1300 |
Классификация по фракционному составу
В зависимости от фракционного состава автомобильные бензины разделяют на зимние и летние: для зимнего все температуры выкипания ниже, чем для летнего. Это значительно облегчает запуск двигателей при низких температурах в случае зимних и снижает риск возникновения паровых пробок в тёплое время года в случае летних.
Классификация по октановому числу
В зависимости от октанового числа по исследовательскому методу устанавливают четыре марки бензинов: «Нормаль-80», «Регуляр-92», «Премиум-95» и «Супер-98» (см. табл. 1.2). Бензин «Нормаль-80» предназначен для грузовых автомобилей наряду с бензином АИ-80. Бензин «Регуляр-92» предназначены для эксплуатации автомобилей вместо этилированного А-93. Автомобильные бензины «Премиум-95» и «Супер-98» полностью отвечают европейским требованиям и конкурентоспособны на нефтяном рынке и предназначены в основном для зарубежных автомобилей, эксплуатируемых в России.
Классификация автомобильных бензинов по октановому числу
Метод исследования | Марки | |||
| "Нормаль-80" | "Регуляр-92" | "Премиум-95" | "Супер-98" | |
| Октановое число, не менее: | ||||
| моторный метод | 76,0 | 83,0 | 85,0 | 88,0 |
| исследовательский | 80,0 | 92,0 | 95,0 | 98,0 |
Характеристики автомобильных бензинов. Нормы и требования к их качеству. Средние компоненты состава
Все бензины, вырабатываемые по ГОСТ 2084-77, в зависимости от показателей испаряемости делят на летние и зимние. Зимние бензины предназначены для применения в северных и северо-восточных районах в течение всех сезонов и в остальных районах с 1 октября до 1 апреля. Летние — для применения во всех районах кроме северных и северо-восточных в период с 1 апреля по 1 октября; в южных районах допускается применять летний бензин в течение всех сезонов.
Характеристики автомобильных бензинов
Показатели | АИ-80 | АИ-92 | АИ-95 |
| Детонационная стойкость: октановое число, не менее: | |||
| моторный метод | 76 | 85 | 85 |
| исследовательский метод | 93 | 95 | |
| Массовое содержание свинца, г/дм3, не более | 0,013 | 0,013 | 0,013 |
| Фракционный состав: температура начала перегонки бензина, °С, не ниже: | |||
| летнего | 35 | 35 | 30 |
| зимнего | |||
| 10 % бензина перегоняется при температуре, °С, не выше: | |||
| летнего | 70 | 70 | 75 |
| зимнего | 55 | 55 | 55 |
| 50 % бензина перегоняется при температуре, °С, не выше: | |||
| летнего | 115 | 115 | 120 |
| зимнего | 100 | 100 | 105 |
| 90 % бензина перегоняется при температуре, °С, не выше: | |||
| летнего | 180 | 180 | 180 |
| зимнего | 160 | 160 | 160 |
| Конец кипения бензина, °С, не выше: | |||
| летнего | 195 | 205 | 205 |
| зимнего | 185 | 195 | 195 |
| Остаток в колбе, %, не более | 1,5 | 1,5 | 1,5 |
| Остаток и потери, %, не более | 4 | 4 | 4 |
| Давление насыщенных паров бензина, кПа: | |||
| летнего, не более | 66,7 | 66,7 | 66,7 |
| зимнего | 66,7-93,3 | 66,7-93,3 | 66,7-93,3 |
| Кислотность, мг КОН/100 см3, не более | 1 | 0,8 | 2 |
| Индукционный период на месте производства бензина, мин, не менее | 1200 | 1200 | 900 |
| 0,1 | 0,1 | 0,1 |
Источник: ГОСТ 2084 - 77
Параметры автомобильных бензинов, вырабатываемых по ГОСТ 2084-77, существенно отличаются от принятых международных норм, особенно в части экологических требований. В целях повышения конкурентоспособности российских бензинов и доведения их качества до уровня европейских стандартов разработан ГОСТ Р 51105-97 “Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин. Технические условия”, который вводится в действие с 01.01.99 г. Этот стандарт не заменяет ГОСТ 2084-77, которым предусмотрен выпуск как этилированных, так и неэтилированных бензинов. В соответствии с ГОСТ Р 51105-97 будут вырабатываться только неэтилированные бензины (максимальное содержание свинца не более 0,01 г/дм3).
Нормы и требования к качеству автомобильных бензинов и характеристики испаряемости по ГОСТ Р 51105-97 приведены в таблице.