Бензин (Gasoline) - это самый важный продукт переработки нефти.
Из сырой нефти производится до 50% бензина, в тч:
- природный бензин,
- бензин крекинг-процесса,
- продукты полимеризации,
- сжиженный нефтяной газ (СНГ),
- все продукты, используемые в качестве промышленного моторного топлива.
Каждому процессу переработки нефти предъявляются требования по количеству и качеству производимого бензина.
Состав бензина
Промышленный бензин представляет собой смесь углеводородов в интервале точки кипения 30-200° C.
Некоторые бутаны, кипящие при температуре ниже 38° С, имеют высокое давление паров.
Углеводороды в бензине включают многие изопарафины, а также ароматические углеводороды и нафтены, а в бензине, полученном при крекинге, содержится от 15 до 25% олефинов.
Октановое число углеводородов снижается в следующем порядке:
изопарафины > ароматические > олефины > нафтены > н-парафины.
Имеются различия между компонентами каждой из этих групп, зависящие от структуры молекул и точки кипения.
Различные компоненты дают свой вклад в октановое число бензиновых смесей.
Крекинг-бензины содержат значительный процент тех компонентов, при смешении которых образуется моторное топливо.
Однако их прямое использование во многих странах законодательно ограничивается, поскольку они содержат заметное количество олефинов, а именно олефины являются одной из главных причин образования фотохимического смога.
Классификация бензина
Бензин классифицируется по разным основаниям, включая интервалы температур кипения, октановое число, содержание серы.
Интервалы температур кипения
Большинство автомобильного бензина кипит в интервале 30-200° С.
50%-ная точка, т.е. температура, при которой кипит половина компонентов смеси и которая определяет состав смеси во время прогрева двигателя, а частично и при разгоне транспортного средства, располагается в пределах 98-104° С.
Высокое содержание низкокипящих компонентов, таких как бутаны и пентаны, обусловливает исключительно высокое давление паров и в теплое время является причиной образования паровых пробок, когда газовые пузырьки препятствуют течению топлива по узким трубам двигателей и тепловых установок.
В то же время недостаток низкокипящих компонентов служит причиной трудностей запуска двигателя зимой. 90%-ная точка кипения бензина определяет время прогрева двигателя и эффективность использования топлива.
Октановое число
Октановое число - наиболее важная характеристика бензина.
Оно обычно определяется в одноцилиндровой стационарной установке, снабженной различными приборами для регистрации склонности к детонации.
Нормальный гептан (семь атомов углерода в линейной цепи) детонирует очень легко; для него принято нулевое октановое число.
Изооктан (восемь атомов углерода в разветвленной цепи) не детонирует до тех пор, пока не будут достигнуты экстремальные условия давления, температуры и нагрузки; для него произвольно установлено октановое число 100.
При испытании бензина с неизвестными детонационными свойствами его сравнивают со смесью гептана и изооктана, имеющей такую же способность к детонации, как и испытуемый бензин; октановое число бензина - это процентное содержание изооктана в такой смеси.
Октановое число, определенное таким образом, не всегда соответствует характеристике в многоцилиндровом двигателе в дорожных условиях при изменяющихся скоростях, нагрузках и ускорениях.
В нефтяной промышленности используются 2 метода, делающие это сравнение более реальным: моторный метод и исследовательский метод.
Октановое число определяется как среднее из 2 таких определений.
Присадки
Практически весь бензин содержит различные присадки, в том числе ингибиторы смолообразования и небольшое количество красителя.
Законодательством многих промышленно развитых стран существенно снижен допустимый уровень соединений свинца в бензине (этилированный бензин, т.е. содержащий добавки тетраэтилсвинца, повышающие октановое число бензина, составляет менее 20% от всего бензина, вырабатываемого в США).
