Бензин что такое, технология производства, требования к качеству, применение

Бензин — это смесь горючих углеводородов, производное бензойной кислоты. Термин «бензин» был создан немецким химиком Митчерлихом в 1833 году. Для получения топлива используются легкие дистилляты, входящие в состав сырой нефти. Точный состав нефти не имеет отношения к качеству топлива, но влияет на процесс его производства. Бензин используется в двигателях внутреннего сгорания (ДВС).

Виды масел

Существует два основных типа масел: «Легкая», в которой состав легких дистиллятов составляет 45–50%, и «Тяжелая», в которой легких дистиллятов менее 45%. Чем более «легкая» нефть, тем меньше в ней серы и солевых примесей, а значит, и топлива из нее получается больше.

Получение бензина

Бензин получают из нефти или смеси ее сортов тремя способами: атмосферно-вакуумной перегонкой, крекингом и риформингом.

Процедура прямой перегонки бензина

Базовая схема атмосферно-вакуумной дистилляции включает открытые и герметичные резервуары, емкости с насосами, трубопроводы, теплообменники и печи. Процедура осуществляется следующим образом:

1. Первоначальный нагрев сырья до 100–130°C

2. Очистка и обезвоживание

3. Дальнейший нагрев до 200–250°C

Испарение и экстракция светлых бензинов

Топпинг — это процесс испарения и выделения легкого бензина вместе с водяным паром и другими летучими газами с температурой кипения 130–150°С.

Конденсация паров

Затем пары конденсируются в конденсаторе.

Разделение газа и воды

Конденсат разделяется на газ и воду.

Присадки

В легкий бензин добавляются антиблокировочные и другие присадки, в результате чего получается готовый продукт, составляющий 5–15% от используемого сырья.

Другие продукты

Оставшееся сырье используется для производства пластмасс, мазута и других масел.

Crackdown

В прямом переводе термин «крекинг» означает «расщепление». Существует два основных способа расщепления сырья на молекулярном уровне:

Термический

При этом материал нагревается до 500 °C под давлением.

Каталитический

Этот процесс предполагает нагрев материала до 400–500 °С и введение катализаторов, например алюмосиликатов. В результате образуется 50–60% конечного продукта с октановым числом (ОЧ) 75–80.

Риформинг бензина

Риформинг бензина — это процесс смешивания низкооктанового газа со спиртами для получения этилированного топлива с октановым числом 95 и более.

Виды бензина

Бензин различают в зависимости от его назначения и марки. Октановое число марки определяет ее классификацию.

Автомобильный бензин

Автомобильный бензин предназначен для двигателей внутреннего сгорания легковых и грузовых автомобилей, а также других мобильных и стационарных машин, таких как генераторы, станки, насосы.

Маркировка

Маркировка используется для определения назначения транспортного средства: — A — автомобильное — I — исследовательский — 92, 95, 98… — октановое число

Основные характеристики автомобильного топлива

Основными характеристиками автомобильного топлива являются: — Содержание серы — чем выше содержание, тем больше загрязняются детали и каналы; — Содержание свинца — чем больше его количество, тем токсичнее выхлоп.

Присадки

В состав топлива входят различные присадки, изменяющие его свойства и делающие его пригодным для использования в различных условиях.

Авиационное топливо

Высокоочищенная форма АИ используется для питания самолетов малой авиации. Оно имеет следующие характеристики:

• Маркировка — B, AVGAS;

• Октановое число — от 92 до 115;

• Высокая химическая стабильность по сравнению с обычным АИ.

Авиационный бензин больше не используется

В настоящее время применение авиационного бензина ограничено, так как большие самолеты и военные реактивные двигатели теперь работают на керосине.

Бензин-растворитель

Это вещество, которое не повышает содержание OCH, а используется в качестве растворителя. Он может использоваться для извлечения необходимых веществ из масел, канифоли, озокерита, обладает обезжиривающими свойствами и служит основой для многих промышленных чистящих и смазочных средств.

Технические условия на качество бензина

Полная информация о составе и физико-химических свойствах приведена в ГОСТ 32513−2013 «Топлива моторные. Бензины неэтилированные». В этом документе не раскрывается понятие «качество», однако в нем точно указаны требования к составу и присадкам. ГОСТ устанавливает характеристики бензина класса АИ с октановым числом 80, 92, 95 и 98.

Опасность металлосодержащих добавок

Авторы документа, а также экологи считают тетраэтилсвинец и другие металлосодержащие добавки наиболее опасными. Это указано в ГОСТ 32513−2013 в двух местах: в пункте «Область применения» и 4.5. «Добавки». Использование металлсодержащих добавок (марганец, свинец, железо) запрещено. Хотя тетраэтилсвинец является эффективной присадкой, которую можно найти в небольших емкостях (от 20 мл), использовать его в промышленном моторном топливе не разрешается.

Положение об автотранспортных средствах и методах исследования

Настоящий документ введен для контроля октанового числа, используемого как для моторных, так и для исследовательских целей, а также концентрации смол, массовой доли серы, индукционного периода, процентного содержания бензола, процентного содержания углеводородов, внешнего вида, плотности, содержания марганца и железа.

Качества бензина

Бензин часто называют «качественным» продуктом, поскольку он удовлетворяет критериям, изложенным в данном документе. Он представляет собой сухой материал, не содержащий масел, и используется для двух основных целей:

1. В качестве жидкого топлива (ЖТ) для двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

2. В качестве растворителя для лакокрасочных материалов.

Определенный процент топлива допускается также для смазки поршней в камере сгорания, так как оно может использоваться в жидком виде.

Кустарный масляный насос для атмосферных дизельных двигателей

Некоторые умельцы придумали, как сделать кустарный масляный насос для атмосферных дизельных двигателей из смеси отработанного масла, очищенного из бытовых фильтров для воды, и 10–20% бензина.

Бензин на АЗС

В настоящее время на АЗС продается бензин трех основных сортов, в зависимости от октанового числа: АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Для владельца автомобиля или двигателя, работающего на системе внутреннего сгорания, не имеет значения, каким образом приобретается топливо. Важнейшим фактором является его химический состав, а точнее, степень очистки от примесей, серы и свинца.

Российские стандарты на бензин

В России существуют определенные стандарты, которые должны соблюдаться при производстве бензина:

• Согласно ГОСТ 19121−73, массовая доля серы не должна превышать 0,1%;

• Согласно ГОСТ 28828−90, массовая концентрация свинца не должна превышать 0,013 г/дм3.

Бензины подразделяются также на «летние» и «зимние». Первые предназначены для работы при более высоких температурах, вторые — при более низких. Для этого в бензин вводятся специальные присадки, отталкивающие, например, воду.

Дифференциация бензина на АЗС

Третьим фактором отличия топлива на АЗС является включение в его состав улучшителей, повышающих общие эксплуатационные характеристики. Примерами могут служить:

• Очистка топливной системы

• Растворение углеродистых отложений на поршнях

• Коксование поршневых колец

• Очистка выхлопной системы

• Предотвращение образования нагара и сажи в каталитическом нейтрализаторе.

Топливо со специальными присадками

Подобные продукты часто имеют броские названия «Ультра», «Супер», «Максимум», которые компании используют в маркетинге. Конечно, концентрация присадок невелика, поэтому от 5 или 10 литров такого бензина многого не добьешься. Но если вы возьмете за правило заправляться именно таким топливом, то заметите разницу в стоимости запасных частей, очистке и обслуживании систем.