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

Бензин — это комбинация горючих углеводородов, получаемых из бензойной кислоты. Его название было придумано немецким химиком Митчерлихом в 1833 году. Основой топлива является сырая нефть, состав которой меняется в зависимости от источника. Это не влияет на качество, однако сказывается на способе производства. Бензин, используемый для двигателей внутреннего сгорания, получают из легких дистиллятов, входящих в состав сырой нефти.

Типы нефти

Два распространенных типа нефти — легкая и тяжелая. Легкая нефть содержит 45–50% легких дистиллятов, в то время как тяжелая нефть — менее 45%. Чем меньше дистиллятов в нефти, тем меньше примесей серы и солей, и тем больше топлива она производит.

Получение бензина

Бензин может быть получен из нефти или смеси нефтей тремя способами: атмосферно-вакуумной перегонкой, крекингом и риформингом.

Перегонка бензина прямым методом

Для создания базовой установки атмосферно-вакуумной дистилляции вам понадобятся открытые и герметичные резервуары, емкости с насосами, трубопроводы, теплообменники и нагреватели.

Процесс

1. Первоначально нагрейте сырье до температуры 100–130°C.

2. Обессоливание и обезвоживание материала.

3. Дальнейший нагрев до температуры 200–250°C.

Разделение очищенного топлива

Топпинг — это начало процесса, заключающееся в испарении и удалении легких бензиновых фракций вместе с водяным паром и газами с температурой кипения 130–150 градусов Цельсия. Следующим этапом является конденсация паров в конденсаторе. Затем следует удаление газа и воды, завершающееся обогащением топлива антиблокировочными и другими присадками. В итоге полученный продукт составляет от 5 до 15 процентов от исходного сырья. Затем из нефти выпаривается конечный бензин, а остатки используются для производства пластмасс, мазута и масел.

Расщепление сырья на молекулярном уровне

Расщепление сырья на молекулярном уровне осуществляется двумя различными методами: термическим и каталитическим. Термическое расщепление предполагает нагрев сырья до 500°С под давлением, а каталитическое — нагрев до 400–500°С и введение катализаторов, например алюмосиликатов. Каталитическое расщепление позволяет получить готовый продукт с октановым числом 75–80 в пропорции 50–60%.

Реформинг нефти

Крекинг нефти — это процесс разложения низкооктановых газов с добавлением спиртов на последней стадии, в результате которого образуется этилированный бензин с октановым числом более 95.

Виды бензина

Этот вид топлива различают в зависимости от его назначения и маркировки. Марка зависит от октанового числа.

Автомобильный бензин

Данный вид топлива предназначен для использования в двигателях внутреннего сгорания легковых и грузовых автомобилей, а также стационарных и передвижных установок на их основе, таких как генераторы, станки, насосы.

Обозначение автомобильного топлива

Обозначение автомобильного топлива включает в себя назначение (А) и метод исследования для определения октанового числа (I). Октановое число может быть представлено в виде 92, 95, 98 и т. д.

Важные параметры автомобильного топлива

Чем больше содержание серы в топливе, тем сильнее загрязняются детали и каналы. Содержание свинца также является важнейшим фактором, поскольку его повышенное количество в топливе приводит к более вредным выхлопам.

Добавки

Антиблокировочные, «промывочные» и «зимние» присадки используются для адаптации топлива к внешним условиям и придания ему дополнительных полезных свойств.

Авиационное топливо

Авиационное топливо — это высокоочищенный и улучшенный вид АИ, используемый для самолетов с легкими двигателями. Оно маркируется как В или AVGAS и имеет октановое число от 92 до 115. Кроме того, оно более химически стабильно, чем АИ.

В настоящее время авиационное топливо не находит широкого применения, так как большинство крупных самолетов и истребителей работают на керосине.

Бензин-растворитель

Материал, не обладающий повышенными свойствами OCH, однако его растворяющие свойства используются. Например, для отделения необходимых компонентов от масел, канифоли, озокерита. Обладает обезжиривающими свойствами, так как является основой многих профессиональных очистителей, смывок.

Характеристики качества бензина

Подробная информация о составе и физико-химических характеристиках представлена в ГОСТ 32513−2013 «Топлива моторные. Бензины неэтилированные». Термин «качество» в документе не определен, однако в нем изложены необходимые требования к составу и присадкам. Характеристики топлива марки АИ с октановым числом 80, 92, 95 и 98 указаны в ГОСТе.

Опасность тетраэтилсвинца и других металлосодержащих добавок

С точки зрения как авторов документа, так и экологов, наибольшую опасность представляют тетраэтилсвинец и другие металлосодержащие добавки. Об этом в ГОСТ 32513−2013 говорится в двух местах: в разделе «Область применения» и в подразделе 4.5. «Добавки». Использование металлсодержащих добавок (марганец, свинец, железо) запрещено. Тетраэтилсвинец является эффективной присадкой, его легко достать в небольших емкостях (от 20 мл), однако он запрещен к использованию в моторном топливе для промышленных целей.

Законы, регулирующие качество бензина

В нем указываются октановое число для моторных и исследовательских процессов, концентрация смол, массовая доля серы, индукционный период, доля бензола, углеводородов, их физический вид, плотность, наличие марганца и железа.

Качество и применение бензина

Качество в основном определяется как совокупность свойств, отвечающих требованиям документа. Одним из таких веществ, имеющих широкий спектр применения, является бензин. Он используется в качестве жидкого моторного топлива (ЖМТ) для двигателей внутреннего сгорания (ДВС), а также как растворитель для лакокрасочных составов.

Бензин принято считать «сухим» веществом, то есть он не должен содержать масел. Однако при использовании в качестве жидкого топлива определенный процент его содержания необходим и допустим для смазки поршней в камере сгорания.

Кустарный насос из отработанного масла и бензина

Некоторые умельцы обнаружили возможность изготовления кустарного масляного насоса для атмосферных дизельных двигателей из смеси отработанного масла, очищенного с помощью бытовых водяных фильтров, с 10–20% бензина.

Виды бензина, предлагаемые на АЗС

Сегодня на АЗС обычно отпускаются три основные марки бензина в зависимости от его октанового числа: АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Для владельца автомобиля или двигателя внутреннего сгорания не имеет значения, каким образом получено топливо. Главное — это его химический состав и степень очистки от загрязняющих веществ, серы и свинца.

Российское законодательство

В России существуют определенные критерии, которые должны быть соблюдены:

• Количество серы в соответствии с ГОСТ 19121−73 не должно превышать 0,1%;

• Концентрация свинца по ГОСТ 28828−90 не должна превышать 0,013 г/дм3.

Бензин также подразделяется на две категории: «Летний» и «Зимний». Первый предназначен для использования в условиях высоких температур, второй — в более холодном климате. В каждый тип также добавляются специальные присадки, обеспечивающие вытеснение воды.

Добавление препаратов для повышения производительности

Заправочные станции легко отличить по наличию дополнительных присадок, улучшающих эксплуатационные характеристики. Такие присадки могут обеспечить целый ряд преимуществ, таких как промывка топливной системы, удаление углеродистых отложений на поршнях, закоксовывание поршневых колец, очистка выхлопной системы. Кроме того, они могут предотвратить образование углеродистых отложений и сажи в катализаторе.

Рекламные обещания

Многие продукты имеют такие громкие названия, как «Ультра», «Супер», «Максимум», которыми бренд убеждает покупателей. Однако на самом деле количество присадок в них незначительно. Даже если вы купите 5 или 10 литров такого топлива, это не окажет большого влияния.

Долгосрочные преимущества

Однако если взять за правило регулярно заправляться этим улучшенным топливом, то можно рассчитывать на снижение эксплуатационных расходов и улучшение очистки двигателя.