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

Бензин — это смесь легковоспламеняющихся углеводородов, производное бензойной кислоты. Термин «бензин» был впервые предложен немецким химиком Митчерлихом в 1833 году. Сырьем для него служит сырая нефть, состав которой зависит от источника. Это не влияет на качество топлива, однако на процесс производства влияет. Бензин, используемый в двигателях внутреннего сгорания (ДВС), изготавливается из легких фракций легких дистиллятов, которых в сырой нефти достаточно много.

Типы масел

Наиболее часто используются два типа масел: «Легкая», в которой содержание дистиллятов составляет примерно 45–50%, и «Тяжелая», в которой легких дистиллятов менее 45%. Чем «легче» нефть, тем меньше в ней серы и солевых примесей, что позволяет получить больше топлива.

Производство бензина

Бензин производится из нефти или комбинации различных видов нефти одним из трех методов: атмосферно-вакуумной дистилляции, крекинга и риформинга.

Прямая дистилляция бензина: Простой процесс

Атмосферно-вакуумная дистилляция требует всего нескольких единиц оборудования: резервуаров, насосных емкостей, трубопроводов, теплообменников и нагревателей. Процесс происходит следующим образом:

1. Предварительно нагрейте сырье до 100–130 °C.

2. Обессоливание и обезвоживание материала.

3. Повысить температуру до 200–250 °C.

Выпаривание и удаление легкой бензиновой фракции

Для начала процесса получения бензина из сырья выпаривают и удаляют легкую бензиновую фракцию вместе с водяным паром и газами с температурой кипения 130–150 °С.

Конденсация паров

Затем эти пары конденсируются в конденсаторе.

Отделение от газа и воды

В результате конденсации бензин отделяется от газа и воды.

Обогащение присадками

Наконец, бензин обогащается антиблокировочными и другими присадками. Этот процесс позволяет получить из сырья 5%-15% готового продукта.

Остатки сырья

Остатки сырья используются для производства пластмасс, мазута и масел.

Расщепление на молекулярном уровне

Английское слово «cracking» в самом общем виде переводится как «расщепление». Это расщепление происходит на молекулярном уровне и может осуществляться двумя различными способами:

• Термический— процесс включает в себя нагрев сырья до 500°C под давлением.

• Каталитический— нагрев сырья до 400–500°С с добавлением катализаторов (алюмосиликатов). При этом получается примерно 50–60% готового продукта с октановым числом (ОЧ) 75–80.

Реформирование: Разложение и смешивание

Практика риформинга предполагает использование низкооктанового бензина и добавление к нему спиртов на последних стадиях производства. В результате получается этилированный бензин с октановым числом выше 95.

Виды бензина

Бензин классифицируется в зависимости от его назначения и марки. В качестве показателя марки используется октановое число.

Автомобильное топливо

Этот вид бензина предназначен для использования в двигателях внутреннего сгорания легковых и грузовых автомобилей, а также в стационарном и мобильном оборудовании, приводимом в действие этими двигателями, включая генераторы, станки и насосы.

Маркировка

A: ориентированные на автомобилестроение; I: ориентировано на исследования; 92, 95, 98 и т. д.: октановое число.

Параметры

Содержание серы: чем оно выше, тем больше нагар на деталях и дорожках. Содержание свинца: чем оно выше, тем более вредными являются пары.

Присадки к топливу

Антиблокировочные, «промывочные» и «зимние» присадки входят в состав топлива для приведения его в соответствие с условиями эксплуатации и придания полезных свойств.

Авиационное топливо

Высокоочищенное и улучшенное топливо АИ используется для легкомоторной авиации. Его особенности: — Маркировка: B, AVGAS — Октановое число от 92 до 115 — Максимальная химическая стабильность по сравнению с АИ.

Использование авиационного газа в настоящее время

В настоящее время авиационный бензин используется в ограниченном количестве, поскольку большинство крупногабаритных самолетов и истребителей работают на керосине.

Бензин-растворитель

Материал, не обладающий повышенной ОХВ, но используемый в качестве растворителя. Например, для отделения необходимых элементов от нефти, канифоли, озокерита. Обладает способностью к очистке, что является основой многих технических очистителей, ополаскивателей.

Требования к качеству бензина

Подробные сведения о составе и физико-химических характеристиках изложены в ГОСТ 32513−2013 «Топлива моторные. Бензины неэтилированные». В документе не разъясняется термин «качество», однако в нем точно определены критерии состава и присадок. ГОСТ устанавливает свойства бензина марки АИ с октановым числом 80, 92, 95 и 98.

Опасность металлосодержащих добавок

Составители документа вместе с экологами признают, что наибольшую опасность представляют тетраэтилсвинец и другие металлосодержащие добавки. На это указывают две части ГОСТ 32513−2013: раздел «Область применения» и компонент «Добавки». Использование металлосодержащих добавок, таких как марганец, свинец, железо, категорически запрещено. Несмотря на то что тетраэтилсвинец является мощной присадкой, которую можно купить в небольших количествах (до 20 мл) без каких-либо ограничений, его промышленное использование для моторного топлива категорически запрещено.

Регулирование октанового числа

В документе приведены октановое число двигателя и методы исследования.

Концентрация смол

Документ определяет концентрацию смол.

Массовая доля серы

Также регламентируется массовая доля серы.

Индукционный период

В документе также рассматривается вводный период.

Содержание бензола

Указано процентное содержание бензола.

Углеводороды

Указывается доля содержания углеводородов.

Внешний вид

В документе также оговаривается внешний вид.

Плотность

Плотность указана в документе.

Марганец и железо

Содержание марганца и железа регламентировано.

Что такое качество?

Набор свойств, удовлетворяющих требованиям, изложенным в данном документе, мы называем качеством.

Бензин

Этот материал используется в двух различных вариантах: — В качестве жидкого топлива (ЖТ) для двигателей внутреннего сгорания (ДВС). — В качестве растворителя для лакокрасочных веществ. Бензин считается «сухим» веществом, то есть в его состав не должны входить масла. Однако при использовании его в качестве жидкого топлива определенный процент разрешается использовать для смазки поршней в камере сгорания.

Кустарный масляный насос для атмосферных дизельных двигателей

Некоторые умельцы научились изготавливать уникальные масляные насосы для атмосферных дизельных двигателей, используя комбинацию переработанного масла, обеззараженного через семейные водяные фильтры, и 10–20% бензина.

Бензин трех основных марок

На автозаправочных станциях предлагаются три основных вида бензина в зависимости от его октанового числа: АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Неважно, откуда поступает топливо, главное — его химический состав и, главное, очистка от примесей, серы и свинца.

Российские топливные стандарты

В России существуют различные нормативы, которые необходимо соблюдать при определении состава топлива. В частности, массовая доля серы не должна превышать 0,1% по ГОСТ 19121−73, а массовая концентрация свинца — 0,013 г/дм3 по ГОСТ 28828−90. Кроме того, топливо подразделяется на «летнее» и «зимнее», причем первое предназначено для использования в жаркую погоду, а второе — для более низких температур. Чтобы сделать их пригодными для разных климатических условий, в топливо добавляют специальные присадки, которые, например, вытесняют воду.

Отличие бензина на АЗС

В-третьих, в бензине присутствуют присадки, улучшающие его работу. Эти присадки могут: — очищать топливную систему — Растворять нагар в поршнях — Устранить закоксовывание поршневых колец — Очистить систему выпуска отработавших газов — Блокировать образование углеродистых отложений и сажи в катализаторе.

Топливо с дополнительными присадками

В настоящее время на рынке появились бензины с дополнительными присадками. Эти продукты часто имеют броские названия «Ultra», «Super» или «Maximum» — термины, которые каждый бренд создал и популяризировал в своей рекламе. К сожалению, концентрация этих дополнительных присадок настолько мала, что вряд ли можно заметить большую разницу от 5 или 10 литров. Однако если постоянно использовать топливо с улучшенными характеристиками, можно снизить расходы на замену деталей, чистку и промывку.