Бензин химия – Состав бензина, физические и химические свойства

Состав бензина, физические и химические свойства

В качестве топлива для большинства легковых автомобилей применяется бензин. Это смесь углеводородов, имеющих температуру кипения от 30 до 205 градусов Цельсия. Помимо углеводородов в составе бензина имеются примеси, содержащие азот, серу и кислород.

В зависимости от количества тех или иных соединений автомобильный бензин делится на разные марки, имеющие несколько различные эксплуатационные свойства:

• АИ-92;
• АИ-95;
• АИ-98.

С ужесточением экологических требований бензины, имеющие более низкое октановое число, такие как А-76 или АИ-80, а, следовательно, более «грязный» химический состав, в настоящее время не производятся.

Основные свойства

Основные свойства бензина – его химический состав, способности к испарению, горению, воспламенению, образованию отложений, а также коррозионная активность и стойкость к детонации.

Физико-химические свойства бензина варьируются в зависимости от того, какие углеводороды и в каких пропорциях в нем содержатся.

Температура замерзания бензина достигает –60 градусов по Цельсию, в случае применения специальных присадок можно понизить это значение до –71 градуса. Бензин активно испаряется при температуре выше 30 градусов, и с повышением температуры испарение происходит интенсивнее. Когда концентрация его паров в воздухе достигает 74 – 123 граммов на кубический метр, образуется взрывоопасная смесь.

Фракционный состав бензина напрямую влияет на эксплуатационные свойства. При производстве важно добиться правильного соотношения легких и тяжелых фракций, чтобы, с одной стороны, обеспечить достаточно высокую испаряемость при низких температурах, а с другой – не допустить перебоев в работе мотора из-за образования паровых пробок в топливопроводе, которые могут возникнуть вследствие интенсивного испарения большого количества легких фракций. В связи с этим бензины, применяющиеся в местах с жарким климатом и в районе полярного круга, имеют разный химический состав для того, чтобы обеспечить необходимые эксплуатационные свойства.

Получить бензин можно несколькими способами: прямой перегонкой нефти и отбором определенных фракций (такой способ применялся в начале эры автомобилизации), в середине прошлого века стали применять крекинг и риформинг. Основная составляющая бензина, полученного путем прямой перегонки, – цепочки алканов. При крекинге и риформинге они преобразуются в разветвленные алканы и ароматические соединения.

Два последних способа позволяют получить высокооктановое топливо марок АИ-92, 95 и выше.

Октановое число

Название марки бензина состоит из буквенно-цифрового обозначения. Буквы А или АИ указывают на метод определения октанового числа:

1. моторный (А)
2. исследовательский (АИ)

а цифра определяет октановое число (92, 95 и т.д.).

Значение октанового числа указывает на такое свойство, как стойкость бензина к детонации. Цифра эта относительная. В качестве эталона принимается изооктан, детонационная стойкость которого очень высока и принимается равной 100. Шкала октанового числа была предложена в начале прошлого века. Оно определялось содержанием изооктана в смеси с нормальным гептаном (его детонационная стойкость очень низкая и принимается равной нулю). Соответственно, бензин марки АИ-92 эквивалентен по своей устойчивости к детонации 92-процентной смеси изооктана с гептаном, АИ-95 – 95% и так далее. Октановое число может быть и больше 100, если антидетонационные свойства топлива еще выше, чем у чистого изооктана.

Это значение очень важно, поскольку детонация приводит к быстрому разрушению цилиндро-поршневой группы. Объясняется это скоростью распространения фронта пламени – до 2,5 км/с, тогда как в нормальных условиях пламя распространяется со скоростью не более 60 м/с.

Чтобы повысить антидетонационные свойства, можно либо добавить присадки, содержащие соединения свинца (тетраэтилсвинец), либо изменить фракционный состав при получении. Первый способ получает с легкостью получить из бензина АИ-92 АИ-95, или 98, однако в настоящее время от него отказались. Поскольку, хотя такие присадки значительно повышают эксплуатационные свойства топлива и имеют низкую себестоимость, они так же весьма ядовиты и на экологию оказывают куда более губительное воздействие, чем чистый бензин, а также разрушают каталитический нейтрализатор автомобиля (температура сгорания этилированного бензина выше, чем у неэтилированного, в результате керамические элементы нейтрализатора попросту спекаются, и устройство выходит из строя).

В качестве присадок могут быть использованы и другие соединения, менее токсичные, такие как этиловый спирт или ацетон. Например, если добавить 100 мл спирта в литр бензина АИ-92, то октановое число увеличится до 95. Однако применение таких присадок экономически невыгодно.

Химическая стабильность

Рассматривая химические свойства бензина, следует основной упор сделать на то, насколько долго состав углеводородов останется неизменным, поскольку при длительном хранении более легкие соединения испаряются, и эксплуатационные свойства сильно ухудшаются. Особенно остро эта проблема стоит в том случае, если из топлива с меньшим октановым числом (например, АИ-92) получили бензин более высокой марки (АИ-95) путем добавления в его состав пропана или метана. Их антидетонационные свойства выше, чем у изооктана, но и испаряются они очень быстро.

Государственный стандарт требует, чтобы химический состав бензина любой марки, будь то АИ-92, 95 или 98 оставался неизменным не менее пяти лет при соблюдении правил хранения. Однако на деле зачастую даже только что купленное горючее уже имеет октановое число ниже заявленного (например, не 95, а 92). Виной тому недобросовестность продавцов, добавляющих сжиженный газ в резервуары с топливом, срок хранения которого истек, и состав не соответствует ГОСТу. Как правило, к одному и тому же бензину добавляют разное количество газа, чтобы получить октановое число, равное 92 или 95. Очевидным подтверждением подобных ухищрений служит сильный запах газа на АЗС. Вполне вероятно, что эксплуатационные свойства такого бензина заметно ухудшатся прямо на глазах, до того времени, как опустеет топливный бак.

znanieavto.ru

Состав и виды бензина

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:

1. Атмосферно-вакуумная перегонка с получением самого легко извлекаемого бензина.
2. 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.
3. Отправка оставшихся нефтяных фракций частично на вторичную перегонку, частично – на каталитический крекинг. Из вторичной перегонки фракции идут на каталитический риформинг.
4. 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%.
5. 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:

1. Испаряемость.
2. Воспламеняемость и, как следствие – способность к горению.
3. Образованию отложений (нагара) – которых должно быть как можно меньше.
4. Коррозионная активность.
5. 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.

Марка	ГОСТ/ТУ	Октановое число (моторный метод)	Октановое число (исследователь- ский метод)
А-92	ТУ38.001165-87	83	92
АИ-93	ГОСТ 2084-77	85	93
АИ-95	ГОСТ 2084-77	87	95
АИ-98	ГОСТ 2084-77	89	98

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.

autoleek.ru

Формула бензина, физико — химические свойства

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕНЗИНА

Состав бензина имеет множество компонентов. Они влияют на экологические показатели сырья и на его эксплуатационные свойства. Но нельзя составить одну химическую формулу, к примеру, для бензина АИ 95, производимого по всему миру.

Качество продукции будет зависеть от региона добычи, способа переработки нефти и различных добавок. Кстати, на рыночную цену топлива эти факторы тоже влияют. Скажем, сырье, добываемое в России, имеет низкое качество по сравнению с нефтью из Персидского залива или того же Азербайджана. Соответственно, на ее очистку и переработку уходят значительные средства, но все равно, конечный продукт имеет большую стоимость и низкое качество.

Не удивительно, что многие автолюбители задаются вопросом, каков же состав бензина, который они заливают в баки своих автомобилей? Ведь цена не всегда влияет на его качество. Именно химический состав бензина определяет качественные и технические характеристики.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕНЗИНА

Преимущественно состав бензина включает в себя углеводороды. Но помимо них в самое востребованное топливо на планете входят:

1. сера;
2. азот;
3. свинец;
4. кислород.

Также к сырью добавляют различные присадки, улучшающие свойства конечного продукта. В зависимости от количества этих элементов топливо разделают на следующие виды:

1. АИ-92;
2. АИ-95;
3. АИ-98.

Цифры здесь означают октановое число, а буквы – метод определения этого показателя. То есть А — моторный, АИ – исследовательский метод. Чем выше число, тем ниже способность топлива к детонации. Соответственно, детали цилиндро-поршневой группы будут менее подвержены разрушениям.

То есть, чем выше октановое число, тем лучше качество бензина. С некоторых пор прекратилось производство топлива с октановым числом 76 и 80, так как значительно повысились требования к экологичности топлива и эксплуатационным свойствам при работе агрегатов.

При выборе бензина следует учитывать, что октановое число не влияет на процессы его сгорания внутри агрегата. Скорее, от данного показателя будет зависеть продолжительность его работы, и, конечно, уровень вредных выбросов в атмосферу.

Фракционный состав топлива зависит от содержания в нем тяжелых и легких углеводородов. В зависимости от этого, бензин применяется в широтах с холодным или жарким климатом.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА БЕНЗИНА

Физические свойства бензина напрямую зависят от фракционного состава. Способность к испарению – основной показатель, который учитывается при эксплуатации топлива в тех или иных климатических условиях. При производстве должно быть достигнуто оптимальное соотношение тяжелых и легких фракций. Топливо должно достаточно легко испаряться при нагревании, на этот показатель влияет количество легких фракций.

Тяжелые фракции обеспечивают нужную интенсивность испарения вещества. Если оптимальный показатель не будет достигнут, это может привести к образованию паровых пробок в топливопроводе, а значит двигатель будет работать с перебоями. Испарение происходит при нагревании вещества вследствие высоких температур внутри агрегата. А температура окружающей среды напрямую будет влиять на интенсивность испарения.

Видео в помощь – исследуем фракционный состав:

СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ БЕНЗИНА

Всем известно, что данный вид топлива получают из нефти, но со временем требования к его качеству увеличиваются, а значит меняются способы переработки сырья. До середины прошлого века единственным методом получением конечного продукта была прямая перегонка нефти. Ее просто нагревали до определенных температур, таким образом отделяя различные фракции. Одним из продуктов такой переработки и был бензин. Но он имел достаточно низкие качественные показатели и октановое число не выше 80. Основная составляющая такого бензина – длинная цепочка алканов.

В середине прошлого века нашли новые способы переработки нефти, это крекинг и риформинг. Длинные молекулы алканов при такой переработке расщепляются на более короткие. Соответственно можно получить более легкие углеводороды. Результат такой переработки – бензин с более высоким октановым числом. При этом побочные продукты перегонки преобразуются в мазут и трансмиссионные масла. При прямой перегонке нефти их приходилось утилизировать, что приводило к значительным загрязнениям окружающей среды.

При работе двигателя на чистом топливе, с выхлопными газами в воздух выбрасывается меньшее количество токсичных веществ, а срок эксплуатации автомобиля значительно увеличивается.

Иногда применяются различные добавки к бензину, улучшающие его качество. К примеру – чистый спирт, который может преобразовать бензин марки 92 в 95. Но спирт быстро испаряется, и качество топлива снова падает. К тому же, этот способ достаточно дорогостоящий.

КАКОЙ БЕНЗИН ЗАЛИВАТЬ В АВТОМОБИЛЬ

Данному вопросу и посвящена вся наша статья. Ведь дело не в том, какой состав бензина АИ 95, а в том, насколько он подходит автомобилю конкретной марки и модели. Состав бензина следует учитывать прежде, чем принять решение немного сэкономить на топливе и залить в бак материал с более низким октановым числом.

Но состав бензина 95 не подойдет к большинству новых авто, и даже ко многим относительно старым моделям. Повышенная способность к детонации будет приводить к разрушениям цилиндро-поршневой системы, а в дальнейшем – деталей двигателя. Хотя какое-то время автомобиль, возможно, и будет ездить на топливе АИ 92 точно так же, как и на 95-м бензине.

Определить какое октановое число является оптимальным для автомобиля довольно просто. На большинстве машин данное значение указано. Его можно увидеть на внутренней стороне крышки бензобака.

Если указано значение 95, то можно заливать топливо и с более высоким числом, но никак не меньшим. Состав бензина 92 не предназначен для нормальной работы систем такого авто.

СОСТАВ БЕНЗИНА «КАЛОША»

Многие полагают, что «Калоша» – народное название. На самом деле Калош – фамилия французского изобретателя, который и нашел способ отделения от нефти наиболее легких фракций. Данный вид бензина имеет самое высокое октановое число, потому некогда он применялся в качестве горючего для самолетов, так как его способность к воспламенению минимальная.

На сегодняшний день Калоша широко используется как растворитель для лакокрасочных изделий и для промывки деталей автомобиля. Иногда его заливают и в топливный бак автомобиля, если под рукой нет другого бензина, а до ближайшей заправки нужно проехать 100-200 метров. Машина будет идти на этом топливе, но злоупотреблять его применением не стоит, так как его состав может разъесть пластиковые и резиновые внутренние детали авто.

СОСТАВ БЕНЗИНА ЕВРО-5

Наконец и в нашей стране на автозаправочных станциях все чаще можно залить в бак бензин нового стандарта Евро-5. Многих водителей интересует вопрос, стоит ли переплачивать за топливо нового поколения, скажется ли его использование на работе агрегата.

Основное отличие этого вида топлива от обычного бензина марки 92 и 95 состоит в составе. Он имеет более легкие фракции, соответственно – высшее октановое число. Уже на четвертом-пятом заполнении бака можно почувствовать, что автомобиль стал более динамичным, наблюдается улучшенная приемистость при разгоне, снижается расход топлива, исключается коррозия двигателя и бензобака автомобиля. В целом, увеличивается срок службы агрегата.

Не нашли интересующую Вас информацию? Задайте вопрос на нашем форуме.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

www.vazzz.ru

Бензин. Октановое число. Способы повышения октанового числа

Тема: Предельные углеводороды

Урок: Бензин. Октановое число 

Способы повышения октанового числа

Потребительские свойства бензина в первую очередь определяются его стойкостью к детонации в двигателе внутреннего сгорания.

Чтобы понять, что такое детонация в двигателе, рассмотрим работу стандартного четырехтактного двигателя внутреннего сгорания.

В первом такте в цилиндр впускается смесь паров бензина и воздуха, во втором такте эта смесь сжимается поршнем. В третьем такте искра от свечи зажигания воспламеняет смесь; при сгорании происходит расширение газов и совершается полезная работа. В четвертом такте из цилиндра выбрасываются отработанные газы – продукты сгорания. Рис. 1.

Рис. 1. Работа четырехтактного двигателя внутреннего сгорания

Вся полезная работа совершается в третьем такте, и именно он сильнее всего зависит от качества бензина. Чем сильнее сжата смесь перед воспламенением, тем выше КПД двигателя. Очень важно, чтобы воспламенение бензиново-воздушной смеси происходило строго в нужный момент, поскольку движения поршня и работа клапанов впуска-выпуска сопряжены друг с другом с высокой точностью.

Из физики известно, что при сжатии газа происходит его разогрев. Поэтому в цилиндре двигателя возможна вспышка бензиново-воздушной смеси без искры, только за счет сжатия. Но гораздо хуже то, что при такой самопроизвольной вспышке во всем объеме обычно происходит не быстрое равномерное сгорание, а детонация – взрыв смеси. Скорость горения при переходе к детонации увеличивается с 15–20 м/с до 1500–2500 м/с. Детали при этом работают несогласованно и могут разрушиться от чрезмерных нагрузок.

Органические соединения, входящие в состав бензина, должны быть устойчивы к преждевременному воспламенению и детонации. Эта устойчивость характеризуется октановым числом бензина.

Шкала октановых чисел основана на двух алканах: н-гептане (t_кип. 98,5⁰) Рис. 2. и 2,2,4-триметилпентане (изооктане) (t_кип. 99,2⁰) Рис. 3.

У этих алканов почти одинаковые температуры кипения, но разное строение. Разветвленный изооктан гораздо более устойчив к детонации, чем «линейный» гептан.

Рис. 2. н — гептан(t_кип. 98,5 ⁰С)

Рис. 3. Изооктан ( 2,2,4 триметилпентан) t_кип. 99,2⁰ С

Для н-гептана принято октановое число 0, а для изооктана – 100. Бензины сравнивают по устойчивости к детонации со смесью н-гептана и изооктана.

В России продаваемые на заправках бензины имеют октановые числа АИ-80, АИ-92,

АИ-95 и АИ-98. Октановое число типа АИ определяют на специальном исследовательском двигателе с переменной степенью сжатия в режиме малых и средних нагрузок. Испытываемый бензин сравнивают со стандартной смесью н-гептана и изооктана и присваивают бензину октановое число, соответствующее содержанию изооктана в стандартной смеси. Например, бензин АИ-92 соответствует по детонации при малых и средних нагрузках смеси из 92% изооктана и 8% н-гептана.

Различные органические соединения обладают разной устойчивостью к детонации в двигателе, при этом нет прямой связи между строением вещества и его октановым числом.

Табл. 1. Значения октанового числа различных видов топлива.

Вещество	Октановое число
Метан	107,5
Пропан	105,7
Бутан	93,6
Пентан	61,7
н-гептан	0
Изооктан (2,2,4-триметилпентан)	100
Бензол	113,0
Бензины прямой перегонки	43–58
Бензины каталитического крекинга	80–85
Бензины каталитического риформинга	83–97
Бензин АИ-92	92
Этанол	105
Метил-третбутиловый эфир	117

Из таблицы 1 видно, что при обычной перегонке нефти невозможно получить бензин для современных двигателей – октановое число бензина прямой перегонки не превышает 60. Поэтому нефть подвергают специальной переработке в присутствии катализаторов.

При каталитическом крекинге нефть или ее тяжелые фракции нагревают до 510–540⁰С на катализаторе – шариках алюмосиликатов (цеолитах). Молярная масса исходных алканов уменьшается, из них получаются алкены и ароматические углеводороды. При этом удается превратить исходное сырье в бензин с выходом до 60%. Октановое число бензина каталитического крекинга – 91–92. В бензинах, полученных каталитическим крекингом, велика доля ароматических углеводородов, а также алкенов. Последние со временем полимеризуются, поэтому такой бензин не может долго храниться.

При каталитическом риформинге бензины прямой перегонки нагревают до 480–520⁰С при повышенном до 35 атм давлении на катализаторе – оксиде алюминия с добавками платины, рения и других металлов. При риформинге происходит образование ароматических углеводородов из циклоалканов. Исходное сырье превращается в бензин АИ-95 с выходом до 74%.

Кроме каталитических процессов для получения высокооктановых бензинов используют специальные добавки.

Самая эффективная из таких добавок – тетраэтилсвинец Pb(C₂H₅)₄. Однако он очень ядовит, к тому же отравляет специальные каталитические дожигатели топлива, очищающие автомобильные выхлопные газы.

Наименее вредная добавка к бензину – метилтретбутиловый эфир СН₃—O—C(СН₃)₃, имеющий октановое число 117. Этот эфир широко применяется в Европе и в России. Однако его доля в бензине велика (5–12%), и требуется массовое производство данного продукта.

Перспективным считается использование в качестве моторного топлива этилового спирта (октановое число 105), однако он пока дороже бензина.

Подведение итога урока

На уроке была рассмотрена тема: «Бензин. Октановое число. Способы повышения октанового числа». Вы узнали о самых востребованных продуктах переработки нефти – моторных топливах, о том, что представляет собой бензин и его октановое число, а также о существующих способах повышения октанового числа.

 

Список литературы

1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.

2. Химия. 10 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин и др. – М.: Дрофа, 2008. – 463 с.

3. Химия. 11 класс. Профильный уровень: учеб. для общеобразоват. учреждений/ В.В. Еремин, Н.Е. Кузьменко, В.В. Лунин и др. – М.: Дрофа, 2010. – 462 с.

4. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задач по химии для поступающих в вузы. – 4-е изд. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2012. – 278 с.

 

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Interneturok.ru (Источник).

2. Органическая химия (Источник).

3. Химик (Источник).

 

Домашнее задание

1. №№ 15–17 (с. 75) Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия: Органическая химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.

2. Что такое октановое число?

3. Для чего применяется метод добавок? В чем его преимущества и недостатки?

interneturok.ru

Бензин и его свойства.

Автомобильные бензины



Топливо для бензиновых двигателей и его характеристики

Для бензиновых двигателей применяют бензин – легкое топливо, представляющее собой светлую жидкость, быстро испаряющуюся на воздухе и хорошо воспламеняющуюся. С химической точки зрения бензин является смесью лёгких углеводородов, получаемых из нефти и нефтепродуктов.
Температура кипения бензина может варьировать в достаточно широких пределах — от 33 до 205 °C (в зависимости от содержания примесей).
Бензин несколько легче дизельного топлива – его плотность составляет 0,71…0,74 г/см³, тогда как у дизтоплива этот показатель может достигать 0,85 г/см³.
При сжигании бензина выделяется значительная тепловая энергия – его теплотворная способность может превышать 10 тыс. ккал/кг.
Замерзает бензин (в отличие от дизельного топлива) при достаточно низкой температуре – примерно -70…-74 °C.

Наиболее важными свойствами бензина являются испаряемость, антидетонационная стойкость и теплота сгорания.

***

Испаряемость бензина

Испаряемость бензина характеризует условия смесеобразования и состав горючей смеси во впускной системе двигателя, склонность бензина к образованию паровых пробок в топливной системе автомобиля, а также полноту сгорания бензина и степень разжижения моторного масла бензиновыми фракциями.

Испаряемость бензина оценивается следующими комплексными и единичными показателями, определяемыми лабораторными методами: фракционным составом, давлением насыщенных паров, склонностью к образованию паровых пробок (соотношение пар-жидкость).

Испаряемость бензина должна обеспечивать оптимальный состав топливовоздушной смеси на всех режимах работы двигателя независимо от способа ее приготовления (карбюрация, впрыск).
С испаряемостью бензина связаны такие характеристики двигателя, как пуск при низких температурах, вероятность образования паровых пробок в системе питания в летний период, приемистость автомобиля, скорость прогрева двигателя, а также износ цилиндропоршневой группы и расход топлива.

Содержание тяжелых фракций бензина ограничивают, так как в определенных условиях эксплуатации они могут испаряться не полностью и попадать в цилиндры двигателя в жидком состоянии. При этом топливо в цилиндрах смывает масляную пленку, из-за чего увеличивается износ, разжижается масло, повышается расход топлива.

Давление насыщенных паров — фактор, влияющий на надежность работы топливной системы, а также на потери от испарения, загрязняющие атмосферу при хранении, транспортировании и применении бензина.

***

Детонационная стойкость бензина

Детонационная стойкость – свойство бензина, определяющее возможную степень сжатия двигателя.
Детонация представляет собой особый вид сгорания горючей смеси, протекающего с явлениями взрыва отдельных объемов смеси при чрезвычайно высоких скоростях распространения фронта пламени в камере сгорания (2000 м/с и выше). Для сравнения: при нормальном сгорании эта скорость составляет 20…40 м/с, т. е. в 50…100 раз меньше, чем при детонационном сгорании. Детонационное сгорание топлива сопровождается значительным повышением давления в зоне детонации.

При детонационном сгорании смеси в двигателе слышны резкие металлические стуки, объясняемые ударами волн высокого давления о стенки камер сгорания, цилиндров и днищ поршней и возникновением вибрации деталей.
Кроме того, наблюдаются дымный выпуск с искрами вследствие неполного сгорания топлива и закипания жидкости в системе охлаждения из-за усиленной теплоотдачи стенкам камер сгорания и цилиндров.
В результате неполного сгорания топлива, усиленной теплоотдачи и увеличения механических потерь мощность и экономичность двигателя резко снижаются.

Длительная работа двигателя при детонационном сгорании может привести не только к повышенному износу его деталей, но и к образованию крупных дефектов в виде трещин и деформации деталей или даже их разрушения. Детонация обычно возникает в случае применения топлива несоответствующего сорта, а также при перегрузке и перегреве двигателя.

Возникшая в двигателе детонация при работе автомобиля, не имеющая систематического характера, может быть устранена уменьшением нагрузки на двигатель (путем перехода на низшую передачу) и прикрытием дроссельной заслонки карбюратора.
Систематическая детонация при работе двигателя с правильно установленным зажиганием свидетельствует о недостаточно высоких антидетонационных свойствах используемого топлива.

Показателем, характеризующим антидетонационные свойства бензина, является его октановое число.

***

Октановое число бензина

Октановое число бензина определяют на специальной установке, представляющей собой одноцилиндровый двигатель с изменяемой степенью сжатия, сравнением антидетонационных свойств испытуемого бензина со свойствами эталонного топлива – приготовляемой в разных пропорциях смеси сильнодетонирующего топлива (гептана) и стойкого против детонации топлива (изооктана) – эквивалентной смеси.

При одинаковых антидетонационных свойствах эквивалентной смеси и испытуемого бензина октановое число бензина принимают равным процентному содержанию изооктана в эквивалентной смеси. Чем больше октановое число бензина, тем меньше он детонирует при сжатии и тем большую степень сжатия может иметь двигатель, работающий на этом бензине.
Октановое число бензина является очень важным свойством топлива, поскольку, как мы знаем из теплотехники, от степени сжатия зависят многие динамические и экономические характеристики двигателя внутреннего сгорания, в том числе – его КПД. Т. е. чем выше степень сжатия в цилиндрах двигателя, тем эффективнее протекают процессы преобразования тепловой энергии в механическую.

Для повышения октанового числа бензина и уменьшения возможности его детонации в двигателях с повышенной степенью сжатия в некоторых сортах бензина используют специальные добавки – антидетонаторы. Наиболее сильным из применяемых антидетонаторов является этиловая жидкость, добавляемая к бензину в небольших количествах. Бензин с добавками этиловой жидкости называют этилированным. Этилированный бензин ядовит, поэтому в него добавляют красящее вещество для отличия от обычного бензина. Обращаться с этилированным бензином следует очень осторожно, соблюдая правила техники безопасности. В последнее время производство этилированного бензина в России запрещено.

Для автомобилей с карбюраторными двигателями применяют бензин марок: АИ-92, АИ-95, АИ-98. Буква «А» в маркировке бензина означает «автомобильный», буква «И» — метод определения октанового числа (исследовательский), цифры – октановое число бензина.

***



Оптимальный состав горючей смеси

Процесс смесеобразования заключается в смешивании бензина в распыленном состоянии с воздухом в определенной пропорции. Горючая смесь должна удовлетворять двум основным требованиям:

• при воспламенении в цилиндре двигателя смесь должна сгорать очень быстро (в течение короткого промежутка времени), чтобы обеспечить соответствующее давление газов на поршень в начале рабочего хода;
• бензин, входящий в состав горючей смеси, должен сгорать полностью, чтобы выделялось наибольшее количество теплоты, и работа двигателя была наиболее экономичной. Неполное сгорание топлива ведет к его выбросу в систему выпуска отработавших газов, что приводит к его неоправданному перерасходу. Кроме того, двигатель сильно дымит, а на стенках цилиндров интенсивно откладывается копоть и сажа.

Подробнее процессы горения топлива рассматриваются на отдельной странице сайта.

Для быстрого и полного сгорания горючей смеси необходимо, чтобы бензин с воздухом смешивались в строго определенной массовой пропорции, было очень мелко распылен и хорошо перемешан с воздухом. В этом случае каждая мельчайшая частица бензина будет окружена частицами кислорода в требуемом для полного окисления количестве. Не следует забывать, что горение – это процесс окисления топлива, т. е. его химическое взаимодействие с кислородом, сопровождающееся выделением тепловой энергии.

Состав горючей смеси в зависимости от соотношения топлива и воздуха в ней характеризуют специальным показателем – коэффициентом избытка воздуха α, представляющим собой отношение действительного количества воздуха в смеси (в кг), приходящегося на 1 кг топлива, к теоретически необходимому количеству, обеспечивающему полное сгорание 1 кг топлива.

Как указывалось в предыдущей статье, в зависимости от соотношения масс бензина и воздуха различают нормальную, обедненную, обогащенную и богатую горючую смесь.

Нормальной называют смесь, в которой на 1 кг бензина приходится 15 кг воздуха – теоретически необходимое количество воздуха для полного сгорания бензина. Коэффициент α для нормальной горючей смеси равен единице.
Соотношение 1:15 является примерным (обычно системы питания бензиновых двигателей регулируются на нормальный состав 1:14,7), поскольку с точки зрения химии количество кислорода в смеси должно обеспечивать окисление водорода и углерода, содержащихся в данной марке бензина. В процессе сгорания участвует не только кислород воздуха, но и кислород, в том или ином количестве содержащийся в самом топливе. Если учесть этот факт, а также то, что в разных марках и сортах бензина может содержаться разное массовое количество водорода и углерода (основных теплотворных компонентов топлива), то можно понять, что состав нормальной смеси для разных сортов бензина будет несколько отличаться.

Обедненной (α = 1,1…1,15) называют смесь, в которой имеется незначительный избыток воздуха по сравнению с нормальной смесью, а бедной (α > 1,2) – смесь, в которой воздуха существенно больше, чем необходимо для полного сгорания бензина.

Обогащенная смесь (α = 0,85…0,9) имеет недостаток воздуха – до 13 кг на 1 кг топлива. Скорость сгорания обогащенной смеси возрастает, в результате чего давление газов в цилиндрах двигателя увеличивается. Такая смесь позволяет развить двигателю максимальную мощность, но при этом общий расход топлива увеличивается из-за неполноты его сгорания.

Богатая смесь имеет значительный недостаток воздуха (α < 0,85). В такой смеси из-за нехватки кислорода бензин сгорает не полностью, что вызывает снижение мощности двигателя при значительном расходе топлива.
В результате догорания несгоревшего топлива в выпускном трубопроводе возникают хлопки, что является внешним признаком сильного обогащения рабочей смеси. При чрезмерно обогащенной смеси, когда содержание воздуха достигает 5 кг на 1 кг бензина (α < 0,4), смесь совсем не воспламеняется.

Анализируя свойства горючей смеси разных составов, можно сделать следующие выводы:

Если двигатель по условиям работы не должен развивать полно мощности (при средних нагрузках), то самой выгодной является обедненная смесь, поскольку расход топлива при этом значительно снижается. Некоторое уменьшение мощности двигателя в этом случае при его работе с неполной нагрузкой значения не имеет.

При больших нагрузках целесообразно работать на обогащенной смеси, так как двигатель при этом развивает наибольшую мощность. Несколько повышенный расход топлива вследствие кратковременности работы двигателя на данном режиме не вызывает заметного увеличения общего расхода топлива за большой период времени.

Работа двигателя на бедной или богатой смесях, вызывающих снижение мощности и экономичности двигателя, недопустима.

***

Принцип работы простейшего карбюратора



k-a-t.ru

Бензин — Справочник химика 21

    Химики нашли способ уменьшать детонацию, добавляя в бензин некоторые вещества — антидетонаторы. Самый известный из них содержит в своей молекуле атом свинца и называется тетраэтилсвинец. Достаточно добавить в бензин менее 0,1 процента этого вещества, как качество бензина намного улучшается. Такой бензин называют этилированным. Свинец делает его более ядовитым, чем обычные бензины, и с ним нужно обращаться с осторожностью поэтому, чтобы распознать этилированный бензин, его обычно подкрашивают. [c.26]
    Все эти простейшие ароматические углеводороды — бензол, толуол и ксилолы — повышают октановое число бензина. Содержащий их бензин иногда называют аро- [c.59]

    В качестве растворителей ири экстракции могут применяться вода, бензол, бензин, фенол, фурфурол, жидкий сернистый ангидрид и другие. [c.254]

    Еще более важным источником органических продуктов является каменный уголь, хотя в век двигателей внутреннего сгорания мы обычно забываем о нем. Русский химик Владимир Николаевич Ипатьев (1867—1952) на рубеже веков начал исследовать сложные углеводороды, содержащиеся в нефти и каменноугольном дегте, и, в частности, изучать их реакции, идущие прн высоких температурах. Немецкий химик Фридрих Карл Рудольф Бергиус (1884—1949), используя данные Ипатьева, разработал в 1912 г. практические способы обработки каменного угля и нефти водородом с целью получения бензина. [c.136]

    Бензин Диз. топливо Нефть Мазут 0,66 О.те 0,81 0,73 0,42 0,71 0,59 0.56 С.С4 0,46 0,40 0,49 0,56 0,56 0.64 0,60 0,72 0.61 0,61 и,47 0,72 0,74 0,79 0,65 0,56 0,62 .,59 0,58 0,64 0,6 0,76 Г,10 0,83 1,42 0,97 0,86 0,86 0,56 0,44 0, Тб  [c.15]

    Октановые числа бензинов, которыми мы пользуемся, постоянно растут. В 1937 году большинство марок бензина имело октановые числа от 73 до 80. А сегодня лучшие марки имеют октановое число 95 или еще больше. Выпускаются даже специальные марки бензина с октановым числом больше 100 — они используются преимущественно в авиации или в специальных, особо мощных автомобильных двигателях. [c.26]

    Пример 10. Найти энтальпию бензина при температуре 450 С и абсолютном давлении 50 ат, если известно, что относительная плотность = 0,780, молекулярный вес М = НО, критическая температура кр = 280° С, критическое давление кp. абс = 34 ат. [c.21]

    Определяем содержание паров бензина в этилене, выходящем из реактора а охлажденном, пользуясь уравнением (192). Абсолютное давление паров бензина при 75 и 40 С по номограмме (рис, 103) равно Р,6 = 0,69 ат, (0,6713 бар)  [c.303]

    Название октан может показаться вам знакомым. Может быть вы слышали его, когда речь шла о бензине. Это неудивительно бензин — смесь различных углеводородов, подобных гептану и октану. Но бензин, как вы знаете, представляет собой жидкость. Вспомните, что чем больше становится молекула углеводорода, тем легче превратить его в жидкость. Молекулы углеводородов, входящих в состав бензина, так велики, что эти вещества для этого даже не нужно охлаждать они представляют собой жидкость уже при комнатной температуре. [c.22]

    Между прочим, жидкость для заправки зажигалок представляет собой тоже смесь углеводородов, по составу очень близкую к бензину. [c.23]

    Некоторые сорта бензина дороже других. Чтобы понять, почему это так, нам придется вернуться к нашим структурным формулам. [c.23]

    Лет пятьдесят назад керосин имел очень большое значение, потому что его применяли для освещения. Даже сейчас в сельской местности (да и в городах, когда ураган или какое-нибудь другое стихийное бедствие разрушает линии электропередач) пользуются керосиновыми лампами. Нефть когда-то добывали только ради керосина, который в ней содержится. С появлением электрического освещения керосин вышел из моды, а с появлением автомобиля вошел в моду бензин. [c.28]

    В зависимости от того, как велика детонация при использовании того или иного бензина, разные его марки имеют разное октановое число. Октановое число нормального гептана равно нулю, а изооктана — ста. Октановое число любого бензина можно определить, если сравнить его горение с горением смесей нормального гептана и изооктана, взятых в разных соотношениях. Чем выше октановое число бензина, тем он лучше и дороже. [c.26]

    В наше время химики уже не довольствуются естественным содержанием бензина в нефти. Ее подвергают специальной обработке, чтобы разорвать длинные цепи углеводородных молекул на более короткие куски. Таким образом вещества, которые содержатся в керосиновой или газойлевой фракциях, превращают в бензин. Этот процесс называется крекингом. В общем, в бензин можно превратить больше половины всей нефти. [c.29]

    Бензин можно получать и из угля. Некоторые разновидности каменного угля содержат углеводороды с длинными цепями, которые удается выделить. С помощью крекинга можно получить из них вещества с молекулами нужной длины. И даже сам каменный уголь, который почти целиком состоит из атомов углерода, можно обработать водородом и таким путем получить бензин. [c.29]

    Нефть содержит сотни разных углеводородов. Чтобы извлечь из нее пользу, ее нужно перегнать — разделить на группы углеводородов, каждая из которых имеет сво применение. Например, бензин никуда не годился бы, если бы в нем были углеводороды с цепью из 15 атомов углерода они плохо испаряются и слишком медленно горят. Двигатель, работающий на таком бензине, очень скоро оказался бы весь забит жирной сажей. Поэтому бензин должен содержать лишь часть углеводородов нефти — одну их фракцию.  [c.27]

    Сейчас керосин дешевле бензина, и сконструированы специальные двигатели, которые могут на нем работать. К ним относятся, например, дизели, которые устанавливают на тяжелых грузовиках, автобусах, тепловозах и кораблях. Такие двигатели пытаются приспособить и для [c.28]

    Пример 3. Определить характеризующий фактор для бензина, имеющего относительную шеотность = 0,775 и среднюю молярную температуру кипения ср. мол = 119° С. [c.12]

    Напоследок нужно сказать, что каучук, как и любой углеводород, растворяется в бензине и других подобных жидкостях. Таким путем получают резиновый клей. [c.47]

    Пример 2. Н шги среднюю молярн5 ю температуру кипения бензина, имеющего следующую разгонку по ГОСТ. [c.11]

    Пример 29. Рассчитать погруженный холодильник для охлаждения 06500 кг/ч стабильного бензина, имеющего относительную плотность 0,775 цачальная температура бензина ij = 120° С, конечная температура = 40° С. Температура воды ti = 25° С, Тз = 45° С. [c.165]

    Существует точка зрения, что схема II более экономична, чем схемы I и III. Одпако это положение далеко не всегда верно. Так, исследования автора по фракционировке газов каталитического крекинга показали, что когда содержание наиболее тяягелого компонента — бензина — в смесп намного больше, чем нодле кащих выделению компонентов, а температура кипения его много выше, наиболее экoнoмичнoii является не схема II последовательного выделения легких компонентов, а схемы I н III предварительного выделения наиболее легких компонентов с последующей их фракциопировкой, [c.222]

    Hieniie будет возрастать с уменьшением молекулярного веса абсорбента. Следовательно, выгоднее вести ироцесс абсорбции легкилш абсорбентами (например, пропана бензином или пептаном, )тнлена — бутаном), чем тяжелыми типа газойлей. [c.245]

    Процесс ароматизации бензинов под давлением в присутствии водорода, являющийся эндотермическим, может оформляться в виде двух- пли трехколонных реакторов, заполненных катализатором. Реакционная смесь нагревается в нечи и поступает в первый реактор, [c.278]

    Следующая после керосина фракция — газойль, или соляровое масло. Эта фракция все чаще используется для отопления. Чем длиннее цепи углеводородных мол

www.chem21.info

Бензин — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Бензи́н (франц. benzine, от араб. любан джави — яванское благовоние) — смесь различных углеводородов, выкипающая в пределах 30-205 °С. В состав бензина, кроме углеводородов (парафиновых, олефиновых, нафтеновых и ароматических), могут входить примеси-серо-, азот- и кислородсодержащие соединения.

Бензин готовят смешением компонентов, получаемых в основном переработкой нефти: прямой перегонкой, а также крекингом, риформингом, коксованием и др. Применяют главным образом в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (карбюраторных и с непосредственным впрыском). Небольшие количества бензина используют как растворители и промывочные жидкости. Плотность бензина 700-780 кг/куб. м, температура замерзания — ниже -60 °С, температура вспышки — ниже 0°С. При концентрации паров бензина в воздухе 74-123 г/куб.м образуются взрывчатые смеси.

Автомобильные бензины

В зависимости от доли в составе бензина низкокипящих углеводородов бензин подразделяется на зимний и летний (в зимнем бензине низкокипящих углеводородов больше).

В России в соответствии с ГОСТ Р 51105-97 к основным маркам автомобильного бензина относятся бензин с октановыми числами, измеренными исследовательским методом:

• Нормаль-80 — с октановым числом не менее 80;
• Регуляр-92 — с октановым числом не менее 92;
• Премиум-95 — с октановым числом не менее 95;
• Супер-98 — с октановым числом не менее 98

Авиационные бензины

К авиационному бензину предъявляются более высокие требования к качеству. Октановое число авиационного бензина более высокое, чем автомобильного.

Авиационный бензин получают путем прямой перегонки нефти, каталитического крекинга или риформинга с добавлением в его состав высококачественных компонентов, этиловой жидкости и различных присадок.

В соответствии с ГОСТ 1012-72 сорта авиационных бензинов маркируются в виде дроби: Б-91/115 и Б-95/130 (в числителе — октановое число или сортность на бедной смеси, в знаменателе — сортность на богатой смеси).

Бензины-растворители используются в качестве растворителя при приготовления резиновых клеев при производстве печатных красок, мастик; для обезжиривания электрооборудования и различных поверхностей (ткани, кожи, металлов) перед склеиванием или нанесением различных покрытий; для промывки металлических деталей, в производстве искусственного меха; для изготовления быстросохнущих масляных красок и электроизоляционных лаков; С помощью растворителя также извлекают канифоль из древесины.

Экстракционные бензины, имеющие температуру кипения 70-95 °C используются как растворители в резиновой и лакокрасочной промышленности.

На практике широко применяется нефрас как растворитель при производстве искусственных кож, для химической чистки тканей, промывки деталей перед ремонтом и др.

В лакокрасочной промышленности широко распространен бензин-растворитель — уайт-спирит.

Бензины для нефтехимии (Нафта)

В нефтехимической промышленности используется фракция нефти с пределами выкипания до 180 °C, получаемой путем прямой перегонкой нефти с добавлением небольшого количества вторичных фракций. Нафта используется на нефтехимических предприятиях в качестве сырья при получения этилена. Товарные названия нафты: бензин газовый стабильный (БГС), бензин для химической промышленности, бензин прямогонный (БП) и дистиллят газового конденсата легкий (ДГКл)

Основные эксплуатационные характеристики бензина, применяемого как горючее: испаряемость, горючесть, воспламеняемость, химическая стабильность, склонность к образованию отложений, коррозионная активность.

Испаряемость в наибольшей мере определяется фракционным составом и давлением насыщенных паров. По этим показателям бензины могут существенно различаться, тогда как прочие показатели (коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность), как правило, для всех бензинов очень близки. От фракционного состава и давления насыщенных паров бензина зависят скорость прогрева двигателя, износ его деталей, расход горючего, а также такие эксплуатационные характеристики, как возможность пуска двигателя при низких температурах и склонность к образованию паровых пробок в системе питания. Применение бензина с большим содержанием низкокипящих фракций облегчает пуск двигателя, но вызывает образование паровых пробок. Кроме того, использование очень легких бензинов приводит к обледенению карбюратора при низких температурах, увеличению потерь горючего от испарения при хранении и транспортировке.

Важнейшее эксплуатационное свойство бензина — детонационная стойкость, то есть способность нормально сгорать в двигателе при различных условиях. Антидетонационные свойства бензина оцениваются октановым числом, а для авиационных бензинов — также и сортностью. Чем выше октановое число бензина или его сортность, тем лучше его антидетонационные свойства. Деление бензинов на марки основано на этих свойствах. Для улучшения детонационной стойкости базовых бензинов применяют высокооктановые компоненты (алкилат, алкилбензол и др.). Перспективно применение метил-трет-бутилового эфира — нетоксичной жидкости с октановым числом 117, не влияющей на другие эксплуатационные характеристики бензина; при содержании менее 11%. наиболее эффективный способ повышения детонационной стойкости — добавление антидетонаторов моторных топлив. Смесь свинцового антидетонатора с так называемыми выносителями продуктов сгорания, галогензамещенными углеводородами — называют этиловой жидкостью. Этилированные бензины токсичны, их обязательно окрашивают.

При сгорании рабочей смеси в двигателе может произойти самопроизвольное воспламенение независимо от времени подачи искры свечей зажигания. Это явление, вызывающее нарушение нормального сгорания, называется поверхностным воспламенением, или калильным зажиганием. Источниками его могут быть перегретые выпускные клапаны, свечи, кромки прокладок, тлеющие частички нагара и т.д. Калильное зажигание делает сгорание неуправляемым, приводит к снижению мощности и экономичности двигателя. Калильная стойкость бензина повышается с увеличением октановых чисел.

Бензин проникает в организм в основном через легкие. Опасность отравления существует на всех этапах его производства, транспортировки и особенно при его использовании. Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров от 100 до 300 мг/куб.м. При остром отравлении парами появляются головная боль, неприятные ощущения в горле, кашель, раздражение слизистой оболочки глаз, носа, в тяжелых случаях — головокружение, неустойчивая походка, психическое возбуждение, замедление пульса, иногда — потеря сознания.

При хронических отравлениях обычны жалобы на головную боль, головокружение, расстройство сна, раздражительность, повышенную утомляемость, похудание, боли в области сердца и др. При острых отравлениях необходимы свежий воздух, кислород, сердечные и успокоительные средства. При попадании бензина в желудок принимают внутрь растительное масло (30-50 г). Лица, страдающие функциональными заболеваниями нервной системы и эндокринных органов, к работе с бензином не допускаются.

megabook.ru