Kā tiek ražots benzīns? Kas ir oktānskaitlis?

Benzīns sastāv no kompleksa maisījuma ogļūdeņraži. Lielākā daļa no tiem ir alkāni ar 4-10 oglekļa atomiem vienā molekulā. Mazāks daudzums aromātiskie savienojumi ir klāt. Alkenes un alkīni var būt arī benzīnā.

Benzīnu visbiežāk ražo frakcionētā destilācija no nafta, kas pazīstams arī kā jēlnafta (to ražo arī no oglēm un degslānekļa). Jēlnafta tiek sadalīta frakcijās pēc dažādiem viršanas punktiem. Šis frakcionētās destilācijas process dod aptuveni 250 ml tiešās darbības benzīna uz katru jēlnaftas litru. Benzīna iznākumu var divkāršot, pārvēršot augstākas vai zemākas viršanas temperatūras frakcijas ogļūdeņražos benzīna diapazonā. Divi no galvenajiem procesiem, ko izmanto šīs pārveidošanas veikšanai, ir plaisāšana un izomerizācija.

Plaisājot, augstas molekulmasas frakcijas un katalizatori tiek uzkarsēti līdz vietai, kurā saplīst oglekļa-oglekļa saites. Reakcijas produkti satur alēnus un alkānus ar mazāku molekulmasu, nekā bija sākotnējā frakcijā. Krekinga reakcijas alkāni tiek pievienoti tiešās darbības benzīnam, lai palielinātu jēlnaftas daudzumu benzīnā. Krekinga reakcijas piemērs ir:

alkāns C₁₃H₂₈ (l) → alkāns C₈H₁₈ (l) + alkēns C₂H₄ (g) + alkēns C₃H₆ (g)

Iekš izomerizācijas process, taisnās ķēdes alkāni tiek pārveidoti sazarotās ķēdēs izomēri, kas deg efektīvāk. Piemēram, pentāns un katalizators var reaģēt, iegūstot 2-metilbutānu un 2,2-dimetilpropānu. Krekinga procesā notiek arī kāda izomerizācija, kas palielina benzīna kvalitāti.

Iekšdedzes motoros saspiestajam benzīna un gaisa maisījumam ir tendence aizdegties priekšlaicīgi, nevis vienmērīgi degt. Tas rada motoru klauvēt, raksturīga grabējoša vai pingoša skaņa vienā vai vairākos cilindros. oktānskaitlis benzīna daudzums ir tā izturības pret klauvēm mērs. Oktānskaitli nosaka, salīdzinot benzīna un izooktāna (2,2,4-trimetilpentāna) raksturlielumus un heptāns. Izooktānam tiek piešķirts oktānskaitlis 100. Tas ir ļoti sazarots savienojums, kas deg vienmērīgi, ar nelielu klauvējumu. No otras puses, heptāna oktānskaitlis ir nulle. Tas ir nesadalīts savienojums un slikti sit.

Taisna benzīna oktānskaitlis ir aptuveni 70. Citiem vārdiem sakot, tiešās darbības benzīnam ir tādas pašas klauvējošās īpašības kā 70% izooktāna un 30% heptāna maisījumam. Lai palielinātu oktānskaitli, var izmantot plaisāšanu, izomerizāciju un citus procesus benzīna vērtējums līdz aptuveni 90. Lai vēl vairāk palielinātu oktānskaitli, var pievienot pretstata līdzekļus. Tetraetila svins, Pb (C2H5) 4, bija viens no šādiem līdzekļiem, ko gāzei pievienoja ar ātrumu līdz 2,4 gramiem uz benzīna galonu. Lai saglabātu augstu oktānskaitli, pārejot uz bezsvina benzīnu, vajadzēja pievienot dārgākus savienojumus, piemēram, aromātiskos un ļoti sazarotos alkānus.

Benzīna sūkņi parasti nosūta oktānskaitli kā divas dažādas vērtības. Bieži vien jūs varat redzēt oktānskaitli, kas citēts kā (R + M) / 2. Viena vērtība ir pētījuma oktānskaitlis (RON), ko nosaka ar testa motoru, kas darbojas ar nelielu ātrumu 600 apgr./min. Otra vērtība ir motora oktānskaitlis (MON), ko nosaka ar testa motoru, kas darbojas ar lielāku ātrumu 900 apgr./min. Ja, piemēram, benzīnam ir RON 98 un MON 90, tad izliktais oktānskaitlis būtu abu vērtību vidējais lielums vai 94.

Benzīns ar augstu oktānskaitli nepārspēj parasto benzīnu ar oktānskaitli, novēršot dzinēja nogulšņu veidošanos, noņemot tos vai iztīrot motoru. Tomēr mūsdienu degviela ar augstu oktānskaitli var saturēt papildu mazgāšanas līdzekļus, lai palīdzētu aizsargāt motorus ar augstu kompresijas pakāpi. Patērētājiem vajadzētu izvēlēties zemāko oktānskaitli, kurā automašīnas motors darbojas bez klauvēšanas. Reizēm viegla klauvēšana vai pinšana nekaitēs dzinējam un neliecina par nepieciešamību pēc augstāka oktāna. No otras puses, smags vai pastāvīgs klauvējums var izraisīt motora bojājumus.

• Amerikas Naftas institūts - API pārstāv ASV naftas un dabasgāzes nozari.
• Automobiļu benzīna FAQ - Šis ir Brūsa Hamiltona ļoti labi atsauktais raksts, ko Keils Hamārs ir pārveidojis HTML.
• Bieži uzdotie jautājumi par benzīnu, 1. daļa - Sākumpunkts Bruce Hamiltona (Industrial Research Limited) visaptverošiem jautājumiem par benzīnu.
• Bieži uzdotie jautājumi par benzīnu - tiek sniegta detalizēta informācija par oktāna skaitļiem.
• HowStuffWorks: kā darbojas automašīnu dzinēji - Ja jūs nezināt, kā tas darbojas, tad šis ir raksts jums! Grafika ir lieliska, taču ir pieejama arī raksta versija drukāšanai.
• HowStuffWorks: ko nozīmē oktānsvars? - Tā ir Māršala Braina atbilde uz jautājumu.