Бензин

Бензин – горючая многокомпонентная жидкость, состоящая из смеси углеводородов. Один из востребованных нефтепродуктов наряду с дизельным топливом. Обладает высокой температурой кипения, используется в качестве топлива и растворителя в нефтехимической промышленности.

Фракционный (химический) состав бензина

Основной особенностью бензина выступает состав, который может включать до десятка разных веществ. Это не моновещество с четкой структурой. Существует много видов бензина с разным названием, молекулярным строением и составом.

Состав фракций определяет, насколько просто будет запустить мотор, каким будет время прогревания, степень приёмистости. У автомобильного бензина есть 3 фракции:

• пусковая из низкокипящих углеводородов (10% дистиллята);
• рабочую из 10-90% дистиллятов от всего объема;
• концевую – от 90% от объема.

Способы получения бензина

Длительное время бензин получали путем перегонки (ректификации) и отбора фракций нефти, которые выкипают при определенной температуре:

• до 100 °C – бензин I сорта;
• до 130 °C – II сорта;
• до 110 °C – специальный бензин.

Ректификация предполагает разделение жидких смесей на практически чистые компоненты. По этой технологии получают прямогонные бензины с низким октановым числом. Сегодня прибегают к отгонке из нефти фракции НК-180 °C, которую вторично делят на НК-62 °C или НК-85 °C. Любой из этих дистиллятов в дальнейшем используют для изомеризации, которая позволяет получить высокооктановый бензин. Пример – Н-пентан имеет октановое число 61,8, а его изомер – уже 93.

В производстве чаще применяется изомеризация с рециклом на специальных катализаторах при температуре до 400 °C и давлении 2-3 Мпа. С ее помощью из легких алканов получают их изомеры, которые используют для изготовления АИ-95 и АИ-92.

Самым современным методом получения сегодня считают алкилирование. В результате процесса из непредельных углеводородных газов получают качественный высокооктановый алкил-бензин. При алкилировании в молекулу органического соединения вводят алкильный заместитель – алкил, т. е. остаток насыщенного углеводорода, например, метил (CH3, метилирование) или этил (C2H5, этилирование).

Качество бензина повышают несколькими способами:

• отказываются использовать соединения свинца, вредные для людей и двигателя;
• снижают содержание серы до 0,05% и до 0,003%;
• уменьшают концентрацию ароматических соединений до 45% и 35%;
• делят по фракционному составу на бензины для разных сезонов;
• добавляют моющие присадки, которые препятствуют загрязнению деталей.

В производстве используют каталитический крекинг, который, в отличие от изомеризации, не улучшает качество, а увеличивает объем выпускаемого продукта. Но нужно учитывать, что процедура повышает содержание непредельных углеводородов (до 30%0 и серы (0,1-0,5%), из-за чего ухудшается стабильность топлива. Такой бензин не используют без смешения с другими бензиновыми фракциями.

После каталитического крекинга сырье подвергают компаундированию – смешиванию, для которого используют МТБЭ (метил-трет-бутиловый эфир) – единственное проверенное и разрешенное на сегодня вещество для поднятия октанового числа.

Технические характеристики

Основной характеристикой бензина выступает октановое число, которое показывает стойкость топлива к детонации. Кроме нее важны:

• Температура кипения. Меняется в зависимости от состава бензина, составляет от +33 до 205 °C.
• Плотность. Достигает 710-760 кг/м³.
• Теплотворная способность (удельная теплота сгорания). Равна 10600 ккал/кг, что соответствует 44,4 МДж/кг и 32,7 МДж/л.
• Температура замерзания. При добавлении специальных присадок составляет около -60 °C.

К другим важным характеристикам бензина относят температурные показатели:

• воспламеняемости (вспышки) – от -43 до -39 °C;
• самовоспламенения – от +200 до +500 °C;
• температура горения – 900-1100 °C.

Способы (область) применения и виды

Бензин используют как топливо для двигателей внутреннего сгорания, карбюраторных и инжекторных, растворитель, горючий материал и сырье для нефтехимии. В зависимости от назначения выделяют несколько видов бензинов:

• Автомобильные. Маркируются буквами «АИ» с числом, указывающим на детонационную стойкость, делятся на летние и зимние (содержат больше низкокипящих углеводородов).
• Авиационные. Маркируются буквой «Б», отличаются от автомобильных повышенной стойкостью к детонации, что обеспечено добавлением тетраэтилсвинца.
• Бензины-растворители. Используются в химическом производстве, в экстрагировании для извлечения нужных веществ из озокерита, канифоли и растительных масел. Растворители применяют для разведения лаков и красок, устранения жировых пятен.
• Бензины для нефтехимии (нафта). Иначе называются лигроином, используются как топливо, сырье для изготовления бутана и бензина, растворитель для асфальта, лака и красок.

Особенности транспортировки и хранения

Бензин допускается перевозить любым транспортом. Чаще топливо транспортируют в железнодорожных и автомобильных цистернах, которые должны быть безопасными и герметичными. Водитель должен иметь соответствующее разрешение на перевозку опасных грузов – свидетельство ДОПОГ. Кроме него обязательно должен присутствовать маршрутный лист, где указано, по какому пути и куда следует транспортное средство. На нем должен быть предупреждающий знак опасности.

В бытовых условиях бензин рекомендуют хранить в металлических канистрах. Большие объемы топлива хранятся в цистернах. Емкость должна быть герметичной, поскольку поступающий кислород приводит к окислению топлива. Оптимальная температура хранения составляет от +15 до +20 °C.

Регламентирующие документы (ГОСТы, ТУ)

Неэтилированный бензин производится в соответствии с требованиями ГОСТ 3213-2013, авиационный – по ГОСТ 1012-2013.