Состав бензина и его марки

Вторичные процессы

Целью вторичных процессов является увеличение количества производимых моторных топлив, они связаны с химической модификацией молекул углеводородов, входящих в состав нефти, как правило, с их преобразованием в более удобные для окисления формы.

По своим направлениям, все вторичные процессы можно разделить на три вида:

• Углубляющие: каталитический крекинг, термический крекинг, висбрекинг, замедленное коксование, гидрокрекинг, производство битумов и т. д.
• Облагораживающие: риформинг, гидроочистка, изомеризация и т. д.
• Прочие: процессы по производству масел, МТБЭ, алкилирования, производство ароматических углеводородов и т. д.

Риформинг

Каталитический риформинг — каталитическая ароматизация нефтепродуктов (повышение содержания аренов в результате прохождения реакций образования ароматических углеводородов). Риформингу подвергаются бензиновые фракции с пределами выкипания 85—180 °С. В результате риформинга бензиновая фракция обогащается ароматическими соединениями, и октановое число бензина повышается примерно до 85. Полученный продукт (риформат) используется как компонент для производства автобензинов и как сырье для извлечения индивидуальных ароматических углеводородов, таких как бензол, толуол и ксилолы.

Гидроочистка

Гидроочистка — процесс химического превращения веществ под воздействием водорода при высоком давлении и температуре. Гидроочистка нефтяных фракций направлена на снижение содержания сернистых соединений в товарных нефтепродуктах. Побочно происходит насыщение непредельных углеводородов, снижение содержания смол, кислородсодержащих соединений, а также гидрокрекинг молекул углеводородов. Наиболее распространённый процесс нефтепереработки.

Каталитический крекинг

Каталитический крекинг — процесс термокаталитической переработки нефтяных фракций с целью получения компонента высокооктанового бензина и непредельных жирных газов. Сырьем для каталитического крекинга служат атмосферный и легкий вакуумный газойль, задачей процесса является расщепление молекул тяжелых углеводородов, что позволило бы использовать их для выпуска топлива. В процессе крекинга выделяется большое количество жирных (пропан-бутан) газов, которые разделяются на отдельные фракции и по большей части используются в третичных технологических процессах на самом НПЗ. Основными продуктами крекинга являются пентан-гексановая фракция (т. н. газовый бензин) и нафта крекинга, которые используются как компоненты автобензина. Остаток крекинга является компонентом мазута.

Гидрокрекинг

Гидрокрекинг — процесс расщепления молекул углеводородов в избытке водорода. Сырьем гидрокрекинга является тяжелый вакуумный газойль (средняя фракция вакуумной дистилляции). Главным источником водорода служит водородсодержащий газ, образующийся при риформинге бензиновых фракций. Основными продуктами гидрокрекинга являются дизельное топливо и т. н. бензин гидрокрекинга (компонент автобензина).

Изомеризация

Процесс получения изоуглеводородов (изобутан, изопентан, изогексан, изогептан) из углеводородов нормального строения. Целью процесса является получение сырья для нефтехимического производства (изоп из изопентана, МТБЭ и изобутилен из изобутана) и высокооктановых компонентов автомобильных бензинов.

Алкилирование

Алкилирование — введение алкила в молекулу органического соединения. Алкилирующими агентами обычно являются алкилгалогениды, алкены, эпоксисоединения, спирты, реже альдегиды, кетоны, эфиры, сульфиды, диазоалканы.

Это интересно: Как осуществляется сбор отработанных нефтепродуктов?

История создания автомобиля

Ответить на вопрос о том,кто же создал первый автомобиль, сложно. Было множество разработок и чертежей, некоторые из ученыхне заявляли о своем изобретении. Первые прототипы машин появились в конце XVIII века и были совсемне похожи на те агрегаты, которые сейчас колесят по дорогам общего пользования.Это были несуразные аппараты с очень странным внешним видом. 

Первые машины началинабирать популярность в конце XVIII века, в то время наблюдался рост развития паровых двигателей, их мощности хватало для перевозкилюдей. Затем в 1806 появились самоходные аппараты, работающие на двигателевнутреннего сгорания. Привычные нам машины, работающие на бензиновом ДВС,появились только к концу XIX века: в 1885 году первый автомобиль изобрел Карл Бенц . Электромобили хоть ибыли, но популярными не стали. Они исчезли из поля зрения вплоть до XX века. Сейчас, когда возникалапотребность в транспорте, работающем на альтернативных видах топлива,электромобили снова набирают популярность.

Трехколесный агрегат, разработанный Карлом Бенцом

Значение букв АИ в названии топлива

В аббревиатуре АИ первая буква означает назначение продукта «Автомобильный». Буква «И» говорит о том, что октановое число данной марки было определено исследовательским способом (ИОЧ). Суть метода состоит в тестировании бензина при небольших и средних нагрузках, для которых характерна:

• температура всасываемого воздуха, равная 52°C;
• угол опережения зажигания — 13°;
• частота вращения коленчатого вала — 600 об/мин;
• переменная степень сжатия.

Моторный метод (МОЧ) тоже проводится с использованием двухтактного двигателя, но имитирует более жесткие условия, такие как:

• температура всасываемого воздуха — 149°C;
• частота вращения коленвала — 900 об/мин.

Такой режим проявляется при езде в гору и любой другой высокой нагрузке на двигатель. АМ всегда ниже, чем АИ. Эта разница называется чувствительностью топлива.

В так называемых экспортных бензинах А-80 и А-92 маркировка не содержит буквы «и», но, тем не менее, ОЧ в них определено при помощи исследовательского метода.

Химические свойства

Для того чтобы рассматривать химические свойства и их стабильность у бензина, нужно базироваться на важнейшем показателе — времени, которое такие свойства остаются постоянными. Данный показатель считается наиболее важным, так же как и при долгом хранении топлива наиболее легкие углеводороды начинают испаряться, что намного уменьшает характеристики эксплуатации жидкости в общем. По государственным нормам РФ следует, что состав любой марки бензина от 92-й до 98-й оставался без перемен на протяжении пяти лет. Данный срок прописан с учетом хранения взрывоопасного топлива правильно.

Сейчас вопрос с производством и приобретением горючее довольно важен, так как ресурсы уменьшаются, а благодаря этому стоимость на этот продукт все время становится больше. В свете данных событий напрашивается вопрос, что же выгодно приобретать — бензин и другое горючее — или делать его своими силами. Необходимо понимать, что для многих фирм и компаний и затраты на горючее считаются самыми обширными. Собственно в подобной ситуации многие и приходят к рассмотрению идеи о мини-НПЗ. Такой вариант не кажется таким уж плохим, тем более если предусматривать цена топлива и цена мини-НПЗ. Приобрести такой мини-завод может фактический каждый большой бизнесмен, что уже говорить о, допустим, регионе целой страны.

Сейчас на рынке можно выбрать мини-завод по переработке нефти почти что разного типа. Это считается наиболее важным параметром, так как использовать эти промышленные мощности приходится в разных условиях климата. Из-за этой причины рынок насыщен всевозможными видами НПЗ. Присутствуют любые экземпляры, начиная от жаровыносливых и коррозионностойких, до «арктических» установок. Огромный выбор среди мини-НПЗ дает возможность выполнять переработку сырого продукта почти что в самых разных условиях.

Нужно отметить, что уже сами по себе нефтехимические заводы также как правило будут работать на самом разном топливе. Для их функционирования можно применять настоящий или сжиженный газ, ДТ, мазут, сырую нефть

. Подобный выбор топлива для работы самой предприятия предоставляет большой спектр возможностей для эксплуатирования объекта, а еще дает возможность удовлетворить какие-нибудь индивидуальные вкусы по выбору рабочего горючего продукта.

Влияние на здоровье человека

Бензин, использующийся в двигателях внутреннего сгорания, оказывает влияние на окружающую среду и является источником выбросов углекислого газа на планете. Он может проникать в окружающую среду как в виде жидкостей, так и в виде пара во время утечки, а также производства, транспортировки и доставки (например, из резервуаров для хранения). В качестве примера можно упомянуть подземные резервуары, которые используются для предотвращения таких утечек. Бензин содержит бензол и другие канцерогены.

Отравление

Вдыхание паров бензина очень опасно для человека, может вызывать острые и хронические отравления.

При вдыхании небольших концентраций паров бензина наблюдаются симптомы, похожие на алкогольную интоксикацию: психическое возбуждение, эйфория, головокружение, тошнота, слабость, рвота, покраснение кожных покровов, учащение пульса. В более тяжёлых случаях могут отмечаться галлюцинации, обморочные состояния, судороги, повышенная температура.

Хроническое отравление бензином выражается в повышенной раздражительности, головокружении, поражении печени и ослаблении сердечной деятельности.

Попадание бензина в лёгкие, при засасывании его в шланг, используемый как сифон с целью слива из бака, может привести к развитию «бензиновой пневмонии»: появляются боли в боку, одышка, кашель с ржавой мокротой, повышение температуры.

При попадании бензина внутрь появляются обильная и повторная рвота, головная боль, боли в животе, жидкий стул. Иногда отмечаются увеличение печени и её болезненность, желтушность склер.

Бензиновая токсикомания

Бензиновая токсикомания заключается во вдыхании паров бензина с целью получения непродолжительного опьянения. Чаще всего бензиновая токсикомания встречается у подростков. Однако в последнее время она стала серьёзной проблемой среди австралийских аборигенов.

При бензиновой токсикомании быстро развивается зависимость, которая ведёт к тяжёлым поражениям центральной нервной системы, психоорганическому синдрому, необратимому падению интеллекта, влекущему за собой инвалидизацию.

Классическая технология

Чаще всего при изготовлении бензина применяется стандартная технология на нефтеперерабатывающих заводах, которая предполагает смешивание определенных составляющих:

1. Легкая нафта – прямогонный бензин (нафта – это легкая фракция углеводородов, которую получают при перегонке нефти).
2. Изомеризат (продукт изомеризации нафты).
3. Риформат (продукт риформинга тяжелой фракции углеводородов).
4. Бензин, полученный в результате разложения тяжелых фракций первичной перегонки.
5. Бензин гидрокрекинга (продукт разложения тяжелых фракций, который уцелел после вакуумной и атмосферной перегонки).
6. Специальные присадки.

Самый простой способ получить автомобильный бензин – отобрать легкие фракции при перегонке нефти и повысить октановое число с помощью добавления большого количества присадок.

Альтернативные способы

Его можно получить из мусора, дров, пеллетов, листьев, скорлупы орехов, шелухи от семечек, кукурузных стержней, торфа, соломы, камыша, сорняков, тростника, старых шпал, сухого навоза птиц и животных, пластиковых бутылок, медицинский отходов и др.

Процесс производства бензина в домашних условиях, рассмотренный выше, не так сложен, как кажется на первый взгляд. Такие термины, как гидрогенизация, газификация и пр. могут вводить в заблуждение. Но на самом деле наладить производство и изготовить бензин своими руками не так трудно, как кажется.

Предлагаем Вашему вниманию интересный репортаж о том, как сделать бензин в домашних условиях:

Что такое метанол и как его изготовить

Метанол — ядовитый бесцветный растворитель со вкусом питьевого спирта, октановое число которого равняется 150. По сути, то же горючее. Хотя от автомобильного бензина отличается тем, что после заливки:

1. Повышает мощность двигателя на 20%, срок службы в несколько раз
2. Не выделяет вредные компоненты при выхлопах включенного мотора. Значит, является экологически чистым продуктом.

Как сделать бензин из метанола в кустарных условиях? Можно по технологии самогоноварения либо денатурации (добавление лигроина, керосина). Процесс перегонки метанола – поэтапный, чем и отличается от перегонки самогона. На выходе должно получиться чистое горючее с наименьшим количеством воды. При производстве потребуется монтировать к агрегату очищающие фильтры, которые будут выводить излишки жидкости из топливного спирта.

Этанол – растворитель. Станет смывать разъеденную грязь с топливных линий в цилиндры. Значит, именно фильтры послужат отделителем сора и воды от бака с горючим.

Пошаговые действия по изготовлению самодельного бензина из метанола:

1. Выбор изначального сырья для изготовления затора (пшеница, кукуруза, просо, топинамбур).
2. Соединение продуктов с сахаром, чтобы начался процесс ферментации, затем — брожения для добычи спирта.
3. Подбор агрегата из нержавеющей стали, можно железа. Для получения 3 л бензина за 1 час достаточно подобрать медные тонкие трубки следующих габаритов: ширина-30 см, длина-50 см, высота-20 см, диаметр-75 мм. В качестве краника подойдет капиллярная трубка от отработанного холодильника, а редукционный клапан — от газового баллона.
4. Установка смесителя с реактором по горизонтали для нагрева.
5. Подключение конструкции к водопроводу с разделением на 2 потока. Один будет проходить в холодильник через краник и отверстие. Другой — входить в смеситель через кран с отверстием.

Вода пойдет сквозь отверстие, начнет охлаждаться, превращаться в конденсат и синтез-газ. Природный газ, подсоединенный к трубопроводу — выходить в смеситель, перемешиваться с паром воды, нагреваться до t +120 гр. с помощью горелки

Краник важно отрегулировать сразу. Так в конденсаторе будет поддерживаться оптимальное давление

Нельзя закрывать его полностью. Достаточно приоткрыть, чтобы начала поступать вода. Когда температура в реакторе будет доведена до +250, то стоит еще немного приоткрыть краник, чтобы пошел бензин тонкой струйкой. Еще приоткрыть слегка в случае просачивания горючего с примесями газа.

Агрегат подключается к газовой горелке, настраивается на высокую производительность

Важно, чтобы в смесителе образовывался пар в наименьшем количестве, а в горючем на выходе практически не оставалось воды. Проверить содержание можно спиртометром

На конденсатор к отверстию крепится манометр для удержания под контролем давления в пределах 10 атм.

В составе водопроводной воды – хлор. Значит, мгновенно приведет к отравлению катализатора второго реактора. Именно поэтому многие народные умельцы заливают в установку (реактор) дистиллированную воду. Также в газ входят примеси серы и активные органические соединения. Для достижения лучших результатов лучше использовать моноэтаноламинную очистку газа.

Применение

Бензин в основном используется для работы двигателей внутреннего сгорания. Также его могут использовать в качестве растворителя. Существует авиационный и автомобильный бензин. Первый, что следует из названия, используется в авиации, и его основное отличие заключается в более высоком октановом числе. В его составе гораздо больше легких фракций.

Автомобильный бензин можно разделить на 2 категории: летний и зимний. Последний производится с повышенным содержанием углеводородов, и его температура кипения — ниже. Это необходимо для того, чтобы при отрицательных температурах он эффективно взрывался в камере сгорания двигателя. Такое топливо в основном продается в северных регионах России, а в южных регионах оно появляется на автозаправках в конце осени и не исчезает до начала весны.

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.

Экологические требования к топливу

С каждым годом происходит ужесточение требований в экологичности топлива. Это обусловлено тем, что продукты сгорания крайне негативно отражаются на состоянии окружающей среды и способствуют возникновению парникового эффекта.

В топливе марок АИ высоко содержание дополнительных присадок и компонентов, которые способствуют снижению экологических параметров данных продуктов. Высокий выброс отравляющих веществ при сгорании обусловлен устаревшими технологиями производства.

Большей экологичностью отличается топливо класса евро. При сгорании выделяется примерно на 10-12% меньше отравляющих газов. Из-за применения более технологичных методов производства в выхлопах меньше оксида азота, ароматических углеводородов, серы и бензола. Благодаря этому, снижается общий вред, наносимый продуктами сгорания окружающей среде.

В ряде стран запрещена продажа топлива, не соответствующего стандартам экологичности. Меры по ужесточению требований к экологичности топлива стали предпринимать из-за повышения численности людей, которые ежедневно используют личные автомобили. Это спровоцировало повышение количества парниковых газов, усугубляющих состояние атмосферы.

Производство

Бензин — это автомобильное топливо, которое на ранних этапах развития нефтегазовой промышленности получалось путем прямой перегонки нефти с отбором летучих фракций. Полученное горючее называется прямогонным и отличается низким октановым числом (не более 65 единиц). Для повышения качества топлива отбирается фракция с температурой испарения до 180°С, которая затем поступает на повторную перегонку, позволяющую довести стойкость к детонации до 76 единиц.

Для повышения выхода легких фракций используется термическое разложение (крекинг) нефтепродуктов, позволяющее использовать компоненты, кипящие при 300…400°С. Дальнейшее повышение эффективности переработки сырой нефти достигается путем введения катализаторов реакции разложения. Также существуют технологии риформинга и полимеризации. В России и ряде зарубежных стран используются установки гидрокрекинга, позволяющие переработать в бензин и реактивное топливо до 80% загруженного сырья.

Полученное топливо имеет коэффициент антидетонационной устойчивости в пределах 82-86 единиц, для улучшения характеристик в горючее вводятся присадки. Для дальнейшего увеличения коэффициента переработки исходных компонентов используется технология пиролизного крекинга, проводимого при температуре 700…800°С. Подобная методика позволяет переработать в моторное топливо для двигателей с искровым зажиганием и авиационный керосин до 85% от объема подаваемого сырья.

Получение бензина из угля

В основном топливо производят из нефти. Но многие страны, не обладая запасами нефти, также производят топливо, используя в качестве сырья уголь. Примером могут служить страны Европы, производящие топливо с применением бурого угля в начале 20 столетия.

В частности, предвоенная Германия в основном таким способом добывала себе топливо. Обладая большими залежами угля (имеется в виду угольный бассейн Рур), добыча которого и производство бензина были поставлены на промышленные рельсы.

Как происходит выделение бензина из угля

Бензин добывали из угля двумя способами. Уголь и нефть имеют сходство по своему химическому составу с общей основой, углеродные соединения с водородом, только у бурого угля молекул водорода меньше. Увеличивая количество молекул водорода в угле, получают вещество, равное по химической структуре с составом нефти, что позволяет в дальнейшем уже производить и бензин. Производство бензина путем переработки бурого угля было разработано учеными из Германии в 20 годы прошлого века:

1. Гидрогенизация, или ожижение (способ Бергиуса).
2. Газификация и синтез топлива (способ Фишера-Тропша).

Что собой представляет гидрогенизация

Технология производства синтетического бензина из бурого угля способом гидрогенизации заключается в следующем:

1. Уголь мелко размельчают, смешивая с жирной и вязкой жидкостью, применяя, например, мазут или масло, получая пастообразное вещество.
2. Пастообразный уголь помещают в герметичный сосуд, добавляют катализатор и растворитель, где под высоким давлением (200 атм) и температурой (+500ºС) происходит обогащение угля, которое протекает вначале в жидкой фазе, а затем переходит в фазу пара.
3. Для получения конечного продукта полученное топливо из автоклава обрабатывают в центрифуге, удаляют кокс и дистиллируют.

Производить бензин в домашних условиях таким способом, вероятней всего, невозможно по причине технологической сложности оборудования, изготовление которого кустарным способом затруднительное и затратное.

Получение бензина путем газификации

Производство бензина способом газификации (способ Фишера-Тропша) происходит путем предварительного соединения воды и угольного сырья. В герметичном паровом сосуде с температурой +350ºС и давлением до 30 атм продувают под большим давлением водяной пар.

В результате образуется синтетический газ, который в дальнейшем используют для переработки и получения топлива. Полученный синтез-газ помещают во второй герметический сосуд, заполненный катализатором, основой которого является железо, никель или кобальт. На выходе из второго сосуда получается горючее, из которого путем крекинга производят бензин и дизель.

При производстве топлива этим способом получают такой побочный продукт как парафин и газообразные смеси, большую долю из которых составляет углекислый газ. Способ получения топлива таким методом экологически грязный и неэффективный по затратам.

Существует и термический метод обработки угля, аналогичный с процессом пиролиза, при котором сырье нагревается в сосуде извне, без наличия кислорода. Процесс распада твердого топлива и переход в газообразное состояние происходит при температуре +1200ºС, что в домашних условиях осуществить крайне сложно.

А для получения конечного продукта необходимо еще дополнительное оборудование. Положительной чертой этого метода является использование пиролизных газов для подогрева сырья и синтез бензина, что позволяет немного уменьшить себестоимость продукта.