Benzīns un oktānskaitlis

Džodija Dola/Getty Images

Benzīns sastāv no sarežģīta maisījuma ogļūdeņraži . Lielākā daļa no tiem ir alkāni ar 4-10 oglekļa atomiem vienā molekulā. Mazāki daudzumi aromātiskie savienojumi ir klāt. Alkēni un alkīni var būt arī benzīnā.

Benzīnu visbiežāk ražo frakcionēta destilācija no naftas , kas pazīstama arī kā jēlnafta (to ražo arī no oglēm un degslānekļa). Jēlnafta tiek sadalīta frakcijās atkarībā no viršanas temperatūras. Šis frakcionētās destilācijas process dod aptuveni 250 ml tiešās destilācijas benzīna uz katru litru jēlnaftas. Benzīna iznākumu var dubultot, pārvēršot frakcijas augstākas vai zemākas viršanas temperatūras ogļūdeņražos benzīna diapazonā. Divi no galvenajiem procesiem, ko izmanto šīs pārveidošanas veikšanai, ir krekinga un izomerizācija.

Kā darbojas krekings

Krekingā lielas molekulmasas frakcijas un katalizatori tiek uzkarsēti līdz vietai, kur pārtrūkst oglekļa-oglekļa saites. Reakcijas produkti ietver alkēnus un alkānus ar mazāku molekulmasu nekā sākotnējā frakcijā. Krekinga reakcijas alkāni tiek pievienoti tiešās plūsmas benzīnam, lai palielinātu benzīna iznākumu no jēlnaftas. Krekinga reakcijas piemērs ir:

alkāns C₁₃H₂₈(l) → alkāns C₈H₁₈(l) + alkēns C_diviH₄(g) + alkēns C₃H₆(g)

Kā darbojas izomerizācija

Iekš izomerizācijas process , taisnās ķēdes alkāni tiek pārveidoti par sazarotu ķēdi izomēri , kas sadedzina efektīvāk. Piemēram, pentāns un katalizators var reaģēt, iegūstot 2-metilbutānu un 2,2-dimetilpropānu. Arī plaisāšanas procesā notiek zināma izomerizācija, kas palielina benzīna kvalitāti.

Oktānskaitlis un dzinēja sitieni

Iekšdedzes dzinējos saspiestā benzīna-gaisa maisījumiem ir tendence priekšlaicīgi aizdegties, nevis vienmērīgi degt. Tas rada dzinēju pieklauvēt , raksturīga graboša vai zvana skaņa vienā vai vairākos cilindros. The oktānskaitlis benzīna līmenis ir tā izturības pret triecieniem mērs. Oktānskaitli nosaka, salīdzinot benzīna īpašības ar izooktānu (2,2,4-trimetilpentānu) unheptāns. Izooktānam tiek piešķirts oktānskaitlis 100. Tas ir ļoti sazarots savienojums, kas deg vienmērīgi, ar nelielu sitienu. No otras puses, heptāna oktānskaitlis ir nulle. Tas ir nesazarots savienojums un stipri klauvē.

Taisnās destilācijas benzīna oktānskaitlis ir aptuveni 70. Citiem vārdiem sakot, tiešās plūsmas benzīnam ir tādas pašas klauvēšanas īpašības kā 70% izooktāna un 30% heptāna maisījumam. Lai palielinātu oktānskaitli, var izmantot krekinga, izomerizācijas un citus procesus benzīna reitings līdz aptuveni 90. Var pievienot pretdetonācijas līdzekļus, lai vēl vairāk palielinātu oktānskaitli. Tetraetilsvins, Pb(C2H5)4, bija viens no šādiem līdzekļiem, ko pievienoja gāzei ar ātrumu līdz 2,4 gramiem uz vienu galonu benzīna. Pārejai uz bezsvina benzīnu, lai uzturētu augstu oktānskaitli, ir jāpievieno dārgāki savienojumi, piemēram, aromātiskie savienojumi un ļoti sazaroti alkāni.

Benzīna sūkņi parasti norāda oktānskaitli kā divu dažādu vērtību vidējo vērtību. Bieži vien jūs varat redzēt oktānskaitli kā (R+M)/2. Viena vērtība ir izpētes oktānskaitlis (RON), ko nosaka ar testa dzinēju, kas darbojas ar mazu ātrumu 600 apgr./min. Otra vērtība ir motora oktānskaitlis (MON), ko nosaka ar testa dzinēju, kas darbojas ar lielāku ātrumu 900 apgr./min. Ja, piemēram, benzīna RON ir 98 un MON ir 90, tad publicētais oktānskaitlis būtu abu vērtību vidējā vērtība jeb 94.

Benzīns ar augstu oktānskaitli nepārspēj parasto benzīnu, novēršot dzinēja nosēdumu veidošanos, noņemot tos vai tīrot dzinēju. Tomēr mūsdienu degviela ar augstu oktānskaitli var saturēt papildu mazgāšanas līdzekļus, lai palīdzētu aizsargāt augstas kompresijas dzinējus. Patērētājiem vajadzētu izvēlēties zemāko oktānskaitli, kurā automašīnas dzinējs darbojas bez klauvēšanas. Reizēm neliela klauvēšana vai zvanīšana nekaitēs dzinējam un neliecina par nepieciešamību pēc lielāka oktānskaitļa. No otras puses, spēcīgs vai ilgstošs sitiens var izraisīt dzinēja bojājumus.

Papildu benzīna un oktānskaitļu nolasīšana

• Amerikas naftas institūts - API pārstāv ASV naftas un dabasgāzes nozari.
• Automobiļu benzīns FAQ - Šis ir Brūsa Hamiltona raksts ar ļoti labiem atsaucēm, ko Kails Hamars ir pārveidojis par HTML.
• Bieži uzdotie jautājumi par benzīnu, 1. daļa - Brūsa Hamiltona (Industrial Research Limited) visaptverošo benzīna bieži uzdoto jautājumu sākumpunkts.
• Benzīna FAQ — ir sniegta detalizēta informācija par oktānskaitli.
• HowStuffWorks: kā darbojas automašīnu dzinēji - Ja jūs nezināt, kā tas darbojas, tad šis ir raksts jums! Grafika ir forša, taču ir pieejama arī raksta drukājama versija.
• HowStuffWorks: ko nozīmē oktānskaitlis? – Tā ir Māršala Braina atbilde uz jautājumu.