Автомобиль представляет собой сложную систему механизмов, которые требуют правильного ухода и соблюдения рекомендаций по эксплуатации. Их устанавливает производитель и указывает подробно в виде списка в инструкции.

Бензин - это, как известно, топливо. От его качества и основных характеристик зависит долговечность работы автомобиля. Если горючее подобрано в соответствии с требованиями потребует ремонта или замены еще нескоро. Поэтому, применяя качественный бензин с требуемым набором характеристик, водитель может значительно снизить затраты на обслуживание своей машины.

Сегодня существует множество разновидностей топлива для двигателя. В чем их отличие, помогут разобраться советы опытных автолюбителей и технологов. Сделать правильный выбор в этом случае будет просто.

Общая характеристика

Бензином называется смесь, получаемая в результате Она предназначена для двигателей внутреннего сгорания. Воспламенение в системе происходит принудительно. Бензин «Форда», «Опеля», «Лады» и т. д. может отличаться по ряду характеристик. Это связано с разницей в составе топлива.

Основными характеристиками, которые определяют область применения топлива для автомобилей, являются фракционный состав, детонационная и химическая стабильность, давление насыщенных паров и т. д. Перед покупкой той или иной разновидности следует ознакомиться с основными свойствами топлива.

Детонационная стойкость и октановое число

Пламя в двигателе распространяется в норме со скоростью 20-30 м/с. В некоторых случаях она может значительно возрасти (до 1500-2500 м/с). В этот момент возникает детонация. Она влияет на работу двигателя. Образуется волна, которую создает бензин. «Опель», «Пежо», «Мерседес» или автомобиль любой другой марки при возникновении такой ситуации начинает перерасходовать топливо.

Детонация снижает мощность двигателя. При этом прогорают его выхлопные клапаны и поршни. Чтобы обозначить стойкость топлива к детонации, используют октановое число. Для его определения в процессе разработки и создания бензина производитель проводит испытания при нагруженных и легких условиях.

Методы определения октанового числа

Бензин - это топливо, которое в процессе работы двигателя смешивается с воздухом в определенной пропорции. Октановое число может определяться двумя основными способами. Это исследовательский и моторный метод. В первом случае испытания проводят при небольших нагрузках, а во втором - при высоких оборотах и температуре нагрева.

По способу испытания виды бензина разделяют на 2 основные группы. Первая из них может иметь в маркировке букву «И». Это значит, что октановое число было установлено при помощи исследовательского подхода. Если маркировка включает в себя букву «А», это значит, что замер предела детонации производился моторным способом. Октановое число может быть установлено двумя этими способами одновременно. Маркировка в этом случае имеет буквы «АИ».

Классификация по октановому числу

Определяясь на заправке с вопросом "какой бензин лучше всего заливать в двигатель", следует рассмотреть общепринятую классификацию по октановому числу. В ее основе лежит исследовательский метод.

Согласно ей, существует 4 вида бензина. Различают «Нормал-80», «Регуляр-92», а также «Супер-98» и «Премиум-95». Наряду с АИ-80 первая разновидность предназначена для двигателей грузовых автомобилей.

Вместо этилированного бензина А-93 в легковых машинах сегодня принято применять «Регуляр-92». Для зарубежных автомобилей, мотор которых изготовлен по всем европейским нормам и требованиям, принято использовать «Супер-98» или «Премиум-95». Это топливо способно продлить срок эксплуатации механизмов двигателя иномарки, а также полностью соответствует высоким экологическим требованиям.

Качество бензина

Владельцы иномарок, например «Мерседеса», «Форда», «Пежо», бензин для которых должен соответствовать высоким европейским стандартам, озадачиваются вопросами повышения качества отечественного топлива.

В нашей стране также существует практика повышения качества топлива и октанового числа при помощи специальных добавок. Это антидетонационные компоненты. Чтобы предупредить образование нагара в двигателе, их применяют в сочетании с выносителем.

Антидетонаторы содержат свинец. Испаряясь из двигателя с выхлопными газами, эти вещества попадают в окружающую среду, отравляя ее. Поэтому применение подобных технологий является довольно сомнительным методом. Лучше изначально приобретать бензин высокого качества, который соответствует экологическим требованиям.

Неправильно выбранное топливо

Стараясь выбрать лучший бензин для своего автомобиля, многие водители все же допускают ошибки. Каждый производитель калибрует мотор под определенный тип смеси. Если вся система, микропроцессоры и датчики рассчитаны на «Премиум-95», двигатель не сможет полноценно работать на «Нормал-80».

При этом датчик детонации при нагрузках, резких ускорениях будет постоянно срабатывать. Это становится причиной неустойчивой работы мотора, снижения его динамики. Если датчик детонации работает неправильно, силовой агрегат может перегреваться. Клапан и поршни при этом разрушаются гораздо быстрее. Расход топлива начинает увеличиться. Ремонт двигателя и прочих систем обойдется дороже, чем постоянно заправлять машину бензином требуемого класса.

Как оценить качество бензина?

Недобросовестные продавцы могут самостоятельно менять химический состав топлива для получения большей прибыли. Чтобы не стать жертвой обмана, следует приобретать топливо у проверенных реализаторов.

Бензин - это, как известно, расходный материал, от которого зависит работа автомобиля. На его качестве экономить нельзя. Проверку можно провести самостоятельно. Для этого бензин наливают в прозрачную емкость. Вещество должно быть бледно-желтого цвета без примесей.

Если в емкость добавить марганцовки, топливо не должно стать розовым. В противном случае изменение окраски свидетельствует о разбавлении его водой. На некоторых фирменных заправках во избежание подделок бензин окрашивают разными средствами.

Если нанести каплю горючего на ладонь и растереть ее, не должно остаться жирного следа. Иначе это говорит о примеси Также должен насторожить любой запах, нехарактерный для нефтепродуктов.

Химические качества хорошего бензина

В поисках ответа на вопрос о том, сколько бензина следует залить в бак, нужно тщательно изучить инструкцию по эксплуатации. Эти параметры производитель четко прописывает в данном документе.

При сгорании должно выделяться максимальное количество тепла. Причем термодинамические характеристики также должны быть высокими. Качественный бензин легко прокачивается по трубопроводам и механизмам мотора. Этот показатель не должен снижаться в условиях низких температур, запыленности. Оптимальный показатель испарения позволяет длительно хранить бензин и обеспечивать его быстрое возгорание при работе мотора.

Также хороший продукт защищает элементы системы от коррозии. Современное высококлассное топливо ко всему прочему должно быть экологически безопасным. Элементы распада не должны отравлять окружающую среду.

Мнение экспертов

Чтобы приобрести качественный бензин, эксперты советуют придерживаться ряда рекомендаций. Это позволит избежать обмана со стороны продавцов, сохранить работоспособность двигателя на долгое время. В первую очередь нужно обратить внимание на репутацию реализатора. На заправках, которые дорожат своим именем, никогда не будут продавать низкопробный бензин.

В подобных точках продажи топлива обязательно есть уголок покупателя, а также соответствующая документация о праве реализовывать бензин. Даже на старых, но качественных заправках выполнен ремонт, есть соответствующая разметка, предупреждающие таблички и указатели.

Должна насторожить неоправданно низкая стоимость бензина. На качестве этого продукта, как уже было сказано выше, не стоит экономить.

Стал дефицитным бензин — многие автомобилисты задумываются, что бы еще изобрести для его экономии, а то и замены. Выдвигаются идеи, возникают споры. Выясняется, однако, что не все их участники отчетливо представляют себе, что такое нынешний автомобильный бензин. Этой теме мы и решили посвятить нашу сегодняшнюю лекцию, подготовленную по литературным источникам.

Бензин, как известно, получают из нефти . Эта природная жидкость в своей основе состоит всего из двух химических элементов — углерода (84—87%) и водорода (12—14%). Но они соединяются между собой в великом множестве сочетаний, образуя вещества, которые мы называем углеводородами. Смесь разнообразных жидких углеводородов — это и есть нефть.

Если нагревать нефть при атмосферном давлении, то сначала из нее испаряются самые легкие углеводороды, а по мере повышения температуры — все более и более тяжелые. Конденсируя их по отдельности, получаем разные фракции; те из них, которые выкипали в диапазоне температур от 35° до 205°С, считаются бензином (для сравнения конденсат, полученный при температурах от 150 до 315°С, называют керосином, от 150 до 360°С — дизельным топливом).

Однако такой способ (он называется прямой перегонкой) дает очень мало бензина — всего 10—15% от перегоняемой нефти. Огромный парк автомобилей, нуждающихся в этом виде топлива, так не «прокормить». Поэтому основная масса товарного бензина добывается в результате так называемых вторичных процессов переработки нефти, к которым относят термический и каталитический крекинг, платформинг, риформинг, гидрориформинг и еще многие. Процессы эти сложные, но их объединяет общая цель — раздробить большие и сложные молекулы тяжелых углеводородов на более мелкие и легкие, образующие бензин. Не вдаваясь в технологические подробности вторичной переработки, отметим лишь, что она позволяет не только в несколько раз увеличить выход бензина из нефти, но и обеспечивает более высокое качество продукта по сравнению с прямой перегонкой.

Итак, легкие нефтяные фракции, которые могут служить топливом для карбюраторных автомобильных двигателей, получены и из них нужно приготовить товарный бензин с определенными свойствами. Об этих свойствах мы и поговорим.

Теплота сгорания. Химическая энергия заключенная в любом топливе, при его сгорании выделяется в виде тепла, а его можно превратить в механическую работу. Именно это и происходит в моторах наших машин. Удельная теплота сгорания автомобильных бензинов — величина довольно постоянная, каждый

килограмм этого топлива выделяет примерно 10600 килокалорий — серьезный заряд энергии, который достаточен например, чтобы поднять тяжесть в 4,5 тысячи тонн на метровую высоту.

Октановое число . В смеси паров бензина с воздухом, которая сжата в камере сгорания двигателя, пламя распространяется со скоростью 1500—2500 м/с. Если же сжатие слишком велико, в горючей смеси образуются перекиси, и сгорание приобретает взрывной характер. Это и есть хорошо знакомая автомобилистам детонация, которая приводит к аварийному выходу двигателя из строя

Стойкость бензина против детонации оценивается его октановым числом. Оно определяется сравнением исследуемого бензина со специальным эталонным топливом, состоящим из смеси изооктана (его октановое число принимается за 100) и гептана (принимается за ноль). Сколько процентов изооктана в смеси, на которой мотор работает так же, как и на данном бензине, таково и октановое число этого бензина.

Разумеется, моторная установка в этом опыте специальная, исследовательская, а все условия опыта стандартизованы. Если же говорить о езде в обычных эксплуатационных условиях, то приписывать детонацию только свойствам самого бензина было бы неверно. Опасность ее появления возрастает в связи со следующим: большое открытие дроссельной заслонки в карбюраторе, обедненная горючая смесь, увеличенное опережение зажигания, повышение температуры двигателя, уменьшение оборотов коленчатого вала, большое количество нагара в цилиндрах, неблагоприятные атмосферные условия (высокая температура и малая влажность воздуха, повышенное барометрическое давление). Кстати, сочетание именно этих факторов зачастую приводит водителя к ошибочным выводам, дескать, на АЗС залили плохой бензин, или наоборот — вот какой хороший мотор, даже на низкооктановом бензине не детонирует.

Здесь надо заметить, что октановое число бензина определяется в первую очередь тем, какие фракции, какие углеводороды в нем преобладают. К высокооктановым компонентам относятся алкилбензин (смесь ароматических углеводородов), толуол, изооктан, алкилат (смесь изопарафиновых углеводородов).

Можно, однако, повысить октановое число бензина, добавляя в него специальную присадку — антидетонатор. До последнего времени с этой целью очень широко использовали тетраэтилсвинец (ТЭС) или тетраметилсвинец, приготовляя известные всем этилированные бензины. Но при их использовании на свечах, клапанах и стенках камеры сгорания откладывается окись свинца, а это вредно для двигателя. Главное, однако, в другом ТЭС — сильный яд, его присутствие в выхлопных газах отравляет атмосферу и наносит вред людям и вообще всему живому. Поэтому сейчас повсеместно, в том числе и в нашей стране, отказываются от этиловой жидкости, несмотря на связанное с этим повышение себестоимости бензин

Фракционный состав объективно характеризует испаряемость моторного топлива Чем ниже температура, при которой перегоняется 10% бензина, тем лучше его пусковые свойства, но тем больше опасность появления паровых пробок в топливоподающей магистрали, а также обледенения карбюратора. Сравнительно невысокая температура перегонки 50% бензина свидетельствует о его хорошей испаряемости в рабочих режимах, но опять-таки и о способности вызывать обледенение. Наконец, высокая температура перегонки 90% говорит о том, что в бензине много тяжелых фракций, которые способствуют разжижению масла в картере и связанному с этим ухудшению смазки деталей двигателя.

Мы только что упомянули о паровых пробках и обледенении карбюратора. Первое, очевидно, не требует особых пояснений, поскольку это явление знакомо каждому автолюбителю. Следует лишь заметить, что у товарных бензинов, поставляемых на АЗС в холодное время года (с октября по март включительно), температура перегонки 10% общего объема составляет 55°С, а летом — 70°С. Именно поэтому «зимний» бензин, сохраненный до жаркой поры, при езде может изрядно помучить паровыми пробками, особенно в уличных заторах.

Что же касается обледенения карбюратора, то о нем стоит сказать несколько слов. Испарение жидкости всегда связано с поглощением тепла и охлаждением зоны испарения. То же и в карбюраторе. Один из реальных экспериментов показал, что при температуре воздуха +7°С через две минуты после пуска мотора дроссельная заслонка остыла до —14°С; если нет каких-то защитных мер, образование льда в подобном случае неминуемо. Главная из таких мер — забор воздуха в воздушный фильтр из зоны выхлопных труб («зимнее» положение заборника). Следует иметь в виду, что условия, в которых обледенение карбюратора представляет реальную опасность, таковы: температура воздуха от —2° до +10°С, относительная влажность — 70—100%. Вывод прост: хотя многие карбюраторы имеют жидкостный подогрев, а в современные товарные бензины вводится специальная антиобледенительная присадка, все же с приходом холодов надо не упустить момент и своевременно переключить воздухозаборник в зимнее положение.

Смолообразование . С течением времени в среде жидких углеводородов могут происходить химические реакции, в результате которых образуются клейкие каучукоподобные вещества, называемые смолами. Они очень вредны, поскольку засоряют карбюратор и отлагаются на стержнях впускных клапанов. Предрасположенность того или иного товарного бензина к смолообразованию может быть разной, она зависит от фракционного и химического состава смеси, но есть и общие условия внешнего характера, которые следует иметь в виду. Перечислим их. Чем больше бензин соприкасается с воздухом, тем быстрее в нем образуются смолы, поэтому в баке автомобиля осмоление идет гораздо быстрее, чем в доверху наполненной и закупоренной канистре. Тепло и свет, а также присутствие воды ускоряют выпадение смол. Материал, из которого сделана тара, тоже играет определенную роль: медь и свинец усиливают смолообразование.

Гигроскопичность . В принципе вода с чистым бензином не смешивается, она опускается на дно сосуда и остается там в виде отдельного слоя. Но очень малое ее количество (60—100 граммов на тонну бензина) все-таки переходит в раствор. В ароматических углеводородах (бензол, толуол) растворимость воды в 8—10 раз больше, поэтому в тех товарных бензинах, где есть такие компоненты, может содержаться хоть и небольшое, но все же заметное количество воды. Для сгорания топлива это не помеха, однако если раствор насыщен, то при определенных условиях (скажем, при понижении температуры) вода может выделиться из топлива и доставить немалые хлопоты — образовать кристаллики льда в дозирующих элементах карбюратора или способствовать их окислению. Поэтому бензин следует по возможности оберегать от попадания в него воды.

Разумеется, мы сегодня упомянули далеко не обо всем, что касается бензина и представляет известный практический интерес для автомобилистов. «За кадром» у нас остались темы, заслуживающие отдельного разговора: об оценке, маркировке, особенностях и ассортименте товарных бензинов. Но несколько слов о составе двух наиболее распространенных сегодня марок здесь все же надо сказать.

Бензин А-76 . Основой для него служит продукт каталитического риформинга или каталитического крекинга, в который примешивают бензин термического крекинга или прямой перегонки. Для получения нужного октанового числа в эту смесь добавляют либо этиловую жидкость, либо высокооктановые углеводородные компоненты.

Бензин АИ-93 в этилированном варианте представляет собой продукт каталитического риформинга мягкого режима (75—80%), в который добавлены толуол (10—15%), алкилбензин (8—10%) и этиловая жидкость. Неэтилированный бензин АИ-93 получают на базе продукта каталитического риформинга жесткого режима (70—75%) с добавлением алкилбензина (25—28%) и бутан-бутиленовой фракции (5—7%).

Если рассматривать вопрос о том, из чего делают бензин, то, конечно, многие сразу могут сказать, что из нефти. Это утверждение верно, однако это лишь верхушка айсберга, а реальный процесс производства топлива гораздо сложнее.

Бензин на нефтезаводах

Итак, сразу стоит сказать, что процесс производства - это длительный, требующий терпения и знания химии процесс.

Производством бензина в России занимаются 32 Такое количество промышленных мощностей позволяет Российской Федерации поддерживать высокую марку топлива. Из чего делают бензин? Конечно же, начальным сырьем для производства этого является сырая нефть. Для примера можно взять нефти. Чтобы было понятнее, 1 баррель - это 159 литров. Также важно отметить, что при переработке сырой нефти ее объем постоянно увеличивается и достигает 168 литров. В итоге из этого объема можно получить следующее количество топлива:

• 102 литра обычного бензина.
• 30 литров дизельного топлива.
• 25 литров топлива, используемого авиацией.
• 11 литров нефтезаводского газа, который получается путем перегонки нефти.
• 10 литров вторичного продукта - нефтяного кокса.

Как делают бензин

Для того чтобы получить топливо, необходимо провести некоторое количество операций с сырой нефтью. Все дело в том, что начальный продукт состоит из смеси различных углеводородов. Также важно понимать, что каждая молекула этого вещества содержит различное количество именно атомов углерода. Если объяснять просто, то каждая из этих молекул имеет свой рост и вес.

Чтобы получить молекулы бензина, которые являются наиболее простыми и легкими, необходимо нагревать сырую нефть до тех пор, пока более сложные и тяжелые частицы не разорвутся до более простых - бензиновых. Другими словами, если отвечать на вопрос о том, как делают бензин, можно сказать, что его получают путем термообработки сырой нефти. Однако к этому процессу стоит добавить еще некоторые более мелкие процессы, вроде очистки и переработки.

Процесс производства

Если ответить на вопрос о том, из чего делают бензин, простым ответом - из нефти, то это не совсем верное утверждение, так как в этом топливе имеются и некоторые примеси, однако об этом позже.

Для получения топлива в первичном виде необходимо подвергнуть сырье первичной обработке. Под этой обработкой понимают очистку нефти от солей, а также примеси воды. Эти процессы осуществляются под воздействием электрического поля. Результатом этой процедуры является отделение воды от нефти, а также обессоливание до необходимого показателя. После окончания этой процедуры переходят к термической обработке нефти. Именно после таких процедур получаются такое топливо - бензин, газ, дизель.

Далее следует процедура каталитического риформинга. В течение именно этой процедуры полученный бензин после первичной обработки превращают в топливо, характеризующееся высоким октановым числом. Однако такие как 92-й или 95-й, получают путем смешивания разных компонентов, которые были получены в результате разных процессов переработки сырой нефти.

Октановое число

Если с вопрос о том, из чего делают бензин, стало все более-менее понятно, то, что такое октановое число знают совсем немногие. Всем известно, что название каждой марки бензина содержит буквенное, а также цифровое обозначение. Такие буквы, как А или же АИ, и указывают на метод определения октанового числа. А - моторный процесс, АИ - исследовательский. А вот цифры, которые идут после, и показывают на количественное содержание октанового числа в топливе.

Всем известно, что и нефть, и бензин - взрывоопасные вещества. Так как бензин из нефти получается путем ее переработки, то это свойство никуда не девается. Октановое число указывает на стойкость топлива к детонации. Другими словами, чем оно выше, тем выше безопасность марки топлива. Однако стоит понимать, что показатель этот относительный, и любая искра все равно станет причиной взрыва.

Основные свойства бензина

К основным свойствам бензина можно отнести такие его характеристики, как химический состав, а также способности к испарению, горению, воспламенению. Кроме этого можно еще выделить стойкость к детонации и активность коррозии.

Важно знать, что все физические и химические свойства бензинового топлива будут изменяться в зависимости от того, какое количество углеводородов и каких именно углеводородов в нем содержится. Для более наглядного примера можно взять за основу температуру замерзания для бензина. При обычной обработке показатель замерзания этой жидкости составляет -60 градусов по Цельсию. Однако при использовании дополнительных компонентов, эта цифра может достигать -71 градуса по Цельсию. Температура же испарения бензина - это 30 градусов. Чем выше поднимается этот показатель, тем быстрее будет происходить испарение. Также важно отметить, что количество паров топлива от 74 граммов до 123 граммов и более на один кубический метр уже будут образовывать взрывоопасную смесь.

Химические свойства

Для того чтобы рассматривать химические свойства и их стабильность у бензина, необходимо основываться на важнейшем показателе - времени, которое эти свойства остаются неизменными. Этот показатель является наиболее важным, так как при длительном хранении топлива наиболее легкие углеводороды начинают испаряться, что сильно снижает эксплуатационные характеристики жидкости в целом. По государственным стандартам Российской Федерации следует, что химический состав любой марки бензина от 92-й до 98-й оставался без изменений в течение пяти лет. Данный срок прописан с учетом хранения взрывоопасного топлива по всем правилам.

Мини-НПЗ

В настоящее время вопрос с производством и покупкой топливо стоит достаточно остро, так как ресурсы истощаются, а из-за этого цена на этот продукт все время увеличивается. В свете этих событий возникает вопрос, что же выгоднее покупать - бензин и другое топливо - или производить его самостоятельно. Важно понимать, что для большинства предприятий и компаний и расходы на топливо являются наиболее обширными. Именно в такой ситуации многие и приходят к рассмотрению идеи о мини-НПЗ. Этот вариант не кажется таким уж плохим, особенно если учитывать стоимость топлива и стоимость мини-НПЗ. Приобрести такой мини-завод может практический каждый крупный предприниматель, что уже говорить о, допустим, регионе целой страны.

Виды НПЗ

В настоящее время на рынке можно приобрести мини-завод по переработке нефти практически любого типа. Это является наиболее важным критерием, так как эксплуатировать эти промышленные мощности приходится в самых различных климатических условиях. По этой причине рынок насыщен самыми разными видами НПЗ. Присутствуют любые экземпляры, начиная от жаровыносливых и коррозионностойких, до "арктических" установок. Большой выбор среди мини-НПЗ позволяет осуществлять переработку сырого продукта практически в любых условиях.

Стоит отметить, что сами по себе также могут работать на разном топливе. Для их функционирования можно использовать природный или сжиженный газ, дизельное топливо, мазут, сырую нефть. Такой выбор топлива для работы самой фабрики предоставляет широкий спектр возможностей для эксплуатации объекта, а также позволяет удовлетворить какие-либо индивидуальные предпочтения по выбору рабочего горючего продукта.

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.

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.

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.