Каким способом делают бензин. Из чего делают бензин? Технология производства бензина

В современном мире цены на бензин уверенно поднимаются вверх, несмотря на то, что стоимость нефти постоянно падает.

В связи с этим многие начинают задумываться над тем, возможно ли в домашних условиях изготовить бензин и как это сделать.

Получение из угля

Существует два эффективных и проверенных способа. Оба этих способа были разработаны германскими ученными в начале прошлого века.

В годы великой отечественной войны практически вся немецкая техника передвигалась при помощи угольного топлива.

Ведь, как известно, в Германии нет месторождений нефти, зато налажена добыча угля. Из бурого угля немцы изготавливали дизельное и бензиновое синтетическое топливо.

Как это ни удивительно, с точки зрения химии уголь не так сильно отличается от нефти, как многие полагают. Основа у них одна - это водород и горючие соединения углерода. Правда, водорода в угле поменьше. Горючую смесь можно получить, уровняв показатели водорода.

Сделать это можно следующими способами:

• гидрогенизация или по-другому ожижение;
• газификация.

Что собой представляет гидрогенизация

Приблизительно 80 кг бензина можно будет получить из одной тонны угля. При этом в угле обязательно должно содержаться 35% летучих веществ.

Для начала переработки, уголь мелко перемалывают до пылевидного состояния. Затем угольную пыль тщательно просушивают. После этого ее смешивают с мазутом или маслом до получения пастообразной массы.

Гидрогенизация - это добавление в угольную смесь недостающего водорода. Помещаем сырье в специализированный автоклав и нагреваем его. Температура в нем должна находиться на отметке 500 градусов, а давление 200 Бар.

Для того чтобы образовался бензин требуется пройти две фазы:

• жидкую фазу;
• паровую фазу.

В автоклаве протекает несколько достаточно сложных химических реакций. Уголь насыщается необходимым водородом, а входящие в его состав сложные частицы распадаются на простые.

В итоге мы получаем дизельное топливо или бензин. Это будет зависеть от самого процесса.

Еще раз весь процесс гидрогенизации по пунктам:

1. измельчение угля до состояния пыли;
2. добавление в него масла;
3. нагрев в автоклаве при большой температуре.

Очень важно сделать подходящее оборудование. Дома самостоятельно изготовить его достаточно сложно, ведь давление в автоклавах выше, чем в кислородных баллонах.

Это важно: помните о технике безопасности. Сам процесс достаточно взрывоопасный. Ни в коем случае не курите возле установки и не разводите огня.

Газификация

Газификация это разложение твердого топлива на газы.

Позже к полученным газам добавляют недостающие вещества и трансформируют в жидкое состояние для получения бензина.

Существует несколько способов переработки угля в бензин методом газификации.

Первый способ теоретически можно использовать дома. Называется он метод Фишера-Тропша. Но данный способ достаточно трудоёмок в исполнении, требует слишком сложного оборудования, а в итоге оказывается нерентабельным, поскольку тратится много угля и готовый бензин получается дешевле.

Кроме этого, выделяется большое количество углекислого газа, процесс переработки становится очень опасным в домашних условиях. Поэтому данный способ мы не станем разбирать подробней.

Также существует термический способ газификации. Он осуществляется при помощи нагрева сырья при полном отсутствии кислорода. Естественно для этого также требуется соответствующее оборудование. Ведь температура разложения угля на газ составляет 1200 градусов.

Основной плюс данного метода заключается в том, что часть газов отправляется на синтез бензинового топлива, а часть на подогрев сырья. Это помогает снизить затраты. Таким образом, уголь сам себя подогревает.

Изготовление бензина из старых покрышек

Изготовить бензин своими руками можно с помощью старых резиновых покрышек.

Для этого потребуются:

• резиновые отходы;
• печь;
• дистиллятор;
• емкости из огнеупорных материалов.

Совет специалиста: не стоит изготавливать бензин в городской квартире. Процесс сопровождается задымлением с едким запахом резины.

Пошаговая инструкция по изготовлению бензина из резиновых покрышек выглядит следующим образом:

1. Необходимо приготовить металлическую бочку с плотно закрывающейся крышкой. Кроме этого потребуется жароустойчивая трубка. Ее необходимо подсоединить сверху к крышке. Таким образом получится самодельный реторт. Затем необходима емкость для конденсата и еще одна небольшая ёмкость с двумя трубками для создания водяного затвора. Одну трубку опускают в воду, а вторую держат над ней.
2. Далее надо собрать устройство для выработки углеродов в жидком виде. Для этого к конденсату подсоединяем трубку от нашего реторта. Затем конденсат и водяной затвор также соединяем шлангом. Вторую трубку подсоединяем к печке, на которую устанавливаем реторт. В итоге получается система замкнутого типа для крегинга при высоких температурах.
3. Резину закладываем в реторт и плотно закрываем крышкой, затем необходимо нагреть ее на сильном огне. При высокой температуре молекулы резины разрушаются. Происходит возгонка, т. е. переход из твердого состояния в газообразное минуя жидкую стадию. Затем данный газ поступает в наш конденсатор, в котором температура намного ниже. Пары конденсируются, и как итог, мы получаем нефть в жидком виде.
4. Полученное вещество необходимо очистить, для того потребуется дистиллятор, который часто применяют при использовании самогонных аппаратов. Взвесь доводится до кипения при температуре 200 градусов, и получается бензин.

Примите к сведению: избегайте открытого огня при процессе дистилляции. Лучше всего воспользоваться электрической плиткой.

Альтернативные способы

Бензин делают не только из угля и резиновых покрышек.

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:

Старый добрый бензин – это самая популярная горючая жидкость для автомобилей на нашей планете. Ежедневно около 800 миллионов прожорливых автомобилей поглощает 7 миллиардов литров этой жидкости, и неиссякаемая жажда постоянно растет. Поддержание в безопасном состоянии мировых бензопроводов с текущей по ним крайне огнеопасной жидкостью является невероятно сложным и потенциально рискованным бизнесом. Для этого требуется сочетание блестящего инженерного умения, мастерства химиков, а также выдержка и терпение. Так из чего делают бензин?

Техас, США. Вас можно простить, если при взгляде на эту жаркую, безжизненную, продуваемую ветрами местность, вы сочтете ее сельской глухоманью. Но на самом деле, это одно из богатейших место в мире, так как Техас — родина американской нефтяной промышленности.

Здесь добывали нефть с 1894 года. Но настоящий нефтяной бум начался в 1901 году, когда фирма Lucas Gusher разом утроила добычу нефти в США.

С тех пор из техасской земли было выкачано почти 60 миллиардов баррелей и если нефтяные компании правильно подсчитали, то в запасе имеется примерно еще 10 миллиардов, которые предстоит добыть. Вязкая, дурно пахнущая, черная жидкость, которая их привлекает — это сырая нефть, являющаяся сырьем для производства бензина. Она образовалась из останков небольших морских растений и животных в пермский период. 250 миллионов лет спустя, под воздействием жары и давления, они превратились в один из важнейших в мире источников энергии. Это черное золото, техасский чай, самое лучшее что здесь есть. Она пахнет тухлыми яйцами, но также и деньгами.

В жаркое влажное техасское утро, бригада буровой вышки готовится пробурить очередную скважину. Каждый месяц в Техасе бурят свыше двух тысяч новых скважин, из них всех выкачивают более девятисот тысяч баррелей сырой нефти в день. Для поддержания добычи нефти на таком уровне, производители, подобные Оксидентал Петролеум, ежедневно бурят в среднем одну новую скважину. Для рабочих, которые здесь заняты, это жаркая, шумная, тяжелая работа является совершенно обычным делом. «Я очень люблю эту работу и занимаюсь ей 11 лет», говорит один из них. «Мы гордимся своей работой, на вышке. Мы словно одна большая семья».

Но перед бригадой стоит трудоемкая задача — добыть нефть. В этом районе, так называемом бассейне пермского периода, сырая нефть залегает на глубине до четырех километров, зажатая горными породами, возрастом около 542 миллионов лет. Для того, чтобы добраться до нее, на вышке используют огромные моторы, дабы опустить глубоко в землю борт с алмазным долотом.

От трения сильно поднимается температура, поэтому в трубу под высоким давлением постоянно закачивается вода для охлаждения бурильной головки. Затем вода перебрасывает буровой шлам на поверхность в виде бурового раствора.

Это шумная, опасная работа. Рабочие должны поддерживать нужное давление на буровой коронке. Если оно слишком мало, то установка не будет бурить, а если слишком большое, то сломается. Кроме того, рабочим надо быть постоянно начеку из-за угрозы выброса газа, который может вызвать катастрофические взрывы. «Труд на буровой вышке по-настоящему опасный, мы должны быть предельно осторожными на такой работе». Во время бурения, бригаде нужно постоянно наращивать новую девятиметровую бурильную трубу, используя громадный пятитонный автоматический трубный ключ, так называемый «железный помощник». Так как головка бура углубляется примерно на 5 метров в час, то эту тяжелую работу надо повторять через каждые два часа на протяжении всех суток. Если, в конце концов, им повезет, то они откроют нефтяной источник.

Сначала нефть под давлением пробивается через небольшие отверстия в готовой трубе и устремляется на поверхность. Но это естественное давление продолжается недолго, поэтому чтобы нефть текла постоянно, используются качалки насосной установки или «кивающий головой осел». Круговое движение вращающегося махового колеса преобразуется в вертикальное, и оно, подобно огромному металлическому шприцу, вытягивает нефть на поверхность. Эти спокойные настойчивые кивающие головой «ослики», которые разбросаны по пустыне, собирают урожай черного золота Техаса.

Но эти нефтепромыслы вдали на многие километры от тех мест, где требуется сырая нефть.

Поэтому ряд насосов закачивает ее в трубопровод, и отправляет в долгое путешествие на тысячи километров к месту назначения, в другую часть США — в цитадель блестящих серебристых труб — город Бэйтаун.

Он расположен менее чем в пятидесяти километрах от Хьюстона, и выглядит как футуристическая декорация из фильма «Бегущий по лезвию бритвы». Это единственный, самый крупный в Штатах нефтеперерабатывающий завод. Он занимает площадь более десяти квадратных километров. С металлическими трубами, длиной свыше восьми тысяч километров и может переработать более 562 тысяч баррелей сырой нефти ежедневно. Здесь не только невероятно жарко, но шум настолько оглушающий, что 4.000 здешних работников изнашивают в год более миллиона защитных наушников.

Предприятие такое огромное, что поглощает продукцию не только местного происхождения, но также перерабатывает нефть, поступающую со всего мира. Для удовлетворения потребностей Бэйтауна, сюда, на специально сконструированные причалы, прибывают громадные 300 метровые корабли. Ежемесячно приходит свыше 20 таких мощных судов. Каждая выгружает из огромных трюмов около трех миллионов баррелей нефти, столько же, сколько добывается на каждой вышке в Техасе за три с половиной дня.

Но всю эту нефть надо очистить, потому что она действительно не обработанная, сырая. Ее нельзя использовать как горючее для машины. В центре нефтеперерабатывающего завода расположена лаборатория. Она контролирует процесс превращения сырой нефти в пригодную продукцию.

Это сырая нефть, и в этом состоянии она не очень пригодна. Если ее залить в бак, то вы, к сожалению, не сможете никуда уехать.

Дело в том, что сырая нефть состоит из смеси углеводородов, каждый из которых имеет разные количество атомов углерода. У них различный вес. Самый легкий – пропан, а самый тяжелый используется для изготовления асфальта.

Получение бензина из этой смеси сложная задача, и для этого необходимы сложные химические процессы. В самой большой части завода, в блестящем как луна и высоком как собор сооружении, происходит сепарация сырой нефти. Ее нагревают до температуры свыше 370 градусов Цельсия и закачивают в основание башни. Оттуда поднимается пар, словно из котла. При тепловой обработке конденсируются молекулы. Сначала самые тяжелые, битумные, в основании. Более легкие молекулы, входящие в бензин и топливо для реактивных двигателей, продолжают подниматься, пока тоже не превратятся в жидкость и их можно будет откачать.

Но трудность производства разных типов бензина состоит в том, что теперь он становится необычайно взрывоопасной жидкостью, с которым приходится иметь дело. Ну конечно, именно способность бензина взрываться делает его таким полезным. Для того, чтобы убедиться, что он достаточно взрывчатый, рабочие осторожно отводят образец в лабораторию для анализа. Из каждого резервуара, объемом 191 литр сырой нефти, производят:
88 литров бензина
48 литров дизельного топлива
около 26 литров реактивного топлива и мазута
примерно 7 литров пропана
еще 32 литра других продуктов, таких, как смазочные материалы и пластмасса.

На этом заводе ежедневно производится столько бензина, что его хватит на то, чтобы машина 770 раз слетала на Луну и обратно. Лаборатория делает окончательный анализ всей производимой на нефтеочистительном заводе продукции, и если она не соответствует требованиям заказчиков, то не выходит за ворота завода. Топливо проверяют, заливая в приспособления для оценки бензина.

Одним из них является устаревший, но крепкий двигатель, который испытывают на детонационную стойкость. В моторе появляется стук, когда топливо самовозгорается, так как оно сжимается в цилиндре двигателя. Причиной преждевременного возгорания является слишком большое содержание гептана и недостаточно октана в смеси. При увеличении процентного содержания октана, смесь можно улучшить, пока не прекратится стук.

Затем лаборатория отсылает данные обратно, на основное очистительное производство, чтобы исправить все допущенные при смешивании ошибки и получить отличную смесь.

Когда перегонка на заводе завершена, то открывают некоторые из пятисот вентилей и бензин течет по подземному трубопроводу, по которому подается на многочисленные терминалы, подобные тому, что на юге Хьюстона.

Отсюда он перекачивается в огромные бензовозы для транспортировки по дороге.

Но заполнения автоцистерны более сложное дело, чем обычная заправка вашей машины. Это может быть опасным занятием, шофер автоцистерны должен быть очень осторожным и внимательным. Перевоз сотен литров быстро испаряющегося груза означает, что водителю надо строго соблюдать меры безопасности. Ошибка при загрузке и разгрузке цистерны может привести к взрыву, поэтому он не должен допускать опасных случайностей. Металлический кузов способен генерировать искры от статического электричества, поэтому сначала крепится провод для заземления трейлера, а также сверху, на каждом отсеке подключают щупы, контролирующие перелив. Во избежание легко воспламеняющихся испарений, крепят второй шланг для улавливания паров. Он откачивает любые утечки, которые иначе могли бы попасть в атмосферу. Только после установки и подключения всех этих штуковин, водитель может присоединить шланги и начать перекачку бензина.

Ежедневно более миллиона литров бензина безопасно доставляются на местные АЗС только из этого терминала. Бензин, перекаченный в огромный резервуар заправочной станции, наконец, готов к потреблению. Поэтому, когда в следующий раз вы будете заправлять машину бензином и удивитесь его цене, то в качестве самоутешения подумайте о том, какая огромная работа была проделана, чтобы вертелись колеса вашего автомобиля.

Владимир Хомутко

Время на чтение: 4 минуты

А А

Как проходит процесс получения бензина из нефти?

Нефть является сложной смесью углеводородных соединений. В сыром виде она практически не применяется, и для того, чтобы получить нефтепродукты, пригодные для использования, её необходимо переработать. Суть заключается в разложении её на фракции и в дальнейшей их переработке.

Происходит переработка нефти с целью получения высококачественного топлива на крупных нефтеперерабатывающих предприятиях, называемых НПЗ. Многим интересно было бы узнать, можно ли воспроизвести процесс получения бензина из нефти в домашних условиях и вообще, каким образом получают это топливо в современных условиях. Об этом мы и расскажем в этой статье.

Стоит сразу отметить, что помимо бензина из нефти получают еще много практически необходимых продуктов. К ним относятся дизельные моторные топлива, керосины, мазуты, смазочные и другие масла и многое, многое другое. Можно сказать, что это полезное ископаемое в современном мире используется со всей максимально возможной эффективностью.

Химически нефть на 80-85 процентов состоит из углерода и на 12-14-ть – из водорода. Остальное – это сернистые и азотистые соединения, немного кислорода и металлических примесей.

Углеводородные нефтяные соединения делятся на легкие и тяжелые, нафтеновые, парафиновые и ароматические, и так далее.

Нефть перегоняют в бензин с помощью целой серии химических температурных процессов. Так называемый прямогонный бензин получают путем прямой перегонки нефтяного сырья, и в дальнейшем полученные в результате этого технологического процесса фракции поступают на вторичную переработку, видов которой – достаточно много (каталитический риформинг, гидрокрекинг, каталитический и термический крекинг и так далее). Но – обо всем по порядку.

С помощью такой методики бензин начали получать на заре развития автомобилестроения. Сам процесс происходит в так называемых ректификационных колоннах, однако прямую перегонку можно осуществить и в домашних условиях, о чем мы поговорим несколько позднее.

Суть этого процесса заключается в том, что сырую нефти нагревают, и с постепенным повышением температуры она разделяется на фракции, имеющие различную температуру кипения.

Процесс может происходить как при атмосферном значении давления, так и в вакууме различной глубины.

В процессе ректификации из нефти при разных температурах испаряются летучие фракции, такие, как:

• бензиновая фракция (испаряется первым при температурах до 180-ти градусов);
• керосин (испарение происходит в температурном диапазоне от 150-ти до 305-ти градусов);
• дизельное топливо (температуры выкипания – от 180-ти до 360-ти градусов и выше).

Полученные бензиновые и другие пары охлаждаются и конденсируются обратно в жидкое состояние.

Сразу оговоримся, что такой способ обладаем массой существенных недостатков. К ним относятся:

• мало количество получаемого топлива (из одного литра сырья бензина таким образом выходит всего порядка 150-ти миллилитров);
• качество прямогонного бензина – очень низкое, с октановым числом в пределах от 50-ти до 60-ти единиц;
• чтобы довести прямогонный бензин до приемлемых качественных характеристик (до октанового числа выше 90-та единиц), необходимо большое количество разного рода присадок.

В настоящее время для получения бензина высокого качества используются другие, более совершенные методики. Наиболее популярными из них являются каталитический и термический крекинги.

Каталитический и термический крекинг

Сразу оговоримся – в домашних условиях эти процессы воспроизвести нельзя, поскольку они достаточно сложны и требуют специального технологического оборудования. Чтобы не загружать вас сложной физико-химической терминологией, постараемся описать эти процессы, с помощью которых нефть перерабатывают в нефтепродукты, как можно более простым и понятным языком.

Суть любого крекингового процесса заключается в разложении нефтяных компонентов на составляющие под действием высоких температур и с применением катализаторов. Другими словами, сложные углеводородные соединения разлагаются на более простые, с меньшей молекулярной массой (например, бензины).

Несомненными достоинствами таких технологий являются:

Нередко крекинговые процессы в технологических линиях используют с другими современными технологиями – каталитическим риформингом, гидрокрекингом, изомеризацией и так далее. Все эти технологии преследуют одну цель – получение наиболее качественного топлива и увеличение глубины переработки нефтяного сырья.

Основные качественные характеристики бензинов

Основным показателем, характеризующим качеством бензинового топлива, является его октановое число, показывающее детонационную устойчивость бензина.

Другими словами детонационные процессы можно описать таким образом: в камере сгорания двигателя образуется топливно-воздушная смесь, пламя в которой распространяется с огромной скоростью – от полутора до двух с половиной тысяч метров в секунду; если значение давления в процессе этого воспламенения слишком большое, то образуются дополнительные перекиси, увеличивающие взрывную силу (детонацию), что крайне негативно сказывается на состоянии поршневой группы.

В настоящее время наибольшее распространение получили бензины, чье октановое число – 92, 95 и 98 единиц.

Стоит сказать, что в процессе эксплуатации детонационные процессы в двигателе могут быть спровоцированы не только топливом низкого качества, но и неисправностями самого двигателя. Неверное положение заслонки дросселя, неправильно настроенное зажигание, обедненная горючая смесь, перегрев, наличие в топливной системе нагаров и другие неисправности – все это может вызывать детонацию.

Для повышения значения октанового числа используются многочисленные присадки.

Это могут быть алкилы, эфиры, спирты, а также присадки, которые повышают устойчивость топлива к замерзанию. Ранее наиболее популярной присадкой был тетраэтилсвинец, который хорошо повышал октановое число, но был вреден для экологии окружающей нас среды. Оседая в легких человека, он значительно повышал риск возникновения раковых заболеваний. В настоящее время от его применения практически отказались, используя экологически чистые виды присадок.

Производство бензина из нефти в домашних условиях

Для получения домашнего бензина идеально подходит самогонный аппарат. Проблема остается одна – где взять сырую нефть? Этот вопрос оставим без ответа, а суть процесса перегонки нефти такова:

• берется герметичная емкость, оборудованная сверху газоотводной трубкой и высокотемпературным термометром для измерения внутренней температуры среды в емкости;
• сырая нефть заливается в емкость, которую герметично закрывают крышкой (газоотводная трубка должна быть опущена в другую емкость);
• емкость с сырьем начинают нагревать (лучше всего использовать электрические нагревательные приборы, поскольку использование газа чревато воспламенением горючей нефтяной смеси и взрывом);
• вторая емкость ставится в холодное помещение, температура в котором должна быть примерно + 5 градусов Цельсия (если такого помещения нет, тогда газоотводную трубку необходимо охладить (например, с помощью льда);
• поскольку либо вторая емкость, либо трубка значительно холоднее проходящих через неё нефтяных паров, происходит их конденсация, и во вторую емкость стекает уже жидкий бензин.

Вот и весь процесс получения прямогонного бензина.

Напоминаем, что его качество будет очень низким, и без добавления присадок использовать его по назначению нельзя.

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%).

Практически каждый житель нашей страны знает, что такое бензин. Это известно даже детям школьного возраста, однако все эти знания слишком обобщенные. Многим известно лишь то, что эта жидкость необходима автомобилю для того, чтобы ехать. Но из чего делают бензин, какие виды бывают и как его получают - все это знают немногие. Давайте попытаемся разобраться в этих вопросах.

Что такое бензин?

Это горючее (топливо), использующееся для работы двигателей внутреннего сгорания, которыми оснащено большинство автомобилей (есть также машины на электрических моторах, где данное топливо не используется). Если говорить подробнее, то это смесь определенных углеводородов легкого типа, которые имеют температуру кипения в диапазоне 30-200 градусов по Цельсию. Плотность горючего составляет 0.7 г/см 3 , а его теплопроводность - 10500 ккал/кг. Это его основные характеристики. Есть также и такие параметры как марка и детонационная стойкость, но об этом немного позже.

Технология производства бензина

Нефть - основное сырье для изготовления этого топлива. Его получают посредством перегонки нефти, гидрокрекинга и дальнейшей ароматизации. Специальные бензины дополнительно очищаются от ненужных компонентов в составе, а также обогащаются разными добавками, которые в народе называют присадками.

Также известны такие случаи, когда при изготовлении бензина используется другое углеводородное сырье. К примеру, в Эстонии во время существования СССР бензин изготавливали из горючих сланцев, следовательно, его можно произвести из смол коксования и полукоксования с последующей очисткой. Синтез-газ также может быть сырьем для изготовления данного топлива (синтез-газ - это конверсии метана и газификации угля) - есть соответствующие технологии с применением когазина и синтина.

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.

Разновидности

Теперь вы понимаете, что такое бензин - это самая легкая жидкая фракция нефти, получаемая при перегонке этого черного сырья. В стандартный углеводородный состав этого топлива входят молекулы длиной от C 5 до C 10. Однако важно понимать, что есть разные типы этого топлива, поэтому состав и свойства бензинов могут существенно отличаться. Все зависит от того, как именно было получено горючее. Ведь его можно произвести не только посредством грубой перегонки нефти. Его получают даже из тяжелых фракций нефти (так называемый крекинг-бензин) и из попутного газа.

Газовый бензин

Интуитивно понятно, что данный продукт получают путем переработки нефтяного газа. В его составе содержатся предельные углеводороды, число атомов углерода в которых более трех. Существует стабильные и нестабильный газовый бензин. Стабильный может быть легким и тяжелым - он применяется в нефтехимии как сырье. Чаще всего используется на заводах органического синтеза, но также может использоваться для изготовления автомобильного бензина. При этом его просто смешивают с другими типами топлива.

Крекинг-бензин

Его получают путем дополнительной перегонки нефтепродукта. В среднем перегонка нефти дает всего лишь 10-20% бензина. Для увеличения этого числа тяжелые фракции нефти нагревают, что позволяет разорвать большие молекулы в их составе на мелкие. Это и есть крекинг, хотя технологический процесс в данном случае описан примитивно. С помощью данной технологии при перегонке нефти удается получить до 70% топлива от объема обрабатываемого сырья.

Пиролиз

Данная технология является очень похожей на крекинг. Есть лишь одно отличие - более высокая температура нагрева исходного сырья (700-800 градусов). Пиролиз позволяет довести выход бензина из сырья в объеме до 85%.

Октановое число и детонационная стойкость

Одной из самых важных характеристик бензина является его детонационная стойкость, которая определяется октановым числом. Существует топливо разных марок: Аи-92, Аи-95, Аи-98. Все эти марки бензина получают путем смешивания компонентов, которые были получены в результате разных технологических процессов. Естественно, существует ГОСТ, который регламентирует пропорции смешивания компонентов, что в итоге позволяет получить топливо с определенным октановым числом. Так, марка бензина Аи-98 имеет октановое число 98, марка Аи-95 - 95.

В данном случае октановое число 95 говорит о том, что в составе бензина содержится 95% изооктана и 5% гептана. Для разных стандартов двигателей (Евро-4, Евро-5) рекомендуют использовать тот или иной бензин. Разница между ними заключается в степени сжатия, при которой происходит детонация топлива (микровзрыв).

После первичной перегонки нефти обычно получают бензин с октановым числом 70. Такое топливо является низкосортным и ненужным, поэтому к нему добавляют разные добавки для повышения октанового числа (самой распространенной является тетраэтилсвинец, но также могут использовать и другие антидетонаторы).

Так, с помощью смешивания определенных компонентов и добавки присадок получают нужное топливо с конкретным детонационным числом. Производители автомобилей на базе двигателей стандарта Евро-5 рекомендуют заливать в бензобак определенное топливо. Бензин Аи-95 показан именно для таких моторов. Двигатели стандарта Евро-4 хорошо работают с топливом с более низким октановым числом - 92. Если же в мотор стандарта Евро-5 залить бензин Аи-92, при его работе возможна так называемая преждевременная детонация. Она случается из-за того, что бензин в цилиндрах воспламеняется раньше времени, из-за чего двигатель работает немного неправильно. При этом может наблюдаться потеря тяги и повышенный расход бензина. Если же в мотор стандарта Евро-4 добавить топливо Аи-95, то там взрывы бензина могут происходить с запозданием, что тоже плохо. Поэтому желательно использовать только тот бензин, который рекомендует производитель двигателя.

Определение октанового числа

Есть разные способы определить октановое число. Самый простой - измерить его с помощью портативного прибора. Его достаточно вставить в емкость с топливом, и он покажет значение октанового числа.

Второй способ - исследовательский. Его проводят с помощью однопоршневого двигателя без имитации напряженной езды. Также могут применять и моторный метод. При нем используется однопоршневый мотор с имитацией напряженной езды.

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.

Заключение

Теперь вы знаете, из чего делают бензин, а, главное - как. Нефть была и остается основным сырьем для изготовления топлива, поэтому потребность человечества в ней сейчас просто огромна. Пока что не существует серьезных (кроме урана) конкурентов среди энергоносителей, которые бы могли конкурировать с нефтью. Что касается самого бензина, с каждым годом он усовершенствуется, что сказывается на детонационной стойкости. Автомобильные двигатели также совершенствуются, и уже сегодня есть моторы, работающие на бензине с октановым числом 100 и 102. Однако основная масса современных двигателей потребляет топливо марки Аи-92 (более старые силовые установки) или Аи-95 (новые), но многие новые машины оснащаются двигателями, которые лучше работают с бензином Аи-98.