بنزین و فرمول آن

بنزین یکی از مهم‌ترین فرآورده‌های نفتی و سوخت اصلی بسیاری از خودروهاست که از پالایش نفت خام به دست می‌آید. این ماده شفاف و قابل اشتعال، ترکیبی از چندین هیدروکربن مختلف است و برخلاف تصور رایج، فرمول شیمیایی واحدی ندارد.
ترکیبات بنزین معمولاً شامل پارافین‌ها، نفتن‌ها، اولفین‌ها و ترکیبات آروماتیک است. عدد اکتان نیز یکی از مهم‌ترین شاخص‌های کیفیت بنزین محسوب می‌شود و مقاومت آن در برابر احتراق زودرس را نشان می‌دهد.
در ادامه با ترکیبات بنزین، فرمول شیمیایی آن، عدد اکتان و تفاوت انواع بنزین بیشتر آشنا می‌شویم.

مشخصات بنزین‌
چند نکته مهم در مورد بنزین
بنزین سوپر چیست؟
تفاوت فرمول بنزین و گازوئیل
فرمول بنزین و گازوئیل
عدد اکتان بنزین چیست؟
عدد اکتان بنزین چگونه تغییر می کند؟
تاثیر بنزین بر محیط زیست
بنزین پیرولیز چیست؟
بنزین کراکینگ چیست؟
بنزین ریفورمینگ چیست؟

مشخصات بنزین‌

بنزین برای عملکرد مناسب در موتور خودرو باید ویژگی‌های مشخصی داشته باشد. مهم‌ترین مشخصات بنزین شامل چگالی، فشار بخار، میزان صمغ، مقدار گوگرد و عدد اکتان است.

1. چگالی

چگالی بنزین یکی از ویژگی‌های مهم آن است که معمولاً در دمای ۱۵ درجه سانتی‌گراد اندازه‌گیری می‌شود. چگالی به ترکیبات موجود در سوخت و میزان سبک یا سنگین بودن آن مربوط است و می‌تواند بر مصرف و عملکرد موتور تأثیر بگذارد.

2. فشار بخار بنزین

فشار بخار یا RVP میزان تمایل بنزین به تبخیر شدن را نشان می‌دهد. فشار بخار مناسب به احتراق بهتر سوخت کمک می‌کند، اما اگر بیش از حد بالا باشد، تبخیر بنزین و انتشار آلاینده‌ها افزایش پیدا می‌کند.

3. میزان صمغ موجود در بنزین

صمغ‌ها در اثر اکسید شدن برخی ترکیبات ناپایدار بنزین ایجاد می‌شوند. افزایش صمغ می‌تواند باعث گرفتگی مسیر سوخت، آسیب به پمپ و کاهش کیفیت عملکرد موتور شود؛ به همین دلیل مقدار آن در بنزین باید کنترل شود.

4. میزان گوگرد موجود در بنزین

با وجود فرآیند گوگردزدایی در پالایشگاه، مقدار کمی گوگرد ممکن است در بنزین باقی بماند. گوگرد زیاد می‌تواند باعث افزایش آلایندگی، خوردگی برخی قطعات و آسیب به سیستم‌های کنترل آلایندگی خودرو شود؛ بنابراین مقدار آن باید مطابق استانداردهای سوخت باشد.

5. عدد اکتان بنزین

عدد اکتان میزان مقاومت بنزین در برابر احتراق زودرس یا ناک را نشان می‌دهد. هرچه عدد اکتان متناسب با نیاز موتور بالاتر باشد، سوخت مقاومت بیشتری در برابر ناک دارد و عملکرد موتور می‌تواند بهتر و پایدارتر باشد.
انتخاب بنزین با عدد اکتان مناسب باید بر اساس توصیه سازنده خودرو انجام شود. همچنین برخی مکمل‌های سوخت می‌توانند در شرایط خاص به افزایش عدد اکتان کمک کنند.

چند نکته مهم در مورد بنزین

مقدار بنزین تولیدشده از نفت خام به نوع نفت و فرآیند پالایش بستگی دارد. بنزین یک ماده خالص با فرمول شیمیایی مشخص نیست، بلکه مخلوطی از هیدروکربن‌های مختلف است که معمولاً در محدوده مشخصی از دما تقطیر می‌شوند.
چگالی بنزین از آب کمتر است؛ به همین دلیل در صورت ریختن روی آب، روی سطح آن قرار می‌گیرد. همین ویژگی باعث می‌شود آب برای خاموش کردن آتش ناشی از بنزین گزینه مناسبی نباشد و استفاده از خاموش‌کننده مناسب ضروری باشد.

بنزین سوپر چیست؟

بنزین سوپر نوعی بنزین با عدد اکتان بالاتر است که مقاومت بیشتری در برابر احتراق زودرس یا ناک دارد. برای رسیدن به این ویژگی، در فرآیند تولید از ترکیبات و افزودنی‌های مناسب استفاده می‌شود.
در گذشته از ترکیبات سرب‌دار برای افزایش عدد اکتان استفاده می‌شد، اما به دلیل آثار زیان‌بار آن‌ها بر سلامت انسان و محیط زیست، استفاده از سرب در سوخت خودروها کنار گذاشته شد. امروزه بسته به استاندارد و نوع سوخت، از ترکیبات مختلفی مانند اتانول و برخی مواد اکسیژن‌دار برای بهبود ویژگی‌های بنزین استفاده می‌شود.

تفاوت فرمول بنزین و گازوئیل

بنزین و گازوئیل هر دو از فرآورده‌های نفت خام هستند، اما از نظر ترکیبات، فراریت و نحوه احتراق با یکدیگر تفاوت دارند. بنزین سبک‌تر و فرارتر است و معمولاً در موتورهای بنزینی که با جرقه شمع کار می‌کنند استفاده می‌شود؛ در حالی که گازوئیل سوختی سنگین‌تر و کم‌فرارتر است و در موتورهای دیزلی به کار می‌رود.
از نظر ترکیب شیمیایی نیز هیچ‌کدام فرمول واحدی ندارند و از مخلوطی از هیدروکربن‌های مختلف تشکیل شده‌اند. به طور کلی، هیدروکربن‌های موجود در گازوئیل زنجیره‌های کربنی بلندتری نسبت به بنزین دارند؛ به همین دلیل گازوئیل چگالی و گرانروی بیشتری دارد.

فرمول بنزین و گازوئیل

بنزین و گازوئیل فرمول شیمیایی مشخص و واحدی ندارند، زیرا هر دو مخلوطی از ترکیبات مختلف هستند. بنزین بیشتر شامل هیدروکربن‌های سبک‌تر و گازوئیل شامل هیدروکربن‌های سنگین‌تر است.
بنزین به دلیل فراریت بالاتر، سریع‌تر تبخیر و مشتعل می‌شود؛ در مقابل، گازوئیل دیرتر تبخیر می‌شود و نقطه اشتعال بالاتری دارد. به همین دلیل این دو سوخت برای سیستم‌های احتراقی متفاوتی طراحی شده‌اند.
به طور خلاصه، بنزین سوختی سبک و فرار برای موتورهای جرقه‌ای است، در حالی که گازوئیل سوختی سنگین‌تر و کم‌فرارتر برای موتورهای دیزلی محسوب می‌شود.

عدد اکتان بنزین چیست؟

عدد اکتان بنزین معیاری برای سنجش مقاومت سوخت در برابر احتراق خودبه‌خودی و پدیده ناک (کوبش موتور) است. هرچه عدد اکتان مناسب‌تر و بالاتر باشد، بنزین مقاومت بیشتری در برابر احتراق زودرس دارد.
موتورهای با نسبت تراکم بالا، به‌ویژه برخی موتورهای توربوشارژ، ممکن است به بنزین با عدد اکتان بالاتری نیاز داشته باشند. با این حال، بهترین انتخاب همیشه عدد اکتانی است که توسط سازنده خودرو توصیه شده است و استفاده از بنزین با اکتان بالاتر از نیاز موتور لزوماً باعث افزایش توان یا عملکرد آن نمی‌شود.
به طور کلی، بنزین معمولی و بنزین سوپر از نظر عدد اکتان با یکدیگر تفاوت دارند؛ اما مقدار دقیق اکتان آن‌ها به استاندارد و مشخصات سوخت در هر کشور بستگی دارد. در صورت نیاز، استفاده از مکمل افزایش اکتان نیز باید مطابق دستور سازنده انجام شود.

عدد اکتان بنزین چگونه تغییر می کند؟

عدد اکتان به ساختار و نوع هیدروکربن‌های موجود در بنزین بستگی دارد. به طور معمول، هیدروکربن‌های شاخه‌دار مقاومت بیشتری در برابر خودسوزی دارند، در حالی که برخی هیدروکربن‌های زنجیره‌خطی عدد اکتان پایین‌تری دارند.
برای تعریف مقیاس عدد اکتان، ایزو‌اکتان (۲،۲،۴-تری‌متیل‌پنتان) به عنوان مرجع با عدد اکتان ۱۰۰ و نرمال هپتان با عدد اکتان صفر در نظر گرفته می‌شود. عدد اکتان بنزین در واقع بیانگر عملکرد ضدکوبشی آن در مقایسه با این مواد مرجع در شرایط استاندارد آزمون است.
بنابراین، عدد اکتان را نباید به‌سادگی به عنوان «درصد ایزو‌اکتان موجود در بنزین» در نظر گرفت؛ بلکه این عدد یک شاخص استاندارد برای سنجش مقاومت سوخت در برابر ناک است.

تاثیر بنزین بر محیط زیست

مهم‌ترین اثر زیست‌محیطی بنزین به فرآیند تولید و احتراق آن مربوط می‌شود. سوختن بنزین در موتور خودرو باعث انتشار گازهایی مانند دی‌اکسید کربن (CO₂) می‌شود که از عوامل مؤثر در تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی است.
میزان انتشار CO₂ به مقدار سوخت مصرف‌شده و بازده موتور بستگی دارد. به همین دلیل، کاهش مصرف سوخت و استفاده از خودروها و موتورهای کم‌مصرف می‌تواند به کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای کمک کند.

بنزین پیرولیز چیست؟

بنزین پیرولیز یا Pyrolysis Gasoline (Pygas) یکی از محصولات جانبی فرآیند کراکینگ با بخار آب در صنایع پتروشیمی است. این برش هیدروکربوری معمولاً سرشار از ترکیبات آروماتیک مانند بنزن، تولوئن و زایلن است.
بنزین پیرولیز خام معمولاً بیشتر به عنوان خوراک پتروشیمی مورد استفاده قرار می‌گیرد و پس از فرآوری می‌توان ترکیبات ارزشمند موجود در آن را برای تولید محصولات مختلف جدا کرد. به همین دلیل، کاربرد اصلی آن لزوماً سوخت خودرو نیست.

بنزین کراکینگ چیست؟

بنزین کراکینگ به برش‌های بنزینی حاصل از فرآیندهای کراکینگ در پالایشگاه و صنایع نفت و گاز گفته می‌شود. در کراکینگ، هیدروکربن‌های سنگین‌تر با شکستن پیوندهای شیمیایی به ترکیبات سبک‌تر تبدیل می‌شوند.
از انواع مختلف کراکینگ، از جمله کراکینگ کاتالیستی و کراکینگ با بخار آب، برای تولید خوراک‌های سبک‌تر و محصولات باارزش در پالایشگاه‌ها و مجتمع‌های پتروشیمی استفاده می‌شود. بسته به نوع فرآیند، محصولات به‌دست‌آمده می‌توانند در تولید بنزین یا مواد اولیه پتروشیمی کاربرد داشته باشند.

بنزین ریفورمینگ چیست؟

ریفورمینگ کاتالیزوری یکی از فرآیندهای مهم پالایشگاهی برای تبدیل نفتای کم‌اکتان به محصولی با عدد اکتان بالاتر به نام ریفرمیت است. این فرآیند با تغییر ساختار هیدروکربن‌ها، ترکیباتی مانند ایزوپارافین‌ها و هیدروکربن‌های آروماتیک تولید می‌کند.
ریفورمیت به عنوان یکی از اجزای مهم در تولید بنزین با اکتان بالا استفاده می‌شود. در این فرآیند همچنین هیدروژن تولید می‌شود که در دیگر واحدهای پالایشگاه برای فرآیندهای هیدروژنی کاربرد دارد.

---