بنزین و فرمول آن

بنزین ماده‌ای شفاف و قابل اشتعال از مشتقات نفت‌ خام است که بیشتر به عنوان سوخت در موتورهای اشتعال جرقه‌ای و موتورهای درون‌سوز مورد استفاده قرار می‌گیرد. بنزین محتوی مجموعه‌ای از مواد آلی مثل هیدروکربن‌های سبک دارای ۴ تا ۱۲ اتم کربن می‌باشد. هیدروکربن‌هایی مانند پارافینها، نفتن‌ها و اولفینها در بنزین موجود هستند. ولی می‌شود اکتان ها را به عنوان یکی از ترکیبات مشخص در بنزین دانست.

علاوه بر این معمولاً مقداری ناخالصی در بنزین وجود دارد. همچنین مواد دیگری مانند رنگ یا ترکیبات دارای اکسیژن مثل اتانول به دلایل مختلف به بنزین افزوده می‌شوند. برخی ترکیبات موجود در بنزین مانند بنزن موادی سرطان‌زا هستند.

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 ها با توجه به کاربردی که در موتور خودرو دارند، دارای یک سری مشخصات هستند که در ادامه به مشخصات بنزین اشاره می­‌گردد.

1. چگالی

چگالی (Density) سوخت ها اصولاً به وسیلۀ پیکنومتر (Pycnometer) یا هیدرومتر (Hydrometer) اندازه گیری می‌­شود. اندازه گیری چگالی مرجع در دمای 60˚ F (15˚ C) و فشار اتمسفر انجام شده و برحسب kg/liter بیان می‌­شود. در مورد بنزین هرچه چگالی بنزین بالاتر باشد و به اصطلاح بنزین سنگین تر باشد، مصرف آن کمتر بوده و برای مصرف کنندگان مطلوب تر است.

2. فشار بخار

فشار بخار رد یا (Reid Vapor Pressure (RVP در حقیقت فشاری است که در درجه حرارت معین، توسط بخار سوخت بر سطح آزاد مایع وارد می‌­شود. این فشار به وسیلۀ دستگاهی با همین نام اندازه گیری می‌­شود. هر چه فشار بخار یک مایع بیشتر باشد آن مایع فرار تر است. فراریت میزان تمایل سوخت به تبخیر شدن است و هرچه فراریت گاز بیشتر باشد، سوخت بهتر و کامل تر می­‌سوزد.
علی رغم این که بالا بودن فشار بخار سبب بهتر سوختن بنزین می‌­شود، باید به این نکته توجه داشت که هرچه فشار بخار سوخت بالاتر باشد تبخیر و اتلاف آن بیشتر بوده و آلودگی بیشتری ایجاد می­‌نماید. پس لازم است تا با درنظر گرفتن همۀ شرایط، فشار بخار بنزین در شرایط بهینه تنظیم گردد.

3. میزان صمغ موجود در بنزین

صمغ ها (Gum) ترکیباتی هستند که در اثر اکسید یا پلیمری شدن اولفین های ناپایدار درون بنزین ایجاد می‌­شوند. غلظت صمغ موجود در بنزین نباید از 0.1 گرم بر لیتر بیشتر شود. افزایش میزان صمغ در بنزین می­ تواند موجب اشکالاتی نظیر انسداد لوله های انتقال دهندۀ بنزین و انسداد و خرابی پمپ ها شود. از دیگر اشکالات ایجاد شده در اثر افزایش میزان صمغ در بنزین، کاهش عدد اکتان بنزین در حدود 2 تا 3 واحد خواهد بود. با گذشت زمان، میزان صمغ موجود در بنزین افزایش می­‌یابد. برای جلوگیری از مشکلات یاد شده باید سعی داشت که حتی المکان میزان صمغ موجود در بنزین را کاهش داد و در صورتی که مقدار صمغ در مشخصات بنزین زیاد بود، بنزین مورد نظر باید زودتر مصرف شده و ذخیره نگردد.

4. میزان گوگرد موجود در بنزین

بنزین خروجی از پالایشگاه با وجودی که مراحل تصفیه و گوگرد گیری را گذرانده، بازهم دارای مقدار اندکی گوگرد می‌­باشد. وجود گوگرد در بنزین سبب ایجاد اشکالات متعددی می‌­شود که عبارتند از:
.ایجاد خوردگی در باک، موتور و تجهیزات خودرو در اثر تشکیل اسید سولفوریک
.آلودگی محیط زیست به دلیل انتشار گازهای مسموم از اگزوز خودرو
.کاهش عدد اکتان بنزین
به همین دلایل باید مقدار گوگرد موجود در بنزین را تا جایی که امکان دارد کاهش داد. در گذشته مقدار مجاز گوگرد برای بنزین های معمولی 0.17 % و برای بنزین های سوپر 0.15 % بود که امروزه طبق استاندارد های جدید باید مقدار گوگرد از این مقادیر هم کمتر باشد.

5. عدد اکتان بنزین

عدد اکتان (Octane Number) معیاری برای تعیین کیفیت احتراق سوخت در موتورهای احتراق داخلی می‌­باشد. هرچه عدد اکتان بنزین بالاتر باشد، احتراق آن آرام تر بوده و بنزین با کیفیت تر می­‌باشد که برخی از مکمل های سوخت خودرو می توانند عدد اکتان را افزایش دهند. بنزین ها از لحاظ عدد اکتان دارای دو نوع بنزین معمولی (دارای عدد اکتان بین 84 تا 92) و بنزین سوپر (دارای عدد اکتان بین 87 تا 97) هستند.

چند نکته مهم در مورد بنزین

به‌طور معمول از یک بشکه ۱۶۰ لیتری نفت خام می‌توان تا ۷۲ لیتر بنزین تولید کرد. این میزان با توجه به نوع نفت خام مورداستفاده و نوع بنزین تولیدی متفاوت است. بنزین در دمای ۷۰ تا ۱۸۰ درجه سانتی‌گراد تقطیر می‌شود و فرمول شیمیایی بنزین C6H6 است. چگالی بنزین ۰٫۶۸۰ گرم بر سانتی‌متر مکعب است و به همین دلیل همیشه بر روی آب شناور می‌ماند و بنابراین آب ابزار خوبی برای خاموش کردن آتش بنزین نیست.

بنزین سوپر چیست؟

بنزین سوپر همان بنزین معمولی است که با اضافه کردن مکمل‌ ها و افزودنی‌ ها عدد اکتان آن را افزایش داده‌ اند. اولین بار در خلال جنگ جهانی اول فردی به نام میجلی با اضافه کردن سرب به بنزین متوجه شد که بدون پرداخت هزینه بالا می‌ توان عدد اکتان بنزین را بالا برد. ولی پس از مدتی به دلیل صدماتی که سرب به محیط زیست وارد می‌ کرد، متیل ترت‌ بوتیل برای بالا بردن عدد اکتان جایگزین سرب شد. پس از مدتی محققان دریافتند که ماده متیل ترت‌ بوتیل هم موجب آلودگی محیط زیست می‌ شود، از این رو به دنبال جایگزینی برای این ماده گشتند و در نتیجه موادی چون تولوئن، 2‌متیل، 2‌پروپانل، متیل‌ ترشری بوتیل اتر، متانول و اتانول را به عنوان مکمل‌ های اکتان افزا برای بالا بردن عدد اکتان معرفی کردند.

تفاوت فرمول بنزین و گازوئیل

هرچند گازوئیل و بنزین هردو از نفت خام به دست می‌آیند اما روش تصفیه متفاوتی دارند. تصفیه گازوئیل نسبت به بنزین آسان‌تر انجام می‌شود ولی آلاینده‌های بیشتری تولید می‌کند. بنزین نسبت به گازوئیل سبک‌تر بوده و آلودگی کمتری تولید می‌کند. گازوئیل از ترکیب آلکان‌ها و به‌صورت کلی زنجیره‌های کربنی تشکیل شده است. هر مولکول زنجیره‌ای کربنی به طول 12 اتم کربن در خود دارد. گازوئیل در مقایسه با بنزین، سوختی نسبتاً سنگین‌تر با گرانروی بیشتر و کمتر فرار است.

فرمول بنزین و گازوئیل

بنزین اساساً از ترکیب هیدروکربن‌هایی با طول ۷ (هپتان) یا ۸ (تری متیل پنتان) درست می‌شود درحالی‌که گازوئیل ترکیبی از هیدروکربن‌های نفتی در بازه 8 (اکتان) تا ۲۱ را شامل می‌شود. به دلیل این‌که گازوئیل درصد بیشتری‌اتم کربن در هر مولکول دارد (تقریباً معادل ۱۳ درصد بیشتر از بنزین) CO2 یا دی‌اکسید کربن تولید می‌کند. بااین‌حال، از نظر محتوای انرژی گازوئیل در جایگاه بالاتری نسبت به بنزین قرار می‌گیرد. محتوای انرژی بنزین برابر با ۳۳.۷ مگاژول در هر کیلوگرم و گازوئیل برابر ۳۶.۷ مگاژول در هر کیلوگرم محاسبه می‌شود. درنتیجه سوخت گازوئیل به میزان ۱۶ درصد از بنزین در این زمینه جلوتر است. با توجه به سبک‌تر بودن مولکول‌های بنزین و داشتن برخی افزودنی‌ها، این سوخت از گازوئیل فرارتر است. این یعنی در یک دمای ثابت تعداد بیشتری از مولکول‌های بنزین نسبت به گازوئیل تبخیر می‌شوند. به همین دلیل بنزین سریع‌تر آتش می‌گیرد. پیشرانه‌های بنزینی معمولاً دور موتور بالاتری دارند درحالی‌که موتورهای دیزلی گشتاور بیشتری تولید می‌کنند. از لحاظ اشتعال، بنزین بسیار خطرناک بوده و به دلیل فشار بخار بالا خیلی سریع مشتعل می‌شود. از سوی دیگر، به دلیل کم‌تر بودن فشار بخار گازوئیل، این سوخت دیرتر آتش می‌گیرد و در طی حادثه کم‌خطرتر است.

عدد اکتان بنزین چیست؟

عدد اکتان مقیاسی برای نشان دادن مقاومت بنزین در برابر گرما، فشار و احتراق خودبه‌خود (بدون جرقه) است. هر چه عدد اکتان بیشتر باشد، بنزین در مقابل پدیده احتراق مخرب ناشی از فشار و گرما مقاوم‌تر خواهد بود و احتراق بهتری خواهد داشت. درواقع عدد اکتان نشانگر میزان کیفیت و نحوه عملکرد بنزین است و هرچه این عدد بالاتر باشد موتور عملکرد و بهتری خواهد داشت. پیشرانه خودروهای مدرن به بنزینی با اکتان بالا نیاز دارد زیرا ضریب تراکم این پیشرانه‌ها بالا است و استفاده از بنزین اکتان پایین مشکلی که به آن ناک زدن گفته می‌شود را به دنبال خواهد داشت. بنزین با توجه به عدد اکتان معمولاً به دو دسته معمولی و سوپر تقسیم می‌شود که اکتان بنزین معمولی 87 و اکتان بنزین سوپر 95 است. استفاده از بنزین سوپر در موتورهای جدید و خصوصاً نمونه‌های توربوشارژ ضروری است اما در صورت در دسترس نبودن این نوع بنزین می‌توان با استفاده از مکمل بنزین، عدد اکتان بنزین معمولی را به سوپر نزدیک کرد.

عدد اکتان بنزین چگونه تغییر می کند؟

عدد اکتان بنزین با تغییر شکل مولکولهای کربن آن تغییر می کند، هر چه زنجیره مولکولی بنزین خطی تر باشد، عدد اکتان کمتری داشته و با پیچیده تر شدن آن، عدد اکتان بنزین نیز بالا می رود؛ اگر بخواهیم هیدروکربن های موجود در بنزین را بر پایه عدد اکتان آن دسته بندی کنیم، آلکانها (هیدروکربنهای خطی) دارای پایین ترین عدد اکتان و هیدروکربن های ایزومری (شاخه دارها) و حلقوی ها پس از آن قرار می گیرند؛ و در آخر این تقسیم بندی نیز آروماتیکها مانند بنزن با بالاترین عدد اکتان قرار دارند. بنابراین، عدد اکتان در آروماتیکها (که به نظر می رسد دارای پیچیده ترین شکل مولکولهای کربن هستند) به بالاترین میزان خود رسیده و در آلکانها یا هیدروکربنهای خطی این عدد حتی از صفر نیز پایین تر است. هیدروکربن شاخه دار ایزو اکتان (۲،۲،۴-تری متیل پنتان) در بنزین – به عنوان مرجع استاندارد جهت سنجش تمایل آن به مقاومت در برابر خود اشتعالی – عدد اکتان ۱۰۰ و به هیدروکربن نرمال(خطی) هپتان کمترین مقاومت یعنی عدد صفر داده شده است. پس عدد اکتان بنزین درصدی از ایزواکتان در نرمال هپتان است که بیانگر خاصیت ضد کوبشی برابر با بنزین مورد آزمایش در شرایط آزمون استاندارد است.

تاثیر بنزین بر محیط زیست

احتراق بنزین منبع مهمی از تولید دی اکسید کربن توسط انسان است. مانند احتراق هر سوخت فسیلی دیگری تشکیل دی اکسید کربن تأثیر منفی بر آب و هوای کره زمین می گذارد و باعث گرم شدن کره زمین و تغییرات اقلیمی می شود. مقدار کل دی اکسید کربن که هنگام سوختن بنزین ساطع می شود ، به میزان سوختی که استفاده می شود بستگی دارد. بنابراین اتومبیلی که سوخت کمتری استفاده می کند ، CO2کمتری تولید می کند. این امر باعث می شود که برای صرفه جویی در هزینه و محدود کردن میزان انتشار گاز CO2 ، اتومبیل هایی با کیفیت بهتر طراحی و تولید شوند.

بنزین پیرولیز چیست؟

بنزین پیرولیز خام (پای گس) با نام تجاری D.P.G. Dry Pyrolysis Gasoline به عنوان سوخت اتومبیل کاربرد دارد. این محصول جانبی شکست حرارتی نفتا (Naphta) در کوره های پتروشیمی، بعد از جدا سازی محصولات اصلی است. ملکولهایی ارزشمندی مانند بنزن، تولوئن، زایلن ها در بنزین پیرولیز وجود دارند که از این محصول میانی برای تولید محصولات دیگر پتروشیمی استفاده می شود. بنزین پیرولیز خام دارای حدود 40 تا 50 درصد بنزن و ترکیبات آروماتیک دیگر است. این برش هیدروکربوری به عنوان یکی از محصولات خروجی از واحد کراکر با توجه به ترکیبات موجود در آن دارای کاربردهای عمومی و تخصصی مختلفی می باشد.

بنزین کراکینگ چیست؟

کراکینگ فرآیندی است که در صنایع پتروشیمی کاربرد دارد. همچنین برای کاهش وزن مولکولی هیدروکربن‌ها به وسیله شکستن پیوندهای آنها استفاده می‌شود. این فرایند از روش‌های اصلی در تبدیل نفت خام به سوخت های مفید مانند بنزین، گازوییل، سوخت جت و نفت سفید است. همچنین به تمامی واکنش های تجزیه هیدروکربن ها کراکینگ گفته می شود و در صنعت نفت در مورد تجزیه یک گاز یا یک برش سبک مایع که در دمای بالا به منظور تولید هیدروکربن های سبک پتروشیمی در حضور بخار آب انجام می شود به کراکینگ با بخار آب مرسوم است. برای تبدیل نفت خام به سوخت های با ارزشی همچون بنزین-گازوییل-نفت سفید و سوخت جت از این فرآیند استفاده می شود

بنزین ریفورمینگ چیست؟

رفرمینگ کاتالیزوری یک فرآیند شیمیایی است که برای تبدیل نفتای پالایشگاه نفت تقطیر شده از نفت خام (معمولاً دارای درجه اکتان پایین) به محصولات مایع با اکتان بالا به نام ریفرمیت ها استفاده می شود که ذخایر ترکیبی برتر برای بنزین با اکتان بالا هستند . این فرآیند هیدروکربن‌های خطی با اکتان پایین (پارافین‌ها) را به آلکان‌های شاخه‌دار (ایزوپارافین‌ها) و نفتن‌های حلقوی تبدیل می‌کند که سپس تا حدی هیدروژنه می‌شوند تا هیدروکربن‌های آروماتیک با اکتان بالا تولید کنند

---

محصولات مدپاتکس

انواع اکتان بوستر، مکمل بنزین و انژکتور شور با تکنولوژی نانو