Bencin in oktansko število

Jody Dole/Getty Images

Bencin je sestavljen iz kompleksne mešanice ogljikovodiki . Večina teh je alkanov s 4-10 ogljikovimi atomi na molekulo. Manjše količine aromatske spojine so prisotni. Alkeni in alkini so lahko prisotni tudi v bencinu.

Bencin najpogosteje proizvajajo frakcijska destilacija od nafta , znana tudi kot surova nafta (pridobivajo jo tudi iz premoga in oljnega skrilavca). Surovo olje se loči glede na različna vrelišča na frakcije. Ta postopek frakcijske destilacije daje približno 250 ml bencina iz direktne destilacije na vsak liter surove nafte. Dobitek bencina se lahko podvoji s pretvorbo frakcij z višjim ali nižjim vreliščem v ogljikovodike v območju bencina. Dva od glavnih postopkov, ki se uporabljata za izvedbo te pretvorbe, sta krekiranje in izomerizacija.

Kako deluje krekiranje

Pri krekiranju so frakcije z visoko molekulsko maso in katalizatorji se segrejejo do točke, ko se vezi ogljik-ogljik zlomijo. Produkti reakcije vključujejo alkene in alkane z nižjo molekulsko maso, kot so bili prisotni v prvotni frakciji. Alkani iz reakcije krekinga se dodajo bencinu iz direktne destilacije, da se poveča izkoristek bencina iz surove nafte. Primer reakcije pokanja je:

alkan C₁₃H₂₈(l) → alkan C₈H₁₈(l) + alken C_dvaH₄(g) + alken C₃H₆(g)

Kako deluje izomerizacija

V proces izomerizacije , se ravnoverižni alkani pretvorijo v razvejane izomeri , ki gorijo učinkoviteje. Na primer, pentan in katalizator lahko reagirata, da nastaneta 2-metilbutan in 2,2-dimetilpropan. Med postopkom krekinga pride tudi do določene izomerizacije, kar poveča kakovost bencina.

Oktanske vrednosti in udarci motorja

V motorjih z notranjim zgorevanjem se stisnjene mešanice bencina in zraka nagibajo k prezgodnjemu vžigu, namesto da bi gorele gladko. To ustvarja motor potrkati , značilen ropotajoči ali piskajoči zvok v enem ali več valjih. The oktansko število bencina je merilo njegove odpornosti na udarce. Oktansko število se določi s primerjavo lastnosti bencina z izooktanom (2,2,4-trimetilpentanom) inheptan. Izooktanu je dodeljeno oktansko število 100. Je zelo razvejana spojina, ki gori gladko, z rahlim udarcem. Po drugi strani ima heptan oktansko število nič. Je nerazvejana spojina in slabo trka.

Bencin za direktno destilacijo ima oktansko število približno 70. Z drugimi besedami, bencin za direktno destilacijo ima enake udarne lastnosti kot mešanica 70 % izooktana in 30 % heptana. Krekiranje, izomerizacija in drugi postopki se lahko uporabljajo za povečanje oktanskega števila ocena bencina do približno 90. Za nadaljnje povečanje oktanskega števila se lahko dodajo sredstva proti detonaciji. Tetraetil svinec, Pb(C2H5)4, je bil eno od takšnih sredstev, ki so ga plinu dodajali do 2,4 grama na galono bencina. Prehod na neosvinčeni bencin je zahteval dodajanje dražjih spojin, kot so aromati in zelo razvejani alkani, da bi ohranili visoka oktanska števila.

Bencinske črpalke običajno objavijo oktanska števila kot povprečje dveh različnih vrednosti. Pogosto lahko vidite oktansko število kot (R+M)/2. Ena vrednost je raziskovalno oktansko število (RON), ki se določi s preskusnim motorjem, ki deluje pri nizki vrtilni frekvenci 600 vrt/min. Druga vrednost je oktansko število motorja (MON), ki se določi s preskusnim motorjem, ki teče pri višji vrtilni frekvenci 900 vrt/min. Če ima na primer RON 98 in MON 90, bi bilo objavljeno oktansko število povprečje obeh vrednosti ali 94.

Visoko oktanski bencin ne prekaša običajnega oktanskega bencina pri preprečevanju nastajanja usedlin v motorju, pri njihovem odstranjevanju ali čiščenju motorja. Vendar pa lahko sodobna visokooktanska goriva vsebujejo dodatne detergente za zaščito motorjev z visoko kompresijo. Potrošniki naj izberejo najnižjo oktansko stopnjo, pri kateri motor avtomobila deluje brez trkanja. Občasno rahlo trkanje ali zvonjenje ne bo poškodovalo motorja in ne pomeni potrebe po višjem oktanu. Po drugi strani pa lahko močno ali vztrajno trkanje povzroči poškodbo motorja.

Dodatno branje vrednosti bencina in oktanskega števila

• Ameriški naftni inštitut - API predstavlja ameriško industrijo nafte in zemeljskega plina.
• Pogosta vprašanja o avtomobilskem bencinu - To je članek Brucea Hamiltona z zelo dobrimi referencami, ki ga je v HTML pretvoril Kyle Hamar.
• Pogosta vprašanja o bencinu, 1. del - Izhodišče za obsežna pogosta vprašanja o bencinu Brucea Hamiltona (Industrial Research Limited).
• Pogosta vprašanja o bencinu - na voljo so podrobne informacije o oktanskih vrednostih.
• HowStuffWorks: Kako delujejo avtomobilski motorji - Če ne veste, kako deluje, potem je to članek za vas! Grafika je kul, vendar je na voljo tudi različica članka za tiskanje.
• HowStuffWorks: Kaj pomeni oktan? - To je odgovor Marshalla Braina na vprašanje.