Октанове число, склад бензину

Октанове число бензину

Октанове число

Октанове число і цетанове число. Через принципово різного пристрою двигунів Даймлера і Дизеля до бензину і дизельного палива пред'являються прямо протилежні вимоги.

У двигуні внутрішнього згоряння з примусовим підпал суміш бензину і повітря в циліндрі при стисканні не повинна займатися. Якщо ж це станеться, виникає детонація.

Вперше стійкість бензинів до детонації була досліджена в 1921 р американським інженером Г. Рікардо. Він запропонував першу шкалу детонаційної стійкості бензинів. На початку 30-х р через високу стійкості до детонації за стандарт був обраний ізооктан (2,2,4-триметилпентан). Це з'єднання змішували в самих різних співвідношеннях з гептаном нормального будови (він надто схильний до детонації), і у кожного зразка визначали детонационную стійкість. Октанове число даного сорту бензину чисельно дорівнює змісту (в об'ємних відсотках) изооктана в його суміші з гептаном, при якому ця суміш еквівалентна по детонаційної стійкості досліджуваного палива в стандартних умовах випробування. Октанове число може перевищувати 100 (якщо бензин ще більш стійкий до детонації, ніж чистий ізооктан).

* Детонація - це вибуховий займання палива, яке проявляє себе у вигляді характерного звуку і призводить до швидкого зносу двигуна. При детонації фронт полум'я поширюється зі швидкістю 2-2,5 км / с, тоді як при нормальному згорянні палива в циліндрі швидкість становить лише 15-60 м / с.

Якщо для бензину важливо, щоб він не горів в суміші з повітрям навіть при високому ступені стиснення, то для дизельного палива, навпаки, необхідно, щоб воно мимовільно запалало в циліндрі. Для характеристики здатності різних сортів дизельного палива до займання прийнято використовувати цетанове число. Його визначають, порівнюючи здатність до займання даного палива і суміші вуглеводнів цетана (гексадекану C16 H34 t кип = 287 ° C) з метилнафталіном (рідина з t кип = 245 ° С).

Октанове число різних бензинів

Бензин прямої гонки 40-70
Бензин термічного крекінгу 70-75
Бензин каталітичного крекінгу 80-90
Бензин риформінгу 80-90

Цетанове число відповідає процентному вмісту цетана в суміші: чим воно вище, тим легше паливо самозаймається при стисненні. Чим більше в паливі нерозгалужених насичених вуглеводнів і чим менше розгалужених і ароматичних, тим вище здатність до самозаймання і детонації. Бензобаки автомобілів заправляють сумішшю бензинових фракцій, виділених в різних процесах переробки нафти. Базові компоненти бензину, крім бензину прямої перегонки, - це фракції, отримані в результаті процесів каталітичного і термічного крекінгу і риформінгу. Октанові числа цих фракцій, як правило, не перевищують 90. Тому до складу автомобільного бензину включають також високооктанові компоненти, які отримують в ході спеціальних промислових реакцій.

Подовження вуглеводневого ланцюга дозволяє збільшити октанове число до 105. Змішування всіх цих компонентів дозволяє отримати бензин з необхідним октановим числом.

склад бензину

Бензин. склад бензину

Проблему збільшення октанового числа бензинів можна вирішити за допомогою спеціальних добавок (їх називають антидетонаційними присадками). Так, додавання 0,82 г тетраетилсвинцю Pb (С2 Н5) 4 до 1 кг изооктана збільшує октанове число бензину до 110. Величезний недолік даної присадки (етилової рідини) полягає в тому, що при її згорянні утворюються високотоксичні сполуки свинцю, велика частина яких з вихлопними газами викидається в атмосферу. Через це у багатьох країнах заборонено застосовувати тетраетилсвинець.

Зараз основними добавками, що збільшують октанове число бензинів. служать кисень з'єднання - етиловий спирт, трет-бутиловий спирт (СН 3) 3 СОН, метил-трет-бутиловий ефір (СН 3) 3 СОСН3. метил-трет-аміловий ефір С2 Н5 С (СН3) 2О СН3. Октанові числа цих з'єднань високі (наприклад, у (СН3) 3 СОСН3 воно дорівнює 120), а токсичність їх, а також продуктів їх згоряння (вода і вуглекислий газ) низька.

якісний бензин

При промисловому випуску бензинів в них розчиняють газоподібні лінійні і розгалужені бутан, які не тільки володіють високими октановими числами, а й характеризуються високим тиском насичених парів.
Ще одна вимога - хімічна стабільність. Для збільшення стабільності в бензин при зберіганні додають спеціальні з'єднання - антиоксиданти. Їх дія заснована на уповільненні процесів окислення за рахунок перетворення активних радикалів в малоактивні. При відриві активним радикалом атома водню від ОН-групи утворюється неактивний радикал, що перериває ланцюгову реакцію окислення.

Порівняйте дорогі парфуми з їх складним неповторним ароматом і характерно пахне маслянисту жовтуватою рідиною, що заливається в баки автомобілів на бензоколонках. На перший погляд може здатися, що парфумерний шедевр - це копітка філігранна робота, а бензин - всього лише продукт великотоннажного хімічного виробництва. Насправді ж за складністю композиція звичайного бензину може потягатися з хорошими духами, а вимоги, що пред'являються сучасним суспільством до якості, економічності, екологічній чистоті бензину, стимулюють роботу сотень хімічних лабораторій по всьому світу. Справжні велетні світової нафтохімічної промисловості - «Брітіш Петролеум», «Шелл», «Шеврон» - щорічно витрачають мільйони доларів на розробку більш досконалих, безпечних для природи антидетонаційних присадок, на пошук нових унікальних композицій палива. А оскільки не за горами той день, коли нафтові запаси Землі виснажаться, перед хіміками стоїть фантастична за своєю складністю завдання - як з розумом витратити те, що є, а потім знайти, ніж це можна замінити.

* Етилова рідина - розчин тетраетилсвинцю в етілброміде С2 Н5 Вr. При її згорянні свинець переходить в летючий бромід PbВr2 (t пл = 370 ° С, t кип = 893 ° С).

Порада . Визначити, чи є в бензині тетраетилсвинець, можна за допомогою якісної реакції, що носить ім'я Кімштедта. Кілька крапель бензину наносять на фільтрувальний папір і висушують. При обробці сірководнем або сульфідом амонію утворюється сульфід свинцю, і на фільтрувальної папері з'являється інтенсивна темне забарвлення.

Перейти на англійську
What is the octane number of petrol