איך מייצרים בנזין? מהם הדירוגים של אוקטן?

בנזין מורכב מתערובת מורכבת של פחמימנים. רוב אלה הם אלקנים עם 4-10 אטומי פחמן למולקולה. כמויות קטנות יותר של תרכובות ארומטיות נוכחים. אלקנים ואלקינים עשויים להימצא גם בבנזין.

בנזין מיוצר לרוב על ידי זיקוק שברירי של נפט, המכונה גם נפט גולמי (הוא מופק גם מפחם ופצלי שמן). הנפט הגולמי מופרד לפי נקודות רתיחה שונות לשברים. תהליך זיקוק חלקי זה מניב כ -250 מ"ל בנזין ישר לכל ליטר נפט גולמי. ניתן להכפיל את תפוקת הבנזין על ידי המרת שברים של נקודת רתיחה גבוהה או נמוכה יותר לפחמימנים בטווח הבנזין. שני התהליכים העיקריים המשמשים לביצוע המרה זו הם פיצוח ואיזומריזציה.

בסדקים, שברים במשקל מולקולרי גבוה ו זרזים מחוממים עד לנקודה שבה קשרי הפחמן-פחמן נשברים. תוצרי התגובה כוללים אלקנים ואלקנים במשקל מולקולרי נמוך יותר מאשר היו בשבר המקורי. האלקנים מתגובת הפיצוח מתווספים לבנזין הפועל ישר כדי להגדיל את תפוקת הבנזין מהנפט הגולמי. דוגמה לתגובת פיצוח היא:

אלקאן ג₁₃ח₂₈ (l) → אלקן ג₈ח₁₈ (l) + אלקן C₂ח₄ (ז) + אלקן C₃ח₆ (ז)

בתוך ה תהליך איזומריזציה, אלקנים בעלי שרשרת ישרים הופכים לשרשרת מסועפת

במנועי בעירה פנימית, לתערובות האוויר הבנזין-דחוס יש נטייה להתלקח בטרם עת ולא להישרף בצורה חלקה. זה יוצר מנוע לדפוק, צליל רעשני או פינגינג אופייני בצילינדר אחד או יותר. ה מספר אוקטן בנזין הוא מדד להתנגדותו לדפיקה. מספר האוקטן נקבע על ידי השוואה בין המאפיינים של בנזין לאיזו-אוקטן (2,2,4-טרימתילפרנטן) ו- הפטן. לאיזוקטן מוקצה מספר אוקטן 100. זהו מתחם מסועף ביותר שורף בצורה חלקה, עם דפיקה קלה. לעומת זאת, לפטן ניתן דירוג אוקטן של אפס. זהו מתחם לא מסועף ודופק רע.

בנזין עם ריצה ישר יש מספר אוקטן של בערך 70. במילים אחרות, לבנזין בהפעלה ישרה יש את אותם תכונות דפיקות כמו תערובת של 70% איזוקטן ו- 30% הפטן. ניתן להשתמש בפיצוח, איזומריזציה ותהליכים אחרים להגברת האוקטן דירוג בנזין לכ -90. ניתן להוסיף סוכנים נגד דפיקה כדי להעלות עוד יותר את דירוג האוקטן. עופרת טטרה-אתיל, Pb (C2H5) 4, הייתה גורם אחד כזה, שנוסף לגז בשיעור של עד 2.4 גרם לגלון בנזין. המעבר לבנזין נטול עופרת דרש תוספת של תרכובות יקרות יותר, כגון ארומטים ואלקנים מסועפים מאוד, כדי לשמור על מספרים גבוהים של אוקטן.

משאבות בנזין לרוב רושמות מספרים של אוקטן כממוצע של שני ערכים שונים. לעתים קרובות אתה עשוי לראות את דירוג האוקטן המצוטט כ- (R + M) / 2. ערך אחד הוא ה- מחקר מספר אוקטן (RON), אשר נקבע כאשר מנוע מבחן פועל במהירות נמוכה של 600 סל"ד. הערך האחר הוא הערך מספר אוקטן מוטורי (MON), אשר נקבע כאשר מנוע מבחן פועל במהירות גבוהה יותר של 900 סל"ד. אם, למשל, לבנזין יש RON של 98 ו- MON של 90, אז המספר האוקטן שפורסם יהיה הממוצע של שני הערכים או 94.

בנזין עתיר אוקטן אינו עולה על הבנזין האוקטן הרגיל במניעת היווצרותם של מרבצי מנוע, הסרתם או בניקוי המנוע. עם זאת דלקים אוקטניים גבוהים מודרניים עשויים להכיל חומרי ניקוי נוספים שיסייעו בהגנה על מנועי דחיסה גבוהה. על הצרכנים לבחור את דרגת האוקטן הנמוכה ביותר בה מנוע המכונית פועל בלי לדפוק. דפיקות אור או פינגינג מדי פעם לא יפגעו במנוע ואינן מצביעות על צורך באוקטן גבוה יותר. מצד שני, דפיקות כבדות או מתמשכות עלולות לגרום לנזק במנוע.

• מכון נפט אמריקאי - ה- API מייצג את תעשיית הנפט והגז הטבעי בארה"ב.
• שאלות נפוצות בנושא בנזין לרכב - זהו המאמר המפורסם היטב של ברוס המילטון, שהוסב ל- HTML על ידי קייל המאר.
• שאלות נפוצות על בנזין חלק 1 - נקודת מוצא לשאלות נפוצות בנושא בנזין מקיף של ברוס המילטון (Industrial Research Limited).
• שאלות נפוצות בנושא בנזין - ניתן לקבל מידע מפורט על דירוג אוקטן.
• HowStuffWorks: איך מנועי רכב עובדים - אם אתה לא יודע איך זה עובד, זה המאמר בשבילך! הגרפיקה מגניבה, אך קיימת גם גרסה להדפסה של המאמר.
• HowStuffWorks: מה המשמעות של אוקטן? - זו התשובה של מרשל מוח לשאלה.