Бензин. Основные показатели, свойства и характеристики.

Получение: Бензин образуется путем разгонки и отбора фракций нефти, выкипающих в определенных температурных пределах; до 100 °C — бензин I сорта, до 110 °C — бензин специальный, до 130 °C — бензин II сорта, до 265 °C — керосин («метеор»), до 270 °C — керосин обыкновенный, примерно до 300 °C — производится отбор масляных фракций. Остаток считается мазутом. Бензин в малых количествах получается с помощью переработки горючих сланцев и каменного угля, а также из естественных природных и сопутствующих газов. В некоторых случаях в производстве бензина может применяться и другое сырье из углеводородов. Существует возможность отгона фракций бензина, с использованием коксованных и полукоксованных смол с применением их дополнительной очистки. Кроме того, бензин изготавливают при помощи синтез-газа посредством синтин-процесса.

Применение бензина: Бензины предназначены для применения в поршневых двигателях внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (от искры). В зависимости от назначения их разделяют на автомобильные и авиационные.

Несмотря на различия в условиях применения автомобильные и авиационные бензины характеризуются в основном общими показателями качества, определяющими их физико-химические и эксплуатационные свойства.

Современные автомобильные и авиационные бензины должны удовлетворять ряду требований, обеспечивающих экономичную и надежную работу двигателя, и требованиям эксплуатации: иметь хорошую испаряемость, позволяющую получить однородную топливовоздушную смесь оптимального состава при любых температурах; иметь групповой углеводородный состав, обеспечивающий устойчивый, бездетонационный процесс сгорания на всех режимах работы двигателя; не изменять своего состава и свойств при длительном хранении и не оказывать вредного влияния на детали топливной системы, резервуары, резинотехнические изделия и др. В последние годы экологические свойства топлива выдвигаются на первый план.

Применяемость: Для легковых автомобилей зарубежного производства используйте бензин с октановым числом не менее 91 -92, для автомобилей 90-х годов рекомендуется применять бензин с октановымчислом не менее 94. Качество бензина, кроме фактического значения октанового числа, определяется степенью загрязнения механическими примесями, содержанием кислот, щелочей, органическихсоединений, сернистых соединений. К сожалению, производимые в СНГбензины на АЗС часто имеют пониженное качество по указанным вышепоказателям. В результате при сгорании топлива возникают детонационные процессы (заниженное фактическое октановое число), при детонации повышается интенсивность износа двигателя (механические примеси), усиливается смолообразование и нагарообразование, коррозионное воздействие надетали.
Учитывая все это Топливная система должна быть обязательно оборудована фильтром тонкой очистки, за состоянием которого необходимоследить и периодически заменять. Учитывая невысокое качество бензина, период замены фильтра тонкой очистки - 10000 - 15000 км. Полезно 1 разв год промывать топливный бак. Для двигателей с впрыском икатализатором используйте бензин не хуже АИ-95 неэтилированный илималоэтилированный.

Характеристики: Основным эксплуатационным свойствомбензинов является детонационная стойкость!

Детонация - это процессочень быстрого сгорания рабочей смеси (взрывной) с образованием вкамере сгорания ударных волн. Детонация приводит к прогоранию поршней и выпускных клапанов. Внешние признаки детонации - характерный металлический стук и вибрация, черный цвет отработавших газов (дым), неровная работа двигателя.
Главным признаком детонациислужит резкий звонкий стук в двигателе, который хорошо слышен с места водителя. Многие водители полагают, что это стучат поршневые пальцы. Вдействительности источником этих звуков являются вибрации деталейдвигателя от действия детонационной (ударной) волны.
Основные причины возникновения детонации следующие: несоответствие сорта бензина степени сжатия двигателя (слишком низкое октановоечисло), раннее зажигание, большое количество нагара в камере сгорания, работа двигателя при полностью открытой дроссельной заслонке и низкойчастоте вращения коленчатого вала, что бывает, например, при движениина подъеме " внатяг", когда водитель своевременно не перешел на низшую передачу. Длительная работа двигателя с интенсивной детонациейнедопустима, так как это может привести к повреждению прокладки головкиблока цилиндров, прогоранию поршней и клапанов. Однако незначительная детонация, которая сопровождается кратковременным, быстро исчезающимстуком в начале разгона автомобиля при полном нажатии на педаль акселиратора, считается нормальным явлением и не представляетопасности для двигателя.
Детонационные свойства оцениваются октановым числом, которое в свою очередь определяется двумя методами - исследовательским и моторным. Как правило, в обозначении бензина вместе с октановым числом указывается и метод, по которому оно определено(буква И - исследовательский). Чем выше октановое число, тем больше стойкость к детонации, тем больше и возможная степень сжатия двигателя, а следовательно, и больше мощность и экономичность.
Высокооктановые бензины получают двумя способами: сложным технологическим - увеличивают долю высокооктановых компонентов припроизводстве (неэтилированный бензин); более простой и дешевый способ -добавка к бензину тетраэтилсвинца (этилированный бензин).

Ассортимент, качество и состав автомобильных бензинов: Основную массу автомобильных бензинов в России вырабатывают по ГОСТ 2084-77 и ГОСТ Р51105-97 и ТУ 38.001165-97. В зависимости от октанового числа ГОСТ 2084-77 предусматривает пять марок автобензинов: А-72, А-76, АИ-91, АИ-93 и АИ-95. Для первых двух марок цифры указывают октановые числа, определяемые по моторному методу, для последних - по исследовательскому.
В связи с увеличением доли легкового транспорта в общем объеме автомобильного парка наблюдается заметная тенденция снижения потребности в низкооктановых бензинах и увеличения потребления высокооктановых.
Бензин АИ-98 с октановым числом 98 по исследовательскому методу производится по ТУ 38.401-58-122-95 и ТУ 38.401-58-127-95. Бензины А-76, А-80, АИ-91, А-92 и А-96 допускается вырабатывать с использованием этиловой жидкости. Малоэтилированный бензин АИ-91 с содержанием свинца 0, 15 г/дм3 выпускается по отдельным техническим условиям (ТУ 38.401-58-86-94). При производстве бензинов АИ-95 и АИ-98 использование алкилсвинцовых антидетонаторов не допускается.

Базовым компонентом для выработки автомобильных бензинов являются обычно бензины каталитического риформинга или каталитического крекинга. Бензины каталитического риформинга характеризуются низким содержанием серы, в их составе практически отсутствуют олефины, поэтому они высокостабильны при хранении. Однако повышенное содержание в них ароматических углеводородов с экологической точки зрения является лимитирующим фактором. К их недостаткам также относится неравномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. В составе бензинового фонда России доля компонента каталитического риформинга превышает 50 %.

Бензины каталитического крекинга характеризуются низкой массовой долей серы, октановыми числами по исследовательскому методу 90-93 единицы. Содержание в них ароматических углеводородов составляет 30-40 %, олефиновых - 25-35 %. В их составе практически отсутствуют диеновые углеводороды, поэтому они обладают относительно высокой химической стабильностью (индукционный период 800-900 мин.). По сравнению с бензинами каталитического риформинга для бензинов каталитического крекинга характерно более равномерное распределение детонационной стойкости по фракциям. Поэтому в качестве базы для производства автомобильных бензинов целесообразно использовать смесь компонентов каталитического риформинга и каталитического крекинга.

Бензины таких термических процессов, как крекинг, замедленное коксование имеют низкую детонационную стойкость и химическую стабильность, высокое содержание серы и используются только для получения низкооктановых бензинов в ограниченных количествах.
При производстве высокооктановых бензинов используются алкилбензин, изооктан, изопентан и толуол. Бензины АИ-95 и АИ-98 обычно получают с добавлением кислородсодержащих компонентов: метил-трет-бутилового эфира (МТБЭ) или его смеси с трет-бутанолом, получившей название фэтерол. Введение МТБЭ в бензин позволяет повысить полноту его сгорания и равномерность распределения детонационной стойкости по фракциям. Максимально допустимая концентрация МТБЭ в бензинах составляет 15 % из-за его относительно низкой теплоты сгорания и высокой агрессивности по отношению к резинам.

Для достижения требуемого уровня детонационных свойств этилированных бензинов к ним добавляют этиловую жидкость (до 0, 15 г свинца/дм3 бензина). К бензинам вторичных процессов, содержащим непредельные углеводороды, для их стабилизации и обеспечения требований по индукционному периоду разрешается добавлять антиокислители Агидол-1 или Агидол-12. В целях обеспечения безопасности в обращении и маркировки этилированные бензины должны быть окрашены. Бензин А-76 окрашивается в желтый цвет жирорастворимым желтым красителем К, бензин АИ-91 - в оранжево-красный цвет жирорастворимым темно-красным красителем Ж. Этилированные бензины, предназначенные для экспорта, не окрашиваются.
Примерные компонентные составы автомобильных бензинов различных марок приведены в таблице.

Маркировка: В СНГ в настоящее время производятбензины: А-72, А-76, А-80, АИ-91, АИ-92, АИ-93, АИ-95 и АИ-98.

Они выпускаются этилированными, малоэтилированными и неэтилированными, летних и зимних сортов6.
Все этилированные бензины окрашивают: А-72 - розовый; А-76 -желтый; АИ-93 -оранжево-красный; АИ-98 - синий.
За рубежом основными являются две марки бензина: " Премиум" (1-й сорт, октановое число 97-98) и " Регуляр" (2-й сорт, октановое число 90-94). В Англии, США и некоторых других странах выпускается также бензин " Супер" (октановое число 99-102).