Что входит в состав бензина: Формула бензина: химические свойства и характеристики топлива

Содержание

Что входит в состав бензина?

В чем заключается разница между различными марками автомобильных бензинов?

Октановое число Разница между бензинами определяется их характеристиками. Важнейший показатель топлива – октановое число. Его устанавливают по исследовательскому и моторному методу – соответственно, при средних и больших нагрузках на двигатель. Октановое число показывает детонационную стойкость.

Что будет если смешать 92 и 95 бензин в баке?

Проще говоря, «девяносто пятый» отличается от «девяносто второго» только тем, что в нем больше присадок — основа все равно одна. Следовательно, ничего критичного, если вы смешаете в баке бензин с разным количеством единиц, не случится.

Что лучше 92 или 95?

Отличие 92 бензина от 95 заключается в том, что топливо, имеющее меньшее октановое число, начнет раньше воспламеняться, чем того требует производитель. Впоследствии это приводит к прямому неконтролируемому взрыву, усиливающему нагрузку на цилиндро-поршневую группу. Ситуация опасна проблемами в обнаружении детонации.

Какой углеводород содержится в автомобильном топливе?

Углеводороды в бензине включают многие изопарафины, а также ароматические углеводороды и нафтены, а в бензине, полученном при крекинге, содержится от 15 до 25% олефинов. Октановое число углеводородов снижается в следующем порядке: изопарафины > ароматические > олефины > нафтены > н-парафины.

Что такое этилированный бензин?

Этилированными называются бензины, в которые для увеличения октанового числа добавляется антидетонационная присадка — тетраэтилсвинец (ТЭС). Автомобиль, работающий на этилированном бензине, выбрасывает в атмосферу 3-4 г свинца на 100 км пути.

Чем выше октановое число тем лучше?

Принято считать, что чем выше октановое число, тем бензин лучше. Подкрепляется это еще и разными ценами — «сотый» бензин стоит сильно дороже обычного 92-го. Но на деле нет бензина лучше или хуже: октановое число не влияет на качество топлива, а лишь говорит о его детонационной стойкости.

Что будет если переход с 92 на 95?

Если в двигателе, конструктивно рассчитанном на АИ-92, начать использовать АИ-95, то ничего не изменится. Расход топлива и мощность двигателя останутся прежними, вы просто переплатите за бензин.

Можно ли заправлять машину 95 бензином вместо 92?

Если скажем в вашу машину, рекомендуется не менее 92-го то это говорит, что можно заливать все типы и 92, 95, 98. Если авто рассчитано на 95, то лить можно 95, 98. НО если вы зальете 92 и пойдет детонация, то угол зажигания сразу подкорректирует «датчик детонации» именно на это он рассчитан.

Что будет если ездить на 95 вместо 92?

У них не только отличается октановое число, но и плотность. Последствия такого действия могут быть печальными для автомобиля. Если вместо 95-го залить 92-й бензин, то количество потребляемого топлива увеличится за счет низкого октанового числа. Это станет причиной нарушения процесса сгорания топлива.

Какой бензин лучше заливать в мороз?

Однако, из-за вредности свинца такой бензин

был запрещен. Из сказанного выше выходит, что чем ниже октановое число у современного бензина, тем проще ему воспламеняться при низких температурах из-за меньшего содержания спирта и эфиров. Получается, 92 бензин лучше, чем 95, в зимний период времени.

Что такое светлые нефтепродукты?

Светлые нефтепродукты — продукты, не содержащие тяжелых нефтяных фракций и характеризующиеся оптическими свойствами, близкими к прозрачным. Светлые нефтепродукты являются конечным результатом процесса перегонки нефти.

Какие углеводороды повышают октановое число?

Углеводороды, которые содержатся в топливах, значительно различаются по детонационной стойкости: наибольшее октановое число имеют ароматические углеводороды и парафиновые углеводороды (алканы) разветвлённого строения, наименьшее октановое число имеют парафиновые углеводороды нормального строения.

Чем отличается этилированный и неэтилированный бензин?

Неэтилированный бензин – качество, виды, безопасность Способ создания топлива остаётся таким же: перегонка нефти и получение горючего с октановым числом в те же 50-60 единиц, как у

этилированного – недостаточно для устойчивого сопротивления взрыву.

Какой бензин продают на заправках этилированный или неэтилированный?

Важно: В России и многих других странах мира использование этилированного бензина запрещено. Весь бензин, представленный на заправках, является неэтилированным.

Какое октановое число в керосине?

Автотракторный керосин На заре развития двигателей внутреннего сгорания керосин широко применялся как топливо для дизельных и карбюраторных двигателей внутреннего сгорания. Однако октановое число керосина низкое (ниже 50), поэтому двигатели были с низкой степенью сжатия (4,0—4,5, не более).

Что если вместо 95 залить 100?

Эксперты сходятся во мнении, что если вместо 95-го бензина в современный массовый автомобиль заливать 98-й или «сотый», то вреда это не нанесет, но и никаких преимуществ, скорее всего, не даст.

Можно ли заправлять 92 бензин вместо 95?

Однако оно подтверждает, что не стоит заправлять бензином

АИ‑92 те автомобили, которым прописано топливо не ниже АИ‑95.

Глоссарий

Активатор горения — присадка, которая улучшает процесс выделения энергии из светлых нефтепродуктов – увеличивает полноту сгорания топлива и снижает его расход.

Алканы — насыщенные (предельные) парафиновые углеводороды, входят в состав топлив.

Антигель — депрессорно-диспергирующая присадка для дизельного топлива, которая существенно снижает предельную температуру застывания. Благодаря этому ДТ можно использовать в любой сезон.

Антиокислители — вещества, которые позволяют сохранить товарный вид топлива, предотвращая окисление его компонентов.

Асфальтены — высокомолекулярные компоненты нефти, осложняющие добычу сырья.

Бензин — легкая фракция углеводородов с температурой кипения от 30ºС до 200ºС, получаемая в процессах переработки нефти.

Бензол — один из простейших ароматических углеводородов. Входит в состав бензина и широко применяется в химической промышленности для производства пластмасс, красителей и многих других продуктов.

Бункеровка — заправка судна топливом и моторными маслами. Этот процесс может осуществляться как с причала, так и в открытом море.

ВИНК (вертикально-интегрированная нефтяная компания) — акционерное общество, имеющее дочерние компании в добыче, переработке, транспортировке и реализации углеводородов.

Висбрекинг — процесс глубокой переработки тяжелых нефтяных остатков (мазута и гудрона), который осуществляется под давлением 1 – 5 Мпа и температуре 430 – 490 ºС. Висбрекинг проводится для производства товарных котельных топлив и газойля.

Газойль — смесь углеводородов различного строения, которая получается при различных процессах переработки нефти и тяжелого нефтяного сырья. Газойль используется как моторное топливо, его добавляют в средние дистилляты, а также применяют в качестве сырья для установок вторичной переработки нефти.

Газоконденсат — жидкие углеводороды, иногда в смеси с природным газом.

Деэмульгатор — химический реагент, применяемый для разрушения водонефтяных эмульсий. Широко применяется в процессах обезвоживания и обессоливания нефти.

Дизельное топливо — вид топлива для двигателей внутреннего сгорания, который представляет собой смесь различных углеводородов с точкой кипения в пределах примерно от 180°С до З60°С.

Депрессоры — вещества, которые оседают на молекулах парафинов и не позволяют им соединяться друг с другом при низких температурах, препятствуя замерзанию топлива.

Диспергаторы — вещества, которые обволакивают молекулы парафинов в дизельном топливе и поддерживают их во взвешенном состоянии.

Дистиллят (нефтяной) — самая легкая из жидких фракций нефти, которую получают в результате конденсации паров нефти, перегоняемой при атмосферном давлении или под вакуумом при давлении 4-6 кПа (30-45 мм рт.ст.). Нефтяные дистилляты условно делят на ряд фракций: газы, бензины, нафту, керосины, газойли и масляные фракции.

Ингибиторы коррозии — реагенты, которые уменьшают скорость коррозии металла в агрессивной среде, обеспечивая более продолжительный срок службы оборудованию.

Керосин — продукт переработки нефти, из которого производится топливо для реактивных и турбореактивных самолетных двигателей.

Каталитический крекинг — термокаталитическая переработка нефтяных фракций с целью получения высокооктанового бензина и непредельных жирных газов.

Каталитический риформинг — переработка бензиновых и лигроиновых фракций нефти для получения автомобильных бензинов, ароматических углеводородов и водородсодержащего газа.

Крекинг — процесс переработки нефти и входящих в её состав фракций, существенно увеличивающий выход светлых нефтепродуктов. Крекинг бывает термическим (под влиянием высокой температуры) и каталитическим (с использованием катализатора).

Лигроин — горючая смесь жидких углеводородов, более тяжелая, чем бензин. Лигроин получают при прямой перегонке нефти или крекинге нефтепродуктов (выход 15-18 % от массы сырья). Пределы выкипания 120-240 °С. Прозрачная желтоватая жидкость. Применяется в качестве сырья для нефтехимической промышленности, при производстве олефинов в паровых крекинг-установках. Также используется для производства бензина, как в качестве добавки, так и в качестве сырья для производства высокооктановых добавок.

Мазут — остаточный продукт после переработки нефти в бензин, дизельное топливо, керосин и лигроин. Мазут используют в качестве котельного топлива, для дальнейшей переработки (крекинга) с целью получения моторных топлив, а также для производства битумов и других целей.

Меркаптаны (тиолы) — высокотоксичные органические соединения, обладающие неприятным специфическим запахом. Оказывают вредное воздействие на организм человека, а также усиливают коррозионные процессы, снижая срок службы оборудования.

Нафта (лигроин, прямогонный бензин) — смесь углеводородов, получаемая в результате прямой перегонки нефти. Используется в качестве сырья для нефтехимической промышленности и производства бензина.

Нефть — полезное ископаемое, представляющее собой смесь алканов, некоторых цикланов и аренов, а также кислородных, сернистых и азотистых соединений. Из нефти получают бензин, реактивное топливо, керосин, дизельное топливо, мазут и многое другое.

Нейтрализатор (сероводорода и меркаптанов) — присадка, которая поглощает молекулы сероводорода и меркаптанов в топливе, нейтрализуя их.

Обезвоживание нефти — технологический процесс, проводимый с целью снижения количества воды в нефти перед её транспортировкой и переработкой.

Обессоливание нефти — технологический процесс, который осуществляется для удаления солей и коррозионно-активных веществ из нефти.

Парафин — смесь твердых высокомолекулярных углеводородов, которая содержится в нефти в продуктах её переработки. При низкой температуре кристаллизуется и снижает текучесть нефти и нефтепродуктов.

Перегонка нефти — процесс разделения нефти на отдельные фракции, которые отличаются температурой кипения.

Присадка — специальные вещества, добавляемые в топлива и масла для улучшения их характеристик.

Сжиженный природный газ (СПГ) — газ (главным образом метан), сжиженный посредством охлаждения и сжатия.

Сжиженный углеводородный газ (СУГ) — смесь сжиженных под давлением лёгких углеводородов с температурой кипения от −50 до 0 °C. Применяется в качестве моторного топлива.

Сибур — крупнейшая нефтехимическая компания России и Восточной Европы с полным охватом отраслевого цикла от газопереработки до производства мономеров, пластиков и синтетических каучуков и переработки пластмасс.

Судовое маловязкое топливо (СМТ) — среднедистиллятное топливо, предназначенное для применения в высокооборотных и среднеоборотных судовых двигателях.

Толуол — химическое соединение, представляющее собой прозрачную жидкость с резким запахом. Является продуктом каталитического риформинга бензиновых фракций и используется для производства бензола, растворителей и органического синтеза.

ТС-1 (авиакеросин) — авиационное углеводородное топливо для летательных аппаратов с тепловым двигателем, которое получают из среднедистиллятной фракции нефти путем прямой перегонки, либо в смеси с гидроочищенным или демеркаптанизированным компонентом.

УИТ-85 — универсальная установка для определения октановых чисел бензинов и их компонентов по моторному и исследовательскому методам согласно ГОСТ 511-82 и ГОСТ 8226-82 (аналогичны испытаниям, проводимым по международным стандартам ASTM D2699, ASTM D2700, EN 25163, ISO 5163, ISO 5164).

Цетановое число — характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая период задержки воспламенения смеси (промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения). Чем выше цетановое число, тем меньше задержка и тем более спокойно и плавно горит топливная смесь.

Экологический класс (топлива) — стандарт, определяющий требования к наличию вредных веществ в топливе. На основе Технического регламента Таможенного союза ТР ТС 013/2011 в России введены экологические классы автомобильных бензинов К2, К3, К4, К5.

Afton Chemical — один из крупнейших в США химических концернов. Выпускает продукцию под марками HiTEC, Greenburn и TecGARD.

Baker Hughes — один из мировых лидеров нефтегазового сервиса. Компания поставляет услуги и изделия для бурения, исследования, эксплуатации нефтяных и газовых скважин.

BASF — крупнейший в мире химический концерн, основан 6 апреля 1865 года в Германии. Поставляет присадки под марками Keropur, Keroflux, Kerobrisol, Kerokorr.

Clariant — один из крупнейших в мире производителей специальной химии, основан в 1995 г. в Швейцарии. Поставляет присадки под марками Dodiflow, Dodilube, Dodicet, Dissolvan.

ExxonMobil Corporation — американский нефтегазовый концерн, который владеет 37 НПЗ в 21 стране. Выпускает продукцию под брендами Exxon, Mobil и Esso.

Infineum — крупный химический концерн, создан в 1999 году как совместное предприятие корпораций ExxonMobil и Shell.

PPMv (parts per million by volume) — единица концентрации в миллионных долях по объему, отношение объемной доли ко всему, включая эту долю.

PPMw (parts per million by weight) — единица концентрации в миллионных долях по массе, отношение массовой доли ко всему, включая эту долю.


Топливный глоссарий

Бензины — смеси углеводородов, выкипающих в пределах 30-205 °С. Служат топливом для бензиновых двигателей.

Вспышки температура — самая низкая температура жидкого топлива, при которой в условиях закрытого тигля над его поверхностью образуются пары или газы, способные вспыхивать в воздухе от источника зажигания. Устойчивого горения при этом не возникает.

Двигатель — машина, преобразующая энергию в механическую работу.

Дизельные топлива — смеси углеводородов, выкипающих при температурах 180–360 °С. Используются в качестве топлив для высокооборотных (свыше 1000 об/мин) дизельных двигателей. В состав входят прямогонные фракции, подвергнутые гидроочистке, дизельные фракции каталитического крекинга, дизельные фракции гидрокрекинга.

Моторные топлива — термин, обобщающий все виды топлив для двигателей: бензины, авиатоплива, дизельные и газотурбинные топлива.

Нефтепереработка — крупнотоннажное производство, основанное на превращении нефти в товарные нефтепродукты — в основном топлива. Различают первичную переработку нефти — разделение на фракции путем дистилляции и вторичную переработку, имеющую два основных направления — получение дополнительного количества светлых фракций (углубление переработки нефти) и улучшение качества товарных продуктов.

Октановое число — показатель, характеризующий антидетонационную стойкость бензинов (способность не взрываться самопроизвольно в смеси с воздухом при сжатии). Численно равно содержанию изооктана в смеси с нормальным гептаном, имеющей такую же антидетонационную стойкость в стандартных условиях. Различают исследовательское ОЧ (определяют в относительно мягком режиме работы одноцилиндрового двигателя) и моторное ОЧ (определяют на жестком режиме работы двигателя). Разницу ИОЧ и МОЧ называют чувствительностью бензина. Обычно ИОЧ бензинов выше, чем МОЧ.

Присадки к топливам — синтетические вещества, добавляемые в топлива в незначительных концентрациях (обычно сотые доли % масс) для улучшения их свойств.

Топлива — вещества, которые при сжигании выделяют значительное количество энергии и используются как источники получения энергии.

Цетановое число — показатель, характеризующий воспламеняемость и сгорание топлива в дизельном двигателе. Численно равно содержанию в % об цетана (нормального гексадекана, ц. ч. 100) в его смеси с ά-метилнафталином (ц. ч. 0), которая по воспламеняемости и сгоранию в стандартных условиях идентична данному топливу.

Источник: Популярная нефтепереработка / Авторский коллектив РГУ нефти и газа имени И. М. Губкина под руководством к. т. н. Л. Н. Багдасарова — Тверь: ЦСП «Платформа», 2017 — 112 страница.

Бензин — Госстандарт

Бензи́н — смесь различных углеводородов, выкипающая в пределах 30-205 °С. В состав бензина, кроме углеводородов (парафиновых, олефиновых, нафтеновых и ароматических), могут входить примеси-серо-, азот- и кислородсодержащие соединения.

Применение бензина

Бензин готовят смешением компонентов, получаемых в основном переработкой нефти: прямой перегонкой, а также крекингом, риформингом, коксованием и др. Применяют главным образом в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания с принудительным воспламенением (карбюраторных и с непосредственным впрыском). Небольшие количества бензина используют как растворители и промывочные жидкости. Плотность бензина 700-780 кг/куб. м, температура замерзания — ниже -60 °С, температура вспышки — ниже 0°С. При концентрации паров бензина в воздухе 74-123 г/куб.м образуются взрывчатые смеси.

Разновидности бензина

Автомобильные бензины

В зависимости от доли в составе бензина низкокипящих углеводородов бензин подразделяется на зимний и летний (в зимнем бензине низкокипящих углеводородов больше).

В России в соответствии с ГОСТ Р 51105-97 к основным маркам автомобильного бензина относятся бензин с октановыми числами, измеренными исследовательским методом:

  • Нормаль-80 — с октановым числом не менее 80;
  • Регуляр-92 — с октановым числом не менее 92;
  • Премиум-95 — с октановым числом не менее 95;
  • Супер-98 — с октановым числом не менее 98

Все этилированные бензины окрашивают: А-72 — розовый; А-76 — желтый; АИ-93 — оранжево-красный; АИ-98 — синий. 

Авиационные бензины

К авиационному бензину предъявляются более высокие требования к качеству. Октановое число авиационного бензина более высокое, чем автомобильного.

Авиационный бензин получают путем прямой перегонки нефти, каталитического крекинга или риформинга с добавлением в его состав высококачественных компонентов, этиловой жидкости и различных присадок.

В соответствии с ГОСТ 1012-72 сорта авиационных бензинов маркируются в виде дроби: Б-91/115 и Б-95/130 (в числителе — октановое число или сортность на бедной смеси, в знаменателе — сортность на богатой смеси).

Растворители

Бензины-растворители используются в качестве растворителя при приготовления резиновых клеев при производстве печатных красок, мастик; для обезжиривания электрооборудования и различных поверхностей (ткани, кожи, металлов) перед склеиванием или нанесением различных покрытий; для промывки металлических деталей, в производстве искусственного меха; для изготовления быстросохнущих масляных красок и электроизоляционных лаков; С помощью растворителя также извлекают канифоль из древесины.

Экстракционные бензины, имеющие температуру кипения 70-95 °C используются как растворители в резиновой и лакокрасочной промышленности.

На практике широко применяется нефрас как растворитель при производстве искусственных кож, для химической чистки тканей, промывки деталей перед ремонтом и др.

В лакокрасочной промышленности широко распространен бензин-растворитель — уайт-спирит.

Бензины для нефтехимии (Нафта)

В нефтехимической промышленности используется фракция нефти с пределами выкипания до 180 °C, получаемой путем прямой перегонкой нефти с добавлением небольшого количества вторичных фракций. Нафта используется на нефтехимических предприятиях в качестве сырья при получения этилена. Товарные названия нафты: бензин газовый стабильный (БГС), бензин для химической промышленности, бензин прямогонный (БП) и дистиллят газового конденсата легкий (ДГКл)

Эксплуатационные свойства бензина

Основные эксплуатационные характеристики бензина, применяемого как горючее: испаряемость, горючесть, воспламеняемость, химическая стабильность, склонность к образованию отложений, коррозионная активность.

Испаряемость в наибольшей мере определяется фракционным составом и давлением насыщенных паров. По этим показателям бензины могут существенно различаться, тогда как прочие показатели (коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность), как правило, для всех бензинов очень близки. От фракционного состава и давления насыщенных паров бензина зависят скорость прогрева двигателя, износ его деталей, расход горючего, а также такие эксплуатационные характеристики, как возможность пуска двигателя при низких температурах и склонность к образованию паровых пробок в системе питания. Применение бензина с большим содержанием низкокипящих фракций облегчает пуск двигателя, но вызывает образование паровых пробок. Кроме того, использование очень легких бензинов приводит к обледенению карбюратора при низких температурах, увеличению потерь горючего от испарения при хранении и транспортировке.

Важнейшее эксплуатационное свойство бензина — детонационная стойкость, то есть способность нормально сгорать в двигателе при различных условиях. Антидетонационные свойства бензина оцениваются октановым числом, а для авиационных бензинов — также и сортностью. Чем выше октановое число бензина или его сортность, тем лучше его антидетонационные свойства. Деление бензинов на марки основано на этих свойствах. Для улучшения детонационной стойкости базовых бензинов применяют высокооктановые компоненты (алкилат, алкилбензол и др.). Перспективно применение метил-трет-бутилового эфира — нетоксичной жидкости с октановым числом 117, не влияющей на другие эксплуатационные характеристики бензина; при содержании менее 11%. наиболее эффективный способ повышения детонационной стойкости — добавление антидетонаторов моторных топлив. Смесь свинцового антидетонатора с так называемыми выносителями продуктов сгорания, галогензамещенными углеводородами — называют этиловой жидкостью. Этилированные бензины токсичны, их обязательно окрашивают.

При сгорании рабочей смеси в двигателе может произойти самопроизвольное воспламенение независимо от времени подачи искры свечей зажигания. Это явление, вызывающее нарушение нормального сгорания, называется поверхностным воспламенением, или калильным зажиганием. Источниками его могут быть перегретые выпускные клапаны, свечи, кромки прокладок, тлеющие частички нагара и т.д. Калильное зажигание делает сгорание неуправляемым, приводит к снижению мощности и экономичности двигателя. Калильная стойкость бензина повышается с увеличением октановых чисел.

Влияние бензина на организм человека

Бензин проникает в организм в основном через легкие. Опасность отравления существует на всех этапах его производства, транспортировки и особенно при его использовании. Предельно допустимая концентрация (ПДК) паров от 100 до 300 мг/куб.м. При остром отравлении парами появляются головная боль, неприятные ощущения в горле, кашель, раздражение слизистой оболочки глаз, носа, в тяжелых случаях — головокружение, неустойчивая походка, психическое возбуждение, замедление пульса, иногда — потеря сознания.

При хронических отравлениях обычны жалобы на головную боль, головокружение, расстройство сна, раздражительность, повышенную утомляемость, похудание, боли в области сердца и др. При острых отравлениях необходимы свежий воздух, кислород, сердечные и успокоительные средства. При попадании бензина в желудок принимают внутрь растительное масло (30-50 г). Лица, страдающие функциональными заболеваниями нервной системы и эндокринных органов, к работе с бензином не допускаются.

Хранение

При длительном хранении бензина его качество снижается. Обычно на одну-две единицы уменьшается октановое число и возрастает количество смол за счет окисления углеводородов, которые входят в состав бензина. Смолы, содержащиеся в бензине, образуют вязкие, липкие соединения коричневого цвета, которые оседают на всех деталях, соприкасающихся с бензином или его парами (на стержнях впускных клапанов, деталях карбюратора, внутренних стенках топливного бака и т. п.), что нарушает взаимодействие деталей и систем двигателя.

На процессы окисления бензина оказывает влияние ряд факторов. Медь и ее сплавы сильно ускоряют окисление, поэтому бензин в баке автомобиля, где имеются латунные заборная трубка и фильтрующая сетка, окисляется быстрее, чем в железной канистре. Способствует окислению и свободный доступ воздуха в емкость с бензином. В теплое время года процессы окисления протекают значительно интенсивнее, чем зимой.

При длительном хранении этилированного бензина в неплотно закрытой емкости теряется легколетучий бромистый этил — вещество, которое входит в состав этиловой жидкости и «выносит» оксиды свинца из камеры сгорания. Через некоторое время бромистого этила может остаться в бензине так мало, что он не сможет «связывать и выносить» весь свинец. При использовании такого бензина может сильно возрасти нагарообразование в двигателе.

Таким образом, бензин лучше всего сохраняется в плотно закрытой таре и в прохладном месте. Для этой цели пригодны канистры и подобные им емкости.

В средней климатической зоне бензин может храниться в плотно закрытых канистрах без существенной потери качества до 12 месяцев, а в баке автомобиля — не более 6 месяцев. Для северных районов сроки увеличиваются в 1,5—2 раза, а для южных — сокращаются вдвое.

Качество бензина, снизившееся в результате длительного хранения, можно улучшить, смешав бензин с двойным, тройным или большим количеством свежего бензина такого же сорта. Полученная смесь по качеству близка к свежему бензину.

Бензин выводы о составе — Справочник химика 21

    На многих предприятиях в качестве топлива используют заводские газы — побочные продукты технологических установок. Ресурсы заводских газов зависят от глубины переработки углеводородного сырья. В производствах, процессы которых протекают под давлением водорода (риформинг, гидроочистка, изомеризация), образуются газы, не содержащие непредельных углеводородов, п их применение для сжигания в печах не вызывает затруднений. В то же время, состав побочных газов термических и некоторых каталитических процессов характеризуется заметным содержанием непредельных углеводородов. Их концентрация зависит, главным образом, от жесткости режима и в определенной степени от состава сырья и применяемых катализаторов. Входящая в состав заводских газов жирная часть (изобутан, этилены) является ценным исходным сырьем для получения высокооктанового бензина, а сухая часть (водород, метан п этан- -этилен) применяется в качестве технологического топлива. Заводские топливные газы, особенно с установок пиролиза бензина, необходимо подвергать очистке от непредельных углеводородов (фракций С4, С5 и диеновых соединений). Указанные непредельные углеводороды легко полимери-зуются и сополимеризуются с продуктами сероводородной коррозии и образуют плотные отложения в арматуре трубопроводов, в узлах газовых горелок и в капиллярах КИП. Это нарушает работу горелок или совсем выводит их из строя. [c.48]
    С целью получения узких легкокипящих углеводородных фракций н. к. — 62, 62—85, 85—120, 120—140 °С в состав современных установок АВТ включается узел вторичной перегонки. В ранее построенных установках АВТ производительностью 1,0 1,5 и 2,0 млн. т/год нефти блоки вторичной перегонки бензина состоят из одной фракционирующей колонны, оборудованной 60 тарелками желобчатого типа. Недостающее тепло в колонну сообщается извне теплоносителем. Практика эксплуатации установок производительностью 1,0 млн. т/год нефти показала неудовлетворительную работу блока вторичной перегонки, состоящего из одной колонны. В связи с этим на всех установках была сооружена еще одна отпарная колонна для вывода из нее узкой фракции 85— 120 °С. Однако это мероприятие также не полностью устранило имевшиеся недостатки. [c.97]

    Установки висбрекинга гудрона входят в состав отечественных комбинированных установок ГК-3/1. Горячий гудрон с низа вакуумной колонны поступает в печь висбрекинга и проходит ее двумя потоками. Реакци01НН0п камеры нет, продукты крекинга поступают непосредственно в эвапоратор, с низа которого выводят крекинг-остаток, а газовую фазу направляют в колонну. С верха колонны выводят пары бензина и газ, а сбоку через отпарную колонну — дизельную фракцию. После конденсатора жирный газ отделяют в газосепараторе от нестабильного бензина, который идет далее на облагораживание в блок каталитического крекинга (его закачивают в линию подачи вакуум-газойля). Остаток с низа колонны возвращают на рециркуляцию в печь висбрекинга. Выходы продуктов висбрекинга при переработке нефти типа ромашкинской таковы 80% (на гудрон) крекинг-остатка (котельное топливо), 8% дизельной фракции, остальные 12% — газ и бензин. Для прекращения реакций крекинга в линию паров из эвапоратора предусмотрена подача охлаждающей струи (квен-чинг). Как ясно из описания схемы, блок висбрекинга содержит всего одну печь, т. е. схема достаточно проста и компактна. [c.79]

    Изучение процесса гидрогенизации угля и анализ поведения различных горючих ископаемых в это-м процессе приводят к выводу, что можно выявить определенную зависимость мелорганической массы угля и выходом жидкого продукта. Так как конечным продуктом при гидрогенизации угля является бензин, в состав которого входят только углеводороды, т. е. вещества, содержащие углерод и водород, то наиболее целесообразно (как это впервые было предложено в СССР И. Б. Рапопортом) выразить зависимость выхода жидких продуктов от процентного содержания водорода по отношению [c.73]


    В качестве примеров существующих установок можно назвать блок висбрекинга, включенный в состав комбинированной установки ГК-3/1 (рис. 27). Горячий гудрон с низа вакуумной колонны установки АВТ поступает в печь висбрекинга 1 и проходит ее двумя потоками. Пары продуктов крекинга направляют в испаритель 2, с низа которого выводится крекинг-остаток, а пары поступают в ректификационную колонну 3. Пары бензина и газ выводятся из колонны сверху после конденсации жирный газ отделяется от нестабильного бензина в газосепараторе 4. Нестабильный бензин передается в блок каталитического крекинга (закачивается в вакуумный газойль). Из средней части колонны через отпарную колонну 5 выводится дизельная фракция. Остаток из колонны 3 возвращается на рециркуляцию в печь 1. Температура на выходе из печи около 480—485 °С для прекращения реакции крекинга в линию выходящего из печи продукта вводится охлаждающая струя нефтепродукта. [c.71]

    Таким образом, рассмотрение исходных нефтей и крекинг-бензинов из разных нефтей позволяет сделать однозначный вывод о том, что даже в условиях лабораторного моделирования состав образующихся продуктов определяется не термодинамикой, а прежде всего типом структур-предшественников. Поэтому процессы крекинга нефтяных УВ в залежи не имеют места, а используемые часто соотношения, показывающие удаленность от равновесного состояния, не могут служить критериями катагенеза. [c.38]

    На рис. 18 показана схема блока висбрекинга, включенного в состав комбинированной установки ГК-3/1. Горячий гудрон с низа вакуумной колонны установки АВТ поступает в печь висбрекинга Я-7 и проходит через нее двумя потоками. Пары продуктов крекинга направляются в испаритель К-2, с низа которого выводится крекинг-остаток, а пары поступают в ректификационную колонну К-3. Пары бензина и газ выводятся из колонны сверху после конденсации жирный газ отделяется от нестабильного бензина в газосепараторе [c.52]

    Фильтрование карбамидного комплекса при двухпоточном фильтровании на вакуум-фильтрах Р = 15 (тип 5Г У75-ЗУ ГОСТ 5748-63), скорость фильтрования 700 кг/м в ] ч, 35 — 40 °С, получение депарафинированной нефти, которая выводится из установки, а твердая фаза -комплекс парафинов с карбамидом — разбавляется в бензине и поступает на вторую ступень фильтрования, что позволяет извлечь остатки нефти из комплекса. Промытый бензином карбамидный комплекс после отдувки лепешки инертным газом имеет следующий состав (в %) [c.176]

    Состав ряда узких фракций бензинов Восточно-Эхабинско-го и Эхабинского месторождений по техническим причинам не анализировался, поэтому часть выводов сделана на примере состава наиболее полно расшифрованных бензинов Паромайского и Эхабинского (пласт ХП1) месторождений. [c.98]

    Кроме очистки, для восстановления качества нефтепродуктов применяются процессы адсорбции и др. [15). С помощью адсорбентов можно удалять отдельные группы углеводородов, т. е. изменять групповой углеводородный состав нефтепродуктов, уменьшать содержание кислородных, сернистых, азотистых и смолистых веществ, выводить растворенную и эмульгированную воду. В качестве адсорбентов при восстановлении качеств топлив применяют цеолиты, силикагель, окись алюминия и отбеливающие глины. С помощью силикагелей удаляют смолистые вещества, органические кислоты и сероорганические соединения. После обработки цеолитами возрастает октановое число бензинов. Отбеливающие глины используются в основном для регенерации отработанных масел. Но в практике работы нефтебаз наиболее реально применение цеолитов для удаления воды из нефтепродуктов в стационарном слое адсорбента. Схема восстановления качества нефтепродуктов имеет, как правило, два адсорбера (рис. 79) один из них включают в рабочий цикл восстановления качества нефтепродукта, второй — в цикл регенерации адсорбента. Регенерацию проводят горячим газом при условиях, соответствующих режиму активации адсор- [c.163]

    Проверка уравнения (2. 22), проведенная Варгафтиком, показала, что для 12 исследованных жидкостей расчетные значения % отличаются от экспериментальных величин не более чем на 5%. А. К. Абас-заде [28, Л. П. Филиппов [29] и В. В. Керженцев на основании экспериментальных исследований коэффициентов теплопроводности однородных жиДкос гей пришли к выводу, что уравнение Предводителева—Варгафтика удовлетворительно отвечает опытным значениям Я и хорошо описывает зависимость теплопроводности от температуры. Г. И. Скрын-никова [30 ] опубликовала результаты экспериментального исследования Я для восьми продуктов перегонки сланцев, имеющих сложный химический состав и разнообразные физико-химические свойства. При этом среднее значение А для 30° С оказалось равным 42,7 10 . По данным [20], уравнение (2. 22) определяет Я легких топлив (бензин, дизельное топливо и керосин) с точностью до 10%, а зависимость Я от температуры с точностью до 5%. [c.75]


    Из результатов расчетов следует, что если стоимости алкилата и изомеризата относятся как 2 1 (обычное соотношение для заводов), в состав бензинов выгоднее вводить изомеризат или изопентан, а не алкилат. Сами расчеты здесь не приводятся, так как они носят иллюстративный характер из-за изменений цен в реальных условиях. Заметим, что вывод о целесообразности использования при компаундировании не алкилата, а изомеризата подтверждается практикой на ряде заводов. Это же справедливо и для этилированных бензинов. [c.231]

    Исследователи неоднократно наблюдали режим пульсирующего воспламенения в холодных пламенах углеводородов [9], при горении сероводорода НзЗ [8] и смеси водорода с кислородом ЗН2 + + О2 (+N2) [7]. Эксперименты в данных работах проводили на статических установках в замкнутом объеме, поэтому наблюдающиеся пульсации были немногочисленны (порядка 10 вспышек в одном эксперименте). В работе [10] достигнут устойчивый режим периодического воспламенения смесей паров горючего (углеводороды, входящие в состав прямогонного бензина и крекинг-бензина) с воздухом. Устойчивый во времени режим достигался за счет использования так называемого турбулентного реактора (типа реактора идеального смешения) с объемом рабочих сосудов 100 мл и 2 л. В реакторе объемом 100 мл режим периодического воспламенения наблюдали при температурах около 390° С, величина а (отношение имеющегося в по-, даваемом воздухе кислорода к количеству, необходимому для полного сгорания горючего до СОд и Н2О) составляла 0,075. При данных условиях частота пульсаций была 0,5—0,25 Гц и практически не зависела от концентрации горючего в смеси. В реакционном сосуде объемом 2 л периодический режим самовоспламенения наблюдали в интервале температуры 350—450° С, частота вспышек 0,25—0,05 Гц и увеличивается с увеличением температуры (также не зависит от концентрации паров бензина в смеси). Вспышки обычно возникали в центре сосуда, где находится трубка, по которой выводятся продукты реакции при малых величинах а вспышки визуально имеют синий цвет, при увеличении а — становятся желтыми. В промежутке времени между вспышками наблюдается полное затухание пламени или остаточное слабое свечение. При рассмотрении зависимости частоты вспышек от отношения поверхности сосудов к объему сделан вывод о том, что в данной системе имеют место не релаксационные , а химические колебания. [c.230]

    Есть основания считать, в согласии с опытами, проведенными не только у нас, но и в других странах, что в СССР, где климат весьма разнообразен, полезно определять детонационную стойкость не только по моторному, но и по исследовательскому методу. Такой вывод особенно справедлив, если учесть, что, несмотря на строго нормированный фракционный состав, автомобильный бензин получается различными методами из самого разнообразного сырья и что химический состав его, таким образом, изменяется в широких пределах. [c.256]

    В настоящее время представляют интерес вещества на основе поливинилового спирта или полиакрилатов, применяемые в качестве шлихтующих агентов. На основании результатов опытов, проведенных в производственном масштабе (в дополнение к [39]) с применением поливинилового спирта, был сделан вывод, что увеличение концентрации поливинилового спирта в эмульсии настолько увеличивает вязкость, что становится необходимым введение в композицию и жировых компонентов. Композиция на основе поливинилового спирта, не содержащая жиров, не обеспечивает достаточной гибкости волокна после обработки. Эмульсии, представляющие собой композиции на основе поливинилового спирта и минеральных масел, обладают невысокой стабильностью. Одновременная препарация волокна поливиниловым спиртом и смесью, содержащей минеральные масла, делает его непригодным для образования извитков. Хотя добавление поливинилового спирта повышает связность нитей и улучшает намотку на бобине, все же остается неясным вопрос о том, насколько введение масел в состав композиции для препарации волокна снижает стабильность эмульсии и затрудняет регенерацию капролактама из волокна. Хорошая регенерация мономера может быть обеспечена путем использования водорастворимых препарирующих агентов. Из веществ этого типа представляет интерес натриевая соль полиакриловой кислоты. Хорошим вспомогательным средством является полиэтиленгликоль. Для препарации полиамидных нитей, полученных методом непрерывной полимеризации и формования, содержащих большое количество низкомолекулярных фракций, рекомендуется применять метилэтилкетон или смесь изобутанола и высококипящего бензина [40]. В этом случае при выборе состава композиции для препарации волокна исходят из того, что вносимое с препарацией очень небольшое количество воды, необходимое для сохранения формы намотки на бобине, можно регулировать нанесением на волокно веществ, нерастворимых в воде, но имеющих строго определенную влажность. Высокая гигроскопичность, обусловленная наличием в волокне капролактама, тем самым несколько снижается. [c.496]

    Для отдельных групп углеводородов, входящих в состав бензинов можно сделать следующие краткие выводы об их ДС. [c.90]

    Для нефтяных фракций по мере увеличения их молекулярного веса и температуры кипения вязкость значительно возрастает. Так, например, если вязкость бензинов при 20° С 0,6 сст, то тяжелые остаточные масла характеризуются V2o порядка 300— 400 сст. Из отдельных компонентов нефти наибольшей вязкостью обладают смолистые вещества из углеводородов наименьшая вязкость отмечается у алканов нормального строения, в том числе и у расплавленных парафинов. Знание вязкости нефти и нефте-продуктов необходимо для различных расчетов технологического оборудования, а для масел и других тяжелых нефтепродуктов — и с эксплуатационной точки зрения. Очищенные нефтяные масла, как правило, не содержат в значительных количествах твердых парафинов и смолистых веществ. Следовательно, на величину вязкости масел влияет строение гибридных и полициклических углеводородов, входящих в их состав. Многие исследователи синтезировали высокомолекулярные углеводороды самого разнообразного строения и определяли их физические константы, в том числе и вязкость. Из этих данных можно сделать некоторые выводы о влиянии структурных элементов гибридных углеводородов на величину их вязкости. Естественно, что эти выводы справедливы только для углеводородов одинакового или близкого молекулярного веса, [c.75]

    Однако рассмотрение кривых разгонки приводит к выводу, что углеводородный состав бензинов, по-видимому, не претерпевает очень существенных изменений с увеличением давления. Обе кривые характеризуются ступеньками при 65—70, 96—100, 123—126 и 134 — 140°С. Первые три ступеньки близки к температурам кипения нормальных парафиновых углеводородов — к-гексана (68,7°С), к-гептана (98,4°С) и к-октана (125,7°С). Последняя ступенька близка к температурам кипения ксилолов (п-ксилол — 138,4°С, ле-ксилол — 139,1 °С). Можно отметить некоторое замедление подъема кривой разгонки 2 при 105—112°С (возможно, за счет толуола). [c.677]

    На основе изложенного можно сделать вывод, что состав фракций С4—Сд бензина каталитического крекинга заметно отличается от соответствующих фракций бензина термического крекинга большим содержанием изобутана и изопентана и меньшим содержанием а-олефинов,. н. бутана и пентана. [c.41]

    В свете рассмотренных экспериментальных данных о каталитическом крекинге углеводородов различных рядов становится более ясной та сложная картина, которую представляет каталитический крекинг различных нефтепродуктов. Прежде всего становится понятным, почему бензин каталитического крекинга более беден непредельными углеводородами по сравнению с бензином термического крекинга. Принимая во внимание всю совокупность условий процесса каталитического крекинга и состав бензина, получаемого при этом процессе, необходимо прийти к следующему выводу о причине характерной особенности состава данного бензина вслед за термическим распадом, наступающим в результате воздействия на углеводороды исходного сырья температуры порядка 430—510°, образовавшиеся олефины претерпевают затем процесс перераспределения водорода (см. ч. III, гл. I, стр. 580), сопровождающийся резким падением в бензине содержания непредельных и новышением содержания в них изопарафинов, нафтенов и ароматических углеводородов. [c.498]

    При переработке облегченного сырья (плотностью менее 0,950) люжет происходить превышение уровня аккумулятора колонны КЗ из-за образования большого количества легкой флегмы, содержащей повышенное количество бензиновых фракций (20—25% вместо 10—12% при переработке утяжеленного сырья плотностью 0,950 и выше). При новышепии температуры аккумулятора колонны КЗ до 290—300° с целью уменьшения содержания в флегме бензиновых фракций отпарка последних увеличивается, по при этом, в связи с увеличенным парообразованием, тарелки, лежащие выиге аккумулятора, захлебываются, снижается четкость ректификации и получается бензин с повышенным концом кипения (220—230°). Чтобы разгрузить аккумулятор колонны КЗ, обеспечить нормальную работу колонны, сузить фракционный состав легкой флегмы и повысить выход светлых с получением кондиционного но концу кипения (205 ) бензина, на некоторых заводах произведена реконструкция установки, предусматривающая вывод компонента тракторного керосина в качестве бокового погона колонны КЗ. Отбор производится с 8-й и 10-й тарелок, считая сверху керосиновый дистиллят через регулирующий клапан направляется в холодильник, далее на защелачивание в щелочной отстойник и затем самотеком под давлением системы сбрасывается в мерник (на схеме не показано). [c.259]

    Таким образом, на основании рассмотренных материалов, можно сделать вывод о том, что условия фоссилизации исходного органического материала, а также глубина процессов биохимической трансформации нефтей в залежи оказывают основное влияние на формирование индивидуального состава УВ бензиновых фракций. Остальные факторы (миграция, катагенез, конденсатообразование и т.д.) также могут оказывать влияние на состав бензинов, но влияние каждого из них удается проследить лишь при искдючении всех прочих, что на практике сделать почти невозможно. В том случае, когда все факторы действуют в совокупности, влияние типа ОВ и биодеградации значительно сильнее всех остальных. [c.47]

    Отсюда можно сделать вывод, что селективность апиезоновой смазки по отношению к компонентам, входящим в состав прямогонного бензина, несколько выше. [c.22]

    Влияние металлов, содержащихся в сырье каталитического крекинга, изучалось еще задолго до внедрения цеолитных катализаторов крекинга [63—65]. Исследование, недавно проведенное в компании AR O, дает возможность проанализировать ранние работы и распространить сделанные в них выводы на цеолитные системы. В частности, з же давно установлено, что тяжелые металлы Ni, V и Fe, остающиеся в сырье после вакуумной дистилляции, далее в нормальных условиях крекинга отлагаются на поверхности катализатора. По активности в реакциях дегидрирования, которые приводят к обогащению газа водородом, никель примерно вчетверо более эффективен, чем ванадий. Железо менее активно в дегидрировании по сравнению с ванадием, но если оно входит в состав катализатора или накапливается на поверхности катализатора в виде магнитных окислов при абразивном износе стенок реактора, то развивается сильно экзотермическая реакция окисления СО в Oj, что приводит к значительным перегревам катализатора в регенераторе. И хотя чередование циклов окисления-восстановления при крекинге и регенерации значительно снижает способность переходных металлов катализировать образование кокса и газа, влияние примесей зависит от скорости поступления свежих порций катализатора. В соответствии с данными компании AR O возрастание концентрации тяжелых металлов от 1,8 10 до 11,3 10″°% приводит к снижению общей конверсии с 79,0 до 75,6 об.% и соответственно к падению выхода бензина. Опыты в условиях постоянной конверсии сырья, равной 70%, показали, что [c.274]

    Как видно из табл. 56, в состав октанафтеновых фракций сураханского бензина входит 56—57 % нафтенов ряда циклогексана. Сопоставляя эти данные с отношениемк дегидрогенизационному катализу другого октанафтена из бакинской нефти (см. выше), приходим к выводу, что октанафтены из различных бакинских нефтей могут иметь существенно различный состав. [c.193]

    Как показал опыт авторов, индекс корреляции может оказаться полезным в специальных случаях, в пределах бензино-ке-росиновых фракций. Однако состав нефтяных фракций, хотя отдаленно и связанный с индексом корреляции, может все же оказаться весьма различныд даже при одинаковой величине индекса. К такому выводу можно прийти даже на основании простого сравнения данных об удельных весах и температурах кипения чистых углеводородов. [c.185]

    Система сушки шрота предназначена для удаления бензина и воды из шрота методом выпаривания. В состав системы входят шнековый испаритель привод шнековых испарителей сушилка окончательная шротоловушка сухая шротоловушка мокрая. Шнековый испаритель состоит из шести горизонтальных цилиндров с паровыми рубашками, установленных в два вертикальных ряда, по три в каждом ряду. Торцы цилиндров закрыты фланцами, на которых крепятся кронштейны для подшипников шнекового вала. Внутри каждого цилиндра имеется шнековый вал, несущий на себе косопоставленные лопатки для перемещения материала вдоль цилиндра. Для лучшего перемешивания на валу имеются Т-образные лопатки, изготовленные из уголков. В верхних цилиндрах испарителя имеются патрубки для вывода газовоздушной смеси в сухую шротоловушку. [c.334]

    Анализ солярового эксплуатационного масла начинают с отстоя пробы в течение нескольких часов и отделения масла (или раствора масла в газовом бензине) от отстоявшейся воды и механических примесей с помощью делительной воронки. Затем, наливая масло в ф рфоровую чашку диаметром 4 см или фарфоровый тигель № 3 или № 4, пробуют масло поджечь, поднося открытый огонь. Если при поднесении открытого огня произошла вспышка масла, это говорит о наличии в масле большого количества газового бензина. В таком случае необходимо определить фракционный состав раствора масла в газовом бензине и уже на основании разгонки сделать выводы о его дальнейшем применении. [c.59]

    Подводя итог рассмотрению химических превращений углеводородов различного строения при температурах крекинга и пиролиза, можно сделать вывод, что при деструктивной переработке нефтяного сырья должны осуществляться следующие основные реакции распад, деалкилирование, дегидрирование, полимеризация, циклизация непредельных, дециклизация нафтенов, деструктивная конденсация олефинов, конденсация моноолефинов в диолефины, конденсации ароматических углеводородов, реакции глубокого уплотнения до кокса. От глубины этих реакдий и преобладания того или иного типа превращений углеводородов сырья и зависят выходы газа, бензина, промежуточных фракций, крекинг-ортатка и кокса, а также качество и химический состав целевых продуктов. [c.192]

    Плотность узких фракций нефти сильно зависит от химического состава. Ароматические углеводороды обладают наибольшей плотностью, парафиновые наименьшей, а нафтеновые занимают промежуточное положение. Следовательно, даже по величине плотности можно делать предварительные выводы об особенностях химического состава бензинов и керосинов, а тем более узких фракций. Как будет видно из дальнейшего изложения, величина плотности входит в различные комбинированные константы, характеризующие нефтепродукты. Без знания. плотности нельзя также рассчитать структурно-групповой состав высококипящих фракций нефти. Для некоторых товарных нефтепродуктов плотность является нормируемой константой. Для индивидуальных углеводородов, принадлежащих к одному гомологическому ряду, плотность любого углеводорода находится в эмпирической зависимости от числа углеродных атомов (С) или от молекулярного веса (М), в соответствии с формулой, предложенной Смиттенбергом  [c.70]

    Продукты полимеризации вместе с непрореагировавшими олефинами и инертными компонентами смеси (парафинами) поступают через теплообменник и холодильник в абсорбционную колонну, в которой поглощающим маслом служит высококипящая фракция полимеризата. Здесь конденсирующиеся газы и пары отмываются под давлением 15,7 ат остаточный газ выводится из абсорбера. Состав остаточного газа зависит от температуры, при которой работает абсорбер, так как некоторая часть этого газа может растворяться в жидком нолимеризате. Смесь жидких продуктов нолимеризации и поглощающего масла поступает в стабилизационную установку, работающую при 24,5 ат, и оттуда в дебутанизатор, в котором поддерживают давление в 7 ат. Давление насыщенного нара отогнанного полимер-бензина равно 0,14—0,21 ат. [c.305]

    Каталитическая дегидрогенизация циклогексановых углеводородов, столь успешно изучавшаяся Зелинским и его многочисленными учениками, позволяет полностью превраш ать имеющиеся в бензинах природных нефтей гексагидроароматические углеводороды в ароматические при температурах -300°С. Эта реакция имеет большую ценность для детального исследования бензинов прямой онки, и с еа помощью удалось охарактеризовать содержание нафтенов сшестичленнымцикломвдлинномрядесоветских бензинов различных месторождений [1 ], причем это исследование далеко еще не может считаться законченным. Поскольку образующаяся при дегидрогенизации циклогексановых углеводородов ароматика легко удаляется хотя бы в виде сульфокислот, а остающиеся парафиновые и циклопентановые углеводороды представляют собой болео простые смеси, чем исходный бензин, детальное исследование их должно быть проще. Этот вывод подверждается, например, работой Казанского и Гасан-Заде [2], которые обследовали по такой схеме состав бензина калинской нефти и установили наличие в нем 23 углеводородов различных классов. Если принять во внимание, как мало пока исследованы бензины нефтей Советского Союза в отношении состава и строения входящих в них индивидуальных углеводородов, то станет ясным, что применение в этом направлении дегидроге-низационного катализа но Зелинскому сулит широкие перспективы. [c.189]


Бензин Состав элементарный — Энциклопедия по машиностроению XXL

Приводятся их физико-химические характеристики, элементарный состав, углеводородный состав газов, растворенных и нефти, состав золы, потенциальное содержание фракций от и, к. до 500° С, свойства товарных нефтепродуктов или их компонентов (бензинов, керосинов, дизельных топлив, мазутов, дистиллятных и остаточных масел, гудронов, битумов).  [c.2]

К природному топливу относятся дрова, торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, горючие сланцы, нефть и природный газ. Искусственное топливо получается в результате той или иной обработки природного топлива. К нему относятся полукокс, кокс, торфяные и каменные брикеты, бензин, лигроин, керосин, соляровое и другие масла, дизельное топливо, мазут, газы (полу-коксовый, коксовый, генераторный, доменный, подземной газификации углей). Б состав всех видов топлива входят углерод С, водород Н, сера S, кислород О, азот N, зола А и влага W. Состав топлива (табл. 3) выражается в массовых процентах. Например, элементарный состав бензина Ср = 85%, Нр = 15%.  [c.96]


Бензин представляет собой смесь наиболее легкокипящих фракций нефти (с температурой кипения до 473° К). Его плотность составляет (0,72—0,76)10 кг/м . Элементарный состав бензина зависит от типа содержащихся в нем углеводородных соединений. В среднем можно считать, что в состав бензина входит 85% С и 15% Н. Низшая теплота сгорания бензина составляет примерно 43 960 кдж/кг (10 500 ккал/кг). Бензин используется в качестве топлива для авиационных и автомобильных двигателей.  [c.20]

Элементарный состав жидких топлив (бензин, дизельное топливо) обычно выражается в единицах массы (кг), а газообразных — в объемных единицах (м или моль).  [c.7]

Средний элементарный состав бензинов и дизельных топлив в массовых долях представлен в табл. 3, а газообразных топлив в объемных долях — в табл. 4.  [c.7]

Нефть, из которой добывается бензин, — горючая маслянистая жидкость чаще темного цвета, реже светло-желтая или даже бесцветная с характерным запахом. Элементарный химический состав нефти следующий углерод (С)—80—87% водород (Нг) — 10—15% кислород (Оа)—0,1—1,5% азот (Н)—0,1—1,7% сера (5)—0,1—5%. Значительное содержание серы имеют нефти Башкирии и некоторые ферганские.  [c.497]

Авиационный бензин содержит по весу около 85% углерода и 15% водорода, и, следовательно, его элементарный состав будет  [c.53]

К жидкостям-неэлектролитам, т. е. к неэлектропроводным жидким средам, относятся жидкости органического происхождения — спирты, бензол, фенол, хлороформ, тетрахлорид углерода, нефть, керосин, бензин и т. д., а также ряд жидкостей неорганического происхождения — расплавленная сера, жидкий бром и др. В чистом виде органические растворители и входящие в состав нефти и жидких топлив углеводороды ие реагируют с металлами, но в присутствии даже незначительного количества примесей процессы взаимодействия резко интенсифицируются. Ускоряют коррозионные процессы содержащиеся в нефти серусодержащие соединения (сероводород, меркаптаны, а также элементарная сера). По-  [c.74]

Жидкое топливо применяется в виде мазута, являющегося остатком после отгонки от нефти бензина, керосина, масел и других продуктов. Элементарный состав типичного мазута 86—87% С 12—13% Нг до 0,5% Ог, N2 и 8. Теплотворная способность мазута 9500—10 500 кал кг. Преимущества мазута перед другими видами топлива — высокая калорийность, отсутствие золы и незначительное содержание серы, удобство и легкость хранения и использования по сравнению с твердым топливом, простота регулирования горения и безопасность хранения в отношении самовоспламе-няемости.  [c.10]


Элементарный состав и характеристика бензина и дизельного тоштива  [c.49]

Температура кипения и молекулярная масса углеводородов нефти колеблются в широких пределах. В автомобильном бензине самая легкокш1яш ая его часть имеет темлературу кипения 40° С, а наиболее высококипящая 200° С. Элементарный состав бензина — 85% С и 15% Н.  [c.528]


Какие углеводороды входят в состав бензина?

Углеводороды в бензине включают многие изопарафины, а также ароматические углеводороды и нафтены, а в бензинах, полученных при крекинге, содержится от 15 до 25% олефинов. Октановое число углеводородов снижается в следующем порядке: изопарафины > ароматические > олефины > нафтены > н-парафины.

Что входит в состав бензина?

В состав бензина входят два элемента – изооктан и гептан. Первый – крайне взрывоопасен, а для второго детонационная способность равна нулю, при определенных условиях конечно. Октановое число как раз и указывает на соотношение гептана и изооктана.

Какой предельный углеводород входит в состав бензина?

Бензин — представляет собой смесь углеводородов состоящих в основном из предельных 25-61 %, непредельных 13-45%, нафтеновых 9-71 %, ароматических 4-16 % углеводородов с длиной молекулы углеводорода от C 5 до C 10 и числом углеродных атомов от 4-5 до 9-10 со средней молекулярной массой около 100Д.

Каким показателем определяется состав бензина?

Определяется октановое число бензина соотношением содержания изомеров октана в сравнении с количеством гептана в топливе. То есть в топливе АИ-92 содержание изооктана в смеси с гептаном составляет 92%.

Что используют для повышения октанового числа бензина?

На октановое число влияет количество углеводородов с циклическим и разветвленным строением. Для увеличения их числа используют риформинг и крекинг, а также добавляют в топливо присадки.

Что значит АИ в названии бензина?

АИ – аббревиатура, обозначающая вид бензина. Первая буква (А) показывает, что топливо предназначено для заправки автомобильного транспорта. Вторая буква (И) указывает на то, что для определения октанового числа применялся исследовательский метод.

В чем разница между 92 и 95?

Отличие 92 бензина от 95 заключается в том, что топливо, имеющее меньшее октановое число, начнет раньше воспламеняться, чем того требует производитель.

Какая формула у бензина?

Формула бензина это подтверждает (C3h21O2). Характеристики бензина, относящегося к автомобильному виду, следующие: смесь должна быть однородной; плотность равная 690-750 кг.

Как получается бензин?

Бензин, как известно, получают из нефти.

Но они соединяются между собой в великом множестве сочетаний, образуя вещества, которые мы называем углеводородами. … Процессы эти сложные, но их объединяет общая цель — раздробить большие и сложные молекулы тяжелых углеводородов на более мелкие и легкие, образующие бензин.

Какие углеводороды в составе бензина обладают минимальным октановым числом?

Углеводороды, которые содержатся в топливах, значительно различаются по детонационной стойкости: наибольшее октановое число имеют ароматические углеводороды и парафиновые углеводороды (алканы) разветвлённого строения, наименьшее октановое число имеют парафиновые углеводороды нормального строения.

Что является качественным показателем бензина?

Важнейшими показателями автомобильных бензинов является давление насыщенных паров (29,3-47,9 кПа) и детонационная стойкость, выражаемая октановым числом. … Октановое число есть показатель, численно равный содержанию изооктана (в % об.)

Какие показатели качества определяют фракционный состав топлив?

ГОСТ устанавливает, что фракционный состав бензина нормируется пятью температурными характеристиками: началом перегонки, перегонкой 10%, 50%, 90% объёма и концом кипения.

На чем выгоднее ездить 92 или 95?

Получается, что выгоднее всего заправляться 92-м бензином. Выяснилось, что 95-й бензин реально снижает расход топлива, но его более высокая стоимость не покрывает эту разницу.

Как можно улучшить качество бензина?

Другая методика повышения октанового числа топлива – это добавление спирта, преимущественно этилового и метилового. Достаточно 10% этанола, чтобы из марки Аи-92 получить Аи-95. Такая присадка для повышения октанового числа бензина способна минимизировать количество токсичных веществ выхлопных газов.

Что означает марка бензина АИ 92?

Так вот, октановое число — показатель детонационной стойкости бензина (самовозгорания). Например, бензин АИ-92 можно интерпретировать, как бензин предназначенный для заправки авто (а не самолета, к примеру) и его октановое число составляет примерно 92, что было установлено в ходе лабораторных исследований.

Какие существуют методы определения октанового числа?

В настоящее время на территории России официально приняты и повсеместно применяются только 2 метода определения уровня октана в бензине:

  • исследовательский;
  • моторный.

6.07.2017

Знаете ли вы, что у вас в бензине?

Миллионы людей живут, работают и развлекаются вблизи крупных автомагистралей. Половина всех американцев ежедневно подвергается воздействию нездорового уровня загрязнения воздуха. Такая непосредственная близость к районам с интенсивным движением и, как следствие, низкое качество воздуха могут негативно сказаться на общем состоянии здоровья населения. Это связано с тем, что выхлопные газы наших автомобилей и грузовиков более опасны, чем люди думают. Растущее количество исследований показывает, что выбросы автомобилей представляют серьезную угрозу для нашего здоровья.Основной причиной этой проблемы являются токсичные соединения в бензине, известные как ароматические углеводороды. Ароматические соединения являются известными или предполагаемыми канцерогенами, которые составляют 25% галлона бензина.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Ароматические соединения представляют собой углеводороды, включающие бензол, толуол и ксилол, которые часто называют группой ВТХ. Ароматические углеводороды являются наиболее энергоэффективными, углеродоемкими и дорогостоящими компонентами бензина. Они часто не полностью сгорают в двигателе, поэтому ароматические углеводороды являются основным источником образования сверхтонких частиц (UFP), которые являются одним из самых опасных и вредных загрязняющих веществ, поступающих с выхлопными газами автомобилей.

ПОЧЕМУ ОНИ В ГАЗЕ?
Когда свинец был удален из бензина, потому что он классифицируется как яд, потребовалось что-то в качестве замены октанового числа в топливе. Нефтяная промышленность предпочитала ароматические углеводороды для повышения октанового числа, и они уже были доступны на нефтеперерабатывающих заводах. Соединения BTX естественным образом присутствуют в сырой нефти, но также образуются на нефтеперерабатывающих заводах, поэтому это позволило нефтеперерабатывающим заводам настроить свои процессы, чтобы повысить содержание ароматических соединений до необходимого уровня. Однако, поскольку эти ароматические соединения классифицируются как известные или предполагаемые канцерогены, группы здоровья и защитники чистого воздуха рассматривают ароматические соединения как «новое лидерство» — обмен яда на канцероген.Агентство по охране окружающей среды классифицировало их как опасные загрязнители воздуха, но контролировало их медленно. Без достаточного контроля уровня ароматических соединений, используемых для определения октана, риски для здоровья от автомобильных выбросов только возрастут.

ЧТО ЕЩЕ В ГАЗЕ?
Ароматические соединения являются лишь одним из ингредиентов бензина, который представляет собой смесь сотен химических веществ и компонентов, полученных из нефти. В то время как ароматические соединения составляют около 25% бензина, большая часть бензина состоит из насыщенных углеводородов, которые считаются хорошей долей бензина по сравнению с ароматическими соединениями.Насыщенные вещества также содержатся в сырой нефти и производятся на нефтеперерабатывающих заводах. Они хороши для сгорания и чище, чем ароматические, но не обеспечивают достаточного октана для использования в одиночку. Немасляным компонентом бензина является этанол, который составляет 10% бензина по всей стране и снижает содержание ароматических соединений, поскольку является более чистой и высокооктановой добавкой.

ПОЧЕМУ ОКТАН ВАЖЕН?
Когда вы подъезжаете к бензоколонке, цифры на кнопках обозначают октановое число топлива.Октан необходим для предотвращения преждевременной детонации воздушно-топливной смеси в вашем двигателе, вызывающей детонацию или стук при высокой нагрузке. Когда-то вы действительно слышали стук под капотом, когда это происходило, но сегодня, благодаря современным технологиям, компьютер автомобиля может регулировать угол опережения зажигания, чтобы уменьшить или устранить стук. Когда это происходит, а это все еще часто происходит сегодня, эта корректировка времени сокращает пробег и увеличивает стоимость за милю. Октан добавляется в топливо, чтобы противостоять этому стуку.Чем выше октановое число или число на кнопке, тем лучше предотвращение детонации, что означает лучшую экономию топлива. Топливо с более высоким октановым числом, поступающее с нефтеперерабатывающего завода, стоит дорого, поэтому топливо премиум-класса обычно стоит дороже, чем обычное топливо с октановым числом 87.

ДОСТУПНЫЕ ИСТОЧНИКИ ОКТАНА
Имеются два коммерчески выгодных источника октана. Во-первых, это этанол, доморощенная топливная присадка с чистым горением, которая в настоящее время составляет 10% бензина. Этанол имеет самое высокое октановое число среди всех компонентов бензина, и доказано, что он снижает выбросы.Источником второго октана являются ароматические углеводороды, токсичные углеводороды, производимые на нефтеперерабатывающем заводе. Ароматические соединения, которые включают известные и предполагаемые канцерогены, такие как бензол и толуол, составляют 25% топлива. Ароматические соединения являются наиболее углеродоемкими и токсичными соединениями в бензине, вызывая наихудшие выбросы выхлопных газов.

МОЖНО ЛИ ЗАМЕНИТЬ АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ?
Поскольку ароматические соединения естественным образом присутствуют в сырой нефти, полностью удалить их из бензина невозможно. Однако количество ароматических соединений можно значительно уменьшить за счет добавления этанола.С тех пор как 10-процентные смеси этанола, широко известные как E10, вышли на рынок, они ежегодно заменяют восемь миллиардов галлонов ароматических соединений. Это связано с тем, что нефтепереработчики начали использовать этанол для повышения октанового числа и снижения содержания ароматических соединений. Чтобы улучшить здоровье населения и еще больше сократить содержание ароматических веществ, этанол в концентрации 15, 20 или даже 30% может иметь большое значение и снизить опасные сегодня уровни этих вредных ароматических добавок.

Производство нефти в больших объемах — бензин

Категория потоков бензиновых смесей включает 81 летучую жидкость при стандартной температуре и давлении, называемую нафтой.Бензиновые нафты — сложные нефтяные вещества, состоящие из парафиновых углеводородов (нормальной и разветвленной цепи), олефиновых углеводородов, нафтеновых углеводородов (циклопарафинов) и ароматических углеводородов (главным образом алкилбензолов). Эти четыре основных химических класса обычно присутствуют во всех нафтах — P арафины, O лефины, N афтены и A романтики — обозначаются аббревиатурой PONA.

Учитывая широкий спектр химических веществ, входящих в состав потоков бензина/смеси бензина, была разработана базовая стратегия для характеристики здоровья человека, физико-химических характеристик, экологического поведения и опасностей экотоксичности, которые можно защитить и применить к широкому диапазону химических комбинаций.Данные по нафтам с более высоким числом углерода в одном из этих четырех химических классов использовались для оценки границ токсичности и прогнозирования потенциальной опасности непроверенных веществ. Данные по бензину используются в качестве дополнительной информации для поддержки общих и конечных характеристик конкретных опасностей. Детальный анализ данных новых и существующих исследований этих и подобных потоков был объединен с результатами исследований рецептурного бензина. Эти сравнения продемонстрировали сходство в результатах конечных точек опасности ВПЧ и поддерживают упрощение оценки категории для характеристики потенциальной опасности для большинства конечных точек здоровья человека и окружающей среды без использования различий классов PONA.Следовательно, прогнозирование значений для непроверенных членов категории состоит из диапазона самых высоких и самых низких значений, полученных в результате ключевых исследований всех веществ PONA и бензина с рецептурой.

Чтобы справиться с проблемой ВПЧ, группа тестирования провела тщательную оценку веществ, относящихся к категории бензин/смешанные потоки бензина, и предоставила общественности все надежные данные о вреде для здоровья человека и окружающей среде. Большинство данных о здоровье млекопитающих получены в результате кожных и ингаляционных исследований.Вдыхание является наиболее важным путем воздействия на человека; однако большинство веществ этой категории смешиваются с рецептурным бензином и не обнаруживаются за пределами нефтеперерабатывающего завода. Исследования токсичности для окружающей среды были проведены с водными фракциями целых проб репрезентативных водотоков.

API | Объяснение цен на газ

Пять быстрых фактов о ценах на бензин в США

  1. Цены на нефть определяются рыночными силами спроса и предложения, а не отдельными компаниями, и цена на сырую нефть является основным фактором, определяющим цену, которую мы платим на заправке.Цены на нефть достигли семилетнего максимума на фоне сохраняющегося глобального дефицита предложения, нехватки рабочей силы, растущей геополитической нестабильности в Восточной Европе, восстановления экономики после начальных стадий пандемии и политической неопределенности со стороны Вашингтона.
  2. Выбор политики имеет значение. Американские производители работают над тем, чтобы удовлетворить растущий спрос на энергию, поскольку предложение продолжает отставать, но политическая и правовая неопределенность усложняет рыночные проблемы.
  3. Администрация нуждается в перезагрузке энергетической политики, а Европа — поучительная история. Нам не нужно смотреть дальше ситуации в Европе, чтобы увидеть, что происходит, когда страны зависят от производства энергии из иностранных источников, у которых есть свои собственные планы. Политики могли бы сделать больше, чтобы обеспечить доступ к недорогой и надежной энергии, начиная со стимулирования производства и энергетической инфраструктуры США и посылая четкий сигнал о том, что Америка открыта для инвестиций в энергетику.
  4. Многократные углубленные расследования FTC показали, что изменения цен на бензин обусловлены рыночными факторами, а не незаконным поведением , и американский народ ищет решения, а не обвиняет.Цена на насосе, которую в настоящее время платят американцы, является функцией увеличения спроса и отставания предложения в сочетании с геополитическими потрясениями, вызванными российской агрессией в Украине.
  5. Законодатели должны сосредоточиться на политике, которая увеличивает предложение США , чтобы помочь смягчить ситуация, а не политическая позиция, которая ничего не делает, кроме как препятствует инвестициям в то время, когда они нужны больше всего.

На этой странице:
Читайте также:
Скачать:

Цены Удары по насосу?

Основными факторами, влияющими на цены на бензин, являются глобальные затраты на сырую нефть (61%), затраты на переработку (14%), расходы на сбыт и маркетинг (11%), а также федеральные и государственные налоги (14%), которые обычно отражаются в оптовых затратах. которые продавцы бензина платят дистрибьюторам.В дополнение к этим факторам АЗС должны учитывать местные факторы, которые могут повлиять на розничные цены на топливо, такие как типы магазинов (брендированные или небрендированные), местоположение магазина и местная конкуренция, способ доставки топлива, продолжительность существующих контрактов с поставщиками, закупаемые объемы и конкретные соображения магазина (например, затраты на рабочую силу, стоимость недвижимости, электричество, комиссии по кредитным картам, стоимость оборудования и техническое обслуживание и т. д.).

Примечание: доступ к графике был получен 24 марта 2022 г., https://www.eia.gov/petroleum/gasdiesel/

Что определяет стоимость сырой нефти?

Стоимость сырой нефти является крупнейшим фактором в розничной цене бензина. Из-за этого изменения розничных цен на бензин обычно отслеживают изменения мировых цен на сырую нефть. На цены на сырую нефть влияют геополитика, фундаментальные факторы мирового рынка, включая спрос и предложение, запасы, сезонность, соображения и ожидания финансового рынка.

Налоги добавляются к цене бензина.

Федеральные, государственные и местные налоги также влияют на розничную цену бензина. Федеральный акцизный налог составляет 18,40 цента за галлон (cpg), а государственные сборы и налоги на бензин варьируются от примерно 15 cpg на Аляске до 68 cpg в Калифорнии и около 59 cpg в Иллинойсе и Пенсильвании. В среднем государственные налоги и сборы составляют в среднем около 39 cpg, а в сочетании с федеральными налогами в среднем 57 cpg при заправке. Налоги с продаж наряду с налогами, взимаемыми местными и муниципальными органами власти, также могут увеличивать цены на бензин в некоторых местах.

Затраты на переработку

В дополнение к покупке сырой нефти нефтеперерабатывающий завод несет расходы, связанные с переработкой сырой нефти через нефтеперерабатывающий завод для производства бензина, дизельного топлива и других нефтепродуктов. Затраты на переработку варьируются в зависимости от сезона (например, более высокие затраты на производство летней смеси по сравнению с нелетней бензиновой смесью) и в зависимости от региона США, отчасти из-за различных составов бензина, необходимых для сокращения выбросов в атмосферу в разных частях страны. Кроме того, чем больше людей ездят летом, тем выше спрос на бензин, что, как правило, приводит к повышательному давлению на цены.На цены бензина также влияет стоимость других компонентов, которые могут быть добавлены в бензин, таких как этанол.

Распространение и маркетинг

Расходы на сбыт и маркетинг также включаются в розничную цену бензина. Затраты на распределение и доставку бензина могут включать трубопроводные, морские, автомобильные и железнодорожные расходы, связанные с перемещением бензина с нефтеперерабатывающего завода на терминал. С терминала бензин доставляется автоцистернами на отдельные АЗС.Затраты на маркетинг связаны с продажей бензина нефтеперерабатывающими заводами, дистрибьюторами, оптовиками и розничным продавцом.

Кто владеет и управляет заправочными станциями?

Менее одного процента всех магазинов, продающих бензин, принадлежат крупным нефтяным компаниям. Практически все заправочные станции находятся в независимой собственности, а не в собственности крупных нефтяных компаний, и из них около 60% принадлежат частным владельцам. Розничные станции устанавливают цены, чтобы быть конкурентоспособными на местном рынке.Они должны учитывать необходимость оплаты следующей поставки бензина (т. е. затраты на замену) в цене, которую они устанавливают. Если считается, что предложение падает по сравнению со спросом, это может оказать повышательное давление на цену и может быть учтено при ценовом решении розничного продавца. В то время как цены на бензин исторически были близки к ценам, уплачиваемым на распределительных терминалах, поставляемых нефтеперерабатывающими заводами, цена на заправке также отражает местные рыночные условия.

Ключевые выводы:

  1. Стоимость сырой нефти является фактором номер один в ценах на бензин на заправке
    • Сырая нефть составляла 52% стоимости галлона бензина в январе и 61% по состоянию на февраль 2022 года, согласно U.S. Управление энергетической информации (EIA).
    • После рецессии 2020 года, вызванной COVID-19, цены на сырую нефть в подавляющем большинстве случаев оставались основным фактором роста цен на бензин. Ежеквартально по стране цены на сырую нефть объясняли более 90% колебаний цен на бензин с 2020 года. Более того, эта прямая связь исторически была наиболее сильной, когда цены на нефть росли, а не когда они падали. Администрация подвергла критике тот факт, что цены на моторное топливо исторически быстро отражали стоимость его замещения под влиянием рынков нефти, но когда цены на нефть падали, относительно более медленные темпы снижения цен на моторное топливо зависели от рыночных условий, включая степень местный конкурс.Эта динамика отражает конкуренцию между независимыми ритейлерами, для которых привлечение покупателей в свои магазины по-прежнему является важным фактором их существования.
    • Национальная ассоциация круглосуточных магазинов (NACS) предлагает дополнительную информацию о ценах на бензин на заправках здесь.
  2. Нет центрального органа или группы людей, которые каждый день решают, сколько будет стоить бензин. Процесс, который влияет на стоимость галлона бензина на конкретной заправке в любой день, зависит от решений, принимаемых тысячами независимых поставщиков, переработчиков, оптовиков и продавцов, которые поставляют различные сорта бензина розничным торговцам.
  3. В целом стоимость нефти остается на самом высоком уровне с 2014 года
    • В то время как ежедневные цены на сырую нефть движутся вверх и вниз, общая картина такова, что нефть выросла до самого высокого уровня за семь лет, потому что предложение отстает от спроса, что в конечном итоге приводит к относительному дефициту и увеличению зависимости от импорта при более высоких затратах и Цены.
  4. Государственные и местные налоги
    • В среднем налоги и сборы в настоящее время составляют примерно 14 процентов от суммы, которую потребители платят на заправочной станции.Кроме того, в некоторых штатах взимаются дополнительные налоги и сборы, почти в четыре раза превышающие федеральный акцизный налог в размере 18,4 центнера на галлон, в результате чего цены на топливо в этих районах выше, чем в других районах страны.
  5. Что я могу сделать, чтобы улучшить экономию топлива?
    • Когда я за рулем, как я могу получить больше миль на галлон? Плавно разгоняйтесь. Старт зайца потребляет в два раза больше топлива, чем постепенный старт. Кроме того, темп вашего вождения. Лучше оставаться на постоянной скорости, чем постоянно ускоряться и замедляться.Замедлять. Чем быстрее вы едете, тем больше бензина потребляет ваш автомобиль. Вождение со скоростью 65 миль в час вместо 55 миль в час снижает экономию топлива примерно на две мили на галлон.
    • Помимо изменения манеры вождения, что я могу сделать, чтобы повысить эффективность использования топлива автомобилем? Поддерживайте свой автомобиль. Регулярно настраивайте свой автомобиль, держите воздушные фильтры в чистоте и следите за тем, чтобы шины были правильно накачаны. Настройка двигателя может улучшить экономию топлива автомобиля в среднем на одну милю на галлон; недокачанные шины могут уменьшить его на эту сумму.Не прогревайте машину слишком долго холодным утром. Эксперты говорят, что вашему автомобилю нужно всего 30 секунд прогреться, прежде чем вы сможете начать движение зимой. Охладите свой автомобиль ответственно в жаркие дни. Меньшее использование вашего кондиционера может улучшить экономию топлива на целых две мили на галлон, но современные кондиционеры создают меньше сопротивления вашему двигателю, чем езда с опущенными окнами. Кроме того, вы должны очистить свой автомобиль — это не только сделает его лучше, но и снижение веса может повысить эффективность использования топлива.

Изучение цен на сырую нефть, бензин и природный газ 3,0

Главный экономист API Дин Форман объясняет, что стоит за ростом цен на газ, включая влияние конфликта между Россией и Украиной и решение администрации Байдена запретить импорт российской нефти. Форман также обсуждает, как реагируют производители США и какие действия может предпринять Белый дом для укрепления энергетической безопасности США.

Читать блог

Бензин портится? | Живая наука

Давно ли вы переезжали на своей машине? У вас в гараже осталось топливо для газонокосилки? Если это так, вы можете задаться вопросом, портится ли бензин?

К сожалению, «жестких и быстрых правил не существует», — сказал Джеймс Спейт, консультант по энергетике и автор «Справочника по нефтепереработке» (Taylor & Francis, 2016) и других публикаций.«Это просто… очень трудно обобщать».

Хотя бензин может храниться от нескольких месяцев до нескольких лет, факторы окружающей среды, такие как тепло, кислород и влажность, влияют на состояние топлива, сказал Спейт.

Связанный: Почему перекись водорода шипит при порезах?

Но если сырая нефть хранится сотни миллионов лет под землей, почему бензин вообще рискует испортиться? Проще говоря, к тому времени, когда бензин поступает к потребителям, он уже сильно отличается от исходной сырой нефти.

Бензин в основном представляет собой смесь атомов углерода и водорода, связанных вместе, образуя множество богатых энергией соединений, называемых углеводородами. В процессе переработки нефти инженеры удаляют такие примеси, как сера, которая может образовывать двуокись серы и вызывать кислотные дожди. По данным Агентства по охране окружающей среды США, затем добавляются вещества для улучшения характеристик бензина и достижения желаемого октанового числа. Октановые числа показывают, какое сжатие может выдержать бензин.Чем выше число, тем меньше вероятность воспламенения от давления.

Конечный, тщательно откалиброванный продукт состоит из сотен различных соединений — слишком много, чтобы их можно было даже идентифицировать и охарактеризовать, сказал Спейт.

Однако эта забота о балансировке бензина теряется, если бензин хранится слишком долго, сказал Ричард Стэнли, бывший инженер-химик Fluor Corporation, инженерной фирмы со штаб-квартирой в Ирвинге, штат Техас, и Ascent Engineering, базирующейся в Хьюстоне. .

«Если вы оставите бензин сам по себе, со временем … он просто не будет работать так, как вы думаете», — сказал Стэнли.

Это потому, что со временем «[t] более легкие углеводороды Бензин начнет испаряться», — сказал Стэнли Live Science. И двигатель вашего автомобиля может быть не рассчитан на работу с полученным бензином, если его оставить слишком долго. в течение года, по мнению экспертов.Зимой компании производят бензин, содержащий более легкие углеводороды, что делает жидкость более летучей и, следовательно, легче воспламеняется.

В холодные месяцы эта смесь облегчает запуск автомобиля, сказал Спейт. Но в летнее время смесь теряет достаточное количество более легких углеводородов, в результате чего, по словам Стэнли, вы получаете другой рейтинг газа. Летний бензин содержит более тяжелые углеводороды, чтобы предотвратить чрезмерное испарение от жары. По словам Стэнли, это затрудняет воспламенение летнего бензина зимой.

Если не считать испарения, «[бензин] подобен вину — стоит его вынуть из бутылки, как он начинает портиться. Он начинает окисляться», — сказал Стэнли.

По мере того, как некоторые углеводороды в бензине испаряются, другие углеводороды вступают в реакцию с кислородом воздуха, сказал Спейт. Затем бензин начинает образовывать твердые вещества, называемые смолой.

Связанный: 10 самых загрязненных мест на Земле

«[О]днажды [плохой бензин] попадет в трубопровод, эта смола может отделиться…. и, может быть, [он] не полностью перекроет газопровод, но, возможно, [он] начнет его перекрывать», — сказал Спейт.

Короче говоря, вам нужно хранить бензин в прохладных условиях с низким содержанием кислорода, сказал Спейт

Кроме того, один из основных компонентов бензина – Соединенные Штаты — это этанол.На самом деле, большая часть бензина, продаваемого в Соединенных Штатах, состоит из 10-процентного этанола или смеси под названием E10, согласно U.S. Управление энергетической информации. На Среднем Западе, в центре производства этанола, смесь может доходить до Е85, или 85-процентного этанола.

Однако, в отличие от углеводородов, этанол является гидрофильным, то есть связывается с водой.

«Если в вашем бензине есть этанол, он может начать всасывать водяной пар из воздуха и добавлять его в ваш бензин», — сказал Стэнли. «Вам не нужна вода в вашем двигателе, потому что она начинает разъедать систему».

В целом, несмотря на то, что эксперты согласны с тем, что существует слишком много переменных, чтобы точно определить, когда бензин портится, все они призывают к осторожности при обращении с бензином и его хранении.

«Помните, бензин очень, очень летуч», — сказал Спейт. «Не стоит пытаться хранить большие количества. Это может привести только к неприятностям.

«Все, что делает бензин немного более летучим, чем обычно, влияет на бензин», — добавил он. пошутил: «В жаркий день… неправильно смотришь на вещи».

Бензин — Citizendium

(ПД) Фото: У.S. Government
Автомобили личного пользования являются крупнейшими потребителями бензина.

Бензин или Бензин представляет собой топливо, полученное из сырой нефти, для использования в двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием. Обычный бензин в основном представляет собой смесь более 200 различных углеводородных жидкостей, начиная от тех, которые содержат 4 атома углерода, до тех, которые содержат 11 или 12 атомов углерода. Он имеет начальную точку кипения при атмосферном давлении около 35 ° C (95 ° F) и конечную точку кипения около 200 ° C (395 ° F). [1] [2] [3] [4] Бензин используется главным образом в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания в автомобилях, а также в некоторых небольших самолетах.

В Канаде и США обычно используется слово «бензин», которое часто сокращается до просто «газ», хотя это скорее жидкость, чем газ. По сути, АЗС именуются «заправочными станциями».

В большинстве нынешних или бывших стран Содружества используется термин «бензин», а их заправочные станции называются «заправочными станциями».Иногда также используется термин «нефтегазолин». В некоторых странах Европы и других странах термин «бензин» (или вариант этого слова) используется для обозначения бензина.

В авиации термин «могас» (аббревиатура от «автомобильный бензин») используется для отличия автомобильного топлива от авиационного топлива, известного как «авигаз».

Производство бензина из сырой нефти

Для получения дополнительной информации см.: Процессы нефтепереработки .

Бензин и другие конечные продукты производятся из сырой нефти на нефтеперерабатывающих заводах.По ряду причин очень сложно количественно определить количество бензина, полученного при переработке данного количества сырой нефти:

  • Буквально сотни различных источников сырой нефти по всему миру, и каждая сырая нефть имеет свою уникальную смесь тысяч углеводородов и других материалов.
  • По всему миру существуют сотни заводов по переработке сырой нефти, и каждый из них предназначен для переработки определенной сырой нефти или определенного набора сырых масел.Кроме того, каждый нефтеперерабатывающий завод имеет свою собственную уникальную конфигурацию процессов переработки нефти, которая производит свой собственный уникальный набор компонентов бензиновой смеси. В некоторых видах сырой нефти содержится более высокая доля углеводородов с очень высокой температурой кипения, чем в других видах сырой нефти, и поэтому для производства углеводородов с более низкой температурой кипения, пригодных для использования в бензинах, требуются более сложные конфигурации нефтеперерабатывающих заводов.
  • Существует множество различных спецификаций бензина, которые были предписаны различными местными, государственными или национальными государственными учреждениями.
  • Во многих географических районах количество бензина, произведенного в летний сезон (т. е. сезон наибольшего спроса на автомобильный бензин), значительно отличается от количества, произведенного в зимний сезон.
(PD) Изображение: Milton Beychok
Средний выход продуктов нефтепереработки в США.

Однако в среднем по всем НПЗ, работавшим в США в 2007 году, [5] перерабатывали баррель сырой нефти (то есть 42 галлона или 159 литров) давали 19.2 галлона (72,7 литра) конечного бензина, как показано на изображении рядом. Это объемный выход 45,7 процента. Средний выход бензина на НПЗ в других странах может быть другим.

С точки зрения эффективности при использовании в автомобильных двигателях внутреннего сгорания с искровым зажиганием наиболее важной характеристикой бензина является его октановое число (обсуждается далее в этой статье). Парафиновые углеводороды (алканы), в которых все атомы углерода находятся в прямой цепи, имеют самые низкие октановые числа.Углеводороды с более сложной конфигурацией, такие как ароматические углеводороды, олефины и разветвленные парафины, имеют гораздо более высокое октановое число. С этой целью многие процессы очистки, используемые на нефтеперерабатывающих заводах, предназначены для получения углеводородов с более сложными конфигурациями.

Некоторыми из наиболее важных технологических потоков нефтепереработки, которые смешиваются вместе для получения конечного продукта бензина [6] , являются:

Свойства, определяющие характеристики бензина

(PD) Изображение: Милтон Бейчок
Схема 4-тактного цикла двигателя внутреннего сжатия с искровым зажиганием.

Октановое число

На соседнем изображении показано, что происходит в одном из цилиндров сгорания бензинового двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работающего в 4-тактном цикле. Каждый цилиндр в двигателе имеет подвижный поршень, который может скользить вверх и вниз внутри цилиндра. Хотя это и не показано на изображении, нижняя часть поршня соединена с вращающимся центральным коленчатым валом с помощью так называемого шатуна . Цикл начинается с поршня в верхней части цилиндра (т.д., где поршень максимально удален от оси коленчатого вала), а впускной и выпускной клапаны закрыты. Затем:

  • Во время такта впуска поршень тянется вниз под действием вращающегося коленчатого вала, и впускной клапан открывается, пропуская смесь топлива и воздуха.
  • Во время такта сжатия впускной клапан закрывается, и поршень выталкивается вверх вращающимся коленчатым валом, который сжимает топливно-воздушную смесь.
  • Во время такта мощность сжатая топливно-воздушная смесь воспламеняется искрой от свечи зажигания.Возникающее в результате повышение температуры и давления горящего топлива толкает поршень вниз, что, в свою очередь, заставляет вращаться коленчатый вал.
  • Во время такта выпуска выпускной клапан открывается, и вращающийся коленчатый вал толкает поршень вверх, что вынуждает продукты сгорания выбрасываться из цилиндра. На этом заканчивается 4-тактный цикл, а затем цикл начинается снова.

В типичном многоцилиндровом двигателе синхронизация цикла каждого цилиндра такова, что коленчатый вал постоянно вращается.

(PD) Изображение: Milton Beychok
Упрощенная структура 2,2,4-триметилпентана и н-гептана.

Если бензин спонтанно воспламеняется и детонирует (т. е. взрывается) до того, как воспламенится от свечи зажигания, это вызывает ненормальное явление, известное как стук , стук или искровой стук . Стук хорошо слышен, а продолжительный стук может повредить двигатель.

Как кратко упоминалось выше, наиболее важной характеристикой бензина является его октановое число, которое является мерой устойчивости бензина к детонации .На самом деле октановое число иногда называют Антидетонационный индекс . Октановое число основано на произвольной шкале, индексированной относительно жидкой смеси изооктана (C 8 H 18 ), которая представляет собой 2,2,4-триметилпентан, и н-гептана (C 7 H 16 ). Изооктану (см. изображение рядом) с разветвленной структурой и высокой детонационной стойкостью произвольно присвоено октановое число 100. N-гептану (см. изображение рядом) с прямоцепочечной структурой и плохой детонационной стойкостью. произвольно присвоено октановое число 0.

Октановое число определенного бензина измеряется путем его использования в испытательном одноцилиндровом двигателе с переменной степенью сжатия и корректировкой степени для получения стандартной интенсивности детонации, регистрируемой прибором, известным как детонометр . По сравнению с табличными результатами аналогичных испытаний различных смесей изооктана и н-гептана при той же степени сжатия определяется октановое число бензина. Например, если результаты испытаний бензина совпадают с результатами испытаний смеси, содержащей 90 объемных % изооктана и 10 объемных % н-гептана, то октановое число бензина принимается равным 90. [7]

Октановое число измеряется в двух различных условиях эксплуатации. Рейтинг, измеренный в более тяжелых условиях эксплуатации, называется Октановое число двигателя (MON) [8] , а рейтинг, измеренный в менее тяжелых условиях, называется Октановое число по исследовательскому методу (RON) [9] . Моторное октановое число больше отражает характеристики бензина при использовании в автомобиле, работающем под нагрузкой.Для многих составов бензина RON примерно на 8-10 пунктов ниже, чем RON.

В США и Канаде октановое число, указанное на насосах на заправочных станциях, представляет собой среднее значение RON и MON бензина. Это среднее значение иногда называют октановым числом насоса (PON) , антидетонационным индексом (AKI) , дорожным октановым числом (RdON) и очень часто просто 6 6 . (РОН + ПН)/2) или (Р + М)/2 .В Европе, Австралии и других странах октановое число, указанное на насосах, чаще всего соответствует RON.

Как правило, чем выше степень сжатия двигателя внутреннего сгорания с искровым зажиганием, тем выше уровень производительности двигателя и тем выше октановое число, требуемое для бензинового топлива. Конструкция двигателя определяет его степень сжатия и, следовательно, требуемое октановое число бензина. Использование бензина с октановым числом выше, чем требуется двигателю, не улучшит характеристики двигателя, а просто будет стоить дороже.

Давление пара

Для получения дополнительной информации см.: Давление паров .

Давление паров бензина является мерой его склонности к испарению (т. е. его летучести ), а высокое давление паров приводит к высоким выбросам образующихся при испарении смогообразующих углеводородов, что нежелательно с экологической точки зрения. Однако с точки зрения производительности бензина:

  • Бензин должен быть достаточно летучим, чтобы двигатели могли легко запускаться при самой низкой ожидаемой температуре в географическом районе предполагаемого рынка бензина.По этой причине в большинстве регионов бензин, продаваемый зимой, имеет более высокое давление паров, чем бензин, продаваемый летом.
  • Слишком высокая летучесть может вызвать чрезмерное количество паров, что приведет к блокировке паров в топливном насосе и топливопроводе.

Таким образом, производители бензина должны поставлять бензины, обеспечивающие легкий запуск двигателей и позволяющие избежать проблем с паровыми пробками [10] [11] , и в то же время соблюдать экологические нормативные ограничения на выбросы углеводородов.

Содержание серы

Для получения дополнительной информации см. Сера .

При сгорании бензина любые соединения серы в бензине превращаются в выбросы газообразного диоксида серы, нежелательные с экологической точки зрения. Часть диоксида серы также соединяется с водяным паром, образующимся при сгорании бензина, в результате чего образуется кислый коррозионно-активный газ, который может повредить двигатель и его выхлопную систему. Кроме того, сера снижает эффективность бортовых каталитических нейтрализаторов (обсуждается далее в этой статье).

Таким образом, соединения серы в бензине крайне нежелательны как с экологической точки зрения, так и с точки зрения работы двигателя. [3] [12] [13] Многие страны в настоящее время требуют, чтобы содержание серы в бензине ограничивалось 10 ppm по весу.

Стабильность при хранении

Бензин, хранящийся в топливных баках и других емкостях, со временем подвергается окислительному разложению и образует липкие смолы, называемые смолами . Такие смолы могут осаждаться из бензина и вызывать загрязнение различных компонентов двигателей внутреннего сгорания, что снижает производительность двигателей, а также затрудняет их запуск.Относительно небольшие количества различных антиокислительных присадок включаются в конечный бензин для улучшения стабильности бензина при хранении за счет ингибирования образования смол.

(PD) Изображение: Milton Beychok
Температуры и связанное с ними содержание воды, при которых происходит разделение смеси бензина и 10 об. % этанола.

В конечный бензин также входят и другие добавки, такие как ингибиторы коррозии для защиты резервуаров для хранения бензина, депрессорные присадки для предотвращения обледенения и цветные красители для обеспечения безопасности или соблюдения государственных нормативных требований. [1] [3] [10]

Как обсуждается далее в этой статье, многие бензины содержат этанол, который представляет собой спирт с формулой C 2 H 5 OH. Бензин не растворяется в воде, но этанол и вода растворяются друг в друге. Таким образом, бензины конечного продукта, содержащие этанол, при определенных температурах и концентрациях воды будут разделяться на бензиновую фазу и водную фазу этанола. [14]

Например, на графике рядом показано, что фазовое разделение происходит в бензине при температуре от 5 до 16 °C (от 40 до 60 °F), содержащем 10 объемных процентов этанола и всего лишь 0.от 40 до 0,50 объемных процентов воды.

Для одного и того же диапазона температур доля воды, которую может содержать этанолсодержащий бензин без разделения фаз, увеличивается с процентным содержанием этанола. Таким образом, бензины, содержащие более 10 объемных процентов этанола, с меньшей вероятностью будут подвергаться фазовому разделению.

Составы бензина и нормы качества воздуха

В США

Не существует «стандартного» состава или набора спецификаций для бензина.В Соединенных Штатах из-за сложных национальных и отдельных государственных и местных программ по улучшению качества воздуха, а также местных решений по переработке и маркетингу нефтеперерабатывающие заводы должны поставлять топливо, отвечающее многим различным стандартам. Государственные и местные нормы качества воздуха, касающиеся бензина, пересекаются с национальными нормами, что приводит к тому, что в соседних или близлежащих районах характеристики бензина существенно различаются. Согласно подробному исследованию 2006 года, [12] , в 2002 году в Соединенных Штатах требовалось не менее 18 различных составов бензина.Поскольку многие нефтеперерабатывающие заводы в Соединенных Штатах производят три сорта топлива, а спецификации топлива, продаваемого в летний сезон, значительно отличаются от спецификаций в зимний сезон, это число могло быть сильно занижено. В любом случае количество топливных составов, вероятно, значительно увеличилось с 2002 года. В Соединенных Штатах различные топливные составы часто называют «оптовыми видами топлива». [12] [15] [16] В целом, большинство спецификаций бензина соответствует требованиям так называемого реформулированного бензина (RFG) , установленного федеральным законом и введенного в действие Федеральным законом США.S. Агентство по охране окружающей среды (US EPA).

Некоторые из основных свойств и компонентов бензина, на которые нацелены различные национальные, государственные или местные программы регулирования:

  • Давление паров : Давление паров бензина вызывает озабоченность, поскольку выбросы углеводородов в бензине при испарении приводят к образованию озона в атмосфере, который вступает в реакцию с автомобильными и промышленными выбросами газообразных оксидов азота (NOx) с образованием что называется фотохимический смог . Смог представляет собой комбинацию слов дым и туман и традиционно относится к смеси дыма и двуокиси серы, образующейся в результате сжигания угля для обогрева зданий в таких местах, как Лондон, Англия в 19 веке и первая половина 20 века. Современный фотохимический смог возникает не от сжигания угля, а от автомобильных и промышленных выбросов углеводородов и оксидов азота. Он выглядит как коричневатая дымка над большими городскими районами и раздражает глаза и легкие.
  • Оксиды азота : Различные оксиды азота (NOx) образуются при сжигании бензина в транспортных средствах и при сжигании других видов топлива на промышленных объектах. NOx является одним из компонентов, участвующих в химическом составе атмосферы, образующим фотохимический смог, и, как таковой, является важным загрязнителем воздуха. Фактически, это один из шести так называемых «критериальных загрязнителей воздуха», которые регулируются Национальными стандартами качества окружающего воздуха (NAAQS) США.Выбросы NOx автомобильными двигателями, работающими на бензине, в значительной степени контролируются за счет использования бортовых устройств, называемых каталитическими преобразователями, которые устанавливаются на большинстве современных автомобилей и других транспортных средств. Они преобразуют выбросы NOx в газообразный азот и кислород. Они также преобразуют любые выбросы газообразного монооксида углерода в газообразный диоксид углерода, а также преобразуют любые несгоревшие бензиновые углеводороды в газообразный диоксид углерода и водяной пар.
  • Токсичные металлы :
    • Тетраэтилсвинец (TEL)  —  В 1920-х годах технология нефтепереработки была довольно примитивной и производила бензины с октановым числом около 40–60.Но автомобильные двигатели быстро совершенствовались и требовали более качественных бензинов, что привело к поиску средств, повышающих октановое число. Эти поиски завершились в 1921 году [17] [18] [19] разработкой тетраэтилсвинца (TEL), бесцветной вязкой жидкости с химической формулой (CH 3 CH 2 ) 4 Сб. Несмотря на широкое признание этанола в качестве альтернативной антидетонационной присадки [19] , менее дорогой TEL быстро стал коммерчески доступным как жидкость TEL , которая содержала 61.5 мас.% тел. Добавление всего 0,8 мл этой жидкости TEL на литр (эквивалентно 0,5 грамма свинца на литр) бензина привело к значительному увеличению октанового числа. Производство и продажа «свинцового газа» были на короткое время запрещены в 1925 году Генеральным хирургом, [18] [19] , и была назначена группа экспертов для расследования ряда смертельных случаев, которые «произошли при изготовлении и смешивании». концентрированного тетраэтилсвинца». [18] Затем, в 1927 году, Главный санитарный врач установил добровольный стандарт для нефтеперерабатывающей промышленности при смешивании тетраэтилсвинца с бензином.Стандарт составлял 3 кубических сантиметра на галлон (см 90 237 3 90 238 / галлон), что соответствовало максимальному, использовавшемуся тогда нефтепереработчиками 90 237 [18] 90 238 , и, таким образом, не налагало реальных ограничений. Примерно в течение следующих 50 лет TEL использовался как наиболее экономичный способ повышения октанового числа бензинов. В этот период технологии нефтепереработки развивались до тех пор, пока не стало возможным производить высокооктановые бензины без использования ТЭС. Кроме того, примерно в 1940-х годах было обнаружено, что свинец, выбрасываемый в выхлопные газы автомобильных двигателей внутреннего сгорания, является токсичным загрязнителем воздуха, серьезно влияющим на здоровье человека.Из-за его токсичности и того факта, что каталитические нейтрализаторы, устанавливаемые в транспортных средствах, не выдерживают присутствия свинца, в 1972 году Агентство по охране окружающей среды США выдвинуло инициативу по поэтапному отказу от использования TEL в Соединенных Штатах, и его использование было полностью запрещено в США. -дорожные транспортные средства по состоянию на январь 1996 г. [20] [21] Использование TEL в гоночных автомобилях, самолетах, судовых двигателях и сельскохозяйственном оборудовании по-прежнему разрешено. Использование TEL также было прекращено в большинстве стран мира. По состоянию на 2008 год единственными странами, по-прежнему разрешающими широкое использование TEL, являются Корейская Народно-Демократическая Республика, Мьянамар и Йеман. [22] [23]
    • Метилциклопентадиенил марганца трикарбонил (ММТ)  —  В Канаде ММТ используется в качестве присадки для повышения октанового числа в бензине с 1976 г. Он также разрешен для использования в качестве присадки для повышения октанового числа в бензине в Аргентине, Австралии, Болгарии, Франции, России, США. и условно в Новой Зеландии. ММТ представляет собой желтую жидкость с химической формулой (CH 3 C 5 H 4 )Mn(CO) 3 . По данным Агентства по охране окружающей среды США, проглатываемый марганец является обязательным элементом диеты в очень малых количествах, но он также является нейротоксином и может вызывать необратимые неврологические заболевания при высоких дозах вдыхания. [24] Агентство по охране окружающей среды США обеспокоено тем, что использование ММТ в бензине может увеличить воздействие марганца при вдыхании. После завершения в 1994 году оценки риска использования ММТ в бензине Агентство по охране окружающей среды США не смогло определить, существует ли риск для здоровья населения в результате воздействия выбросов ММТ-бензина. На данный момент (2009 г.) бензин в Соединенных Штатах может содержать ММТ на уровне, эквивалентном 0,00826 г / л (1/32 г / галлон) марганца. [24] Тем не менее, по-прежнему существует много опасений по поводу возможных неблагоприятных последствий для здоровья от использования ММТ, и менее одного процента бензина, продаваемого в Соединенных Штатах, содержит ММТ. [25]
  • Другие токсичные соединения : Бензин содержит немного бензола (C 6 H 6 ), который представляет собой ароматическое соединение, известное как канцероген для человека. По этой причине количество бензола в бензине ограничено экологическими нормами. Как правило, сжигание ароматических соединений может привести к образованию других соединений, оказывающих вредное воздействие на здоровье человека, таких как альдегиды, бутадиен и полициклические ароматические углеводороды (ПАУ).Поэтому общее количество ароматических углеводородов в бензине также ограничено экологическими нормами.
  • Олефины : Фотохимический смог образуется в результате различных химических реакций атмосферы между оксидами азота и так называемыми реактивными углеводородами в присутствии солнечного света. В контексте образования фотохимического смога одни углеводороды более реакционноспособны, чем другие. Например, олефины очень реакционноспособны, а метан ни в какой степени не является реакционноспособным.По этой причине содержание олефинов в бензинах ограничено экологическими нормами.
  • Сера : Любые соединения серы в бензине приводят к выбросам двуокиси серы в атмосферу. Такие выбросы способствуют образованию так называемых кислотных дождей , а также мешают работе бортовых каталитических нейтрализаторов и снижают их эффективность. Поэтому содержание серы в бензине ограничено экологическими нормами.
  • Кислород : Кислородсодержащие соединения, называемые оксигенатами, такие как метил трет -бутиловый эфир (МТБЭ) с химической формулой C 5 H 12 O или этанол с химической формулой C 1 0 9040 4 9 H 5 OH добавляют в бензины по двум причинам. Первая причина заключается в том, что кислород снижает выбросы несгоревших углеводородов, а также выбросы угарного газа. Вторая причина заключается в том, что они значительно повышают октановое число бензинов, что компенсирует потерю октанового числа в результате ограничения высокооктановых ароматических соединений и олефинов, а также запрета на использование TEL. [2] МТБЭ широко использовался в 1990-х годах в качестве оксигената в Соединенных Штатах, пока не было обнаружено, что он загрязняет подземные воды. В Соединенных Штатах он в настоящее время в значительной степени заменен этанолом в качестве оксигената. Бензины, содержащие этанол, в настоящее время продаются в каждом штате США, и почти половина бензина, продаваемого в Соединенных Штатах, в настоящее время содержит до 10 объемных % этанола либо в качестве средства, повышающего октановое число, либо для удовлетворения требований к качеству воздуха. [26]

Как упоминалось выше, существует множество различных наборов спецификаций или стандартов для бензинов, продаваемых в Соединенных Штатах.Спецификации, приведенные в таблице ниже, соответствуют требованиям закона штата Калифорния. Они известны как Калифорнийские стандарты для реформулированного бензина (CaRFG) Phase 3 и, возможно, являются наиболее экологически ограничивающими спецификациями в Соединенных Штатах:

Калифорнийские стандарты бензина с риформулированным составом (CaRFG), фаза 3 [27]
Действуют с 29 августа 2008 г. [28]
Собственность Измерение
блок
Плоский предел (a) Средний предел (a)
Давление паров по Рейду (b) psi (с) 7.00 или 6,90 (г) не применимо
Концентрация серы частей на миллион (e) 20 15
Концентрация бензола частей на миллион по объему (д) 0,8 0,7
Концентрация ароматических соединений частей на миллион по объему 25,0 22,0
Концентрация олефинов частей на миллион по объему 6,0 4.0
Температура при 50% перегонки по объему (T50) °F (ж) 213 203
Температура при 90% перегонки по объему (T90) °F 305 295
Концентрация кислорода вес. % (г) 1,8 – 2,2 не применимо
Оксигенаты, кроме этанола запрещено не применимо
(a) «Фиксированные» ограничения применяются к каждой партии готового бензина.«Средние» пределы позволяют определенным партиям до
превышать «фиксированные» пределы, если бензин, произведенный за 180-дневный период, соответствует «средним» пределам
и никогда не превышает указанные предельные пределы.

(b) Давление паров по Рейду (RVP) измеряется в соответствии с методом ASTM D-323 и немного отличается от истинного абсолютного давления паров
.
(c) 1 фунт на кв. дюйм = 6,89 кПа
(d) Плоский предел давления паров по Рейду, равный 6,90 фунта на кв. дюйм, применяется, когда производитель или импортер бензина в Калифорнии
использует прогностическую модель фазы 3 CaRFG для сертификации бензиновой смеси, не содержащей этанола.В противном случае
применяется предел 7,0 фунтов на кв. дюйм.
(e) ppmw = частей на миллион по весу и ppmv = частей на миллион по объему.
(f) °C = (°F − 32)(5/9)
(g) Объемный % этанола в бензине = [(0,3529/весовой % кислорода) − 0,0006] −1 . Таким образом, 1,8 – 2,2 массовых % кислорода
в бензине соответствует 5,1 – 6,3 объемных % этанола в бензине. [29]

Смесь для смешения с кислородом (BOB)

Некоторое количество воды обычно присутствует в современных газопроводных системах и во многих хранилищах бензина.Этанол хорошо растворяется в воде, и образующиеся водные растворы этанола очень агрессивны. По этой причине этанол не подмешивают в бензин на нефтеперерабатывающих заводах. Вместо этого этанол смешивают с бензином на терминалах рядом с рынками конечных потребителей. [30] [31]

Другими словами, чтобы соответствовать текущим требованиям, предъявляемым к реформулированным бензинам, нефтеперерабатывающие заводы в Соединенных Штатах в основном производят сырье для смешивания, в которое этанол добавляется на терминалах или в других точках на или вблизи рынки конечных пользователей.Смесь, используемая при производстве реформулированных бензинов, известна как BOB (смесь для смешения с кислородом) . BOB, который будет использоваться для производства реформулированного бензина, соответствующего спецификациям Агентства по охране окружающей среды США, известен как RBOB . BOB, который будет использоваться при производстве реформулированного бензина, соответствующего спецификациям Калифорнии, известен как CaBOB или CARBOB . [30] [31]

В Канаде

По состоянию на середину 2008 года регулирование качества бензина в Канаде, как правило, находится в юрисдикции провинций, за исключением некоторых национальных юрисдикций в отношении серы, бензола, свинца и возможности требовать определенного количества возобновляемого топлива, такого как этанол.Немногие провинции регулируют многие аспекты качества бензина, кроме давления паров по Рейду. Исключением является провинция Манитоба, где требуется, чтобы бензин соответствовал добровольному национальному стандарту CGSB 3.5, автомобильный бензин , разработанному Советом по общим стандартам Канады (CGSB), подразделением Министерства общественных работ и государственных служб Канады. [32]

Три ограничения качества бензина, установленные на национальном уровне:

  • Сера : максимум 30 частей на миллион по массе
  • Бензол : максимум 1 объемный %
  • Свинец : полностью запрещен

Основные детали добровольного национального стандарта CGSB 3.5, Automotive Gasoline , доступны в Приложении B к отчету, опубликованному в 2008 г. [32]

В Европе

Ниже представлены действующие стандарты, разработанные Европейским союзом, и стандарты, разработанные Европейской ассоциацией автопроизводителей (ACEA). Отдельные страны Европейского Союза, а также любые другие европейские страны также могут иметь свои собственные стандарты.

Европейские стандарты для неэтилированного бензина
Собственность Измерение
блок
Европейский Союз
Норма EN 228 [33]
ACEA Worldwide
Fuel Charter [34]
Бензин категории 4
Октановое число (a) диапазон 90 87 – 93
Давление паров кПа 45 – 90 (б) 45 – 60 (f)
Концентрация серы мг/кг (в) 10 10
Концентрация бензола об.% 1.0 1,0
Концентрация ароматических соединений об.% 35,0 35,0
Концентрация олефинов об.% 18,0 10,0
Температура при 10% перегонки по объему (T10) °С (г) 65 (f)
Температура при 50% перегонки по объему (T50) °С 77 – 100 (f)
Температура при 90% перегонки по объему (T90) °С 130 – 175 (f)
% испаряется при 70 °C (E70 лето) об.% 20 – 48
% испаряется при 70 °C (E70 зима) об.% 22 – 50
% испаряется при 70 °C (E70) об.% 20 – 45 (f)
% испаряется при 100 °C (E100) об.% 46 – 71 50 – 65 (f)
% испаряется при 150 °C (E150) об.% 75
% испаряется при 180 °C (E180) об.% 90 (f)
Конечная точка кипения (FBP) °С 210 195
Концентрация кислорода масс.% 2.7 (д) 2,7 (g)
(a) Значения (октановое число по исследовательскому методу + октановое число мотора) / 2 … или просто (RON + MON) / 2

(b) Диапазон от летнего минимума (45 кПа) до зимнего максимума (90 кПа)
(c) мг/кг = ppmw
(d) °F = 9/5(°C) + 32
(e) Допустимый максимальный объемный % оксигенатов: метанол = 3%, этанол = 5 %, изопропанол = 10 %,
изобутанол = 10 %, простые эфиры (5 или более атомов углерода) = 15 %
(f) Абсолютное давление паров и точки перегонки приведены для рынков бензина с температурой окружающей среды
выше 15 °C.Другие ограничения применяются для рынков с более низкой температурой окружающей среды.
(g) При использовании оксигенатов предпочтение отдается простым эфирам. В тех случаях, когда до 10 % объемного % этанола разрешены действующими нормами
, бензин должен соответствовать всем остальным ограничениям, указанным выше. Метанол запрещен
. Содержание пропанола и высших спиртов ограничено до 0,1 объемного % или менее.

В Австралии и Новой Зеландии

Ниже представлены действующие стандарты бензина, разработанные национальными правительствами Австралии и Новой Зеландии.Отдельные штаты в Австралии, возможно, также разработали стандарты на бензин, и то же самое может быть справедливо для региональных советов в Новой Зеландии.

Стандарты неэтилированного бензина премиум-класса в Австралии и Новой Зеландии
Собственность Измерение
блок
Австралия
Национальный стандарт [35]
Новая Зеландия
Национальный стандарт [36]
Октановое число (a) 88 90
Давление паров кПа (б) 45 – 95 (c)
Гибкий индекс волатильности (d) (б) 115 максимум
Концентрация серы мг/кг (д) 50 150 (f)
Концентрация бензола об.% 1.0 1,0
Концентрация ароматических соединений об.% 42,0 42,0
Концентрация олефинов об.% 18,0 18,0
% испаряется при 70 °C (E70) об.% 22 – 48
% испаряется при 100 °C (E100) об.% 45 – 70
% испаряется при 150 °C (E150) об.% 75
% испаряется при 180 °C (E180) об.%
Конечная точка кипения (FBP) °С 210 210
Концентрация кислорода масс.% 3.9
Этанол об.% 10 (г) 10 (h)
(a) Значения: (октановое число по исследовательскому методу + октановое число по моторному методу) / 2 … или просто (RON + MON) / 2

(b) Австралийский стандарт не имеет значения давления паров или спецификации летучести и никакой спецификации дистилляции
, кроме конечной конечной точки (FBP).
(c) Диапазон от летнего минимума (45 кПа) до зимнего максимума (95 кПа).
(d) Гибкий индекс летучести – это давление паров в кПа + 0,7 (E70)].
(e) мг/кг = ppmw
(f) Новозеландский стандарт серы составляет 150 ppmw по состоянию на январь 2008 г. Однако он включает заявление
о том, что существует «предельное требование 10–15 ppmw».
(g) Допустимый максимальный объемный % оксигенатов, кроме этанола: простые эфиры = 1% и трет-бутанол = 0,5%.
(h) Допустимый максимальный объемный % оксигенатов, кроме этанола: общее количество других оксигенатов = 1 %.

В Индии

Приведенные ниже стандарты качества бензина применяются только к крупным городам, и в ближайшем будущем планируется снизить максимальное содержание серы со 150 до 50 частей на миллион по массе.Стандарты для сельских районов Индии значительно менее строгие.

Спецификации для неэтилированного бензина в Индии [37]
(Продается в городских районах) (a)
Собственность Измерение
блок
Обычный лимит Премиум-лимит
Октановое число (b) диапазон 86 90
Индекс пароизоляции (c) 750 – 950 750 – 950
Концентрация серы массовых частей на миллион 150 150
Концентрация бензола об.% 1.0 1,0
Концентрация ароматических соединений об.% 42,0 42,0
Концентрация олефинов об.% 21,0 18,0
Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) об.% 15 15
Температура при 90% перегонки по объему (T90) °С 150 150
Температура при 100 % перегонки по объему (FBP) °С 210 210
Концентрация кислорода масс.% 2.7 2,7
(a) Другие менее строгие стандарты используются для бензина, продаваемого в сельской местности.

(b) Значения равны (октановое число по исследовательскому методу + октановое число по моторному двигателю) / 2 … или просто (ОЧИ + ОЧ) / 2 давление) + E70,
, где E70 – объемный % испарения при 70 °C.

Каталожные номера

  1. 1.0 1.1 Часто задаваемые вопросы о бензине — часть 2 из 4, Брюс Гамильтон, Industrial Research Ltd.(IRL), Королевский научно-исследовательский институт Новой Зеландии.
  2. 2.0 2.1 Гэри, Дж.Х. и Хандверк, Г.Е. (2001). Технология и экономика нефтепереработки , 4-е издание. Марсель Деккер, Inc.. ISBN 0-8247-0482-7.
  3. 3.0 3.1 3.2 Связь между качеством бензина, октановым числом и окружающей средой, Рафат Асси, руководитель национального проекта Второго национального сообщения Иордании об изменении климата, представил на Национальном семинаре Иордании по поэтапному отказу от свинца , Программа ООН по окружающей среде, июль 2008 г., Амман, Иордания.
  4. Джеймс Спейт (2008). Справочник по синтетическому топливу , 1-е издание. Макгроу-Хилл, страницы 92-93. ISBN 0-07-149023-X.
  5. ↑ Откуда взялся мой бензин?, Министерство энергетики США, Управление энергетической информации, апрель 2008 г.
  6. ↑ См. блок-схему процесса в статье «Процессы нефтепереработки».
  7. Фрэнк Крейт и Д. Йоги Госвами (редакторы) (2004). CRC Справочник по машиностроению , 2-е издание.КПР Пресс. ISBN 0-8493-0866-6.
  8. ↑ Согласно методу испытаний ASTM D2700.
  9. ↑ Согласно методу испытаний ASTM D2699.
  10. 10,0 10,1 Дэвид С.Дж. Джонс и Питер П. Пуджадо (редакторы) (2006). Справочник по переработке нефти , первое издание. Спрингер. ISBN 1-4020-2819-9.
  11. Джон МакКетта (редактор) (1992). Справочник по переработке нефти . КПР Пресс. ISBN 0-8247-8681-5.
  12. 12.0 12.1 12.2 Отчет CRS для Конгресса «Бизнес-топливо» и реформулированный бензин: гармонизация стандартов на топливо (10 мая 2006 г.), Брент Д. Якобуччи, Исследовательская служба Конгресса, Библиотека Конгресса
  13. ↑ Бензин и дизель, Вопросы и ответы С веб-сайта Министерства экономического развития Новой Зеландии.
  14. ↑ E10 и E85 и другие альтернативные виды топлива Брюс Бауман, Американский институт нефти (API)
  15. ↑ Boutique Fuels: Государственные и местные программы экологически чистого топлива С веб-сайта U.S.S. Агентство по охране окружающей среды
  16. ↑ EPAct Section 1541 Boutique Fuels Report to Congress Report No. EPA420-R-06-901, декабрь 2006 г., в соавторстве с Агентством по охране окружающей среды США и Министерством энергетики США.
  17. ↑ Определение тетраэтилсвинца
  18. 18,0 18,1 18,2 18,3 Отравление свинцом: историческая перспектива
  19. 19,0 19,1 19,2 Этилэтилированный бензин
  20. ↑ Поэтапный вывод этилированного бензина из бензина, отчет, опубликованный Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП).
  21. ↑ Запрет на бензин, содержащий свинец или свинцовые присадки для использования на дорогах.S. Агентство по охране окружающей среды
  22. ↑ Азиатско-Тихоокеанская свинцовая матрица, отчет, опубликованный Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП)
  23. ↑ Свинцовая матрица Западной Азии, Ближнего Востока и Северной Африки, отчет, опубликованный Программой ООН по окружающей среде (ЮНЕП)
  24. 24,0 24,1 Комментарии к присадке к бензину MMT Получено с веб-сайта Агентства по охране окружающей среды США 10 апреля 2009 г.
  25. ↑ Метилциклопентадиенилтрикарбонил марганца (ММТ): обзор науки и политики, опубликованный Международным советом по чистому транспорту, январь 2009 г.
  26. ↑ E10 и другие низкоактивные смеси этанола С веб-сайта U.S.С. Министерство энергетики.
  27. ↑ Окончательный приказ 2007 г. Поправки к Закону штата Калифорния о переформулировании бензина, фаза 3, Свод правил Калифорнии, раздел 13, раздел 2260
  28. ↑ Калифорнийский бензин, фаза 3, модифицированный формулой (CaRFG) С веб-сайта Калифорнийского совета по воздушным ресурсам.
  29. ↑ Разные поправки по очистке к Калифорнийским правилам использования бензина с модифицированным составом Взято с веб-сайта Калифорнийского совета по воздушным ресурсам.
  30. 30,0 30.1 Приложение C: Использование этанола в бензине Часть отчета Управления энергетической информации, озаглавленного Анализ отдельных вопросов, связанных с транспортным топливом, связанных с предлагаемым законодательством об энергетике — Резюме
  31. 31.0 31.1 Руководство по методологии и спецификациям, 2008 г. Публикация Platts.
  32. 32.0 32.1 Качество топлива в Канаде Отчет за 2008 г., подготовленный Институтом Пембина для Ассоциации международных автопроизводителей Канады.
  33. ↑ Неэтилированный бензин европейского стандарта 228 По состоянию на январь 2009 г.
  34. ↑ Всемирная топливная хартия, сентябрь 2006 г., Бензин категории 4, Европейская ассоциация автопроизводителей (ACEA)
  35. ↑ Стандарт качества бензина по состоянию на октябрь 2008 г. С веб-сайта Государственного департамента окружающей среды, водных ресурсов, наследия и искусства Австралии.
  36. ↑ Требования к бензину высшего качества, вступающие в силу с января 2006 г. С веб-сайта Министерства экономического развития Новой Зеландии.
  37. ↑ Спецификации продукции для Индии — бензин, опубликованные Asia Pacific Energy Consulting (APEC), июнь 2007 г.

Нефть | Национальное географическое общество

Миллионы лет назад в мелководных морях жили водоросли и растения.Отмерев и опустившись на морское дно, органический материал смешался с другими отложениями и был погребен. За миллионы лет под высоким давлением и высокой температурой остатки этих организмов превратились в то, что мы сегодня знаем как ископаемое топливо. Уголь, природный газ и нефть — это ископаемое топливо, образовавшееся в сходных условиях.

Сегодня нефть добывают в обширных подземных резервуарах, где находились древние моря. Нефтяные резервуары можно найти под землей или на дне океана.Их сырая нефть добывается с помощью гигантских буровых машин.

Сырая нефть обычно имеет черный или темно-коричневый цвет, но также может быть желтоватой, красноватой, желтовато-коричневой или даже зеленоватой. Различия в цвете указывают на различные химические составы различных запасов сырой нефти. Например, нефть с небольшим содержанием металлов или серы имеет тенденцию быть более легкой (иногда почти прозрачной).

Нефть используется для производства бензина, важного продукта в нашей повседневной жизни. Он также обрабатывается и входит в состав тысяч различных предметов, включая шины, холодильники, спасательные жилеты и анестетики.

Когда нефтепродукты, такие как бензин, сжигаются для получения энергии, они выделяют токсичные газы и большое количество углекислого газа, парникового газа. Углерод помогает регулировать температуру атмосферы Земли, а добавление к естественному балансу за счет сжигания ископаемого топлива неблагоприятно влияет на наш климат.

Под поверхностью Земли и в смоляных карьерах, которые пузырятся на поверхности, находятся огромные количества нефти. Нефть существует даже намного ниже самых глубоких скважин, разработанных для ее добычи.

Однако нефть, как и уголь и природный газ, является невозобновляемым источником энергии. На его формирование ушли миллионы лет, и когда он будет извлечен и потреблен, мы не сможем его заменить.

Запасы масла закончатся. В конце концов, мир достигнет «пика нефти» или наивысшего уровня добычи. Некоторые эксперты предсказывают, что пик нефти может наступить уже в 2050 году. Поиск альтернатив нефти имеет решающее значение для глобального использования энергии и находится в центре внимания многих отраслей.

Образование нефти

Геологические условия, которые в конечном итоге привели к образованию нефти, сформировались миллионы лет назад, когда растения, водоросли и планктон дрейфовали в океанах и мелководных морях.Эти организмы опустились на морское дно в конце своего жизненного цикла. Со временем они были погребены и раздавлены миллионами тонн наносов и еще большим слоем растительных остатков.

Со временем древние моря высохли, и остались сухие бассейны, называемые осадочными бассейнами. Глубоко под дном бассейна органический материал был сжат между земной мантией при очень высоких температурах и миллионами тонн горных пород и отложений наверху. Кислород в этих условиях почти полностью отсутствовал, а органическое вещество начало превращаться в воскообразное вещество, называемое керогеном.

При большем нагреве, времени и давлении кероген прошел процесс, называемый катагенезом, и превратился в углеводороды. Углеводороды — это просто химические вещества, состоящие из водорода и углерода. Различные комбинации тепла и давления могут создавать различные формы углеводородов. Некоторые другие примеры: уголь, торф и природный газ.

Осадочные бассейны, где раньше лежало древнее морское дно, являются ключевыми источниками нефти. В Африке осадочный бассейн дельты Нигера охватывает земли Нигерии, Камеруна и Экваториальной Гвинеи.В огромном бассейне дельты Нигера было обнаружено более 500 месторождений нефти, и они составляют одно из самых продуктивных нефтяных месторождений в Африке.

Химия и классификация сырой нефти

Бензин, который мы используем для заправки наших автомобилей, синтетические ткани для наших рюкзаков и обуви, а также тысячи различных полезных продуктов, изготовленных из нефти, имеют стабильные и надежные формы. Однако сырая нефть, из которой производятся эти предметы, не является ни последовательной, ни однородной.

Химия
Сырая нефть состоит из углеводородов, в основном водорода (около 13% по весу) и углерода (около 85%). Другие элементы, такие как азот (около 0,5%), сера (0,5%), кислород (1%) и металлы, такие как железо, никель и медь (менее 0,1%), также могут быть смешаны с углеводородами в небольших количествах. .
То, как молекулы углеводородов организованы, является результатом первоначального состава водорослей, растений или планктона, существовавшего миллионы лет назад.Количество тепла и давления, которым подвергались растения, также вносят свой вклад в изменения, которые обнаруживаются в углеводородах и сырой нефти.

Из-за этой вариации сырая нефть, выкачиваемая из-под земли, может состоять из сотен различных нефтяных соединений. Легкие нефти могут содержать до 97% углеводородов, в то время как более тяжелые нефти и битумы могут содержать только 50% углеводородов и большее количество других элементов. Почти всегда необходимо перерабатывать сырую нефть, чтобы производить полезные продукты.

Классификация
Нефть классифицируется по трем основным категориям: географическое положение, в котором она была пробурена, содержание в ней серы и плотность в градусах API (мера плотности).

Классификация: География
Нефть добывается во всем мире. Тем не менее, есть три основных источника сырой нефти, которые определяют ориентиры для ранжирования и ценообразования других поставок нефти: сырая нефть марки Brent, нефть West Texas Intermediate, а также Дубай и Оман.

Нефть марки Brent представляет собой смесь, добываемую на 15 различных нефтяных месторождениях между Шотландией и Норвегией в Северном море.Эти месторождения снабжают нефтью большую часть Европы.

West Texas Intermediate (WTI) — это более легкая нефть, которая производится в основном в американском штате Техас. Он «сладкий» и «легкий» — считается очень качественным. WTI снабжает нефтью большую часть Северной Америки.

Дубайская нефть, также известная как Фатех или Дубайско-Оманская нефть, представляет собой легкую высокосернистую нефть, добываемую в Дубае, части Объединенных Арабских Эмиратов. Соседняя страна Оман недавно начала добычу нефти. Сырая нефть Дубая и Омана используется в качестве ориентира для ценообразования на нефть Персидского залива, которая в основном экспортируется в Азию.

Эталонная корзина ОПЕК — еще один важный источник нефти. ОПЕК — это Организация стран-экспортеров нефти. Базовая корзина ОПЕК представляет собой среднюю цену на нефть из 12 стран-членов ОПЕК: Алжира, Анголы, Эквадора, Ирана, Ирака, Кувейта, Ливии, Нигерии, Катара, Саудовской Аравии, Объединенных Арабских Эмиратов и Венесуэлы.

Классификация: Содержание серы
Сера считается «примесью» в нефти. Сера в сырой нефти может вызывать коррозию металла в процессе очистки и способствовать загрязнению воздуха.Нефть с содержанием серы более 0,5 % называется «кислой», а нефть с содержанием серы менее 0,5 % — «сладкой».

Сладкое масло обычно намного ценнее кислого, поскольку оно не требует такой глубокой очистки и менее вредно для окружающей среды.

Классификация: API Gravity
Американский институт нефти (API) является торговой ассоциацией предприятий нефтяной и газовой промышленности. API установил общепринятые системы стандартов для различных продуктов, связанных с нефтью и газом, таких как манометры, насосы и буровое оборудование.API также установил несколько единиц измерения. Например, «блок API» измеряет гамма-излучение в скважине (стволе, пробуренном в земле).

Плотность в градусах API — это мера плотности нефтяной жидкости по сравнению с водой. Если плотность нефтяной жидкости в API больше 10, она «легкая» и плавает на поверхности воды. Если плотность в градусах API меньше 10, он «тяжелый» и тонет в воде.

Легкие нефти предпочтительнее, поскольку они имеют более высокий выход углеводородов.Более тяжелые масла имеют более высокие концентрации металлов и серы и требуют большей очистки.

Нефтяные резервуары

Нефть находится в подземных карманах, называемых резервуарами. Глубоко под землей давление чрезвычайно велико. Нефть медленно просачивается к поверхности, где давление ниже. Он продолжает это движение от высокого к низкому давлению, пока не наткнется на непроницаемый слой горной породы. Затем нефть собирается в резервуарах, которые могут находиться на глубине нескольких сотен метров от поверхности Земли.

Нефть может содержаться структурными ловушками, которые образуются, когда массивные слои горных пород изгибаются или отламываются (отламываются) от движущихся массивов суши Земли. Нефть также может содержаться стратиграфическими ловушками. Различные пласты или слои горных пород могут иметь разную степень пористости. Например, сырая нефть легко мигрирует сквозь слой песчаника, но будет задерживаться под слоем сланца.

Геологи, химики и инженеры ищут геологические структуры, которые обычно содержат нефть.Они используют процесс, называемый «сейсмическим отражением», для обнаружения подземных горных пород, которые могли удерживать сырую нефть. В процессе происходит небольшой взрыв. Звуковые волны распространяются под землей, отражаются от различных типов пород и возвращаются на поверхность. Датчики на земле интерпретируют возвращающиеся звуковые волны, чтобы определить подземную геологическую структуру и возможность наличия нефтяного резервуара.

Количество нефти в резервуаре измеряется в баррелях или тоннах.Нефтяной баррель составляет около 42 галлонов. Это измерение обычно используется производителями нефти в Соединенных Штатах. Производители нефти в Европе и Азии, как правило, используют метрические тонны. В метрической тонне содержится от 6 до 8 баррелей нефти. Преобразование неточно, потому что разные сорта масла весят разное количество, в зависимости от количества примесей.

Сырая нефть часто находится в резервуарах вместе с природным газом. В прошлом природный газ либо сжигали, либо выпускали в атмосферу.В настоящее время разработана технология улавливания природного газа и его повторной закачки в скважину или сжатия в сжиженный природный газ (СПГ). СПГ легко транспортируется и имеет универсальное применение.

Добыча нефти  

В некоторых местах нефть пузырится на поверхности Земли. В некоторых частях Саудовской Аравии и Ирака, например, пористая порода позволяет нефти просачиваться на поверхность в небольших прудах. Однако большая часть нефти находится в подземных нефтяных резервуарах.

Общее количество нефти в резервуаре называется пластовой нефтью.Многие нефтяные жидкости, составляющие пластовую нефть пласта, не поддаются извлечению. Эти нефтяные жидкости могут быть слишком сложными, опасными или дорогими для бурения.

Та часть пластовой нефти, которая может быть извлечена и переработана, представляет собой запасы нефти этого резервуара. Решение об инвестировании в комплексные буровые работы часто принимается на основе доказанных запасов нефти на участке.

Бурение может быть разведочным, разведочным или направленным.

Бурение в районе, где уже обнаружены запасы нефти, называется эксплуатационным бурением.Прудхо-Бей, Аляска, имеет самые большие запасы нефти в Соединенных Штатах. Эксплуатационное бурение в Прадхо-Бей включает новые скважины и расширение технологии добычи.

Бурение в условиях отсутствия известных запасов называется разведочным бурением. Разведочное бурение, также называемое «диким бурением», является рискованным делом с очень высокой частотой неудач. Тем не менее, потенциальные выгоды от добычи нефти соблазняют многих «диких охотников» попытаться провести разведочное бурение. «Алмазный» Гленн Маккарти, например, известен как «Король диких охотников» из-за его успеха в обнаружении огромных запасов нефти недалеко от Хьюстона, штат Техас.Маккарти 38 раз добывал нефть в 1930-х годах, заработав миллионы долларов.

Направленное бурение включает вертикальное бурение до известного источника нефти с последующим поворотом бурового долота под углом для доступа к дополнительным ресурсам. Обвинения в наклонно-направленном бурении привели к первой войне в Персидском заливе в 1991 году. Ирак обвинил Кувейт в использовании методов наклонно-направленного бурения для добычи нефти из иракских нефтяных резервуаров недалеко от границы с Кувейтом. Впоследствии Ирак вторгся в Кувейт, что привлекло международное внимание и вмешательство.После войны граница между Ираком и Кувейтом была изменена, и теперь водохранилища принадлежат Кувейту.

Нефтяные вышки

На суше нефть можно добывать с помощью устройства, называемого нефтяной вышкой или буровой установкой. На море нефть добывают с нефтяной платформы.

Первичная добыча
В большинстве современных скважин используется пневматическая роторная буровая установка, которая может работать 24 часа в сутки. В этом процессе двигатели приводят в действие буровое долото. Сверло – это режущий инструмент, используемый для создания круглого отверстия.Буровые долота, используемые в пневматических вращательных буровых установках, представляют собой полые стальные стержни с вольфрамовыми стержнями, которые используются для резки породы. Нефтяные буровые долота могут иметь диаметр 36 сантиметров (14 дюймов).

По мере того как буровое долото вращается и прорезает землю, откалываются небольшие куски породы. Мощный поток воздуха нагнетается в центр полого сверла и выходит через дно сверла. Затем воздух устремляется обратно к поверхности, унося с собой крошечные куски камня. Геологи на месте могут изучить эти куски измельченной породы, чтобы определить различные пласты горных пород, с которыми сталкивается бур.

Когда бур наталкивается на нефть, часть нефти естественным образом поднимается из-под земли, перемещаясь из области высокого давления в область низкого давления. Этот немедленный выброс нефти может быть «фонтанным фонтаном», выстреливающим в воздух на десятки метров, что является одним из самых драматичных действий по добыче. Он также является одним из самых опасных, и часть оборудования, называемая противовыбросовым превентором, перераспределяет давление, чтобы остановить такой фонтан.

Насосы используются для добычи нефти. Большинство нефтяных вышек имеют два комплекта насосов: буровые насосы и откачивающие насосы.«Грязь» — это буровой раствор, используемый для создания скважин для добычи нефти и природного газа. Буровые насосы обеспечивают циркуляцию бурового раствора.

В нефтяной промышленности используется широкий спектр экстракционных насосов. Какой насос использовать, зависит от географии, качества и положения нефтяного резервуара. Погружные насосы, например, погружаются непосредственно в жидкость. Газовый насос, также называемый пузырьковым насосом, использует сжатый воздух для выталкивания нефти на поверхность или в скважину.

Одним из наиболее известных типов экстракционных насосов является насосный станок, верхняя часть поршневого насоса.Насосных насосов прозвали «жаждущими птицами» или «кивающими ослами» за их контролируемое, регулярное ныряние. Рукоятка перемещает большую насосную установку в форме молота вверх и вниз. Глубоко под поверхностью движение насосной станции перемещает полый поршень вверх и вниз, постоянно вынося нефть обратно на поверхность или в скважину.

Успешные буровые установки могут добывать нефть в течение примерно 30 лет, хотя некоторые добывают ее в течение многих десятилетий.

Вторичная добыча
Даже после откачки подавляющая часть (до 90%) нефти может оставаться в подземном резервуаре.Для извлечения этой нефти необходимы другие методы, процесс, называемый вторичным извлечением. В 1800-х и начале 20-го века метод вакуумирования лишней нефти использовался, но он улавливал только более тонкие компоненты масла и оставлял после себя большие запасы тяжелой нефти.

Затопление водой было обнаружено случайно. В 1870-х годах производители нефти в Пенсильвании заметили, что заброшенные нефтяные скважины накапливают дождевую и грунтовую воду. Вес воды в скважинах вытеснил нефть из резервуаров в близлежащие скважины, увеличив их добычу.Вскоре производители нефти начали намеренно затапливать скважины, чтобы добыть больше нефти.

В настоящее время наиболее распространенным методом вторичной добычи является газовый привод. Во время этого процесса скважина намеренно бурится глубже нефтяного пласта. Более глубокая скважина достигает резервуара с природным газом, и газ под высоким давлением поднимается вверх, вытесняя нефть из резервуара.

Нефтяные платформы

Бурение на море намного дороже, чем на суше. Обычно здесь используются те же методы бурения, что и на суше, но требуется массивная конструкция, способная выдержать огромную силу океанских волн в бурном море.

Морские буровые платформы являются одними из крупнейших искусственных сооружений в мире. Они часто включают в себя жилые помещения для людей, работающих на платформе, а также причалы и вертолетную площадку для перевозки рабочих.

Платформа может быть привязана ко дну океана и плавать или может представлять собой жесткую конструкцию, прикрепленную ко дну океана, моря или озера с помощью бетонных или стальных опор.

Платформа Hibernia, расположенная в 315 километрах (196 миль) от восточного побережья Канады в северной части Атлантического океана, является одной из крупнейших в мире нефтяных платформ.На платформе работают более 70 человек в трехнедельные смены. Платформа имеет высоту 111 метров (364 фута) и закреплена на дне океана. Для придания дополнительной устойчивости было добавлено около 450 000 тонн твердого балласта. Платформа может хранить до 1,3 млн баррелей нефти. Всего Hibernia весит 1,2 миллиона тонн! Однако платформа по-прежнему уязвима для сокрушительного веса и силы айсбергов. Его края зубчатые и острые, чтобы противостоять ударам морского льда или айсбергов.

Нефтяные платформы могут стать причиной огромных экологических катастроф.Проблемы с буровым оборудованием могут привести к выбросу нефти из скважины в океан. Ремонт скважины на глубине сотен метров под океаном — дело чрезвычайно сложное, дорогое и медленное. Миллионы баррелей нефти могут вылиться в океан до того, как скважина будет закупорена.
 
Когда нефть разливается в океане, она плавает по воде и наносит ущерб популяции животных. Одно из его самых разрушительных последствий для птиц. Нефть разрушает гидроизоляционные свойства перьев, и птицы не защищены от холодной океанской воды.Тысячи могут умереть от переохлаждения. Рыбам и морским млекопитающим также угрожают разливы нефти. Темные тени, отбрасываемые разливами нефти, могут выглядеть как еда. Нефть может повредить внутренние органы животных и быть еще более токсичной для животных, находящихся выше в пищевой цепочке. Этот процесс называется биоаккумуляцией.

Массивная нефтяная платформа в Мексиканском заливе, Deepwater Horizon , взорвалась в 2010 году. Это был крупнейший аварийный разлив нефти в море в истории. Одиннадцать рабочих платформы погибли, а в Мексиканский залив вылилось более 4 миллионов баррелей нефти.Ежедневно в океан утекало более 40 000 баррелей. Восемь национальных парков оказались под угрозой, экономика общин вдоль побережья Мексиканского залива оказалась под угрозой, поскольку туризм и рыболовство пришли в упадок, и более 6000 животных погибли.

Буровые установки для рифов
Морские нефтяные платформы также могут выступать в качестве искусственных рифов. Они обеспечивают поверхность (субстрат) для водорослей, кораллов, устриц и ракушек. Этот искусственный риф может привлечь рыбу и морских млекопитающих и создать процветающую экосистему.

До 1980-х годов нефтяные платформы разбирали и вывозили из океанов, а металл продавали как лом. В 1986 году Национальная ассоциация морского рыболовства разработала программу «Установки к рифам». Сейчас нефтяные платформы либо опрокидываются (путем подводного взрыва), либо вывозятся и буксируются на новое место, либо частично разбираются. Это позволяет морской жизни продолжать процветать на искусственном рифе, который десятилетиями обеспечивал среду обитания.

Воздействие программы Rigs-to-Reefs на окружающую среду все еще изучается.Нефтяные платформы, оставленные под водой, могут представлять опасность для кораблей и водолазов. Рыбацкие лодки запутались в платформах, и есть опасения по поводу правил безопасности заброшенных сооружений.

Экологи утверждают, что нефтяные компании должны нести ответственность за обязательства, о которых они изначально договорились, а именно о восстановлении морского дна до его первоначального состояния. Оставляя платформы в океане, нефтяные компании освобождаются от выполнения этого соглашения, и есть опасения, что это может создать прецедент для других компаний, которые хотят утилизировать свой металл или оборудование в океанах.

Нефть и окружающая среда: битум и бореальные леса

Сырая нефть не всегда должна добываться путем глубокого бурения. Если он не сталкивается с каменистыми препятствиями под землей, он может просачиваться на поверхность и пузыриться над землей. Битум — это форма нефти, которая имеет черный цвет, чрезвычайно липкая и иногда поднимается на поверхность Земли.

В своем естественном состоянии битум обычно смешивается с «нефтяными песками» или «битуминозными песками», что делает его чрезвычайно трудным для добычи и является нетрадиционным источником нефти.Только около 20% мировых запасов битума находятся на поверхности земли и могут быть добыты открытым способом.

К сожалению, из-за того, что битум содержит большое количество серы и тяжелых металлов, его добыча и переработка являются дорогостоящими и вредными для окружающей среды. Производство битума в полезные продукты приводит к выбросам углерода на 12% больше, чем при переработке обычной нефти.

Битум имеет консистенцию холодной патоки, и для его извлечения в скважину необходимо закачивать мощный горячий пар, чтобы расплавить битум.Затем для отделения битума от песка и глины используется большое количество воды. Этот процесс истощает близлежащие запасы воды. Сброс очищенной воды обратно в окружающую среду может привести к дальнейшему загрязнению оставшейся воды.

Переработка битума из битуминозных песков также является сложной и дорогостоящей процедурой. Для производства одного барреля нефти требуется две тонны нефтеносных песков.

Однако мы зависим от битума из-за его уникальных свойств: около 85% добываемого битума используется для производства асфальта для мощения и ремонта наших дорог.Небольшой процент используется для кровли и других продуктов.

Запасы битума
Большая часть мировых битуминозных песков находится в восточной части Альберты, Канада, в нефтеносных песках Атабаски. Другие крупные запасы находятся в Северо-Каспийском бассейне Казахстана и Сибири, Россия.

Нефтяные пески Атабаски являются четвертыми по величине запасами нефти в мире. К сожалению, запасы битума находятся под частью бореального леса, называемого также тайгой. Это делает добычу как сложной, так и экологически опасной.

Тайга окружает Северное полушарие чуть ниже замерзшей тундры, занимая более 5 миллионов квадратных километров (2 миллиона квадратных миль), в основном в Канаде, России и Скандинавии. На его долю приходится почти треть всей покрытой лесом земли на планете.

Тайгу иногда называют «легкими планеты», потому что она каждый день фильтрует тонны воды и кислорода через листья и хвою своих деревьев. Каждую весну бореальные леса выделяют в атмосферу огромное количество кислорода и сохраняют наш воздух чистым.Это дом для мозаики растительного и животного мира, все из которых зависят от взрослых деревьев, мхов и лишайников бореального биома.

Наземные мины, по оценкам, занимают лишь 0,2% бореальных лесов Канады. Около 80 % нефтеносных песков Канады можно добыть с помощью бурения, а 20 % — с помощью открытых горных работ.

Переработка нефти

Переработка нефти — это процесс преобразования сырой нефти или битума в более полезные продукты, такие как топливо или битум.

Нефть выходит из-под земли с примесями, от серы до песка.Эти компоненты должны быть разделены. Это делается путем нагревания сырой нефти в дистилляционной колонне, в которой есть тарелки и температуры, установленные на разных уровнях. Углеводороды и металлы нефти имеют разные температуры кипения, и когда нефть нагревается, пары различных элементов поднимаются на разные уровни колонны, прежде чем снова конденсироваться в жидкость на многоуровневых тарелках.

Пропан, керосин и другие компоненты конденсируются на разных ярусах башни и могут собираться по отдельности.Их транспортируют по трубопроводу, океанскими судами и грузовиками в разные места для непосредственного использования или дальнейшей обработки.

Нефтяная промышленность

Нефть не всегда добывалась, очищалась и использовалась миллионами людей, как сегодня. Тем не менее, он всегда был важной частью многих культур.

Самые ранние известные нефтяные скважины были пробурены в Китае еще в 350 г. н.э. Скважины были пробурены на глубину почти 244 метра (800 футов) с использованием прочных бамбуковых долот.Нефть добывалась и транспортировалась по бамбуковым трубопроводам. Его сжигали как топливо для отопления и промышленный компонент. Китайские инженеры сжигали нефть для выпаривания рассола и получения соли.

На западном побережье Северной Америки коренные народы использовали битум в качестве клея для водонепроницаемости каноэ и корзин, а также в качестве связующего для создания церемониальных украшений и инструментов.

К 7 веку японские инженеры обнаружили, что нефть можно сжигать для получения света. Позже персидский алхимик в 9 веке перегнал нефть в керосин.В течение 1800-х годов нефть постепенно заменила китовый жир в керосиновых лампах, что привело к резкому сокращению охоты на китов.

Современная нефтяная промышленность зародилась в 1850-х годах. Первая скважина была пробурена в Польше в 1853 году, а технология распространилась в другие страны и усовершенствовалась.

 Промышленная революция открыла новые широкие возможности для использования нефти. Машины, приводимые в действие паровыми двигателями, быстро стали слишком медленными, мелкосерийными и дорогими. Топливо на нефтяной основе было востребовано.Изобретение серийного автомобиля в начале 20 века еще больше увеличило спрос на нефть.

Добыча нефти быстро растет. В 1859 году в США было добыто 2000 баррелей нефти. К 1906 году это число составляло 126 миллионов баррелей в год. Сегодня США ежегодно добывают около 6,8 млрд баррелей нефти.

По данным ОПЕК, ежедневно в мире производится более 70 миллионов баррелей. Это почти 49 000 баррелей в минуту.

Хотя это кажется невероятно большим количеством, использование нефти расширилось почти во всех сферах жизни.Нефть облегчает нашу жизнь во многих отношениях. Во многих странах, в том числе в США, нефтяная промышленность обеспечивает миллионы рабочих мест, от геодезистов и рабочих платформ до геологов и инженеров.

Соединенные Штаты потребляют больше нефти, чем любая другая страна. В 2011 году США ежедневно потребляли более 19 миллионов баррелей нефти. Это больше, чем вся нефть, потребляемая в Латинской Америке (8,5 млн) и Восточной Европе и Евразии (5,5 млн) вместе взятых.

Нефть входит в состав тысяч предметов повседневного обихода.Бензин, от которого мы ездим в школу, на работу или в отпуск, поступает из сырой нефти. Баррель нефти производит около 72 литров (19 галлонов) бензина и используется людьми во всем мире для питания автомобилей, лодок, реактивных самолетов и скутеров.

Дизельные генераторы используются во многих отдаленных домах, школах и больницах. Во время чрезвычайных ситуаций, когда отключается электросеть, дизель-генераторы спасают жизни, снабжая электричеством больницы, многоквартирные дома, школы и другие здания, которые в противном случае были бы холодными и «темными».

Нефть также используется в жидких продуктах, таких как лак для ногтей, медицинский спирт и аммиак. Нефть содержится в таких разнообразных предметах для отдыха, как доски для серфинга, футбольные и баскетбольные мячи, велосипедные шины, сумки для гольфа, палатки, фотоаппараты и рыболовные приманки.

Нефть также содержится в более важных предметах, таких как протезы, водопроводные трубы и капсулы с витаминами. В наших домах мы окружены продуктами, содержащими нефть, и зависим от них. Краска для дома, мешки для мусора, кровля, обувь, телефоны, бигуди и даже мелки содержат очищенную нефть.

Углеродный цикл  

Добыча ископаемого топлива имеет серьезные недостатки, а добыча нефти – спорная отрасль.

Углерод, важный элемент на Земле, составляет около 85% углеводородов в нефти. Углерод постоянно циркулирует между водой, землей и атмосферой.

Углерод поглощается растениями и является частью каждого живого организма, движущегося по пищевой цепи. Углерод естественным образом высвобождается из-за вулканов, эрозии почвы и испарения.Когда углерод выбрасывается в атмосферу, он поглощает и сохраняет тепло, регулируя температуру Земли и делая нашу планету пригодной для жизни.

Не весь углерод на Земле вовлечен в круговорот углерода над землей. Огромные количества его изолированы или хранятся под землей в виде ископаемого топлива и в почве. Этот секвестрированный углерод необходим, потому что он поддерживает сбалансированный «углеродный бюджет» Земли.

Однако этот бюджет выходит из равновесия. Со времен промышленной революции ископаемое топливо агрессивно добывалось и сжигалось для получения энергии или топлива.Это высвобождает углерод, который был изолирован под землей, и нарушает углеродный баланс. Это влияет на качество нашего воздуха, воды и климата в целом.

Тайга, например, поглощает огромное количество углерода на деревьях и под лесной подстилкой. Бурение природных ресурсов высвобождает не только углерод, содержащийся в ископаемом топливе, но и углерод, содержащийся в самом лесу.

Сжигание бензина, изготовленного из нефти, особенно вредно для окружающей среды.Каждые 3,8 литра (1 галлон) не содержащего этанол газа, сгорающего в двигателе автомобиля, выделяют в окружающую среду около 9 кг (20 фунтов) углекислого газа. (Бензин, наполненный 10% этанола, выделяет около 8 кг (17 фунтов).) Дизельное топливо выделяет около 10 кг (22 фунта) двуокиси углерода, а биодизель (дизельное топливо с 10% биотоплива) выделяет около 9 кг (20 фунтов).

Бензин и дизельное топливо также напрямую загрязняют атмосферу. Они выделяют токсичные соединения и твердые частицы, в том числе формальдегид и бензол.

Люди и нефть

Нефть является основным компонентом современной цивилизации. В развивающихся странах доступ к доступной энергии может расширить возможности граждан и повысить качество жизни. Нефть обеспечивает транспортное топливо, входит в состав многих химических веществ и лекарств, а также используется для изготовления важных предметов, таких как сердечные клапаны, контактные линзы и бинты. Запасы нефти привлекают внешние инвестиции и важны для улучшения экономики страны в целом.

Однако доступ развивающейся страны к нефти может также повлиять на соотношение сил между правительством и его народом.В некоторых странах доступ к нефти может привести к тому, что правительство станет менее демократичным — ситуация, получившая название «нефтедиктатура». Россию, Нигерию и Иран обвиняют в наличии нефтеавторитарных режимов.

Пиковая нефть
Нефть является невозобновляемым ресурсом, и мировых запасов нефти не всегда будет достаточно, чтобы обеспечить мировой спрос на нефть. Нефтяной пик — это момент, когда нефтяная промышленность добывает максимально возможное количество нефти. После нефтяного пика добыча нефти будет только снижаться.После пика нефти произойдет снижение добычи и рост затрат на оставшиеся запасы.

При измерении пиковой нефти используется отношение запасов к добыче (RPR). Этот коэффициент сравнивает объем доказанных запасов нефти с текущим уровнем добычи. Отношение запасов к добыче выражается в годах. RPR различен для каждой нефтяной вышки и каждого нефтедобывающего района. Нефтедобывающие регионы, которые также являются крупными потребителями нефти, имеют более низкий RPR, чем нефтедобывающие регионы с низким уровнем потребления.

Согласно одному отраслевому отчету, RPR в США составляет около девяти лет. Богатая нефтью развивающаяся страна Иран с гораздо более низким уровнем потребления имеет RPR более 80 лет.

Невозможно узнать точный год пика добычи нефти. Некоторые геологи утверждают, что он уже прошел, в то время как другие утверждают, что технология добычи отсрочит пик нефти на десятилетия. По оценкам многих геологов, пик нефти может быть достигнут в течение 20 лет.

Нефтяные альтернативы

Отдельные лица, отрасли и организации все больше обеспокоены последствиями пиковой добычи нефти и окружающей среды , связанными с добычей нефти.В некоторых областях разрабатываются альтернативы нефти, и правительства и организации призывают граждан изменить свои привычки, чтобы мы не так сильно полагались на нефть.

Биоасфальты, например, представляют собой асфальты, полученные из возобновляемых источников, таких как меласса, сахар, кукуруза, картофельный крахмал или даже побочные продукты нефтяных процессов. Хотя они представляют собой нетоксичную альтернативу битуму, биоасфальты требуют огромных урожаев, что создает нагрузку на сельскохозяйственную промышленность.

Водоросли также являются потенциально огромным источником энергии.Масло водорослей (так называемая «зеленая нефть») может быть преобразовано в биотопливо. Водоросли растут очень быстро и занимают часть пространства, используемого другим сырьем для биотоплива. Около 38 849 квадратных километров (15 000 квадратных миль) водорослей — менее половины размера американского штата Мэн — могли бы обеспечить достаточное количество биотоплива, чтобы заменить все потребности США в нефти. Водоросли поглощают загрязнения, выделяют кислород и не нуждаются в пресной воде.

Швеция поставила перед собой задачу резко сократить к 2020 году свою зависимость от нефти и других источников энергии из ископаемого топлива.Эксперты в области сельского хозяйства, науки, промышленности, лесного хозяйства и энергетики объединились для разработки источников устойчивой энергии, включая геотермальные тепловые насосы, ветряные электростанции, энергию волн и солнечную энергию, а также домашнее биотопливо для гибридных автомобилей. Изменения в привычках общества, такие как увеличение количества общественного транспорта и видеоконференций для предприятий, также являются частью плана по сокращению использования нефти.

Бензин и присадки | Encyclopedia.com

Бензин — основной продукт, получаемый из нефти.Существует ряд различных классов или сортов бензина. Прямогонный бензин – это та часть бензинового пула, которая получена путем перегонки сырой нефти. Большую часть бензина, используемого в автомобилестроении и авиации, представляет собой крекинг-бензин, полученный путем термического или каталитического крекинга более тяжелых фракций нефти (например, газойля). Большое разнообразие типов бензина производится путем смешивания прямогонного бензина, крекинг-бензина, реформированного и синтезированного бензина и присадок.

На моторное топливо приходится около четверти всего энергопотребления в Соединенных Штатах.Энергетическая ценность бензина меняется в зависимости от сезона. Среднее содержание энергии в обычном бензине составляет 114 000 БТЕ/галлон летом и около 112 500 БТЕ/галлон зимой. Энергосодержание обычных бензинов также широко варьируется от партии к партии и от станции к станции на целых 3-5 процентов между минимальным и максимальным значениями энергии.

Бензин можно производить как из угля, так и из нефти. В 1930-х и 1940-х годах Германия и другие европейские страны производили значительное количество бензина путем гидрирования угля под высоким давлением.Но преобразование твердого угля в жидкие моторные топлива — гораздо более сложный и дорогостоящий процесс. Оно не могло конкурировать с широко доступными и легко перерабатываемыми моторными топливами на нефтяной основе.

В США весь бензин производится частными коммерческими компаниями. Во многих случаях они вертикально интегрированы, так что они бурят, находят и транспортируют нефть, перерабатывают нефть в бензин и другие продукты, а затем продают бензин сети розничных торговцев, которые специализируются на определенных марках бензина и бензиновых смесях.Эти крупные нефтеперерабатывающие предприятия могут также продавать эти продукты другим нефтеперерабатывающим предприятиям, оптовикам и избранным заправочным станциям.

РОСТ СПРОСА НА БЕНЗИН

В конце XIX века практически весь производимый бензин (около 6 млн баррелей) использовался в качестве растворителя в промышленности, включая химические и металлургические заводы и химчистки, а также в качестве керосина для бытовые печи и обогреватели. Но к 1919 г., когда в США производилось 87,5 млн баррелей бензина, 85% потреблялось двигателем внутреннего сгорания (в автомобилях, грузовиках, тракторах и моторных лодках).

В период с 1899 по 1919 год по мере роста спроса на бензин цена выросла более чем на 135 процентов, с 10,8 цента за галлон до 25,4 цента за галлон. С 1929 по 1941 год потребление бензина легковыми автомобилями увеличилось с 256,7 млн ​​баррелей до 291,5 млн баррелей. Потребление авиационного топлива увеличилось с 753 000 баррелей в 1929 году до более чем 6,4 миллиона баррелей в начале Второй мировой войны. К 1941 году бензин составлял более половины нефтепродуктов, при этом 90 процентов выпускаемого бензина использовалось в качестве топлива для автомобильных и авиационных двигателей.

В период с 1948 по 1975 год потребление бензина на душу населения в Соединенных Штатах увеличилось со 150 галлонов в год до немногим менее 500 галлонов в год. Растущая тенденция после войны заключалась в увеличении использования реактивного топлива для самолетов и сокращении использования авиационного бензина. После 1945 года добыча нефти увеличилась в других частях мира, особенно на Ближнем Востоке и в Латинской Америке. К 1970-м годам Ближний Восток стал доминирующим нефтедобывающим регионом. Картель, образованный Крупнейшие нефтедобывающие страны Ближнего Востока, известные как ОПЕК, стали главной силой в установлении цен на нефть на международном уровне посредством контроля над добычей нефти.

С середины 1970-х годов темпы роста потребления бензина на душу населения замедлились. Важным фактором, вызвавшим такое замедление спроса, была тенденция к улучшению экономии автомобильного топлива, которая была инициирована мировой нехваткой топлива. Экономия топлива колебалась около 14,1 миль на галлон в период с 1955 по 1975 год; он резко вырос в течение следующих 15 лет, достигнув примерно 28,2 миль на галлон в 1990 году. темпы роста 1990-х гг.

ДЕТОБРАЦИЯ И ОКТАННОЕ ЧИСЛО

Процесс детонации широко изучался химиками и инженерами-механиками. Детонация — это быстрое и преждевременное сгорание (т. е. преждевременное зажигание) паров топлива в цилиндрах двигателя, когда поршни еще находятся в режиме сжатия. Исследования детонации проводились до Первой мировой войны, но только с увеличением размера и мощности автомобильных двигателей после 1920 года были предприняты серьезные попытки решить эту проблему на коммерческой основе.

Стук с характерным металлическим звуком приводит к потере мощности и эффективности и со временем приводит к повреждению двигателя. Стук — это большая трата энергии, потому что он заставляет автомобиль потреблять больше бензина на милю, чем двигатели, которые функционируют должным образом. Проблема детонации двигателя была важным фактором в стремлении США ввести систему оценки бензина. Во время Первой мировой войны не существовало единой стандартной спецификации или показателя характеристик бензина.Многие штаты разработали свои собственные спецификации, часто противоречащие тем, которые обнародованы автомобильной и нефтяной промышленностью, а также федеральным правительством. Даже у различных ветвей власти были свои особенности. Спецификации могут быть основаны на температуре кипения бензиновой фракции, разрешенных милях на галлон топлива или химическом составе бензина.

Система нумерации октанового числа была разработана в конце 1920-х годов и была тесно связана с программой эталонов федерального правительства, разработанной совместно Министерством армии и Национальным бюро стандартов.

Октановое число топлива является мерой склонности топлива к детонации. Октановая шкала имеет минимум и максимум, основанные на характеристиках эталонного топлива. В лаборатории их сжигают в определенных и заданных условиях. Одним из эталонных топлив является нормальный гептан. Это очень плохое топливо, и его октановое число равно нулю. На противоположном конце шкалы находится изооктан (2,2,4-триметилпентан). Изооктан является лучшим топливом и имеет рейтинг 100.

Октановый рейтинг топлива определяется с помощью простых лабораторных процедур.Испытываемое топливо сжигают для определения и измерения степени его «детонации». Затем два эталонных топлива смешивают друг с другом до тех пор, пока не образуется эталонный бензин, который детонирует в той же степени, что и испытуемое топливо. Доля изооктана, присутствующая в эталонном топливе, является октановым числом испытуемого бензина. Некоторые соединения, такие как метанол и толуол, работают лучше, чем изооктан, и, экстраполируя, их октановые числа превышают 100. Более высокое октановое число важно с практической точки зрения: оно обеспечивает лучшую производительность двигателя в виде большего количества миль в час. галлон бензина.

С 1920-х по 1940-е годы были разработаны процессы каталитического крекинга, которые не только повышали эффективность переработки, но и постепенно повышали октановое число бензина. В 1913 году, до изобретения октановой шкалы, коммерциализация процесса Бертона, технологии непрерывной термической обработки, позволила производить бензин с расчетным октановым числом от 50 до 60. Непрерывный термический крекинг, впервые запущенный в начале 1920-х годов, производил бензин. с октановым числом около 75.С первым каталитическим процессом в форме технологии Houdry (1938 г.) крекинг-бензин достиг беспрецедентного уровня октанового числа в высоких 80-х. Жидкостный каталитический крекинг, кульминация технологии крекинга, появившейся на конвейере в 1943 году, повысил качество бензина до октанового числа 95. не сразу привести к единым стандартам. Только в 1930-х годах, когда в промышленность вошли как октановое число, так и новые типы октаноповышающих присадок, автомобильное топливо стало концентрироваться на двух основных типах бензина — обычном и премиальном, — каждый из которых работал со своим октановым числом. диапазон.В течение следующих 60 лет октановое число бензина увеличилось за счет улучшения методов очистки и использования присадок. В 1970-х и 1980-х годах использование присадок все больше зависело от экологических проблем (т. Е. Чистого воздуха), а также от более высоких октановых чисел. Бензин прошел долгий путь со времен модели T, и важно отметить, что в пересчете на доллары сегодня он дешевле, чем в 1920 году.

через 1980-е годы.Показано увеличение октанового числа бензина с использованием этих присадок.

ТЕТРАЭТИЛИД: ПЕРВАЯ ПРИСАДКА К БЕНЗИНУ

Один из источников детонации был связан с двигателем автомобиля. При прочих равных, автомобильный двигатель с более высокой степенью сжатия, усовершенствованным графиком зажигания или неэффективным сгоранием с большей вероятностью будет испытывать детонацию. В Соединенных Штатах исследования детонации были сосредоточены на химических аспектах бензина, который представляет собой сложную углеводородную смесь парафинов, нафтенов и ароматических соединений.

Химические добавки впервые появились в промышленности в первом десятилетии века. Эти добавки служили ряду применений. Например, они уменьшили способность бензина испаряться из бензобака или полимеризоваться (то есть образовывать липкие остатки) в двигателе. В начале 1920-х годов наиболее важным применением этих веществ было устранение детонации. Тетраэтилсвинец (TEL) был первой крупной добавкой к бензину, которая была коммерциализирована для этой цели.

Чарльз Ф.Кеттеринг, изобретатель автоматического стартера, батареи Delco и других основных компонентов современной автомобильной техники, начал работать над проблемой в 1916 году в своей компании Dayton Engineering Laboratories Company (DELCO). К этому исследованию Кеттеринга побудили не проблемы, с которыми сталкивается автомобиль, а системы электрического освещения для ферм, работающие на бензине. В этих системах использовались генераторы с двигателями внутреннего сгорания. Эти двигатели, которые работали на керосине, а не на бензине, сильно стучали.Кеттеринг и его команда рассматривали этот неавтомобильный концерн как прибыльный исследовательский проект, потенциально очень полезный для сельскохозяйственного сектора.

Kettering нанял Thomas Midgley JR., механический инженер от Cornell, работать с ним на

Добавка
Добавка Octane Number
Tetraethyl Lead (тел) 100
Метанол сто семь
Этанол 108
Метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ) 116
этил-трет-бутилового эфира (ЭТБЭ) 118

проект.Более подробно изучая процесс сгорания, Кеттеринг и Миджли определили, что низкая летучесть топлива вызывает детонацию. Этот вывод привел их к поиску металлических и химических присадок для смешивания с бензином, чтобы увеличить летучесть и уменьшить детонацию.

Многообещающее направление исследований привело Миджли к группе галогенов, в частности к йоду и его соединениям. General Motors приобрела DELCO Labs в 1919 году, и поиск антидетонатора перешел под управление GM, при этом Кеттеринг и Миджли остались на борту, чтобы продолжить работу, но теперь с упором на применение в автомобилях.

Используя йод в качестве отправной точки, они экспериментировали с рядом соединений, включая анилины и ряд металлов, находящихся в нижней части таблицы Менделеева. Свинец оказался наиболее эффективным из испытанных добавок. Но сам по себе свинец вызвал ряд проблем, в том числе накопление его оксида в компонентах двигателя, особенно в цилиндрах, клапанах и свечах зажигания.

Продолжались эксперименты по поиску подходящей формы свинца, которая могла бы в то же время предотвращать образование оксидных отложений.Было обнаружено, что этилен соединяется со свинцом с образованием тетраэтилсвинца (TEL), стабильного соединения, удовлетворяющего этому требованию.

Кеттеринг и Миджли были первыми, кто определил его как основной антидетонатор, хотя это соединение было известно с 1852 года. в лошадиных силах, а также топливной экономичности.

Следующим этапом разработки было проектирование производственного процесса, связывающего этильную группу со свинцом.GM попыталась получить TEL из йодистого этила. Они построили экспериментальный завод, но процесс оказался слишком дорогим для коммерциализации.

Альтернативным источником этилового компонента был бромистый этил, менее дорогой материал. Именно в этот момент GM обратилась к DuPont с просьбой взять на себя разработку процесса. В то время DuPont была крупнейшей химической компанией США. Он имел большой опыт в масштабировании сложных химических операций, включая взрывчатые вещества и синтез под высоким давлением.Производственный процесс был взят на себя главным отделом DuPont, подразделением органической химии. GM заключила контракт с DuPont на строительство завода мощностью 1300 фунтов в день. Первые коммерческие количества TEL были проданы в феврале 1923 года в виде этилового бензина высшего сорта.

В 1923 году GM создала специальное химическое подразделение GM Chemical Co. для продажи новой добавки. Однако GM была недовольна прогрессом DuPont на заводе. Чтобы увеличить свои поставки TEL и подтолкнуть DuPont к ускорению темпов производства, GM призвала Standard Oil Company из Нью-Джерси (позже Esso / Exxon) наладить собственный процесс независимо от DuPont.Фактически, компания Jersey Standard получила права на этилхлоридный маршрут для TEL. Это оказалось гораздо более дешевым процессом, чем технология бромида. К середине 1920-х и DuPont, и Джерси производили TEL.

GM привлекла Джерси в качестве партнера в процессе TEL путем создания Ethyl Corporation, каждая из сторон получила 50-процентную долю в новой компании. Все операции, связанные с производством, лицензированием и продажей TEL как от DuPont, так и от Джерси, были централизованы в этой компании.

Вскоре после начала производства TEL была признана ответственной за высокий уровень заболеваемости и смертности среди производственных рабочих на заводах DuPont и Jersey Standard. Вещество проникло под кожу и вызвало отравление свинцом. Начиная с конца 1924 года, на заводе Jersey Standard Bayway произошло сорок пять случаев отравления свинцом и четыре человека со смертельным исходом. Дополнительные смерти произошли на заводе DuPont и в Дейтонской лаборатории. Это вынудило приостановить продажу TEL в 1925 и первой половине 1926 года.

Эти инциденты вынудили главного хирурга США расследовать влияние TEL на здоровье. Сама отрасль быстро справилась с кризисом, приняв ряд мер безопасности. Теперь этиловый спирт смешивали в распределительных центрах, а не на СТО (это делалось на месте и повышало вероятность отравления свинцом обслуживающего персонала СТО). Кроме того, этиловый бензин окрашивали в красный цвет, чтобы отличить его от обычного бензина. DuPont и Jersey ужесточили контроль над производственным процессом.Федеральное правительство наложило собственный набор ограничений на TEL. Он установил максимальный предел в 3 см3 TEL на галлон бензина. К 1926 году TEL снова начал продаваться на коммерческой основе.

Как ни странно, этот эпизод оказался выгодным для DuPont. DuPont стала доминирующим поставщиком TEL после середины 1920-х годов, потому что они усовершенствовали процесс хлорида и имели гораздо больший опыт, чем Jersey Standard, в производстве и обращении с токсичными веществами.

Компании Ethyl Corp. и DuPont владели патентом на TEL и контролировали монополию на TEL.Компания обладала исключительным правом на единственный известный материал, способный устранить автомобильный стук. И использовала свое влияние на рынке бензина для манипулирования ценами. В течение следующих нескольких лет компания обладала своей монопольной властью, чтобы поддерживать разницу в 3–5 центов между своим «этиловым» бензином и обычным неэтилированным бензином, продаваемым остальной отраслью.

На протяжении 1930-х годов TEL зарекомендовал себя как прибыльный продукт для DuPont, которая оставалась практически единственным производителем TEL в период после Второй мировой войны.Не имея никаких преимуществ в дальнейшем сотрудничестве, DuPont разорвала свои связи с Ethyl Corp. в 1948 году и продолжила самостоятельное производство TEL.

КОНКУРЕНЦИЯ С TEL: АЛЬТЕРНАТИВНАЯ АНТИДЕТОНАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Поскольку автомобильная промышленность продолжала внедрять двигатели с более высокой степенью сжатия в 1920-х и 1930-х годах, нефтепереработчики все больше полагались на TEL для обеспечения качества бензина. К 1929 году пятьдесят нефтеперерабатывающих заводов в Соединенных Штатах заключили контракт с Ethyl Corp. на включение TEL в их высокоэффективный бензин.

TEL был не единственным способом повышения октанового числа. Те немногие компании, которые не желали вести дела с Jersey Standard, искали другие способы производства жизнеспособного бензина премиум-класса. TEL представляет самую серьезную угрозу для традиционного бензинового продукта. Он был дешев, очень эффективен, и для повышения октанового числа с 10 до 15 пунктов требовалось всего 0,1 процента TEL. Напротив, для достижения того же эффекта от альтернативных присадок для повышения октанового числа требовалось от 50 до 100 раз больше этой концентрации.

Бензол и другие добавки на спиртовой основе улучшают октановое число до определенного уровня. Эксперименты с использованием спирта (этанола, метанола) в качестве замены бензина начались еще в 1906 году. В 1915 году Генри Форд объявил о плане извлечения спирта из зерна для питания своего нового трактора Fordson, идея, которая так и не достигла коммерческого успеха.

Нехватка нефти после Первой мировой войны вызвала интенсивные поиски заменителя бензина в виде спирта. Торговая пресса считала, что в какой-то момент алкоголь определенно заменит бензин в качестве топлива.К преимуществам алкоголя, упоминаемым в технической прессе, относятся большая мощность и устранение детонации.

Толчок к использованию алкоголя в качестве топлива всплывал в разное время, совпадая с реальной или предполагаемой нехваткой бензина, и часто направлялся фермерским лобби в периоды низких цен на зерно. Великие открытия нефти на месторождениях Среднего континента в 1920-х годах уменьшили стимулы к использованию спирта в качестве топлива. Но в 1930-е годы тяжелый сельскохозяйственный кризис возродил интерес к алкоголю.Производители спирта, фермеры и законодатели Среднего Запада безуспешно пытались регулировать добавление в бензин от 5 до 25 процентов этанола. Законодателям фермерских штатов потребовались перебои с поставками нефти в 1970-х годах, чтобы принять закон о высоких субсидиях на этанол. Субсидии, которые остаются в силе и сегодня, являются причиной того, что этанол продолжает играть заметную роль в качестве присадки к топливу.

Как показали эксперименты, проведенные компанией Sun Oil Co. в начале 1930-х годов, алкоголь имел серьезные недостатки.Хотя спирт действительно увеличивает октановое число, он оставляет большое количество отложений в двигателе. Алкоголь также быстро испарялся из бензобака и двигателя. А температура горения спиртовой группы ниже, чем у углеводородов, потому что она уже частично окислена.

Наиболее эффективным конкурентным подходом для более независимых переработчиков была разработка новых типов технологий крекинга. Такие компании, как Sun Oil, одна из немногих компаний, оставшихся независимыми от Jersey и Ethyl, продолжали расширять границы термического крекинга, в частности, используя более высокие давления и температуры.Бензин Sun достиг уровня октанового числа, близкого к тому, который достигается у бензинов с добавлением TEL (т. Е. Между 73 и 75). Sun Oil продолжала конкурировать с присадками исключительно за счет передовой технологии крекинга, путь, который к концу 1930-х годов привел к первому процессу каталитического крекинга (т. Е. Процессу Хоудри). Но к этому времени появились более продвинутые процессы очистки, которые конкурировали с процессом Хоудри. К началу 1940-х годов компания Jersey Standard разработала технологию каталитического крекинга в псевдоожиженном слое.Крекинг в псевдоожиженном слое оказался лучше процесса Houdry с неподвижным слоем как с точки зрения экономии производства, так и с точки зрения качества продукта (т.е. октанового числа бензина). Крекинг в псевдоожиженном слое быстро вытеснил технологию каталитического крекинга Houdry в качестве предпочтительного процесса.

Конкуренция основывалась не только на качестве. Цена и упаковка стали оружием против натиска TEL. Например, в качестве маркетингового инструмента Sun Oil покрасила свой бензин в синий цвет, чтобы его было легче идентифицировать как топливо высокого качества (потребители фактически видели, как бензин перекачивался в большой резервуар из прозрачного стекла наверху бензоколонки).Затем Sun активно конкурировала по цене. В то время как нефтеперерабатывающие заводы, использующие TEL, продавали два сорта бензина, обычный и премиум, Sun продавала только свой премиальный «голубой Sunoco» по ценам обычного сорта. Sun могла сделать это, потому что она не была обременена, как TEL, такими дополнительными расходами, как расходы на смешивание и распространение, которые сокращали размер прибыли.

К концу 1920-х и началу 1940-х годов с использованием TEL, других присадок или передовой технологии крекинга на рынке появился ряд бензинов высшего сорта.В дополнение к премиальному бензину Sun были бензин NoNox от Gulf, бензин премиум-класса Sinclair «HC’s» и бензин Super-Shell от Roxana Petroleum. Использование TEL резко сократилось после того, как в 1975 году правительство распорядилось установить каталитические нейтрализаторы для снижения содержания окиси углерода и несгоревших углеводородов в автомобильных выхлопных газах. Это связано с тем, что свинец отравляет используемые катализаторы из благородных металлов (в основном платины). Кроме того, содержащие свинец частицы в выбросах двигателей, работающих на этилированном топливе, сами по себе токсичны.

ПОСЛЕВОЕННЫЕ РАЗВИТИЯ: БЕНЗИН И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА

Присадки и процесс смешивания стали играть все более важную роль в производстве бензина после Второй мировой войны. Переработчикам приходилось уравновешивать такие факторы, как спецификации клиентов, нормативные требования и вероятное время хранения (т. е. неиспользования). промышленность стала более четко определять, как, когда и сколько компонентов следует добавлять в бензины. Крупный современный нефтеперерабатывающий завод все чаще включал сложные компьютерные программы, помогающие планировать и выполнять требования к смешиванию.Критические факторы, которые необходимо было учитывать в этих расчетах, включали сезонные корректировки, текущий и ожидаемый спрос, нормативные уровни и графики поставок различных компонентов.

С 1950-х годов все большая часть исследований и разработок нефтеперерабатывающих заводов уходит на новые и улучшенные добавки. Помимо своей роли антидетонаторов, присадки и смешивающие агенты выполняют все более широкий спектр функций для улучшения характеристик топлива в автомобильных и авиационных двигателях.

Сера и бензин

В последние годы стало лучше понимать роль автомобильных выбросов как загрязнителей окружающей среды. Двуокись серы, оксиды азота и окись углерода разлагают атмосферу Земли и представляют опасность для здоровья. Углекислый газ способствует накоплению парниковых газов в атмосфере и, в свою очередь, ускоряет процесс глобального потепления.

Сера представляет собой особую проблему как опасность для окружающей среды. Он встречается в природе в различных концентрациях в нефти, и удалить его полностью сложно и дорого.Перегонка и крекинг удаляют некоторое количество, но небольшие количества выдерживают процессы перегонки и крекинга и попадают в бензин. Средний уровень серы в бензине не сильно изменился с 1970 года, оставаясь на уровне 300 частей на миллион (частей на миллион) с диапазоном от 30 до 1000 частей на миллион.

Высокое содержание серы не только образует опасные оксиды, но и может отравить катализатор в каталитическом нейтрализаторе. Протекая через катализатор в выхлопной системе, сера снижает эффективность преобразования и ограничивает способность катализатора аккумулировать кислород.Когда нейтрализатор работает не с максимальной эффективностью, выхлопные газы, поступающие в атмосферу, содержат повышенные концентрации не только оксидов серы, но и углеводородов, оксидов азота, оксидов углерода, токсичных металлов и твердых частиц.

В 1990-х годах Агентство по охране окружающей среды начало контролировать содержание серы с помощью своей программы по переработке бензина. В 1999 году она разработала правила, которые должны были резко снизить содержание серы в бензине с 300 частей на миллион до максимальных 80 частей на миллион.

Новые правила, которые должны вступить в силу в 2004 г., обязывают некоторых нефтепереработчиков покупать сырую нефть с низким содержанием серы («малосернистую»).Именно такой стратегии придерживаются японские нефтепереработчики. Однако японцы не являются крупными производителями нефти, а импортируют нефть из других стран-производителей. Нефтеперерабатывающие заводы США, напротив, потребляют нефть из широкого спектра («сернистых») источников нефти с высоким содержанием серы, включая Венесуэлу, Калифорнию и некоторые районы Персидского залива. Американские компании владеют и эксплуатируют нефтедобывающую инфраструктуру (например, буровые вышки, трубопроводы) в Соединенных Штатах и ​​за рубежом. Они привержены разработке этих нефтяных месторождений, даже если добывают нефть с высоким содержанием серы.Таким образом, нефтеперерабатывающие заводы США должны продолжать работать с сырой нефтью с высоким содержанием серы. Импортируемая нефть с Ближнего Востока, несмотря на исторически низкое содержание серы, также становится все менее сладкой.

Нефтепереработчикам придется снизить содержание серы на нефтеперерабатывающих заводах. Это потребует дорогостоящего переоснащения некоторых заводских операций, чтобы получить подходящую топливную смесь. Удаление дополнительных количеств серы на нефтеперерабатывающем заводе повлечет за собой внедрение отдельного процесса на основе катализатора, такого как гидросульфуризация.Другим возможным подходом является удаление серы из жидкого масла или бензина с использованием как органических, так и неорганических поглотителей, добавляемых в масло или бензин для обнаружения, объединения и осаждения серы и ее соединений.

Реформированный бензин и МТБЭ

До принятия Закона о чистом воздухе 1990 г. природоохранные нормы были направлены на сокращение выбросов при выходе из выхлопной системы. Таким образом, каталитический нейтрализатор был основным средством борьбы с загрязнением воздуха.После 1990 года нормативы впервые обязались изменить состав самого топлива. Реформированный бензин относится к бензину, который продается в девяти городских районах, обозначенных EPA с самым высоким уровнем загрязнения озоном. Около 48 миллионов человек проживают в районах, где концентрация озона превышает федеральные стандарты.

Реформирование относится к преобразованию бензина, чтобы сделать его более чистым по отношению к выбросам. Начиная с 1995 г. спецификации для реформулированного бензина включали минимальное содержание кислорода 2 процента и максимальное содержание различных органических и неорганических загрязнителей.Кроме того, запрещены добавки тяжелых металлов в бензин. Недостаток реформулированный бензин заключается в том, что он содержит на 1-3 процента меньше энергии на галлон, чем традиционный бензин.

Во многих реформулированных бензинах в качестве присадок используются кислородсодержащие соединения. Правила чистого воздуха определяют потребность в кислородсодержащем топливе в 39 городских районах с высокой концентрацией угарного газа. Правила для кислородосодержащего топлива носят сезонный характер: в зимний сезон бензин должен содержать не менее 27 процентов кислорода.Кислород помогает двигателям более полно сжигать топливо, что, в свою очередь, снижает выбросы монооксидов. Основной добавкой для подачи дополнительного кислорода при реформировании бензина для удовлетворения этих требований является производное метанола, метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ). В настоящее время эта присадка используется более чем в 30 процентах бензина в США.

МТБЭ был впервые использован в качестве присадки к топливу в 1940-х годах и был популярен в Европе в 1970-х и 1980-х годах. В конце 1970-х годов МТБЭ начал заменять свинец в этой стране для повышения октанового числа.В конце 1980-х годов Калифорния лидировала в Соединенных Штатах по его использованию в качестве оксигената для более чистого сжигания топлива. Потребление МТБЭ в Соединенных Штатах быстро росло в период с 1990 по 1995 год с принятием Закона о чистом воздухе, а несколько лет спустя с реализацией федеральной программы реформулированного бензина. В настоящее время МТБЭ производится на 50 заводах США, расположенных в 14 штатах. Около 3,3 миллиарда галлонов МТБЭ, требующих 1,3 миллиарда галлонов метанольного сырья, ежегодно смешивается с реформулированным бензином.

В конце 1990-х МТБЭ подвергся серьезной критике из-за его эффективности и безопасности. В отчете Национального исследовательского совета (1999 г.) говорится, что добавление кислородных присадок к бензину, включая МТБЭ и этанол, имеет гораздо меньшее значение для контроля загрязнения, чем оборудование для контроля выбросов и технические усовершенствования двигателей транспортных средств и выхлопных систем.

Кроме того, МТБЭ был обнаружен в подземных водах, озерах и водохранилищах, используемых для питья, и это было связано с возможными серьезными заболеваниями.Вероятное возникновение раковых опухолей у лабораторных крыс, которым вводили МТБЭ, предупредило федеральные агентства о его возможной опасности для здоровья. В 1999 году Агентство по охране окружающей среды изменило свое мнение, рекомендовав поэтапный отказ от МТБЭ в качестве добавки к бензину.

В первой половине 2000 года производство MBTE в США составляло в среднем 215 000 баррелей в день. В тот же шестимесячный период среднее производство топливного этанола составляло 106 000 баррелей в день. В свете рекомендации Агентства по охране окружающей среды от 1999 г. этанол, скорее всего, заменит МТБЭ в качестве эффективной кислородсодержащей добавки.Помимо использования в качестве оксигената, этанол повышает октановое число и разбавляет загрязняющие вещества, присутствующие в обычном бензине.

Новые и перспективные присадки к бензину

Разработка и смешивание присадок осуществляется в основном нефтеперерабатывающей промышленностью. Присадки необходимы для экономического благополучия отрасли, поскольку они способствуют увеличению продаж бензина и дизельного топлива. В большинстве случаев присадки не отличаются по цене более чем на три-четыре цента за галлон.Недавно разработанные присадки не обязательно жертвуют топливной экономичностью ради более высоких октановых чисел. Они многофункциональны. В дополнение к повышению октанового числа они также могут очищать двигатель, что, в свою очередь, приводит к повышению эффективности использования топлива.

Помимо своей роли в повышении октановых чисел и снижении выбросов, группа новейших присадок к топливу выполняет все более широкий спектр функций: антиоксиданты продлевают срок хранения бензина за счет повышения его химической стабильности; ингибиторы коррозии предотвращают повреждение резервуаров, труб и сосудов, препятствуя росту отложений в двигателе и растворяя существующие отложения; деэмульгаторы или поверхностно-активные вещества препятствуют образованию эмульсий, а также увлекаемой ими грязи и ржавчины, которые могут загрязнить двигатель и его компоненты.

Начиная с 1970-х годов присадки к бензину все чаще брали на себя роль антизагрязняющих веществ перед лицом попыток правительства сократить выбросы автомобилей в атмосферу. Несмотря на достижения в технологиях крекинга и риформинга, а также в разработке и смешивании присадок (не говоря уже об усовершенствовании самого двигателя), использование автомобильного бензина привело к повышению уровня загрязнения воздуха. Это связано с тем, что современные дистилляты, смеси продуктов прямой перегонки и крекинга или продуктов химической трансформации, как правило, имеют более высокое содержание ароматических соединений.Результатом являются более длительные задержки воспламенения и неполный процесс сгорания, который загрязняет двигатель и его компоненты и увеличивает выбросы твердых частиц и оксидов.

Ожидается, что дальнейшее внедрение законодательства о чистом воздухе, особенно в Соединенных Штатах, ускорит потребление присадок к топливу. В 1999 году EPA предложило широкий спектр стандартов, которые позволили бы эффективно изменить рецептуру всего бензина, продаваемого в Соединенных Штатах, и значительно сократить выбросы выхлопных газов грузовиков и внедорожников.Эти правила требуют потенциально дорогостоящих инициатив по снижению содержания серы как от нефтяной промышленности, так и от автопроизводителей. Для нефтепереработчиков потребуется значительная модернизация и переоснащение заводского оборудования и процессов, чтобы добиться соответствующих изменений в топливной смеси, поскольку нефтяная промышленность США привержена продолжению разработки своих запасов высокосернистой нефти. Министерство энергетики ожидает, что более сложные методы обработки добавят шесть центов к стоимости галлона бензина в период с 1999 по 2020 год.

Только в США спрос на топливо ожидается, что к 2002 г. объем продаж добавок превысит 51 миллиард фунтов. Ожидается, что оксигенаты будут доминировать на рынке как в Соединенных Штатах, так и на международном уровне. Непремиальный бензин и дизельное топливо представляют собой самые быстрорастущие рынки присадок к топливу.

Недавно появившейся на рынке присадкой к топливу является ММТ (метилциклопентадиенилмарганецтрикарбонил). ММТ был впервые разработан Ethyl Corporation в 1957 году в качестве агента, повышающего октановое число, и в 1990-х годах спрос на него вырос.MMT был первым крупным новым антидетонационным составом Ethyl Corporation после TEL.

Однако в 1997 году EPA заблокировало производство ММТ. Агентство предприняло это действие по двум причинам. Было установлено, что ММТ может быть опасен для людей, в частности для детей. Агентство по охране окружающей среды особенно обеспокоено токсическим действием марганца, содержащегося в ММТ. Кроме того, EPA обнаружило, что MMT, вероятно, влияет на работу каталитических нейтрализаторов в автомобилях и, в свою очередь, вызывает увеличение выбросов выхлопных газов в воздух.В 1998 году решение EPA было отменено федеральным апелляционным судом в Вашингтоне. Решение суда позволяет Ethyl Corp. тестировать ММТ, пока она продает добавку. В решении не установлен срок завершения испытаний. Помимо использования в Соединенных Штатах, ММТ используется в качестве добавки к неэтилированному бензину в Канаде.

В дополнение к МТБЭ и ММТ разрабатываются другие виды добавок. Некоторые из них являются производными спирта. Также используются варианты МТБЭ, особенно ЭТБЭ, полученный из эфира (этил-трет-бутиловый эфир).

Также разрабатывается новое поколение присадок, специально предназначенных для авиационного бензина. Эти присадки решают такие проблемы, как нагар, прогоревшие и деформированные клапаны, чрезмерная температура головки цилиндров, заедание клапанов и поршневых колец, забитые форсунки, неровный холостой ход и детонация. Присадки к авиационному топливу часто действуют как детергенты (для удаления отложений), повышающие октановое число и влагоотделители.

Конкуренция альтернативным видам топлива

Большинство автомобилей, работающих на альтернативном топливе, которые сегодня используются на дорогах, изначально были рассчитаны на бензин, но были переоборудованы для использования на альтернативном топливе.Поскольку нефтяная промышленность успешно отреагировала на конкурентные угрозы, связанные с альтернативными видами топлива, разработав реформулированный бензин, который сгорает намного чище, конверсия обычно выполняется в большей степени по экономическим причинам (когда альтернативное топливо дешевле, как это произошло с пропаном), а не по экологическим причинам. причины. Вполне вероятно, что технический прогресс позволит нефтеперерабатывающим предприятиям соответствовать все более строгим экологическим нормам, предъявляемым к бензину, лишь с незначительным повышением розничной цены.А поскольку запасы нефти будут в изобилии по крайней мере до 2020 года, бензин обещает доминировать в автомобильном транспорте в обозримом будущем.

Однако транспортные средства на топливных элементах, которые предназначены для выработки энергии из водорода, представляют собой серьезную долгосрочную угрозу превосходству бензина. Автопроизводители считают, что лучшим решением является извлечение водорода из жидкого источника, потому что водород имеет низкую плотность энергии и требует больших затрат на транспортировку и хранение. Все основные автопроизводители разрабатывают автомобили на топливных элементах, работающие на водороде, полученном из метанола, потому что преобразование бензина в водород требует дополнительных стадий реакции и более высокой рабочей температуры для установки риформинга.Оба требования, вероятно, сделают установку для риформинга бензина больше и дороже, чем установку для риформинга метанола. Кроме того, содержание серы в бензине является еще одной важной причиной того, что автопроизводители с подозрением относятся к разработке риформеров бензина для автомобилей на топливных элементах. Количества всего в несколько частей на миллион могут быть ядом для батареи топливных элементов. Транспортные средства на топливных элементах для риформинга бензина не эксплуатируются, поэтому допустимый уровень содержания серы не определен. Если будет определено, что смесь бензина со сверхнизким содержанием серы может быть разработана специально для транспортных средств на топливных элементах, это будет гораздо менее дорогостоящее решение, чем разработка инфраструктуры производства, доставки и хранения топлива, которая потребуется для транспортных средств на топливных элементах, работающих на метаноле.

Sanford L. Moskowitz

См. также : Эффективность использования энергии, экономические вопросы и; Двигатели; Топливные элементы; автомобили на топливных элементах; водород; метанол; Синтетическое топливо.

БИБЛИОГРАФИЯ

Александр Д.Е. и Фейрбридж Р.В., ред. (1999). Энциклопедия наук об окружающей среде Чепмена и Холла. Бостон, Массачусетс: Kluwer Academic.

Бьюэлл П. и Жирар Дж. (1994). Химия: экологическая перспектива. Энглвуд Клиффс, Нью-Джерси: Прентис-Холл.

Энциклопедия химической технологии, 4-е изд. (1994). Нью-Йорк: John Wiley & Sons, Inc.

Энос, Дж. (1962). Нефть, прогресс и прибыль: история технологических инноваций. Кембридж, Массачусетс: MIT Press.

Агентство по охране окружающей среды. (1998). «Пресс-релиз: Агентство по охране окружающей среды объявляет о создании группы Blue Ribbon для рассмотрения использования МТБЭ и других оксигенатов в бензине». Вашингтон, округ Колумбия: Автор.

Агентство по охране окружающей среды. (1999). «Пресс-релиз: Заявление У.S. Администратор Агентства по охране окружающей среды о выводах группы по МТБЭ Blue Ribbon Агентства по охране окружающей среды». Вашингтон, округ Колумбия: Автор.

«Ford ожидает, что выпуск автомобилей с гибким топливом составит 10% его автомобильного производства в США». Закупки. 125 (9): 9.

Гибельхаус А. В. (1980 г.) Бизнес и правительство в нефтяной промышленности: пример использования подсолнечного масла, 1876–1945 гг. Гринвич, Коннектикут: JAI Press

Хауншелл Д. А. и Смит Дж. К. (1988 г.) Наука и корпоративная стратегия: исследования и разработки DuPont, 1902–1980. Нью-Йорк: Издательство Кембриджского университета.

Larson, H.M., et al. (1971). История Standard Oil Company (Нью-Джерси): New Horizons, 1927–1950. Нью-Йорк: Харпер и Роу.

«Постепенный отказ от МТБЭ повысит спрос на этанол». Закупки 127(3):32C1.

Национальный исследовательский совет. (1990). Топливо для управления нашим будущим. Вашингтон, округ Колумбия: Издательство Национальной академии.

«Новое топливо может соответствовать нормам выбросов». Покупка. 118(10):67.

Спейт, Дж. Г., изд. (1990). Справочник по топливной науке и технологиям. Нью-Йорк: Марсель Деккер.

Шпиц, П. (1988). Нефтехимия: рост отрасли. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.