Бензин — петролно гориво: състав, видове, октаново число и употреба
Всичко за бензина: състав, видове, октаново число и употреба — как се произвежда, защо е важен октанът и как да изберете правилния вид гориво.
Бензинът /ˈɡæsəliːn/ или петролно гориво /ˈpɛtrəl/ е лесно запалима, прозрачна течност, използвана основно като гориво в двигателите с вътрешно горене. Произвежда се от суров петрол, изкопаемо гориво, чрез процеси като дестилация и допълнителни технологични обработки. При дестилацията суровият петрол се нагрява до високи температури и се разделя на фракции; бензинът е една от летливите фракции. Основните компоненти на бензина са смеси от различни въглеводороди (предимно алифатни и ароматни), като в състава често влизат и съединения като октан (C8H18) и други молекули с въглеродни вериги от приблизително C4 до C12.
Състав и производство
Производството на бензин включва няколко стъпки: фракционна дестилация на суровия петрол, последвана от каталитична реформация, изомеризация, крекинг и очистващи процеси. След това различни фракции и добавки се смесват, за да се получи готовият продукт. Окончателният състав зависи от суровината и технологичната схема, а също и от местните регулации и изисквания за емисии. За подобряване на свойствата на горивото в него се добавят бензинови добавки (детергенти, антиоксиданти, стабилизатори, инхибитори на корозия и др.).
Октаново число и видове бензин
Класификацията на бензина често се прави чрез октановото число, което измерва устойчивостта на горивото към детонация (т.нар. "накъсване" или детонационно горене). Колкото е по-високо октановото число, толкова по-голямо налягане и температура може да понася горивото без преждевременно запалване. В автомобилната практика се използват различни системи за измерване на октановото число (RON, MON, AKI); в много страни в Европа бензинът се означава с RON (напр. 95, 98), докато в САЩ често виждате стойности като 87 или 93, измерени по AKI (average of RON и MON).
По предназначение бензините могат да се делят на:
- обикновен (низкооктанов) — подходящ за масови двигатели;
- премиум (високооктанов) — за силови или високо компресиращи двигатели;
- специални смеси — например E10 или E85 (смеси с етанол), бензини за малки двигатели или за надморски/климатични условия;
- безоловни — съвременните бензини са без олово (тетраетилоловото гориво е премахнато в повечето държави поради токсичност).
Употреба
Най-широкото приложение на бензина е като гориво в автомобилни и мотоциклетни двигатели, малки двигатели (резачки, косачки), генератори и някои летателни апарати с малки двигатели. Освен като гориво, бензинът се използва и като разтворител в промишлеността и като изходна суровина за производството на различни химически продукти в нефтохимията.
Безопасност и съхранение
Бензинът е силно запалим и изпарява бързо; изпаренията са по-тежки от въздуха и могат да образуват експлозивни смеси. При работа с бензин е необходимо:
- да се използват одобрени контейнери за съхранение;
- да се работи на добре проветриви места и да се избягва запалване или искри;
- да се държи далеч от деца и източници на топлина;
- при разливи да се предприемат мерки за ограничаване и почистване, за да се предотврати замърсяване на почви и води.
Влияние върху здравето и околната среда
Въздействието на бензина върху здравето зависи от експозицията. Краткосрочното вдишване на изпарения може да предизвика главоболие, виене на свят, гадене и сънливост; продължителната експозиция и контактът с кожата са свързани с по-сериозни ефекти. Някои компоненти на бензина — например бензен — са познати канцерогени. При изгаряне бензинът отделя въглероден диоксид и други замърсители (NOx, въглеводороди, частици), които влияят на качеството на въздуха и климата.
Също така бензиновите разливи могат да замърсят подпочвените води; поради това съществуват регулации за съхранение, транспортиране и почистване на инцидентни разливи.
Съвременни тенденции и алтернативи
За намаляване на емисиите и зависимостта от изкопаеми горива се използват няколко подхода:
- смеси с биокомпоненти — най-често етанол (E10, E85), който увеличава октановото число и намалява частично изкопаемата фракция;
- преминаване към алтернативни горива — пропан-бутан (LPG), природен газ (CNG) и хидроген;
- електрификация — електрически превозни средства значително намаляват локалните емисии;
- увеличена ефективност на двигателите и използване на каталитични системи и филтри за намаляване на замърсяванията.
Практически съвети за шофьорите
Избирайте октановото число според указанията на производителя на автомобила — ползването на по-високо октаново число от препоръчаното обикновено не дава по-голяма икономия или мощност на двигател, освен ако екологията на двигателя не го изисква. Обърнете внимание на предлаганите от бензиностанцията информации за състава и възможните етанолови смеси (E10 и др.). Редовната поддръжка на двигателя и използването на качествени добавки (според нуждите и препоръките) спомагат за по-добра работа и по-ниски емисии.
Съд за бензин
Бензиностанция в Хирошима, Япония
Използва
Бензинът най-често се използва в превозни средства като автомобили, микробуси и др. Бензинът може да се използва в голямо разнообразие от други неща, които използваме всеки ден, като косачки за трева, вентилатори за листа и двигатели на малки лодки. Някои по-големи превозни средства като камиони или кораби могат да използват дизелово гориво вместо бензин.
Опасности
Бензинът е много опасен. Той може да се взриви, когато се запали от електрическа искра. Също така е вреден, ако човек го пие или ако попадне върху кожата. Той вреди на околната среда и на човешкото здраве, като създава отровни газове, като например въглероден оксид. Ако бензинов двигател се използва в затворено помещение или в затворено пространство, въглеродният оксид може да причини смърт за минути. Много хора умират всяка година от използването на бензинови генератори на закрито или от оставянето на работещи автомобили в гараж. Електрическите автомобили, като Nissan Leaf, не използват бензин, не създават въглероден оксид, по-добри са за околната среда и са безопасни за оставяне в гараж.
Използване и ценообразуване
В САЩ се потребява около 44% от световното количество бензин. През 2003 г. САЩ са консумирали 476,474 гигалитра (1,25871×1011 американски галона; 1,04810×1011 имперски галона), което се равнява на 1,3 гигалитра бензин всеки ден (около 360 милиона американски или 300 милиона имперски галона). През 2006 г. САЩ са използвали около 510 млрд. литра (138 млрд. US gal/115 млрд. imp gal) бензин, от които 5,6 % са били от среден клас, а 9,5 % - от премиум клас.
Западните страни са сред страните с най-висок процент на използване от човек. []
Европа
За разлика от САЩ, страните в Европа налагат значителни данъци върху горивата, като например бензина. Например цената на бензина в Европа е повече от два пъти по-висока от тази в САЩ.
| Цени на бензиностанциите (в евро/литър) от 2004 до 2011 г. за безоловен 95-октанов бензин в избрани европейски държави. За да преизчислите цените в евро/литър в щатски долари/галон, умножете по 5,7 (като приемете, че 1,5 щатски долара = 1 евро). | |||||||
| Държава | декември 2004 г. | май 2005 г. | юли 2007 г. | април 2008 г. | януари 2009 г. | март 2010 г. | февруари 2011 г. |
| 1.19 | 1.18 | 1.37 | 1.43 | 1.09 | 1.35 | 1.50 | |
| 1.05 | 1.15 | 1.31 | 1.38 | 1.07 | 1.35 | 1.53 | |
| 1.10 | 1.23 | 1.35 | 1.39 | 1.10 | 1.34 | 1.46 | |
| 1.26 | 1.33 | 1.51 | 1.56 | 1.25 | 1.54 | 1.66 | |
| 0.80 | 0.92 | 1.15 | 1.23 | 0.82 | 1.12 | 1.26 | |
| 0.92 | 0.98 | 1.06 | 1.14 | 0.88 | 1.12 | 1.29 | |
| 1.00 | 1.01 | 1.13 | 1.13 | 0.86 | 1.22 | 1.32 | |
Съединени щати
Поради ниските данъци върху горивата, цената на дребно на бензина в САЩ подлежи на по-големи промени (отколкото извън САЩ), когато се изчислява като процент от себестойността на единица. От 1998 г. до 2004 г. цената на бензина е между 1 и 2 щатски долара за галон в САЩ. След 2004 г. цената се увеличава, докато средната цена на бензина достигне най-високата си стойност от 4,11 щатски долара за галон в средата на 2008 г., след което спада с около 2,60 щатски долара за галон към септември 2009 г. Напоследък в САЩ се наблюдава покачване на цените на газа с 13,51% от 31 януари до 7 март 2011 г.
Повечето потребителски стоки имат обявени цени, които не включват данък; данъците се добавят въз основа на процент от покупната цена. Заради примитивните бензинови помпи през 20-те години на миналия век цените на бензина в Съединените щати се обявяват с включени данъци и данъците се определят на базата на центове на галон. Данъците се добавят от федералните, щатските и местните власти. (С тези данъци се събират разходите за поддържане на пътищата.) Към 2009 г. федералният данък е 18,4 цента на галон за бензин и 24,4 цента на галон за дизел (без червен дизел). Сред щатите с най-високи данъчни ставки за бензин към януари 2011 г. са Калифорния (47,7¢/галон), Ню Йорк (47,3¢/галон), Хавай (45,8¢/галон) и Кънектикът (45,2¢/галон). Федералното правителство и много от щатите не успяват да увеличат данъците си върху бензина с течение на времето в зависимост от инфлацията. Въпреки това някои щати начисляват и данък върху продажбите в проценти и варират по размер в зависимост от цената на бензина.
По данни на Администрацията за енергийна информация през май 2009 г. около 9% от всичкия бензин, продаден в САЩ, е бил премиум клас. Някои производители на автомобили "препоръчват" първокласен бензин, но имат двигатели с компютърно управление, които регулират времето за развъртане, за да избегнат чукането. Така че повечето автомобили могат да изгарят бензин от обикновен клас, но с леко намалена производителност. Според Асошиейтед прес премиум бензинът - който е с по-високо октаново число и струва с няколко цента на галон повече от обикновения безоловен бензин - трябва да се използва само ако производителят е посочил, че е "задължителен".
За да се намали използването на вносен петрол, в САЩ се използват смеси от етанол и бензин Gasohol (10% етанол) и E85 (85% етанол).
Бразилия
Бразилия има най-голямата национална индустрия за производство на етанол. Продаваните в Бразилия бензини съдържат най-малко 25 % безводен етанол. Безводният етанол (около 95 % етанол и 5 % вода) може да се използва като гориво в повече от 90 % от новите автомобили, продавани в страната. Бразилският етанол се произвежда от захарна тръстика и се отличава с висока степен на улавяне на въглерод.
Въпроси и отговори
В: Какво представлява бензинът?
О: Бензинът е токсична, прозрачна течност, която се използва най-вече като гориво в двигателите с вътрешно горене. Произвежда се чрез кипене на петрол, изкопаемо гориво.
В: Как се произвежда бензинът?
О: Бензинът се произвежда чрез процес на дестилация, при който петролът се нагрява до много висока температура и след това се разделя на съставките си, една от които е бензинът.
В: Кои са основните компоненти на бензина?
О: Основният компонент на бензина е октан (C8H18), който е въглеводород.
В: Откъде можете да си купите бензин?
О: Можете да си купите бензин от бензиностанции или бензиноколонки.
В: Какви са различните класове бензин?
О: Бензинът се класифицира по октаново число, което измерва колко добре гори. Повечето автомобилни двигатели могат да изгарят "обикновен" клас с октаново число 87, докато прецизно произведените двигатели изискват или предпочитат "премиум" клас с октаново число 93. Повечето бензиностанции предлагат три различни смеси с три отделни октанови класа и цени.
Въпрос: Точният състав на бензина на всяка марка еднакъв ли е във всички бензиностанции?
О: Не, съставът на всяка марка може да бъде малко по-различен в зависимост от това какви добавки включва, за да гори правилно в двигателите с вътрешно горене с висока компресия.
обискирам