Бензин

Бензин - основной вид топлива для карбюраторных двигателей. Основным сырьем для получения бензина служит нефть. Кроме того, бензин может быть получен и из нефтяных газов, бурого и каменного угля и горючих сланцев. По химическому составу нефть - это смесь углеводородов, имеющих различную температуру кипения.

Бензин получают в результате прямой перегонки нефти или крекинг-процесса.

При прямой перегонке нефть нагревают в специальных установках - трубчатых печах. Составные части нефти (фракции), нагреваясь, превращаются в пар и направляются в разделитель (ректификационную колонну), в котором пары конденсируются и разделяются на фракции.

В верхней части колонны собирается бензин, выкипающий при температуре до 205°, ниже - керосин, затем - фракции дизельного топлива. Из секций колонны готовые продукты непрерывно отводятся в сборники. Остаток, получаемый после прямой перегонки нефти (темная высоковязкая жидкость), называется мазутом. При прямой перегонке нефти выход бензина невелик и составляет не более 25% исходного сырья, но бензин получается стабильный: его можно длительное время хранить, не опасаясь образования смол.

Для увеличения выхода бензина и улучшения его качеств широко применяют химические способы переработки нефти. Основные из них - термический и каталитический крекинг (расщепление). Этими способами в настоящее время получают основную массу бензина.

В качестве сырья для крекинг-процесса берут чаще всего мазут - остаток прямой перегонки нефти, а также другие тяжелые фракции нефти (газойлевые и соляровые).

Сущность термического крекинга заключается в расщеплении тяжелых и сложных по химическому строению углеводородов, входящих в состав мазута, на более легкие, простые углеводороды при температуре 450 - 550° и давлении несколько десятков атмосфер.

Автомобильные бензины получают в основном посредством термического крекинга.

В настоящее время все шире применяют каталитический крекинг, при котором расщепление сложных углеводородов происходит в присутствии катализатора. Подбором катализаторов добиваются получения бензинов с высокой детонационной стойкостью. Бензины, полученные таким способом, можно использовать для двигателей, имеющих высокую степень сжатия.

Выход бензина при крекинг-процессе составляет 30 - 50% исходного сырья.

Полученный бензин очищают от вредных примесей. Наиболее простой способ очистки бензина-обработка его щелочью. Очищенные фракции при необходимости смешивают; затем к бензинам добавляют этиловую жидкость и ингибитор (антиокислитель); в результате получают товарный продукт необходимого качества.

Бензины должны обладать хорошей испаряемостью, стойкостью против детонации, высокой стабильностью, т. е. способностью сохранять первоначальные свойства при длительном хранении, не должны содержать соединений, вызывающих коррозию металла, и смолистых отложений, а также воды и механических примесей.

Основными свойствами бензинов являются его испаряемость и стойкость против детонации.

Под испаряемостью понимают способность бензина переходить из жидкого состояния в парообразное. Хорошая испаряемость бензинов обеспечивает приготовление горючей смеси необходимого качества, облегчает запуск двигателя, уменьшает конденсацию паров бензина в цилиндрах и разжижение масла в картере. Полностью сгорает только испарившийся бензин. Наличие капель жидкого, неиспарившегося бензина затягивает процесс горения и увеличивает нагарообразование в двигателе. Капли неиспарившегося бензина стекают по стенкам цилиндров в картер двигателя, смывая с них смазочное масло и вызывая тем самым сухое трение; в результате увеличивается износ цилиндров, поршневых колец и разжижается масло в картере.

Об испаряемости бензина судят по фракционному составу, выражающему зависимость между температурой и количеством фракций, выкипающих при данной температуре.

Фракционный состав характеризуется температурой выкипания 10, 50, 90% топлива и конца выкипания.

Температура начала кипения должна быть не ниже 30°, чтобы в жаркое время не образовались паровые пробки в топливопроводах и фильтрах.

Температура выкипания 10% характеризует пусковые качества бензина: чем ниже эта температура, тем легче будет двигатель запускаться.

Температура выкипания 50"% характеризует способность бензина обеспечивать быстрый прогрев, устойчивость работы на малых оборотах и приемистость двигателя.

Температура выкипания 90% и конца выкипания характеризует полноту испарения бензина. Если эта температура выше предусмотренной стандартами, значит, в топливе содержится слишком много тяжелых фракций, которые, попадая в цилиндры в виде капель, смывают смазку со стенок цилиндров и разжижают масло в картере, ускоряя износ двигателя.

Стойкость бензина против детонации оценивается октановым числом.

Под детонацией понимают сгорание рабочей смеси со скоростью взрыва (1500 - 2500 м/сек). Скорость нормального сгорания рабочей смеси 20 - 40 м/сек.

На слух детонация проявляется в звонких металлических стуках в двигателе. Кроме того, при детонации в отработавших газах периодически появляются желтое пламя и черный дым. Двигатель перегревается, и его мощность падает. Повышенный тепловой режим двигателя приводит к подгоранию выпускных клапанов, прогоранию днища поршней и металло-асбестовых прокладок между головкой блока и блоком цилиндров.

Чтобы оценить степень склонности бензина к детонации, его сравнивают с эталонными топливами, т. е. с такими топливами, октановые числа которых заранее известны.

Октановое число определяют на специально предназначенной для этой цели установке, имеющей одноцилиндровый двигатель, степень сжатия которого можно изменять.

Чем выше степень сжатия двигателя, тем более высокое октановое число должен иметь бензин.

Для повышения октанового числа бензинов к ним в небольших количествах добавляют антидетонаторы. Из антидетонаторов наиболее распространен тетраэтилсвинец-основная составная часть этиловой жидкости. Практически на 1 кг бензина берут не более 1 г тетраэтилсвинца.

Бензин, в который добавлена этиловая жидкость, называют этилированным. Этиловая жидкость ядовита, поэтому этилированные бензины тоже ядовиты; в отличие от неэтилированных они окрашиваются. Краситель - составная часть этиловой жидкости.

Применение этилированных бензинов требует строгого соблюдения правил техники безопасности.

Кроме тетраэтилсвинца в качестве антидетонатора применяют марганцевый антидетонатор. Он неядовит, а по своей эффективности не уступает тетраэтилсвинцу. Добавление марганцевого антидетонатора в бензин делает последний высокооктановым и в то же время безопасным для здоровья человека.

Удельный вес автомобильных бензинов составляет 0,730-0,770. Он не характеризует качества бензинов, но, как правило, бензины с меньшим удельным . весом обладают лучшей испаряемостью. Применение бензина с большим удельным весом вызывает уменьшение уровня его в поплавковой камере карбюратора, а применение бензина с меньшим удельным весом вызывает увеличение уровня. Поэтому при переходе с одного сорта бензина на другой надо соответственно регулировать уровень горючего в поплавковой камере.

Нефтяная промышленность нашей страны в соответствии с ГОСТ выпускает автомобильные бензины следующих марок: А-66, АЗ-66, А-72, А-74 и А-76.

В ограниченных количествах выпускаются бензины марок А-96 и А-99 для двигателей с высокими степенями сжатия. Буква "А" означает, что бензин автомобильный, а цифра указывает на октановое число данного бензина.

Бензин А-66 предназначен для двигателей со степенью сжатия до 6,5 и применяется во всех районах страны, за исключением районов Севера и Сибири в зимнее время.

Бензин АЗ-66 (зональный) предназначен для тех же двигателей, что и бензин А-66, но только в районах Севера и Сибири в зимний период эксплуатации (с 1 октября по 1 апреля).

Бензин АЗ-66 отличается от бензина А-66 облегченным фракционным составом, что обеспечивает легкий запуск двигателей и их нормальную работу при низкой температуре в суровых зимних условиях Севера и Сибири.

Бензины А-66 и АЗ-66 - это бензины термического крекинга или их смеси с бензинами прямой перегонки или каталитического крекинга. Бензины А-66 и АЗ-66 этилированные, имеют окраску от красного до оранжевого цвета.

Бензин А-72 предназначен для двигателей со степенью сжатия 6,5 - 7,0. Бензин термического крекинга, неэтилированный.

Бензин А-74 предназначен для двигателей автомобилей высокого класса. Бензин прямой перегонки, неэтилированный.

Бензин А-76 предназначен для двигателей со степенью сжатия выше 7,0. Бензин каталитического крекинга, этилированный, имеет, окраску от синего до оранжевого цвета.

При хранении бензина на складе и в топливных баках надо создавать условия, обеспечивающие минимальные потери от испарения и исключающие возможность загрязнения и попадания воды, а также опасность возникновения пожара.

Бензин лучше всего хранить в подземных или в полуподземных хранилищах, что сокращает потери бензина от испарения, уменьшает смолообразование и более безопасно в пожарном отношении. Если нет возможности оборудовать подземные и полуподземные хранилища, бензин можно хранить ,и в наземных хранилищах. В этом случае емкости должны быть окрашены алюминиевой краской. Бензин хранят в резервуарах, контейнерах и железных бочках. При хранении пробки емкостей должны находиться вверху и быть плотно закрыты. Открывать и закрывать пробки надо только специальным ключом во избежание образования искры.

Перевозка бензина автомобильным транспортом осуществляется специальными автомобилями (автотопливозаправщиками и авто-топливоцистернами) или в контейнерах, железных бочках и бидонах, погруженных на грузовые автомобили.

Специальные автомобили, перевозящие бензин, должны иметь противопожарное оборудование и заземление в виде цепи; глушитель должен быть выведен вперед. При перевозке бензина на грузовых автомобилях тара должна быть прочно закреплена во избежание перемещения ее в кузове при движении автомобиля. При разгрузке бочек с бензином нельзя сбрасывать их на землю, надо использовать жердевый или бревенчатый накат.

Основные нормы расхода бензина для автомобилей следующие:

Основные нормы расхода бензина могут изменяться в зависимости от условий использования; например, при эксплуатации автомобилей зимой, с прицепами, в условиях бездорожья, на учениях, при обучении вождению и в некоторых других случаях нормы увеличиваются. При эксплуатации автомобилей на автомобильных магистральных и асфальтированных шоссе нормы расхода уменьшаются по сравнению с основными нормами.