Benzinas yra labai lakiųjų skystų junginių mišinys, susidedantis iš įvairios sudėties ir struktūros lengvųjų angliavandenilių. Tai yra pagrindinė žaliava vidaus degimo variklių degalams gauti, varantis apie 40% automobilių Lietuvoje. Jo fizinės ir cheminės savybės labai skiriasi, įskaitant normalius ir šakotos grandinės alkanus, cikloalkanus, alkenus ir aromatinius junginius. Benzinas yra lengvoji naftos distiliavimo frakcija, bespalvis, lengvai garuojantis ir nesunkiai užsiliepsnojantis skystis.
Įprasto benzino masę sudaro homogeninis mažų, palyginti lengvų angliavandenilių mišinys, turintis nuo 4 iki 12 anglies atomų vienoje molekulėje. Tai parafinų (alkanų), olefinų (alkenų) ir cikloalkanų (naftenų) mišinys. Skystame benzine paprastai yra alkanų, aromatinių medžiagų ir alkenų. Benzinas susideda iš 3-10% arenų, 12-30% naftenų, 60-80% alkanų, 1-2% alkenų, iki 2% sieros.
Viena svarbiausių benzino savybių yra jo virimo temperatūra, kuri svyruoja nuo 35 iki 195ºC. Jo stingimo temperatūra yra žemesnė nei -60ºC, o pliūpsnio temperatūra - žemesnė nei 0ºC. Benzino tankis yra 700-780 kg/m³, o šilumingumas Qž = 49,3-44,8 MJ/kg. Į degalus taip pat įmaišoma iki 1% antidetonatorių, kurie padidina oktaninį skaičių 15-20 vienetų. Taip pat benzine gali būti dervų, rūgščių, mechaninių priemaišų ir vandens.
Pagrindinės benzino fizinės ir cheminės savybės
- Fizinė būklė: Bespalvis, lengvai garuojantis skystis.
- Virimo temperatūra: 35-195ºC.
- Stingimo temperatūra: < -60ºC.
- Pliūpsnio temperatūra: < 0ºC.
- Tankis: 700-780 kg/m³.
- Šilumingumas: 49,3-44,8 MJ/kg.
- Sudėtis: Angliavandenių mišinys (alkanai, alkenai, cikloalkanai, arenai), sieros junginiai.
- Nuodingumas: Benzinas, ypač etiliuotas, yra nuodingas. Leistina garų koncentracija ore iki 300 mg/m³.
Oktaninis skaičius
Svarbiausias rodiklis, nusakantis benzino antidetonacines savybes, yra oktaninis skaičius. Jis parodo, kiek izooktano (kurio oktaninis skaičius lygus 100) yra izooktano ir n-heptano (kurio oktaninis skaičius yra 0) mišinyje, kurio detonacinės savybės yra tokios pat kaip ir benzino. Kuo didesnis oktaninis skaičius, tuo geriau benzinas atlaiko suspaudimą variklio cilindre be detonacijos. Dažniausiai naudojamas 92, 95 ir 98 oktaninio skaičiaus benzinas.
Benzino gavimo būdai
Benzinas gaminamas iš naftos, rečiau - iš dujų, kieto kuro (akmens anglių, degiųjų skalūnų, durpių, medienos) arba sintezės būdu. Pagrindiniai benzino gavimo būdai yra:
- Naftos tiesioginė distiliacija: Tai pirminis naftos perdirbimo būdas, kurio metu atskiriamos įvairios frakcijos pagal virimo temperatūrą.
- Terminis ir katalizinis krekingas: Antrinis naftos ir jos produktų perdirbimas, kurio metu didelės molekulinės masės angliavandeniliai skyla į mažesnes molekules, susidarant benzinui. Katalizinis krekingas leidžia gauti benziną su aukštesniu oktaniniu skaičiumi.
- Destrukcinis hidrinimas: Žemarūšio kuro (akmens anglių, skalūnų, mazuto) perdirbimas, prisotinant jį vandenilio.
- Riformingas: Benzininių ir ligroininių naftos frakcijų perdirbimo būdas, pagrįstas aliciklinių junginių dehidrinimu (aromatizacija). Šiuo būdu gaunama daugiausia aukštaoktanio benzino.
Kaip iš žalios naftos gaminamas benzinas? Naftos perdirbimo procesas supaprastintas!
Benzino partijos cheminė sudėtis yra unikali dėl kintamos naftos pradinių medžiagų sudėties ir specifinių perdirbimo metodų. Lakiosios benzino frakcijos patenka į atmosferą pildant benzinu varomus automobilius, visuose produkto formavimo, transportavimo ir rinkodaros grandinės etapuose.
Benzino rūšys ir žymėjimas
Benzinas būna dviejų rūšių: automobilinis ir aviacinis. Automobilinis benzinas būna įvairių markių, žymimas raidėmis (K, E), skaičiais (92, 95, 98) ir žodžiais, kurie rodo benzino paskirtį, oktaninį skaičių ir priedus. Taip pat benzinas skirstomas į vasarinį ir žieminį, kurie skiriasi garumo laipsniu. Jis gali būti etiliuotas (su švino priedais) ir neetiliuotas.
Šiuolaikinis degalų žymėjimas apima informaciją apie priedus, sezoniškumą ir atitiktį standartams. Pavyzdžiui, 95K ir 92K rūšies benzinas turi švino pakaitalo ir kalio priedų, skirtas senesnio modelio automobiliams. Žymėjimas raide E (95E, 98E) nurodo, kad kuras skirtas automobiliams su katalizatoriais. Taip pat gali būti žymimas biologinis kuras (BD) arba nurodomi standartai (LST, EN, GOST).
Benzino naudojimas
Benzinas naudojamas ne tik kaip degalai vidaus degimo varikliams, bet ir kaip tirpiklis lakams, dažams ir dervoms, eterinių aliejų ekstrahentas. Juo valomi drabužiai ir plaunamos detalės.
Reguliarus degalų tikrinimas yra gyvybiškai svarbus, nes taip užtikrinama, kad tiekiamas ir naudojamas kuras yra tinkamas pagal paskirtį. Padaugėjus automobilių, benzino suvartojimas išaugo, todėl kuriamos benzino alternatyvos, padedančios mažinti jo keliamą žalą aplinkai.