Benzinas yra lengvoji naftos distiliavimo frakcija, bespalvis, lakus ir lengvai užsidegantis skystis. Jis susideda iš įvairių angliavandenilių: alkanų, alkenų, arenų ir naftenų. Benzino virimo temperatūra svyruoja nuo 35 iki 195 °C, tankis - nuo 700 iki 800 kg/m³, o šilumingumas - nuo 49,3 iki 44,8 MJ/kg. Benzinas gaunamas naftos tiesioginio distiliavimo, katalizinio krekingo ir reformingo būdu. Pagal paskirtį jis skirstomas į automobilinį ir aviacinį, o pagal priedus - į neetiliuotą ir etiliuotą. Automobilinis benzinas dar skirstomas į vasarinį ir žieminį, pasižymintį didesniu garingumu. Degimo savybėms gerinti į benziną dedama antidetonatorių. Benzinas apibūdinamas oktaniniu skaičiumi, frakcine sudėtimi, gebėjimu oksiduotis, rūgštingumu, sieros kiekiu ir spalva.
Nafta yra pagrindinė žaliava vidaus degimo variklių degalams ir tepalams gauti. Šiam tikslui ji pirmiausia išvaloma, atskiriant dujas, vandenį ir mechanines priemaišas. Vėliau nafta frakcionuojama, išgaunant petrolio eterį, įvairių rūšių benziną, ligroiną, reaktyvinį kurą, žibalą, dyzelinį kurą ir mazutą. Distiliacijos liekana - mazutas - sudaro 30-40% visos naftos produkcijos. Svarbiausias naftos perdirbimo produktas yra benzinas. Kadangi benzino, išgauto iš tiesioginės distiliacijos būdu, nebepakanka, jo išeigai padidinti chemiškai perdirbamos aukštesniosios naftos frakcijos, taikant terminį ir katalizinį krekingą. Krekingo procese didelės molekulinės masės angliavandeniliai (žibalas, mazutas) skyla, virsdami mišiniu angliavandenilių, iš kurių susideda benzinas.
Vidaus degimo variklyje benzino garai maišomi su oru ir deginami. Laikydami, kad benzinas yra įvairių heksano izomerų mišinys, o deguonies tūrio dalis ore yra 20 procentų, galima apskaičiuoti, kiek oro reikia 1 litrui benzino sudeginti. Benzino tankis yra 750 kg/m³. Šis tankis naudojamas benzino tūriui paversti mase.
Benzino degimo procesas
Degimo procesas yra medžiagos cheminė reakcija su deguonimi. Benzino degimo reakcijoje dalyvauja angliavandeniliai, sudarantys benziną, ir deguonis iš oro. Ši reakcija išskiria didelį kiekį šilumos, kuri variklyje paverčiama mechaniniu darbu.
Reakcijos lygtis, supaprastintai, kai benzinas laikomas heksanu (C6H14):
C6H14 + 9.5 O2 → 6 CO2 + 7 H2O
Ši lygtis rodo, kad vienai molekulei heksano reikia 9.5 molekulių deguonies. Kadangi ore yra apie 20% deguonies, reikės atitinkamai didesnio oro kiekio.
Oro kiekio skaičiavimas
Norint apskaičiuoti, kiek kubinių metrų oro (normaliomis sąlygomis - n.s.) reikia 1 litrui benzino sudeginti, reikėtų atlikti šiuos veiksmus:
- Apskaičiuoti 1 litro benzino masę, naudojant jo tankį (750 kg/m³).
- Apskaičiuoti benzino (heksano) molinę masę ir nustatyti jo medžiagos kiekį moliais.
- Naudojant reakcijos lygtį, apskaičiuoti reikiamą deguonies kiekį moliais.
- Atsižvelgiant į tai, kad deguonies tūrio dalis ore yra 20%, apskaičiuoti reikiamą oro kiekį moliais.
- Naudojant molinį tūrį (22,4 l/mol n.s.), apskaičiuoti reikiamą oro kiekį litrais, o po to kubiniais metrais.
Šis skaičiavimas padeda suprasti degalų sąnaudų ir oro tiekimo variklyje ryšį.
Kia Rio 2022m. 1.2 62kw benzinas 🚘🫵
Naftos produktų analizė
Naftos ir jos produktų analizei naudojami įvairūs cheminiai ir fizikiniai metodai. Tai leidžia nustatyti jų sudėtį, savybes ir tinkamumą naudoti. Pagrindiniai naftą apibūdinantys rodikliai yra jos tankis, frakcinė ir grupinė cheminė sudėtis, sieros, dervingųjų ir asfaltinių medžiagų, naftos rūgščių, parafinų, vandens, druskų kiekiai, klampa, sočiųjų garų slėgis, stingimo ir pliūpsnio temperatūros.
Frakcinė sudėtis nustatoma distiliuojant ir rektifikuojant. Distiliacija - tai fizikinis išskyrimo metodas, pagrįstas daliniu mišinio išgarinimu ir jo lakiųjų komponentų sočiųjų garų kondensavimu. Rektifikacija - tai fizikinis išskyrimo metodas, pagrįstas daugkartiniu priešpriešiais tekančių skysčio ir garų kontaktu, tarp jų vykstančiais masių ir šilumos mainais.
Naftos produktų savybes lemia jų cheminė sudėtis. Angliavandeniliai, esantys naftoje, skirstomi į tris pagrindines grupes: alkanus, cikloalkanus ir arenus. Kiekvienos grupės angliavandeniai turi skirtingas fizines ir chemines savybes, kurios lemia naftos produktų tinkamumą įvairioms reikmėms.
