Benzinas - tai vienas iš svarbiausių šiuolaikinio pasaulio degalų, be kurio neįsivaizduojamas transportas ir daugelis pramonės šakų. Mokslininkai jau daug metų įvairiausiais būdais ir aspektais nagrinėja benziną, be kurio nebeįsivaizduojame savo šandieninio gyvenimo.
Išvaizdos benzinas yra vientisas skaidrus skystis, pasižymintis geromis degimo ir garavimo charakteristikomis. Tačiau iš tiesų tai yra ganėtinai sudėtingas cheminis junginys, kuriame yra ištirpinti įvairūs priedai. Taip yra dėl daugelio reikalavimų, keliamų benzinui. Variklinis benzinas turi išlaikyti tam tikras savybes esant skirtingoms sąlygomis - šaltyje ir karštyje. Visi šie priedai yra sumaišyti tarpusavyje į vieną degų mišinį, kuris pilamas į mūsų automobilius ir kitą techniką.
Benzino kilmė ir gamyba
Benzinas kilęs iš naftos, todėl ir gaminamas yra iš jos, rečiau iš dujų, sintezės būdu, ar kieto kuro t.y (degiųjų skalūnų, akmens anglių, medienos, durpių). XIX a. pabaigoje labiausiai naudojamas kuras buvo deguto distiliatas ir neapdirbtos naftos įvairūs distiliavimo produktai. XX a. pradžioje naftos kompanijos gamino benziną naudodami paprastą naftos distiliavimo metodą, bet greitai įvairios mašinos buvo patobulintos, todėl reikėjo tobulinti ir benzino gamybos metodus. Terminis distiliavimo metodas buvo pristatytas 1913 m., paverčiant didelį naftos kiekį benzinu. Vėliau naftos distiliavimo metodai buvo daug kartų tobulinami, siekiant išgauti aukštesnės kokybės, įvairius naftos produktus.
Pagal gavimo būdą benzinas būna naftos tiesioginės distiliacijos, terminio, katalizinio krekingo, destrukcinio hidrinimo, riformingo ir kitų procesų produktas.
- Krekingas - antrinis naftos ir jos produktų perdirbimas. Jo metu ne tik skyla naftos angliavandenilių molekulės, bet ir vyksta dehidrinimas, hidrinimas, izomerizacija, aromatizacija, alkilinimas - susidaro sotieji ir nesotieji, žemos virimo temperatūros angliavandeniliai, aukštos virimo temperatūros produktai ir koksas. Terminiu krekingu gauti produktai turi daug nesočiųjų angliavandenilių, yra nestabilūs, benzinas turi mažą oktaninį skaičių. Katalizinis krekingas naudojamas gauti benzinui, kurio oktaninis skaičius yra apie 85. Taip gaunamas benzinas turi daug izoparofinų.
- Destrukcinis hidrinimas - žemarūšio kuro (akmens anglių, skalūnų, mazuto) perdirbimas, prisotinant jį vandenilio. Šio proceso metu temperatūros, slėgio ir katalizatorių (nikelio, geležies, molibdeno, volframo junginių) veikiamos kuro molekulės sklaidosi į mažesnes molekules bei radikalus, kurie prisijungia vandenilį. Destrukciniu hidrinimu gaunami degalai, dujiniai angliavandeniliai ir alyva.
- Riformingas - benzininių ir ligroininių naftos frakcijų perdirbimo būdas, pagrįstas aliciklinių junginių dehidrinimu (aromatizacija). Kaip ir krekingas būna terminis ir katalizinis. Šiuo gavimo būdu gaunama 80-85% aukštaoktanio benzino (oktaninis skaičius 90-95). Pramonėje riformingu pradėta naudotis 1940 m. JAV.
Nafta pirmiausia gryninama, pašalinamos dujos, druskos, vanduo ir cheminės priemaišos. Vėliau pakaitinama ir frakcionuojama. Pirmiausia išgaruoja ir pakyla į kolonos viršų angliavandeniai, kurių virimo temperatūra palyginus žema, kylant temperatūrai distiliuojasi angliavandeniliai, kurių virimo temperatūra aukštesnė. Tada galima surinkti sudėtines naftos dalis - frakcijas.
Benzino savybės ir kokybės rodikliai
Benzinas, lengvoji naftos distiliavimo frakcija. Bespalvis, lengvai garuojantis ir nesunkiai užsiliepsnojantis skystis. Jo virimo temperatūra yra 35-195ºC, stingimo < -60ºC, tvikstelėjimo <0ºC, tankis 700-780 kg/m3, o šilumingumas Qž = 49,3-44,8 MJ/kg. Benzinas susideda iš įvairios sudėties ir struktūros lengvųjų angliavandenilių: 3-10% arenų, 12-30% naftenų, 60-80% alkanų, 1-2% alkenų, iki 2% sieros. Į degalus taip pat įmaišoma iki 1% (priklauso nuo masės) antidetonatorių. Dėl to oktaninis skaičius padidėja 15-20 vienetų. Galima rasti dervų, rūgščių, mechaninių priemaišų, vandens.
Svarbiausias rodiklis - oktaninis skaičius, nusakantis jo antidetonacines savybes. Susitarta, kad izooktano oktaninis skaičius yra lygus 100, o n-heptano - nuliui. Taigi šis skaičius parodo, kiek izooktano yra izooktano ir n-heptano mišinyje, kurio detonacinės savybės yra tokios pat kaip ir benzino.
Detonacija ir jos prevencija
Benzinas naudojamas kaip Otto variklių (karboratorinių variklių) degalai, kuriuose benzino garų ir oro mišinys uždegamas elektros kibirkštimi. Tokiuose varikliuose darbo režimas palaipsniui darosi vis intensyvesnis - alkūninio veleno sukimosi greitis ir dujų suslėgimo laipsnis cilindre priklauso nuo variklio forsavimo ir gali siekti iki 6000 aps./min, o suslėgimo laipsnis iki 10. Uždegus mišinį cilindre, liepsnos sklidimo greitis pasiekia iki 30-40m/s, ir tai yra normalus degimo procesas. Jeigu benzino sudėtis tam režimui netinkama, tai dėl aukštos temperatūros, didelio bei staigaus suslėgimo ir labai aktyvios oksidacijos degimo ciklo pabaigoje garų mišinys gali sprogti; šis reiškinys vadinamas detonacija. Detonacijos nebūna, kai benzinas yra tinkamos sudėties arba su antidetonaciniais priedais, pvz: oksigenatais arba kt.
Benzino tipai ir žymėjimai
Benzinas būna dviejų rūšių: automobilinis ir aviacinis. Automobilinis benzinas būna įvairių markių. Žymimas raidėmis (K, E), skaičiais (92, 95) ir žodžiais, kurie rodo benzino paskirtį, oktaninį skaičių ir priedus. Dažniausiai naudojamas 92, 95 ir 98 oktaninio skaičiaus benzinas. Būna vasarinis ir žieminis. Jie skiriasi garingumu, žieminio garingumas būna didesnis, vasarinio - mažesnis. Taip pat jis būna etiliuotas ir neetiliuotas.
Įvairių markių benzinas gaunamas sumaišius skirtingų gavybos būdų ir frakcijų komponentus. Dabar Lietuvoje degalai žymimi pagal prieš šešerius metus priimtą Vyriausybės nutarimą. 95K ir 92K rūšies benzinas turi švino pakaitalo, kalio priedų ir yra skirtas senesnio modelio automobiliams. Tas pats kuras, tik pažymėtas raide E (95E, 98E) yra skirtas mašinoms su katalizatoriais, kurie valo išmetamąsias dujas. Atsirado biologiniai degalai, kurie yra žymimi taip: baltos raidės BD rudame fone.
Nuo 2001 m. gegužės Lietuvos ūkio ministerija rekomendavo įvesti papildomą pagrindinių degalų rūšių žymėjimą ir siūlė nurodyti, kokiam sezonui skirtas kuras. Pereinamo laikotarpio kuras degalinėse būtų žymimas viena, žiemos laikotarpio - dviem žvaigždutėm. Vasaros sezonui skirti degalai žvaigždutėmis pažymėti nebūtų. Taip buvo norima padaryti, kad vairuotojai būtų garantuoti, jog perka gerą kurą ir nebūtų klaidinami. Taip pat degalinėse šalia benzino markės norėta prirašyti raides LST, EN arba GOST. Toks žymėjimas buvo siūlomas tam, kad vairuotojai žinotų, pagal kokius standartus yra gaminami degalai. Jei pagal Europos sąjungos - žymima EN, jei pagal rusiškus standartus - GOST, o jei pagal lietuviškus - LST. O dvigubas žymėjimas LST EN nurodytų, kad kuras atitinka ir Lietuvos, ir Europos Sąjungos standartus. Visi šie žymėjimai (LST, EN, GOST ir žvaigždutės) buvo neprivalomi, o tik rekomenduojami.
Benzino panaudojimas
Benzinas naudojamas kaip degalai Otto varikliams, lakų, dažų ir dervų tirpiklis, eterinių aliejų ekstrahentas. Juo valomi drabužiai, plaunamos detalės.
Paskutinis vejos pjovimas rudenį reiškia, jog vejos pjovimo įranga bus nenaudojama visą žiemą. Ne visais atvejais rezultatai būna vienodi, tačiau dažnai taip paliktas įrenginys pavasarį tiesiog nebeužsiveda. Jei dėl kažkokių priežasčių turite laikyti kurą talpose ilgiau nei du mėnesius, prasminga į jį įmaišyti stabilizatoriaus. Jo verta įpilti į kurą, kurį naudojate paskutinį kartą prieš paliekant įrangą žiemai - taip užsitikrinsite, jog stabilizuotas kuras pasiekė visas karbiuratoriaus ir kuro sistemos dalis. Žinoma, stabilizatorius nėra vaistas nuo visų problemų ir nepaverčia benzino amžinu, todėl su juo maišomas benzinas turi būti šviežias.
Benzinas pasižymi ir kita neigiama savybe - vandens kondensacija. Geriausia benziną laikyti sandarioje talpoje, užpildytoje sklidinai. Palikus oro, net ir uždarame bakelyje susidaro vandens kondensatas. Lengviausias būdas - išorinė apžiūra. Jei benzinas patamsėjo - tai pirmas akivaizdus pasenimo požymis. Kitas svarbus seno kuro bruožas - kvapas.
Išsamus ilgalaikio dujų saugojimo vadovas
Benzinas su švinu
Kadangi šiuo metu dėl kenksmingumo švino junginiai detonacijai išvengti Europoje praktiškai nebenaudojami, benzinas su švinu dabar yra įdomus tik istoriniu požiūriu. Ankščiau švino buvimas benzine buvo vienas iš jo skiriamųjų bruožų: benzinas su tetraetilšvino priedu buvo vadinamas benzinu su švinu (angl. Leaded gasoline). Tarptautinėje praktikoje buvo nusistovėjęs „benzino su švinu“ pavadinimas, kaip geriau atitinkantis jo cheminę sudėtį ir parodantis pavojingą aplinkai komponentą. Benzinas su švinu dar kurį laiką buvo naudojamas, kadangi be jo negalėjo apsieiti senesnės laidos automobiliai, kurių variklių dalis reikėjo tepti švino oksidu. Iš švino junginių ant karštų vožtuvų lizdų paviršiaus susidaro labai plonas, bet tepimui pakankamas minkšto švino oksido sluoksnis. Dėl šios priežasties benzinas su švinu dar neseniai buvo pardavinėjamas visame pasaulyje (JAV ir Vakarų Europoje), tik jame švino kiekis buvo sumažintas iki minimumo (iki 0,15 g/l) be to, jis buvo brangesnis. Dabar vietoje švino naudojami kiti, nekenksmingi kalio organinių junginių tepimo priedai.
Benzinas (ypač etiliuotas) yra nuodingas. Jei žmogus apsinuodija, jam būtinas grynas oras, deguonis. Jei patenka į skrandį, duodama išgerti aliejaus. Leistina garų koncentracija ore iki 300 mg/ m3.
Amerikiečiai per dieną sunaudoja daugiau nei 360 milijonų galonų benzino. Benzinas yra vienas iš daugiausiai energijos turinčių degalų šaltinių. Viename galone benzino yra apie 132 megadžauliai energijos. Kitas geriausias skystojo kuro šaltinis, etanolis, yra apie 121 megadžaulis viename galone.
Gana dažnai sulaukiame klientų, kurie pastebi, kad jų automobilio kuro sąnaudos staiga padidėjo - kartais net dvigubai. Įdomu tai, kad kuro nuotėkis nepastebimas, dūmingumas nepadidėjęs, o automobilis dirba gana sklandžiai. Viena iš galimų priežasčių - stabdžių apkaba arba rankinio stabdžio trosas, kuris „laiko“ vieną iš ratų. Kartais problemos prasideda po degalų pylimo. Staigus kuro sąnaudų padidėjimas - rimtas signalas, kurio ignoruoti nereikėtų. Net jei automobilis važiuoja be ryškių trikdžių, paslėpta problema gali sukelti rimtus gedimus ateityje.
tags: #petrolio #benzinas #panaudojimas