Заехать на заправку - привычное дело для каждого водителя. Однако мы редко задумываемся о том, какой сложный технологический путь проходит бензин, прежде чем оказаться в баке автомобиля.
Производство горючего является одним из самых сложных процессов современной нефтехимии. Давайте рассмотрим этапы его создания.
Все начинается с нефти - «черного золота», добытого из недр земли. Сама по себе сырая нефть - вязкая маслянистая жидкость, непригодная для использования в двигателях. В ней содержится тысячи различных веществ, но для бензина нужны только определенные элементы.
Прямая перегонка
Один из самых древних и простых методов переработки нефти в бензин, разработанный еще в 19 веке - прямая перегонка. Для этого «черное золото» медленно нагревают. Под действием температуры из него испаряются различные летучие составы.
Для перегонки нефти требуется два резервуара, соединенных газоотводной трубкой, и термодатчик для контроля температуры. Это важно, так как температура определяет, какие вещества будут испаряться. Нефть заливают в один из резервуаров и начинают нагревать. При этом из нее выделяется газ, который по трубке поступает во второй резервуар, где он конденсируется, образуя бензин.
Бензин получается при температуре от 35 до 105 °C. В зависимости от состава нефти, при температуре от 150 до 305 °C можно получить керосин, а при температуре от 150 до 360 °C - дизельное топливо.
Октановое число бензина показывает его устойчивость к детонации, то есть способность не воспламеняться в двигателе автомобиля. Чем выше октановое число, тем меньше вероятность детонации. Однако октановое число не влияет на качество бензина - нельзя сказать, что бензин с октановым числом 100 лучше бензина с октановым числом 92, у них просто разные свойства.
Прямая перегонка является основным, но не самым выгодным способом получения бензина. Октановое число полученного бензина обычно составляет 50-60, что является довольно низким показателем для современных автомобилей. Чтобы довести его до уровня, например, 92-го бензина, необходимо добавлять присадки.
Присадки - это специальные вещества, которые улучшают свойства топлива. Они могут повышать октановое число, делать бензин более морозостойким, уменьшать окислительные процессы и предотвращать коррозию в баке.
Крекинг
Суть крекинга заключается в нагревании нефти и нефтепродуктов под давлением. Это приводит к повышению температуры кипения и более длительному термическому воздействию, в результате чего исходное вещество разлагается на фракции с меньшей молекулярной массой. В процессе образуются не только бензин, но и другие продукты нефтепереработки, такие как моторное топливо, нефтяные масла и т.д.
Процесс крекинга можно сравнить с прямой перегонкой, но он происходит в замкнутой системе под давлением. Сначала температура повышается, и первой испаряется вода, которая собирается в отдельном резервуаре, охлаждается и направляется дальше.
Затем из исходного сырья испаряются воздух и другие газы, которые также направляются в отдельную трубу. Температура продолжает увеличиваться, а давление в установке растет.
На последнем этапе испаряются углеводороды, которые собираются в отдельных трубах. При достижении давления 5 атмосфер они конденсируются в испарителе, образуя бензин.
Постепенный нагрев позволяет значительно увеличить выход топлива - до 500-600 мл на литр нефти, а также повысить октановое число до 70-80.
Крекинг бывает двух видов: термический и каталитический. Термический крекинг происходит без катализатора при высоких температурах. Бензины, полученные этим способом, имеют низкое октановое число и не применяются в чистом виде для современных двигателей. Каталитический крекинг является наиболее распространенным и эффективным процессом для получения высококачественного бензина.
Риформинг
Риформинг - это более сложный промышленный процесс. Как и крекинг он требует высоких температур и давления. Ключевое отличие заключается в том, что на одном из этапов риформинга образуется газообразный водород, который взаимодействует с другими испаряющимися компонентами, делая топливо чище и приближая его к «рецептуре» без добавления присадок. Кроме того, количество топлива на выходе увеличивается.
В ходе сложных химических реакций, происходящих не только с водородом, но и с каталитическими добавками на основе платины, галлия, олова, хлора или оксида алюминия, октановое число бензина значительно увеличивается. Объясняется это тем, что при риформинге прямая структура молекул углеводородов преобразуется в кольцевую или разветвленную. Например, октан превращается в изооктан и его изомеры, а бутан - в изобутан. Это напрямую увеличивает октановое число до 77-86 еще до добавления присадок.
Так, разница между бензинами - не только в цифрах на колонке, но и в технологиях его переработки.
А бензином какой марки заправляетесь вы? Делитесь в комментариях!