Бензин: плотность, формула, состав, октановое число, виды, этилированный, неэтилированный, автомобильный, прямогонный, ГОСТ

Плотность бензина

Один из ключевых параметров, по которым оценивается бензин – это его плотность. Величина показывает номинальную массу топливного углеводородного компонента в общем объеме жидкости. Высчитывается величина в кг/м3. Она является независимой и не сопоставляется с октановым числом, о котором речь будет позже.

Бензин является термозависимым веществом – его характеристики варьируются с изменением значений температуры. Это значит – для адекватного определения его свойств необходимо установить стандартизированную температуру. На данный момент ей является отметка в +15 градусов.

Единственный показатель, который прямым образом влияет на плотность, помимо температуры, - это непосредственно нефтяное сырье, в процессе обработки которого был получен бензин.

Исследования определили, что плотность основных марок бензина варьируется в пределах 725-780 кг/м3. Например, для АИ-92 показатель составляет 760 кг/м3, для АИ-98 – 780 кг/м3. Высокая плотность бензина обеспечивает приемлемый КПД, безопасность работы двигателя и экономичный расход топлива на ходу.

Формула бензина: состав

Точной формулы бензина не существует из-за того, что свойства топлива меняются в зависимости от изменений условий окружающей среды. Состав бензина преимущественно определяется изначальным сырьем и наличием дополнительных присадок.

Горючее можно разобрать на отдельные компоненты и для каждого определить химическую формулу. Бензин получается вследствие разделения нефти на различные фракции путем крекинга. В отличие от прямой перегонки нефти, для крекинга используются максимальные температуры нагрева, что позволяет высвободить больше молекул, который впоследствии образуют бензиновый компонент.

В вещество могут войти углеводороды с различными структурами:

1. С одним и более бензольными кольцами (СnН₂n–6);
2. С одинарными связями (CnH₂n+2);
3. Непредельные циклические углеводороды (СnН₂n);
4. Углеводороды с открытой цепью с двумя или тремя связями (СnН₂n).

Исследователи разделяют бензин на два основных химических компонента – изооктан (алифатический углеводород) и n-гептан (алкан), соотношение которых имеет решающее значение для определения октанового числа. Зная количество и формулу этих двух веществ, можно высчитать отношение массы вещества к количеству топлива.

Кроме углеводородов, в состав горючего входят оксиды углерода и азота, зола, сера и в редких случаях - свинец.

Бензин: октановое число

Октановое число количественно выражает способность бензиновой смеси к самовоспламенению внутри рабочей камеры транспортного механизма. Чем выше октановый параметр, тем меньше вероятность самопроизвольного горения жидкости внутри машины. Чем ниже параметр, тем больше вероятность досрочного износа мотора и топливных магистралей транспортного средства, что выражается во время движения авто характерным стуком.

Определяется параметр путем отношения изооктана к n-гептану в составе смеси – чем больше первого, тем выше число. Максимальное октановое число – 100, которое показывает, что в смеси присутствует 100% изооктана. Топлива с октановым числом свыше 100 содержат в себе дорогостоящие присадки, они используются для заправки особых машин, например гоночных авто.

Для примера – стандартная маркировка бензина АИ-95 означает, что тестирование топлива происходило исследовательским путем, в результате чего октановое число образца составило 95. Это бензин высшего качества, лучше которого из массового сегмента может быть только АИ-98, который относится к классу премиум.

Самая известная марка бензина АИ-92 – имеет высокую, но не максимальную стойкость к возгоранию. Несмотря на невысокую стоимость по сравнению с двумя другими маркировками, постоянное использование такого бензина может нанести вред мотору.

Для контроля характеристик бензина в промышленности используются парафиновые добавки с углеводородами разветвленной структуры либо определенные присадки, повышающие октановое число. Чем больше в составе добавок, тем более резкий запах имеет смесь. Если вы храните бензин в канистрах, то обязательно закрывайте крышки резервуаров плотно – контакт с кислородом приводит к испарению добавок и к снижению антидетонационных свойств субстанции.

Виды (марки) бензина

Как мы уже говорили, маркировка бензина зависит от номинального октанового числа данного типа горючего. Расшифровывается марка любого бензина следующим образом:

• А – автомобильный тип топлива;
• И – октановое число получено в лабораторных условиях исследовательским методом с минимальной погрешностью, тестирование проходит в соответствии с ГОСТ-8226-82.
• 80-100 – октановое число горючего, указывает на сопротивляемость самовозгоранию.

На автомобильных заправках практически невозможно встретить бензин с маркировкой АИ-72 и до АИ-80 – такое топливо подходит для заправки сельскохозяйственной техники и мелких личных транспортных средств (например, мопеды). Производители современных машин снабжают свои авто качественными двигателями, пригодными только для заправки бензином класса АИ-95 и выше. И хотя стоимость топлива повышается вместе с повышением октанового числа, в долгосрочной перспективе заправка авто дорогим и качественным продуктом поможет сэкономить на возможном ремонте мотора и кривошипно-шатунного механизма.

Если изготовителем машины рекомендуется использовать марки от АИ-95, это не означает, что нужно регулярно заливать бензин АИ-98, который предназначен для турбо-двигателей и сложных механизмов. Выбор АИ-95 будет оптимальным и по энергоэффективности, и по стоимости.

Все марки имеют прозрачный цвет и характерный резкий запах бензина. Определить самостоятельно октановое число смеси можно с помощью октанометра. Бензин в соответствии с нормами безопасности не может содержать тетраэтилсвинец, а содержание серы должно оставаться минимальным. Допускается наличие добавок на основе эфира или спирта.

Этилированный бензин

Начиная с 20-х годов XX века, производители топлива искали бюджетный способ повышения антидетонационных свойств бензина. Вплоть до недавнего времени в качестве добавки, снижающей вероятность самовозгорания, использовался металлорганический компонент тетраэтилсвинец. Бензин с такой примесью называется этилированным.

Последние несколько десятилетий использование ТЭС в автомобильных двигателях признается опасным для здоровья человека и как следствие – недопустимым. Большинство развитых стран запрещают использовать эту добавку при переработке нефти с целью получения бензинового топлива. Свинец, являясь летучим веществом, посредством автомобильного выхлопа попадает в воздух и оттуда – в легкие человека, вызывая токсичное поражение внутренних органов.

Этилированный бензин имеет негативное влияние и на моторный механизм транспортного средства, подвергая быстрому износу катализатор и топливно-выхлопные магистрали.

В прошлом этилированными марками бензина считались А-66 и А-76.

Неэтилированный бензин

Большинство марок топлива, которыми можно заправиться на любой стандартной АЗС Лукойл, Газпром Нефть или Роснефть, являются неэтилированным бензином. Это АИ-80, АИ-92 и выше, включая экологическое топливо ЭКТО или горючее стандарта Евро-4 или Евро-5.

Высокое октановое число указанных типов питания является результатом добавления в состав присадок, усиливающих сопротивляемость самовозгоранию жидкости внутри машины прежде появления искры, генерируемой свечой зажигания. Эти добавки производятся на основе спиртов и эфиров, каких именно – указывается в сопровождающей документации на топливо, которое вы можете затребовать на любой АЗС. В один и тот же объем горючего могут быть добавлены как спиртовые присадки, так и эфирные компоненты, и общее количество вспомогательных примесей может выражаться двухзначным числом. Тем не менее, бензин даже с таким количеством неэтилированных добавок остается безопасным для окружающей среды и человека.

Неэтилированный бензин не содержит в себе каких-либо компонентов свинца, включая ТЭС, и полностью соответствует нормам безопасности, действующим на территории России, Европы и других развитых стран.

Автомобильный бензин

Резюмируя вышеизложенное, определим основные свойства бензинов, которые пригодны для заливки в автомобили для личного пользования, а также в транспортные средства, осуществляющие перевозку грузов на дальние расстояния:

1. Не должны содержат ТЭС, марганец и железо, содержание серного вещества не должно превышать 0,05%, бензола – не более 5%.
2. Средняя плотность – 740 кг/м3.
3. Оптимальное октановое число по исследовательскому методу – 92 и выше.

На многих автозаправках также обозначают класс марки бензина по экологичности. Оценка топлива на соответствие правилам экологичной безопасности происходит по стандарту Евро-5, действующему во всей Европе и все более в России (в нашей стране еще актуален предыдущий стандарт Евро-4). Обозначается эко-класс с помощью литеры К и числа от 1 до 5. Бензин К5 соответствует максимальным требованиям экологичности.

В паспорте топлива рекомендуем обращать внимание на наличие следующих добавок:

1. N-метиланилин – находясь в бензине в большом количестве, привод к образованию смол. Это наносит вред поршнево-шатунному механизму и самому мотору.
2. Метил-трет-бутиловый эфир – довольно щадящая присадка, которая способствует повышению октанового числа без нанесения урона механизму автомобиля.

Прямогонный бензин

Прямогонный бензин получают из нефтяных фракций простейшим путем переработки – прямой перегонкой под температурой максимум +180 градусов без крекинга. Это легковоспламеняемая жидкость с разнообразным углеводородным составом и иногда – с добавлением вторичных нефтяных фракций или природного газа.

Нафта, или нефрас, как еще называют прямогонный бензин, используется как сырье для органических процессов, прежде всего – термического разложения вещества до простейших олефинов. Процессы экстракции в легкой и косметической промышленности, производстве табака также проходят с использованием нефраса, нагретого до +95 градусов.

Большинству читателей прямогонный бензин знаком по растворителям, которые используются в бытовых строительных нуждах. Маслянистые очистительные и промывочные жидкости изготавливаются именно на основе нафты.

БР-1, БР-2, БГС – принятая в России маркировка прямогонного бензина.

Бензин - растворитель Галоша

Если говорить об очистителях и растворителях, то отдельно стоит упомянуть растворитель Галоша. Это состав на основе прямогонного бензина, имеющий маркировку Нефрас С2-80/120, изготавливается из нафты БР-1 или БР-2.

Расшифровывается название средства следующим образом: первая цифра – начальная температура кипения самых легких углеводородных фракций смеси, вторая – отметка температуры, при которой выкипело 95% фракционного состава жидкости.

Нафта активно используется при изготовлении и обработке резиновых изделий, лакокрасочных материалов, обеспечивает процесс экстракции растительных масел.

Требования к качеству бензина

Итак, качество бензина для автомобилей и грузового транспорта зависит от двух основных характеристик:

1. номинального октанового числа;
2. свойств добавленных в жидкость присадок и компонентов, включая соединения серы.

Некоторые поставщики топлива, желая получить большую прибыль, предлагают к продаже бензин, который не соответствует наименованию марки, указанной в документах АЗС. Это может быть «разбавленное» горючее или содержащий вредные для работы мотора добавки продукт. Поэтому важно обеспечивать авто питанием только на проверенных заправочных пунктах, которые дорожат своей репутацией. К таким АЗС относятся большинство крупных сетей и локальные точки, входящие в программы топливных карт на территории РФ.