خانه / برش های نقت خام / بنزین چیست

بنزین چیست

نام ماده:   پترول(Petrol)

نام تجاری: بنزین(Gasoline)

سایر اسامی:

     بنزین پیرولیز , پیرولیز گسولین , پای گس , مخلوط آروماتیک , آر پی جی (راو پیرولیز گسیون) , دی پی جی (درای پیرولیز گسیولین)

تاریخچه:

  بنزین یا Petrol یک مشتق نفتی مایع است که به عنوان سوخت در موتورهای احتراق داخلی استفاده می شود. همچنین این ماده را به خاطر قابلیت رقیق کردن رنگ به عنوان حلال می شناسند. عمده بنزین را هیدروکربن های آلیفاتیک که از تقطیر جزء به جزء نفت خام و ترکیب با ایزواکتان و هیدروکربن های آروماتیک بنزن و تولوئن بدست می آیند، تشکیل می دهد. این سوخت را نخستین بار در آلمان «بنزین» ‌نامیدند. بر خلاف تصور برخی که فکر میکنند نام بنزین از نام برتا بنز (Bertha Benz) گرفته شده (که در سال ۱۸۸۸ برای رانندگی از شهر مانهایم به شهر فورتزهایم از داروخانه بنزین مورد نیاز خود را خریداری میکرد)، این نام از ماده شیمیایی بنزن می‌آید. در بسیاری از کشورها و زبان‌ها نیز نام آن بنزین یا بسیار شبیه به بنزین است. نام «بنزین» در فارسی نیز از زبان‌های دیگر (احتمالا روسی) گرفته شده است. در بیشتر کشورهای مشترک المنافع، به استثنای کانادا، از عبارت «پترول» (به معنی روغن سنگ) استفاده میکنند. عبارت گازولین عمدتا در آمریکای شمالی به کار می‌رود که معمولا در کاربردهای محاوره‌ای «گاز» گفته می‌شود که باید بتوان در زمینه کاربرد آن را از سوختهای گازی از قبیل گاز نفت مایع مورد استفاده در موتورهای درون‌سوز کاملا متمایز کرد. کلمه «بنزین» در انگلیسی بریتانیایی به یک مشتق دیگر نفت که در چراغ به کار می‌رود اشاره دارد و به هر حال این مورد استفاده امروزه رایج نیست. کلمه گازولین (gasoline) در سال ۱۸۶۵ از کلمه گاز گرفته شد.    اگرچه هنوز رسما به عنوان علامت تجاری ثبت نشده بود رقبای کارلس  عبارت Motor Spirit را به کار می‌بردند. بنزین موتور، عمدتا” مخلوطی از هیدروکربن های سبک مایع (C5 /C10 ) است که دامنه تقطیری از ۳۸ تا ۲۰۵ درجه سلسیوس را در بر می گیرد. در ساخت بنزین موتور، برش های مختلف نفتی به اضافه مواد اکسیژنه، به منظور بالابردن کیفیت( از جمله آرام سوزی ) و همچنین شاخص رنگ به کار می رود. در این فرآورده از سرب به عنوان بالا برنده عدد اکتان استفاده نمی شود. پیش از اختراع موتورهای درون‌سوز در نیمه‌های قرن نوزدهم، بنزین را در بطری‌های کوچک برای کشتن شپش و تخم آن می‌فروختند. در آن زمان کلمه پترول نام تجاری بنزین بوده و این روش درمان بعلت خطر شعله ورشدن و خطر ایجاد حساسیت پوستی برای مدت طولانی به کار نرفت. .

موارد مصرف:

        از بنزین برای سوخت خودروها استفاده می شود. امروزه بنزین یکی پرکاربردترین و باارزش ترین مشتقات نفت خام محسوب می شود.

مجتمع های تولیدکننده:

   پتروشیمی بندر امام     پتروشیمی امیر کبیر

خواص فیزیکی و شیمیایی:

Distillation: 10%

Evaporated (max) 60C

 F.B.P (max) 5C

  vol Sulfur total (max) 0.1%

 mass Induction period @ 100C 480min Octane number 90 Mercaptan content 0.0005%

mass color red

روشهای تولید:

بنزین در پالایشگاه‌های نفت تولید می‌شود. ماده‌ای که با تقطیر از نفت خام جدا می‌شود بنزین طبیعی نام دارد که ویژگی‌های مورد نیاز را برای موتورهای پیشرفته ندارد اما بخشی از مخلوط را تشکیل خواهد داد. توده بنزین شامل هیدروکربن ‌های دارای پنج تا هفت اتم کربن در هر مولکول می‌باشد. بسیاری از این هیدروکربن‌ها مواد خطرناکی بوده و قوانین مرتبط با آنها توسط OSHA وضع می‌شوند. MSDS برای بنزین بدون سرب حداقل پانزده ماده شیمیای خطرناک را نشان می‌دهد که در مقادیر حجمی مختلف بنزین از پنج تا ۵۰ درصد وجود دارد. این مواد شامل بنزین بالاتر از پنج درصد حجمی، تولوئن بالاتر از۵۰ درصد حجمی، نفتالن بالاتر از یک درصد حجمی ۱ و ۲و ۴- تری متیل بنزن بالاتر از هفت درصد حجمی، MTBE بالاتر از ۱۸ درصد حجمی و حدود ده ماده دیگر می‌باشد. فرآورده پالایشگاه‌های مختلف با هم آمیخته و بنزین را با خواص مختلف می‌سازند بعضی ازفرایندهای مهم عبارتند از : رفرمات که در اصلاح  کاتالیزوری با عدد اکتان بالا شامل مقدار زیادی ماده آروماتیک و مقدار بسیار کم آلکن ها است. بنزینی که توسط کاتالیزور شکسته شده که همچنین گازولین ویا مولکول نفتا نامیده می‌شود از فرایند تجزیه کاتالیزوری با عدد اکتان مناسب محتوای آلکن اولفین ‌های بالا و سطح بالای ماده آروماتیک تهیه می‌شود. هیدرورکراکت سنگین متوسط و سبک از هیدروکراکر با عدد اکتان متوسط تا پایین و سطح ماده آروماتیک مناسب تهیه می‌شود. بنزین طبیعی (که دارای نام‌های زیادی است) مستقیما از نفت خام با عدد اکتان پایین ماده آروماتیک پایین (به نفت خام بستگی دارد) مقداری از نفتن‌ها سیکلو آلکان ها و اولفین‌ها ی صفر آلکن ها آلکیلات تولید شده در واحد آلکیلاسیون دارای عدد اکتان بالا بوده و آلکان پارافین خالص است عموما دارای زنجیره‌های شاخه دار است.  ایزومرات (با نام‌های مختلف) که جهت افزایش عدد اکتان خود از بنزین طبیعی ساخته می‌شود و مقدار کمی مواد آروماتیک دارد. (عبارات به کار رفته در اینجا همیشه عبارات شیمیایی صحیح نیستند. اینها نوعا” از قدیم مرسوم بوده اما عبارات معمول مورد استفاده در صنعت نفت هستند.اصطلاحات دقیق این محصولات بسته به نوع شرکت نفت و کشور مورد نظر متفاوت است.) به طور کلی بنزین معمولی عمدتا مخلوطی است از پارافین‌ها، آلکان ها، نفتن ها، سیکلو آلکان ها، آروماتیک ها و اولفین‌ها آلکن ها.  بنزین پیرولیز نوع دیگری از بنزین است که از پیرولیز (تجزیه حرارتی ) هیدروکربن های سنگین نفت خام بدست می آید.

دیاگرام فرآیند (PFD):    

واکنشهای شیمیایی:        

اطلاعات ایمنی:

  بسیاری از هیدروکربن‌های غیر آلیفاتیک که به طور طبیعی در بنزین موجودند (مخصوصا هیدروکربن‌های آروماتیک مانند بنزن) مشابه بسیاری از افزودنی‌ها ، سرطان زا هستند. به این دلیل هرگونه نشت بنزین در مقیاس بزرگ ، باعث تهدید سلامت عموم و محیط شود. خطرات اصلی این نشت‌ها ناشی از وسایل نقلیه نیست بلکه از تصادف کامیون‌های حامل بنزین می‌باشد که طی این رخداد بنزین از تانکرهای ذخیره نشت می‌شود. به دلیل وجود این خطر امروزه بر روی محل نصب اکثر تانکر‌های ذخیره (زیرزمینی) محاسبات گسترده‌ای انجام می‌گیرد تا هرگونه نشت مشخص شده و از آن جلوگیری شود. با توجه به اینکه بنزین نسبتا فرار (بدین معنی که زود تبخیر می‌شود) است باید آنها را در تانکرهایی ذخیره کرد و در صورت حمل و نقل با وسایل نقلیه آنها را کاملا مهرو موم نمود. فراریت بالای بنزین همچنین به این معناست که برخلاف سوخت دیزل، در شرایط هوایی سرد به آسانی آتش می‌گیرد یک سیستم تهویه مناسب برای اطمینان از اینکه سطح فشار در داخل و بیرون یکسان است مورد نیاز می‌باشد. بنزین به طور خطرناک با مواد شیمیایی معمول و خاصی وارد واکنش می‌شود. برای مثال بنزین و هیدروکسید سدیم طی یک احتراق خود به خود با هم واکنش می‌ دهند.

در طول جنگ فرانسه–پروس در سال ۱۸۷۱-۱۸۷۰ در پاریس جهت استفاده علیه حمله احتمالی پادشاهی پروس در شهر بنزین ذخیره شد. بعدها در سال ۱۸۷۱ در طول کمون پاریس مخالفان انقلاب شایع کرده بودند که در شهر زنانی (که آن‌ها را نفتی‌ها می‌نامیدند) با استفاده از بطری‌های بنزین ساختمان‌های شهر را به طور عمدی آتش می‌زنند.

همچنین از آن به عنوان گاز استنشاقی فرح‌بخش استفاده می‌شد.

چگالی

 

چگالی بنزین ۰.۷۱۹ گرم بر سانتی متر مکعب است و به همین دلیل همیشه بر روی آب شناور می ماند به همین   علت آب ابزار خوبی برای خاموش کردن آتش بنزین نیست.

اکتان و جنگ جهانی دوم

یکی از زمینه‌های تاریخی جالب در مورد اکتان طی جنگ جهانی دوم رخ داد. آلمان نزدیک به کل نفت خود را از رومانی دریافت کرده و کارخانه‌های بزرگ تقطیر را برای تولید بنزین از زغال سنگ تاسیس کرد. در ایالات متحده کیفیت نفت مناسب نبود و صنعت نفت مجبور بود در سیستم‌های مختلف افزایش کیفیت سرمایه‌گذاری‌های کلان کند. این مساله به نفع این کشور تمام شد. صنایع ایالات متحده شروع به تحویل سوخت‌هایی با عدد اکتان بالاتر و بالاتر کرد و عوامل افزایش کیفیت وزیر ساخت‌های آن را بهبود بخشید و صنعت تولید عوامل اکتان پس از جنگ به شدت رونق یافت. در زمان جنگ و تا انتهای آن مساله کیفیت نفت خام اهمیت خود را از دست داد. سوخت هواپیمایی آمریکا عمدتا عدد اکتان ۱۳۰ تا ۱۵۰ داشت این عدد اکتان بالا به آسانی در موتورهای موجود استفاده می‌شود به طوری که با افزایش فشار اعمال شده به ابر شارژ‌ها توان بیشتری حاصل می‌شود. آلمانی‌ها کاملا به بنزین مناسب وابسته بوده و صنعت دیگری نداشتند در عوض مجبور بودند به موتورهای بزرگ تر جهت ارائه توان بیشتر تکیه کنند.

به هر حال موتورهای هواپیمایی آلمان از نوع تزریق مستقیم سوخت بوده می‌توانستند از تزریق متانول– آب و همچنین تزریق اکسید نیترو استفاده نشده که به ازای هر پنج دقیقه از جنگ بین هواپیماهای شکاری توان موتور را پنجاه درصد افزایش می‌داد. این کار تنها می‌تواند پنج بار یا پس از چهل ساعت زمان استفاده انجام شود. وپس از آن موتور باید بازسازی شود. اکثر موتورهای آلمانی سوخت با عدد اکتان ۸۷ را (که B4 نامیده می‌شوند) استفاده کردند در حالی که بعضی از موتورهای پر قدرت سوخت (C2/C3) را با عدد اکتان ۱۰۰ مورد استفاده قرار دادند.

این مساله تاریخی بر پایه یک سوء تفاهم خیلی معمول در مورد اعداد اکتان سوخت زمان جنگ است برای هر سوخت دو عدد اکتان وجود دارد یکی برای مخلوط رقیق و دیگری برای مخلوط غلیظ که عدد مربوط به مخلوط غلیظ همواره بزرگتر است. بنابراین برای مثال عدد اکتان سوخت هواپیمای بریتانیایی معمولی بعد از جنگ ۱۲۵/۱۰۰ بود. دلیل این سوء تفاهم که سوختهای آلمانی عدد اکتان کمتر دارند (وبنابراین کیفیت پایین تر) از این ناشی می‌شود که آلمانی‌ها عدد اکتان مخلوط رقیق را برای سوخت هایشان ذکر کردند حال آنکه متحدین عدد مربوطه به مخلوط غلیظ را ذکر نمودند. سوخت هواپیمایی با درجه بالا و استاندارد آلمانی که در مرحله بعدی جنگ به کار رفت (با طرح C3) نسبت عدد اکتان مخلوط رقیق به غلیظی معادل ۱۳۰/۱۰۰ داشت. آلمانی‌ها این را با سوخت اکتان ۱۰۰ فهرست کردند در حالیکه متحدین عدد ۱۳۰ را لیست کردند.

پس از جنگ جهانی نیروی دریایی ایالات متحده یک ابلاغ تکنیکی به آلمان فرستاد تا با شیمی دان‌های نفتی مصاحبه کرده و کیفیت سوخت آلمان را آزمایش نماید. گزارش هایشان که گزارش فنی ساخت ۱۴۵۴۵بنزین هواپیما در آلمان نام گرفت انواع سوخت را از لحاظ شیمیایی تجزیه کرده وبه این نتیجه رسید که تا پایان جنگ کیفیت سوخت مورد استفاده جنگنده‌های آلمانی کاملا شبیه کیفیت سوخت هواپیماهای متحدین بود.

تجزیه شیمیایی و محصول

امروزه بسیاری از کشورها در موردترکیبات آروماتیک بنزین به طور عام بنزن به طور خاص و ترکیب اولفین آلکن محدودیت‌هایی را اعمال می‌کنند. تقاضای اجزای تشکیل دهنده پارافین آلکان خالص با عدد اکتان بالا از قبیل آلکیلات در حال افزایش است و پالایشگاه‌ها مجبور به افزودن واحدهای پردازش جهت کاهش محتوای بنزن هستند. طبق استانداردهای جهانی، میزان بنزن موجود در هر لیتر بنزین نباید بیش از یک درصد باشد.

بنزین همچنین شامل مواد آلی دیگری نیز می‌باشد؛ از قبیل اترهای آلی (که با هدف به آن افزوده شده) به اضافه مقدار کمی ناخالصی، اختصاصا ترکیبات گوگرد از قبیل دی سولفیدها و تیوفن‌ها بعضی از ناخالصی‌ها برای مثال تیول‌ها و سولفید هیدروژن به علت ایجاد خوردگی در موتورها باید حذف شوند.

فراریت

بنزین از نفت دیزل جت –A یا کروسن نه تنها به خاطر اجزای تشکیل دهنده اصلی بلکه به دلیل افزاینده‌ها که به آن افزوده می‌شود بیشتر است. فراریت مطلوب بستگی به دمای محیط دارد: در هوای گرم تر اجزایی از بنزین مورد استفاده قرار می‌گیرند که وزن مولکولی بالاتر وبنابراین فراریت کمتر دارند. در هوای سرد برای اینکه ماشین شروع به کار کند از اجزای با فراریت بسیار کم استفاده می‌شود. در هوای گرم فراریت اضافی باعث اشباع شدن بخار می‌شود که در این حالت احتراق رخ نمی‌دهد. در استرالیا محدوده فراریت هر ماه تغییر می‌کند وبرای هر مرکز توزیع اصلی تفاوت دارد. اما اکثر کشورها به سادگی محدوده تابستانی زمستانی و حتی چیزی بین این دو را دارند در ایالات متحده برای کاهش نشر هیدروکربن هایب سوخته نشده مراکز شهری بزرگی تاسیس می‌شود. در شهرهای بزرگ از بین دیگر خواص بنزین بنزین با فرمولاسیون جدید که کمتر تبخیر می‌شود مورد نیاز است.

استانداردهای فراریت در موارد اضطراری که کمبود بنزین وجود دارد کمتر رعایت می‌شوند (و درنتیجه عناصر آلاینده بنزین در جو زمین افزایش می‌یابد). برای مثال در تاریخ ۳۱آگوست ۲۰۰۵ ایالات متحده در پاسخ به توفند کاترینا مجوز فروش بنزین بافرمولاسیون قبلی را در بعضی از نواحی شهری صادر کرد که باعث شد که استفاده از بنزین زمستانی زودتر از حدمعمول انجام شود. طبق دستور ریاست EPA استفان جانسون این نادیده انگاری استانداردهای سوخت از تاریخ ۱۵ سپتامبر ۲۰۰۵ اجرا شد. اگر چه استاندارهای کاهش یافته فراریت باعث تخریب لایه اوزون و آلودگی هوا می‌شوند بنزین دارای فراریت بالاتر (که در مقایسه با بنزین با فراریت پایین افزاینده‌های کمتری دارد) ذخیره بنزین کشور را به طور محسوس افزایش می‌دهد چرا که پالایشگاه‌های نفت می‌توانند با سهولت بیشتر محصول خود را تولید کنند.

درباره mahanchemical.co

مهندس شیمی پانزده سال تدریس شیمی تولید کننده مواد شیمیایی در قم متولد تیر چهل وسه

پاسخ بدهید