Очень часто на автомобильных форумах когда говорят о ГБО, то упоминают о чистоте топлива, высоком октановом числе, летучести газа, огромном давлении. В умах людей далеких от газовой темы все перепутано, и часто рассказывают о газе люди оооочень далекие от этого. Я попробую разобраться в этом вопросе.
Бензин - прозрачная жидкость, состоящая из смеси предельных углеводородов (С5 - С9). Получают главным образом перегонкой или крекингом нефти. Применяется как топливо для карбюраторных авто- и авиадвигателей, а также как экстрагент и растворитель для жиров, смол, каучуков. Легко воспламеняется. Пары бензина с воздухом образуют взрывоопасную смесь.
Биодиестрация представляет собой последовательность химических превращений, через которые вещества в остатках животных и растений превращаются в углерод и метан. Метан - отличное топливо. Биодиестрация происходит через действие определенных микроорганизмов, которые в отсутствие кислорода используют энергию, содержащуюся в органическом веществе, для их выживания и размножения.
Переваривая существующие вещества в окружающей среде, в которой они расположены, бактерии вызывают серию химических превращений, которые приводят к получению газовой смеси, называемой биогазом. Остатки непереваренных веществ и клетки мертвых бактерий составляют остаток биодистидирования, богатый удобрением.
Бута?н (C 4 H 10) - органическое соединение класса алканов . В химии название используется в основном для обозначения н-бутана. Такое же название имеет смесь н-бутана и его изомера изобутана CH(CH 3) 3 . Название происходит от корня «бут-» (английское название масляной кислоты - butyric ac id ) и суффикса «-ан» (принадлежность к алканам). Ядовит, вдыхание бутана вызывает дисфункцию лёгочно-дыхательного аппарата.
Извлечен из книги Химии Кармо Галло Нетто. Нефть является сырьем для большинства видов топлива, которые мы используем. Нефть представляет собой ископаемое топливо, состоящее в основном из смеси, но также содержащего серу и азотные производные, соли и даже некоторую воду.
Для углеводородов, составляющих наибольший процент нефти, они могут быть сгруппированы следующим образом. Парафины. Примеры парафинов: метан; этан; пропан; бутан; изобутан; пентан; гексан, гептан; н-октан; изооктан и т.д. эти соединения могут представлять собой газы или жидкости.
Мета?н - простейший углеводород , бесцветный газ без запаха, химическая формула - CH 4 . Малорастворим в воде, легче воздуха. При использовании в быту, промышленности в метан обычно добавляют доранты со специфическим «запахом газа». Сам по себе метан не токсичен и не опасен для здоровья человека. Обогащение одорантами делается для того, чтобы человек вовремя заметил утечку газа. На промышленных производствах эту роль выполняют датчики и во многих случаях метан для лабораторий и промышленных производств остается без запаха.
Ароматические вещества представляют собой углеводороды, имеющие кольцевые структуры с одним или несколькими кольцами на молекулу. Примеры углеводородов Ароматический: бензол; толуол; ксилол; нафталин и т.д. эти соединения обычно являются жидкими. Циклоалканы представляют собой углеводороды, имеющие кольцевую структуру, но не имеющие двойных связей и имеющие одно или несколько колец на молекулу.
Примеры циклоалканов: циклопентан; метилциклопентан; циклогексан; метилциклогексан и т.д. эти соединения обычно являются жидкими. Алкены представляют собой линейные или разветвленные углеводороды с двойными связями. Примеры алкенов: этилен; бутен; изобутен и т.д. эти соединения могут представлять собой газы или жидкости. Алкены редко присутствуют в сырой нефти, но возникают во время процесса переработки.
Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 5 % до 15 %. Самая взрывоопасная концентрация 9,5 %.
Что такое С5-С9, это количество атомов углерода в молекуле углеводорода. Вообще углеводороды (даже из названия видно) состоят из атомов углерода С и атомов водорода Н. Углерод может привезать к себе 4 других атома. Если в углеводороде 1 атом углерода то формула будет СН4 (метан).
Состав масла не является постоянным, варьируя от зоны к зоне земного шара. По его составу цвет и вязкость масла могут варьироваться, а также его теплотворная способность. Углеводороды представляют собой соединения, которые хранят большое количество энергии.
В следующей таблице представлены средние составы для двух сырой нефти: легкая нефть из Саудовской Аравии и тяжелая нефть из Венесуэлы. Указанные проценты являются объемными. Таблица 1: Состав масла. Поскольку сырая нефть представляет собой очень сложную смесь, так что ее можно использовать в качестве топлива, ее необходимо доработать. Эта очистка приводит к нескольким фракциям, некоторые из которых являются различными видами топлива, которые мы обычно используем.
Если 3 атома углерода то формула С3Н8 (пропан).
Если в молекуле от 5 до 9 атомов углерода то получается углеводороды из смеси которых и состоит бензин. Как видите бензин мало чем отличается от пропано-бутановой смеси. Бензин - это смесь более тяжелых углеводородов, поэтому скорость его испарения меньше чем у пропана и тем более метана. Только поэтому пропан или метан это газ, а бензин жидкость. В остальном они обладают практически одинаковыми свойствами.
Процесс переработки состоит из последовательности операций фракционной дистилляции и операций крекинга. Более длинные молекулы можно разделить на более мелкие молекулы путем нагревания и одновременного использования катализаторов. Меньшие цепи, образующиеся в результате термического крекинга, рекомбинируют, что приводит к разветвлению структур. Продукты операции крекинга также подвергаются дальнейшей очистке, а именно фракционной дистилляции.
Автовоспламеняемость бензина связана с количеством октана. Чистый изооктан соответствует октановому числу 100. Ароматические углеводороды соответствуют октановым числам выше. Например, бензол и толуол. Октановый рейтинг позволяет оценить степень детонации бензина в двигателе в результате преждевременного воспламенения топлива. Степень детонации должна быть как можно ниже для улучшения работы двигателя внутреннего сгорания. Так, например, 98-октановый бензин производит детонацию, идентичную детонации смеси с 98% изооктаном и 2% н-гептаном.
Автомобили, на которые устанавливается газобаллонное оборудование (ГБО), могут использовать в качестве топлива два вида газа: пропан-бутан (LPG) и/или метан (CNG).
Пропан-бутан (смесь двух газов для краткости называют просто пропан) – сжиженный нефтяной газ, обладающий многими ценными эксплуатационными качествами по сравнению с бензином. Главное из них – стоимость газа, которая держится на уровне 50 % от стоимости бензина. Среди автовладельцев, установивших газобаллонное оборудование на авто, пропан-бутан более распространен. Процесс заправки автомобиля очень похож на обычную заправку бензином. Отличие лишь в том, что заправка ГБО пропан-бутаном осуществляется в жидком состоянии под давлением в 16 атмосфер.
Таблица 2: Октановый индекс различных углеводородов. Для снижения степени использования бензиновых детонационных добавок могут быть добавлены или могут добавляться углеводороды с разветвленными или разветвленными цепями. Следует отметить, что бензин, подаваемый в двигатели внутреннего сгорания, обычно является результатом смешивания более чем части переработки нефти, в частности фракций из разных сырьевых материалов, для получения топлива с требуемым октановым числом, Типичный бензин может иметь следующий состав.
Дробная дистилляция нефти
Таблица 3: Состав типичного бензина. Ниже приведена типичная схема нефтеперерабатывающего завода. Также «Хьюстонский НПЗ». Различные компоненты нефти имеют разные молекулярные массы и молекулы с различными конфигурациями и, как таковые, разные точки кипения.
Метан
— газ (углеводород) без цвета и запаха. В этом его первое и существенное отличие от пропана. Для того чтобы определить утечку в метан добавляют специальные одоранты с неприятным запахом. Метан – чуть менее распространенный газ, который, однако, имеет свои преимущества перед пропаном.
Газовое оборудование для автомобилей на метане считается более безопасным, так как метан легче воздуха и при утечке образует летучую смесь, которая быстро испаряется и не образует взрывоопасной ситуации. Есть и у метанового газового оборудования на автомобиль и свои минусы. И самый главный – его громоздкость. Метан хранится в баллонах под давлением в 300 атмосфер и поэтому требует наличия стальных баллонов, каждый из которых весит около 80 кг. Это определяет и довольно высокую стоимость установки ГБО на метане, которая в два-три раза выше, чем пропановая. Метановые заправки мало распространены и встречаются в основном в крупных городах.
Масло нагревают на дне дистилляционной колонны и получают пар, проходящий через пластины фракционирующей колонны, контактируя с жидкостью, которая течет по колонне. Пластины увеличивают время контакта между двумя фазами и позволяют переносить массу между фазами. Более летучие соединения предпочтительно будут проходить в парообразную фазу, и менее летучие соединения будут предпочтительно находиться в жидкой фазе.
Как правило, промежуточные продукты из нефти нафты, бензина, дизельного топлива и печей также собираются вдоль дистилляционной колонны в порядке увеличения количества кипения, как показано на рисунке. Последовательно повторяя процесс дистилляции, можно получить различные нефтепродукты с надлежащей чистотой.
