Бензин

Бензи́н — горючая смесь лёгких углеводородов с температурой кипения от 33 до 205 °C (в зависимости от примесей). Плотность около 0,71 г/см³. Теплотворная способность примерно 10 200 ккал/кг (46 МДж/кг, 32,7 МДж/литр). Температура замерзания −72 °C в случае использования специальных присадок.

Бензины используются в качестве моторного топлива и сырья в промышленном органическом синтезе.

Получение

Получение базовых бензинов

Прямогонные бензины

Долгое время бензин получали путём ректификации (перегонки) и отбора фракций нефти, выкипающих в определённых температурных пределах (до 100 °C — бензин I сорта, до 110 °C — бензин специальный, до 130 °C — бензин II сорта). Однако общим свойством этих бензинов является низкое октановое число. Вообще получение прямогонных бензина с октановым числом выше 65 по моторному методу редко и возможно лишь из нефти Азербайджана, Средней Азии, Краснодарского края и Сахалина. Однако даже для дистиллятов из этих нефтей характерно резкое понижение октанового числа с ростом температуры конца отбора. Поэтому всю бензиновую фракцию (кк. 180 °C) используют редко. Для нефтей Урало-Волжского бассейна, Казахстана, а также месторождений Западной Сибири характерно преобладание нормальных парафиновых углеводородов, поэтому прямогонные бензины из них характеризуются низкими октановыми числами. Это побудило нефтепереработчиков ещё в 1930-е годы отбирать фракцию до 90-95 °C, чтобы в неё не попадал н-гептан, либо включать в отбор более тяжёлые фракции с их последующей чёткой ректификацией для удаления нормальных парафинов. Подобная «денормализация» прямогонных бензинов позволяет довести октановое число до 74-76 пунктов с существенным, однако, снижением выхода целевого продукта. В настоящее время из нефтей отгоняют фракцию НК-180 °C, которую потом вторично делят на фракции НК-62 °C или НК-85 °C. Эти последние дистилляты используют как компоненты товарных бензинов, либо направляют на облагораживание (изомеризация).

Алкил-бензин

Алкил-бензин представляет собой смесь изомеров углеводородов С₇ и С₈ и получается в процессе алкилирования изобутана бутиленами. Алкил-бензин широко используется как компонент автомобильных и авиационных бензинов и обладает высоким ОЧИМЫ 90-93. Алкил-бензин можно получать вовлекая в сырьё алкилирования пропилен и амилены.

Лидером по производству алкил-бензина являются США (более 40 млн т/год). В России производится менее 1 млн т/год алкил-бензина, что объясняется отсутствием ресурсов бутан-бутиленовой фракции, которую получают в процессе каталитического крекинга, не получившего широкого распространения в России. Кроме того, сам процесс алкилирования в России технически устарел и стал малоэффективным, что повлекло сжигание избытка сырья.

В первой половине XX века для повышения октанового числа начали применять крекинг и риформинг, которые преобразуют линейные цепочки нормальных алканов — основной составляющей прямогонного бензина — в разветвлённые алканы и ароматические соединения соответственно.

Повышение качества автомобильного бензина

В первую очередь, не следует путать качество и сортность (согласно октановому числу) бензина: бензин более низких сортов (например, А-76) вовсе не обязательно является менее качественным, чем высокооктановый (скорее — наоборот), а просто рассчитан на иные условия работы (В первую очередь не следует путать две совершенно разные технические характеристики бензина: октановое число и сортность. Также не является он и более экологически вредным (опять же — скорее наоборот, так как в его составе содержится меньшее количество присадок, некоторые из которых достаточно токсичны).

Повысить качество автомобильных бензинов можно за счёт следующих мероприятий:

• неприменения свинцовых соединений, вредных и для двигателя, и для обслуживающего персонала;
• снижения содержания в бензине серы до 0,05 %, а в перспективе до 0,003 %;
• снижения содержания в бензине ароматических углеводородов до 45 %, а в перспективе — до 35 %;
• нормирования концентрации фактических смол в бензинах на месте применения на уровне не более 5 мг на 100 см³;
• деления бензинов по фракционному составу и давлению насыщенных паров на 8 классов с учётом сезона эксплуатации автомобилей и температуры окружающей среды, характерной для конкретной климатической зоны. Наличие классов позволяет выпускать бензин со свойствами, оптимальными для реальных температур окружающего воздуха, что обеспечивает работу двигателей без образования паровых пробок при температурах воздуха до +60 °С, а также гарантирует высокую испаряемость бензинов и лёгкий пуск двигателя при температурах ниже −35 °С;
• введения моющих присадок, не допускающих загрязнения и осмоления деталей топливной аппаратуры.

Наиболее массовые отечественные бензины А-76, АИ-93 (ГОСТ 2084-77) и АИ-92 (ТУ 38.001165-97) не отвечают указанным требованиям по содержанию свинца (для этилированных бензинов), массовой доли серы, отсутствию регламентации содержания бензола и моющих присадок.

Применение

В конце XIX века единственным способом применения бензина было использование его в качестве антисептического средства и топлива для примусов (использование керосина в качестве топлива для примусов было категорически запрещено ввиду пожарной опасности, с этой целью ограничивалась снизу температура кипения керосина). В основном из нефти отгоняли только керосин, а всё остальное утилизировали. После появления двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто, бензин стал одним из главных продуктов нефтепереработки. Однако по мере распространения дизельных двигателей на первый план стало выходить дизельное топливо, благодаря более высокому КПД.

Бензин применяется как топливо для карбюраторных и инжекторных двигателей, высокоимпульсное ракетное топливо (Синтин), при производстве парафина, как растворитель, как горючий материал, сырьё для нефтехимии прямогонный бензин или бензин газовый стабильный (БГС).

Разновидности бензина

Автомобильные бензины

В России автомобильные бензины выпускаются по ГОСТ 2084-77, ГОСТ Р 51105-97 и ГОСТ Р 51866-2002, а также по ТУ 0251-001-12150839-2015 Бензин АИ 92,95 (Альтернативный).

Автомобильные бензины подразделяются на летние и зимние (в зимних бензинах содержится больше низкокипящих углеводородов).

Основные марки автомобильных бензинов ГОСТ Р 51105-97:

• Нормаль-80 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 80;
• Регуляр-92 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 92;
• Премиум-95 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 95;
• Супер-98 — с октановым числом по исследовательскому методу не менее 98

Маркировка автомобильных бензинов

В соответствии с ГОСТ Р 54283-2010, автомобильные бензины маркируются тремя группами знаков, разделёнными дефисом (например, «АИ-92-4»):

1. буквы «АИ» (бензин автомобильный с октановым числом, измеренным исследовательским методом ГОСТ 8226-82);К:Википедия:Статьи без источников (тип: не указан)
2. октановое число, измеренное исследовательским методом (например, 80, 92, 95 или 98);
3. число 2, 3, 4 или 5 — класс бензина по; число совпадает с номером экологического стандарта серии «Евро», которому должен соответствовать бензин (2 для Евро-2, 3 для Евро-3 и т. д.).

Пример. Марка «АИ-92-4» расшифровывается как бензин автомобильный с октановым числом 92, измеренным исследовательским методом, соответствующий четвёртому экологическому классу (стандарту Евро-4). Поскольку с 2003 года в России официально прекращено производство вредного этилированного бензина, то все бензины считаются неэтилированными, и данный факт в маркировке никак не отображается.

Физико-химические и эксплуатационные показатели автомобильных бензинов

Автомобильные бензины должны изготавливаться в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51313-99 «Бензины автомобильные. Общие технические требования» (этот ГОСТ утратил свою силу) по технологической документации, утверждённой в установленном порядке.

Физико-химические и эксплуатационные показатели автомобильных бензинов.

Наименование показателя	Нормаль-80	Регуляр-92	Премиум-95	Супер-98
ОЧММ	76	83	85	88
ОЧИМ	80	92	95	98
Концентрация Pb, г/л, не более	0,01
Концентрация Mn, мг/л, не более	50	нет
Концентрация фактических смол, мг/100 см³, не более	5
Индукционный период бензина, мин, не менее	360
Массовая доля серы, %, не более	0,05
Объёмная доля бензола, %, не более	5
Испытания на медной пластине	Выдерживает, класс 1
Внешний вид	Чистый, прозрачный
Плотность при 15 °C	700-750	725-780	725-780	725-780

Авиационные бензины

Авиационный бензин отличается от автомобильного более высокими требованиями к качеству, обычно имеет более высокое октановое число (что характеризует его детонационную стойкость на бедной смеси) и подразделяется по «сортности» (что характеризует его детонационную стойкость на богатой смеси).

Для авиабензина основными показателями качества являются:

• детонационная стойкость (определяет пригодность бензина к применению в двигателях с высокой степенью сжатия рабочей смеси без возникновения детонационного сгорания)
• фракционный состав (говорит об испаряемости бензина, что необходимо для определения его способности к образованию рабочей топливовоздушной смеси; характеризуется диапазонами температур выкипания (40—180 °С) и давлений насыщенных паров (29—48 кПа))
• химическая стабильность (способность противостоять изменениям химического состава при хранении, транспортировке и применении)

Основной способ производства авиационных бензинов — прямая перегонка нефти, каталитический крекинг или риформинг без добавки или с добавкой высококачественных компонентов, этиловой жидкости и различных присадок.

Классификация авиационных бензинов основывается на их антидетонационных свойствах, выраженных в октановых числах и в единицах сортности. Сорта российских авиационных бензинов маркируются по ГОСТ 1012-72, как правило, дробью: в числителе — октановое число или сортность на бедной смеси, в знаменателе — сортность на богатой смеси, например, Б-91/115 и Б-95/130. Встречается маркировка авиационных бензинов и по одним октановым числам, например, Б-70 (изготовляется по ТУ 38.101913-82) и Б-92 (изготовляется по ТУ 38.401-58-47-92).

Бензины Б-91/115, Б-95/130 и Б-92 этилированные, а бензин Б-70 — нет (он используется в основном как растворитель).

Бензины-растворители

Нашли применение узкие легкокипящие продукты каталитического риформинга (БР-2) или прямой перегонки малосернистой нефти (БР-1) (ГОСТ 443-76) в качестве растворителя для приготовления резиновых клеев при производстве печатных красок, мастик; для обезжиривания электрооборудования, тканей, кожи, поверхностей металлов перед нанесением металлических покрытий; для промывки подшипников, арматуры перед консервацией, в производстве искусственного меха; для изготовления быстросохнущих масляных красок и электроизоляционных лаков; для извлечения канифоли из древесины, приготовления спирто-бензиновой смеси для промывки печатных плат в электротехническом производстве.

Экстракционные бензины (температура кипения 70-95 °C) прямой перегонки малосернистой нефти применяются для экстракции растительных масел, извлечения жира из костей, никотина из махорочного листа, как растворитель в резиновой и лакокрасочной промышленности.

Малосернистый деароматизированный экстракционный бензин (температура кипения 70-85 °C) применяется для выработки масел в районах с жарким климатом (высокой испаряемостью).

Получаемый из рафината каталитического риформинга (температура кипения 105—125 °C) растворитель БЛХ, содержащий в основном парафиновые углеводороды линейного и изомерного строения, производится специально для лесохимической промышленности и применяется для извлечения канифоли из древесной щепы, иногда при приготовлении резиновых клеев и лаковых рецептур типографских красок.

Узкую фракцию прямой перегонки (температура кипения 110—185 °C) (озокеритовый растворитель) применяют для экстракции озокерита из руд.

Широкое применение получил Нефрас С 50/170 (ГОСТ 8505-80) (широкая фракция прямой перегонки малосернистой нефти или рафината каталитического риформинга) в качестве растворителя при производстве искусственных кож, для химической чистки тканей, промывки деталей перед ремонтом, для смывания с деталей противокоррозийных покрытий и др.

Ксилольный рафинат каталитического риформинга и толуола с содержанием ароматики до 30 % — Нефрас САР применяется при производстве монолитных конденсаторов.

Особенно распространён бензин-растворитель для лакокрасочной промышленности — Уайт-спирит.

Нефрас С 150/200 узкой фракции прямой перегонки сернистой нефти, близок по свойствам и применяется так же, как и уайт-спирит, однако содержит больше серы и имеет более резкий запах.

В народе легкокипящие бензины-растворители бытового применения часто называют «Галоша», кроме того, на российском рынке встречается продукт Нефрас С2 80/120 схожий по составу с БР1 и товарным наименованием «Калоша».

Нафта (бензины для нефтехимии)

Нафта представляет собой фракцию нефти с пределами выкипания до 180 градусов Цельсия, состоит преимущественно из нормальных парафинов С5-С9. Получают прямой перегонкой нефти с добавлением небольшого количества вторичных фракций. Применяется как сырьё пиролиза для получения этилена на нефтехимических предприятиях, для блендинга и для экспорта. В РФ известны следующие товарные названия нафты:

• Бензин газовый стабильный (БГС)
• Бензин для химической промышленности
• Бензин прямогонный (БП)
• Дистиллят газового конденсата лёгкий (ДГКл)
• Прочие продукты-аналоги

Производство, потребление и экспорт из СНГ

В структуре производства на 2000-е (35 млн т) основную долю занимает АИ-92 — около 18 млн т (51 %), АИ-80 — около 10 млн т (29 %), на АИ-95 приходится до 4 млн т (11 %), прямогонный бензин около 3 млн т (8 %), на АИ-98 приходится меньше процента всего производства. В том числе производство МТБЭ составляет около 700 тыс. т.

На 2007 год внутреннее потребление бензина в стране составляет около 29 млн т в год, рост потребления, несмотря на существенный рост автомобильного парка (8 %), составляет около 1,5 % в год. Структура потребления повторяет структуру производства с меньшими долями экспортных прямогонного и 80-го бензинов: АИ-92 — 62 %, АИ-80 — 24 %, АИ-95 — 14 %. Причём прирост потребления отмечается прежде всего за счёт высокооктановых (АИ-95) бензинов, происходит постепенное замещение ими низкооктановых. Основным потребителем АИ-80 является грузовой, малотоннажный и внутригородской пассажирский транспорт.

Значительную часть экспорта составляет полуфабрикатный прямогонный, а также бензин марки АИ-80 экспортный.

• В 2005 году 5,9 млн тонн бензина на 2,5 млрд долл.
• В 2006 году 6,3 млн тонн — на 3,4 млрд долл.
• В 2007 году 5,9 млн тонн — на 3,4 млрд долл.

Влияние на здоровье человека

Отравление

Вдыхание паров бензина очень опасно для человека, может вызывать острые и хронические отравления.

При вдыхании небольших концентраций паров бензина наблюдаются симптомы, похожие на алкогольную интоксикацию: психическое возбуждение, эйфория, головокружение, тошнота, слабость, рвота, покраснение кожных покровов, учащение пульса. В более тяжёлых случаях могут отмечаться галлюцинации, обморочные состояния, судороги, повышенная температура.

Хроническое отравление бензином выражается в повышенной раздражительности, головокружении, поражении печени и ослаблении сердечной деятельности.

Попадание бензина в лёгкие, при засасывании его в шланг, используемый как сифон с целью слива из бака, может привести к развитию «бензиновой пневмонии»: появляются боли в боку, одышка, кашель с ржавой мокротой, повышение температуры.

При попадании бензина внутрь появляются обильная и повторная рвота, головная боль, боли в животе, жидкий стул. Иногда отмечаются увеличение печени и её болезненность, желтушность склер.

Бензиновая токсикомания

Бензиновая токсикомания
МКБ-10	F18.2

Бензиновая токсикомания заключается во вдыхании паров бензина с целью получения непродолжительного опьянения. Чаще всего бензиновая токсикомания встречается у подростков. Однако в последнее время она стала серьёзной проблемой среди австралийских аборигенов.

При бензиновой токсикомании быстро развивается зависимость, которая ведёт к тяжёлым поражениям центральной нервной системы, психоорганическому синдрому, необратимому падению интеллекта, влекущему за собой инвалидизацию.

См. также

• Синтетический бензин
• Переработка нефти
• Нефтеперерабатывающий завод
• Автомобиль
• Автомобильная заправочная станция
• Солярка

Ссылки

• [roadera.com/price/russian_federation/central_federal_district/moscow/ Средняя стоимость бензина в Москве]
• [roker.kiev.ua/techinfo/toplivo/etilirovannyi-benzin-tetra-etil-svinets.html Этилированный бензин]
• [web.archive.org/web/20060930221317/www.expert.ru/printissues/expert/2006/35/benzin/ Грезим о бензиновом рае], Эксперт, № 35 (539) — причины высокой стоимости бензина и проблемы нефтепереработки России
• [www.ngfr.ru/article.html?042 Почему не дешевеет бензин], Принципы ценообразования на топливных рынках России и других стран
• [gostexpert.ru/gost/gost-2084-77 Бензины автомобильные]
• [gostexpert.ru/gost/gost-51105-97 ГОСТ Р 51105-97 Топлива для двигателей внутреннего сгорания. Неэтилированный бензин]
• [benzoportal.ru/help?549.841/ Технический регламент Таможенного союза «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и мазуту»]
• [automobile-help.ru/etilirovannyj-i-neetilirovannyj-benzin/ Этилированный и неэтилированный бензин в чем разница?]