بنزین چیست و چگونه به دست می آید؟ تاریخچه، ویژگی، مزایا، معایب، انواع بنزین، اکتان و دیگر دانستنیهای لازم در مورد بنزین

[Marshal]

مطلب مرتبط با این تاپیک

مقایسه کیفیت بنزین ایران با دیگر کشورهای جهان

[abbaszaadeh]

عدد اوکتان بنزین چیه؟
بنزین با ویژگی ها و قیمت های متفاوتی فروخته می شود . بنزینی که بیش تر از آلکان های راست زنجیر مانند هگزان ، هپتان و اوکتان تشکیل شده باشد به آسانی می سوزد ( بدون جرقه زدن در سر شمع ) این نوع سوختن سریع ، موجب کوبش (تق تق کردن ) موتور می شود و ممکن است آسیب های جدی به آن وارد کند.

آلکان های شاخه دار در موتور خودرو ها ، بهتر از آلکان های راست زنجیر می سوزند .

یکی از هم پار های ساختاری اوکتان که ایزواوکتان نامیده می شود و در زیر نشان داده شده است ، بسیار خوش سوز است .

عدد اوکتان ، عددی است قراردادی که میزان بهسوزی یک سوخت را نشان می‌دهد و طبق قرارداد برای ایزواوکتان که بهترین سوخت است، برابر 100 و برای هپتان نرمال که بدترین سوخت است، برابر صفر انتخاب شده است.

از این دو جسم ، مخلوطهایی به نسبتهای مختلف درست کرده‌اند و بدی یا خوبی یک سوخترا نسبت به این مخلوطها می‌سنجند. بدیهی است که هرچه ایزواوکتان در یک مخلوط بیشتر باشد، آن مخلوط سوخت بهتری است و موتور هنگام کار با آن ، بهنگام کار ، تق تق و سر و صدای کمتری می‌نماید.
وقتی می‌گویند: عدد اکتان یک سوخت 90 است، یا 90 در صد آن ایزواکتان است و یا از نظر سوختن شبیه مخلوطی می‌سوزد که 90 درصد آن ایزواکتان است و 10 درصد دیگر هپتان نرمال می‌باشد و مسلما هرچه عدد اکتان سوختی بزرگتر باشد، آن سوخت مرغوبتر است.
این قرارداد موقعی به عمل آمد که ایزواکتان بهترین سوخت بود. امروزه مواد یا سوختهای بهتری پیدا کرده‌اند. در نتیجه عدد اکتان این سوختها از 100 تجاوز می‌کند. بطور کلی عدد اکتان هیدروکربنهای بدون شاخه، پایین و عدد اکتان هیدروکربنهای سیر شده حلقوی ، متوسط و عدد اکتان هیدروکربنهای زنجیری پرشاخه و ترکیبات آروماتیک بالاست.

عدد اکتان بنزین را بهتر بشناسیم :
اگر اطلاعات مختصری در مورد موتورهای ۴ زمانه بنزینی که تقریبا ۹۹٪ موتورهای موجود را شامل می شوند، داشته باشید ؛ می دانید که یکی از این زمانها را تراکم می نامند و تراکم زمانی روی می دهد که مخلوط بنزین و هوا توسط پیستون تا حد مشخصی متراکم شده و پس از پایان زمان تراکم، بوسیله جرقه شمع ، این مخلوط محترق شده و باقی ماجرا که خارج از بحث ما است اتفاق می افتد . میزان تراکم انجام شده را با عددی به نام نسبت تراکم می سنجندکه در موتورهایقدیمی ایننسبت تراکم۵ به ۱و در موتورهای بسیار پیشرفته تا۱۲ به ۱ قابل افزایش می باشد .
اما زمانی که مخلوط سوخت که ماده ای با قابلیت اشتعال بالاست زودتر از زده شدن جرقه توسط شمع و بواسطه تراکم ، محترق شود؛ موتور دچار کوبش ( Knock ) خواهد شد که این مساله برای موتور بسیار مضر است . یکی از راههای بالا بردن قدرت و توان خروجی موتور خودروها، بالابردن نسبت تراکم آنهاست ، اما این امر تنها با بالا بردن توان مقابله سوخت در برابر خود سوزی در اثر متراکم شدن بدست می آید ، پس با پیشرفت در تکنولوژی ساخت موتورها ، نسبت تراکم نیز از عدد قدیمی۵ به ۱ فاصله گرفته و افزایش می یابد و در نتیجه نیاز به سوختی با مقامت بالاتر در برابر خودسوزی در خودروهای جدیدتر ضروری می گردد .
اما آن چه که مشخص می نماید که سوخت تا چه میزان توانایی متراکم شدن قبل از احتراق خودبخودی ( خودسوزی)را داراست، عدد اکتان می نامند .
این عدد از کجا بدست می آید ؟
زمانی که نفت خام در پالایشگاهها تصفیه می شود، زنجیره های هیدروکربن با طولهای متفاوت بدست می آیدو این زنجیره های جدا از همبا ترکیب شدن با یکدیگر سوختهای متفاوتی چون بنزین ، گازوئیل ، نفت سفید و غیره را حاصل مینمایند . بطور مثال حتما نامهای متان ، پروپان و بوتان را شنیده اید که همگی هیدروکربن هستند ؛ متان دارای یک اتم، پروپان ۳ اتم و بوتان ۴ اتم، کربن میباشند .برخی دیگر از هیدورکربنها نیز شامل پنتان با ۵ اتم، هگزان با ۶ اتم ، هپتان با ۷ اتم و اکتان با ۸ اتم کربن می باشند.آزمایشات مختلف نشان داد هپتان دارای خاصیت متراکم شدن بسیار ضعیفی است و در مقابلاکتان قابلیت متراکم شدن بسیاربالایی دارد . پس اگر بنزینی دارای مقادیر بسیار بالایی از اکتان یا همان Iso Octane , 2,2,4 Trimethyl Pentane (2 و 2 و 4 – تری متیل پنتان) باشد ؛ بنزین بسیار خوبی از نظر مقاومت در برابر خودسوزی محسوب می شود . اما در مقابل ، هپتان بسیار سریع در اثر تراکم ناچیز ، محترق خواهد شد پس با توجه به اینکه این ۲ هیدروکربن از لحاظ خواصی چون نقطه جوش وتبخیرتقریبا یکسان بودند ،بعنوان مبنایی برای مقاومت خودسوزی سوخت در برابر متراکم شدن انتخاب شدند،و با دادن عدد ۱۰۰ به ایزو اوکتان و ۰ به هپتان نسبتی به نام عدد اکتان بدست آمد . بطور مثال بنزینی با عدد اکتان ۸۷ ؛ دارای نسبت ۸۷ایزو اوکتان به ۱۳ هپتان می باشد . اما ساخت سوختی که متشکل از این میزان ایزو اوکتان باشد هزینه تولید بسیار بالایی خواهد داشت واین ۲ مادهدر حال حاضر تنها تشکیل دهنده های بنزین نیستند ومواد و افزودنیهای دیگری کار بالابردن عدد اوکتانیا همانمقاومت در برابر خودسوزی یا کوبش موتور را برعهده دارند ؛ و نسبت هپتان - اکتان تنهابرای ایجاد یک مبنای مقایسه ای و بعنوان یک بنزین ایده آل برای مشخص نمودن عدد اوکتان مورد استفاده قرارمی گیرد .
در جریان جنگ جهانی اول توماس میجلی کشفنمود که با افزودن lead tetraethyl( تترااتیل سرب ) که یک اورگانو متالیک محسوب می شود به مخلوط بنزین ، نسبت اکتان آن تا حد بسیاری افزایش خواهد یافت و می توان بنزینی با فراوری ارزان قیمت ( شبکه هیدروکربنهای با فراوری ساده تر ) را ، با افزودن این ماده ، به بنزینی با اوکتان بالا تبدیل نمود . از طرف دیگر این ماده باعث روانکاری سوپاپها نیز می شد ،استفاده از این ماده در بنزینتا سالیان دراز ادامه یافت ، تا اینکه متوجه شدند سرب ضررهای زیست محیطی بسیاری پدید می آورد و باید از بنزین حذف گردد ،بنابراین حذف سرببه تدریج در کشورهای پیشرفته با جایگزین نمودن ماده ای به نامMTBE که مخففmethyl tertiary-butyl ether است و یکoxygenate محسوب میشود ، بجای تترااتیل سرب آغاز شد.
بانصب catalytic converter برای کاهش آلودگی خروجی از اگزوز بر روی خودروها در دهه گذشته و بدلیل اینکه سرب باعث از کار افتادن این قطعه می شد ، جایگزینی بنزین بدون سرب سرعت بیشتری گرفت تا جائیکه هم اینک استفاده از بنزین سرب دار در اکثر کشورها به شدت محدود گردیده است . اما MTBE نیز با وجود اینکه درمقایسه باتترااتیل سرب ، چندانسمی نیست ، در اثر نشتی از تانکها و مخازن و نفوذ بهآبهای زیرزمینی و ایجاد آلودگی ، درکشورهای پیشرفتهدر حال حذف از بنزینمی باشد. جایگزینهای MTBE که امروزه در اروپا و آمریکا استفاده می شوند نیز شامل اروماتیکها از جمله benzene ، toluene ، ethanol و در آینده نزدیکoxygenate دیگری به نامETBEیا Ethyl Tertiary-butyl ether می باشند .
اما عدد اکتان بنزین را به ۲ روش می توان بدست آورد ؛ اولین روش ، روش تحقیقی ،Research Octane یا RON نامیده میشود و دومین روش ، روش موتوری ،Motor Octaneیا MON نام دارد . تفاوت این ۲ روش در شرایط و پارامترهای آزمایش بر روی بنزین مورد نظر می باشد،در جدول زیربرخی پارامترهای در نظر گرفته شده برای هر یک از این ۲ روش آزمایش را ، می بینید .

مسلما با توجه به شرایط سخت تر آزمایشدر روشMON ، نسبت بهروش RON برای یک بنزین مشابه ، عدد بدست آمده از آزمایش به روش RON عدد بیشتری خواهد بود . فاصله بین ۲ عدد بدست آمده از این ۲ روش آزمایش را ، sensitivity یا حساسیت سوخت مینامند که بسیار هم با اهمیت میباشد چرا که ممکن است بنزینی بدلیل نوع افزودنی ها و مواد بکار رفته جهت بالا بردن اوکتان در شرایط آزمایش RON عدد بالایی از اوکتان را ارائه دهد اما در شرایط سخت تر ، توانایی مقابله بسیار کمتری نسبت به تراکم پذیری داشته باشد و عدد حاصل از آزمایش MON بسیار پایین باشد ، لذا بین چند بنزین مختلف کهاز آزمایش RON عدد مشابهی بدست آورده اند، بنزینی مرغوبتر است که فاصله اعداد بدست آمده از ۲ آزمایشRON و MON برایآن نوع بنزین کمتر از بقیه باشد (حداکثر ۱۰ عدد اختلاف قابل قبول است ) .
امادر حالیکه مبنا قرار دادن عدد بدست آمده از آزمایش RON بعنوان عدد اوکتان بدلایل بالا ، چندان صحیحبه نظر نمی رسد و حتیراه را برای تقلب شرکتهای نفتی و استفاده از افزودنیهای ارزانتر باز می گذارد ؛ در اروپا و اکثر کشورهااز جمله کشورمان ایران ، عدد RON مبنای مشخص نمودن میزان اکتان بنزین می باشد . این در حالیست که در آمریکا با استفاده از فرمول RON+MON)/2) و بدست آمدن عدد جدیدی به نام PON یا Pump Octane Number این مشکل تا حد زیادی حل شده و راه تقلب در این زمینه بسته گردیده . در زیر مثالی از اعداد RON ، MON و PONمربوط به انواعبنزین یک شرکت نفتی را می بینید:

پسبه این موضوع توجه داشته باشید که عدد اکتان بنزین در پمپ بنزینهای آمریکا همیشه عددی پایین تر از عدد اوکتان یک بنزین مشابه در پمپهای اروپا و سایر نقاط دنیا است ، بعنوان مثال بنزین با اوکتان ۹۱ در پمپ بنزینهای ایالات متحده با بنزینی دارای عدد اکتان حدود۹۵ در اروپا برابری میکند .
تاثیر دما ، ارتفاع از سطح دریا ، میزان رطوبت ، تنظیم دلکو و ...
همانطور که در بحث متدهای اندازه گیری اکتان MON و RON نیز مشاهده کردید تغییر برخی شرایط ، باعث بالا و یاپایین رفتن اوکتان بنزین میشود ؛ یکی از این موارد ارتفاع از سطح دریا می باشد؛ عدد اوکتان برای هر بنزینبراساس آزمایش انجام شده در محلی هم سطح دریا مشخص میگردد ، بر این اساس اگر خودرویی را با بنزینی که برفرض مثال اکتان ۸۲ دارد ، در منطقه ایهم سطح دریامورد آزمایش قرار دهیم و سپس همین خودرو با همان سوخت را به محلی در ارتفاع مثلا۹۱۵ متربالاتر از سطح دریا که البته در زمان آزمایش از نظر دما و رطوبت با شرایط آزمایشسطح دریامشابه است ، منتقل نماییم؛ خواهیم دید موتور این خودرو در هنگامی که در ارتفاع ۹۱۵ متری قرار دارد ، بسیار دیرتر دچار خودسوزی می شود تا در محل هم سطح دریاو از آنجائیکههمیشه عدد اوکتان اعلام شده توسط تولید کننده بر مبنای سطح دریا اعلام می گردد، در ارتفاع ۹۱۵ متری از سطح دریابنزینی که اکتان ۸۲دارد ، مشابه بنزین با اکتان ۸۷ عمل مینمایدوتحت تراکم بیشتری دچار خودسوزی می شود. فرمول تقریبی محاسبه میزانبالارفتن اوکتان با افزایش ارتفاع از سطح دریا ، بدین صورت است که ؛ تا ارتفاع ۱۸۰۰ متری از سطح دریا به ازای هر ۳۰۰ متر افزایش ارتفاع۱.۴ به عدد اوکتان بنزین اضافه می گردد و در ارتفاع بالای ۱۸۰۰ متر این میزان به ۲.۵ عدد در ازای هر ۳۰۰ متر افزایش ارتفاع تبدیل میشود ( اعداد فوق بر مبنای عدد اکتانRON می باشد) . اما ارتفاع تنها عامل جوی تاثیر گذار در اوکتان نیست و میزان رطوبت و دمای هوا نیز از دیگر عوامل جوی موثربر اوکتانمی باشند. افزایش ۱ گرم آب در هر کیلوگرم هوای خشک۰.۲۵ تا ۰.۳۲ به عدد اوکتانMON می افزاید و کاهش هر۵.۶ درجه سانتیگراد دمای محیط نیز ۰.۴۴ تا ۰.۵۵ عدد اوکتانMON را افزایش می دهد ، پس نتیجه دیگر این است که در زمستان اوکتان پایین تری لازم است تا تابستان ویک سوخت مشابه در شرایط مشابه از نظر رطوبت و محل آزمایش ، در زمستان دیرتر دچار خودسوزی می شودتا در تابستان ، از اینرو بالا بردن عدد اوکتان در تابستان و پایین آوردن آن در زمستان راهکار مناسبی برای توزیع بنزین در کشور محسوب می گردد. البتهاز آنجائیکه تاثیرارتفاع بر اوکتان نسبت به تاثیر رطوبت و دما بسیار بیشتر است، اگربنزین مناطق کنار دریا ( شمال و جنوب ) را نیز با اوکتان بالاتری عرضه نماید؛ تعمیرات خودروها در این مناطق بدلیل استفاده از اوکتان بالاتر به تاخیر خواهد افتاد . از دیگر موارد موثر در عدد اوکتان میتوان به مواردی چون نسبت تراکم موتور ، آوانس و ریتارد دلکو، میزان کارکرد موتور ، دمای موتور ، نسبت بنزین و هوا در خودروهایبدون ECUکه قابلیت تنظیم اتوماتیک نسبت استکیومتری را ندارند و مواردی از این دست ، اشاره نمود . همچنین لازم بذکر است خودروی نو نیز تا حدود۱۶۰۰۰ کیلومتر به دلیل عدم وجود رسوبات در محفظه سوختقابلیت کارکرد بدونخودسوزی با سوختی با عدد اکتانی در حد۵ تا۶ عدد کمتر از میزان مشخص شده برای آن مدل خودرو ، را داراست .
در خودروهای قدیمی هنگامی که سوخت مصرفی اکتانی کمتر از میزان لازم برای خودروی موردنظر را دارا باشد ، در هنگام شتابگیریها یک صدای تقه یا کوبشی شنیده می شود و همانگونه که در ابتدا ذکر شد این امر به شدت به موتور خودرو آسیب می رساند ، اگر با خودروی خود به مناطق کم ارتفاع همچون شمال کشور سفر کرده باشید حتما با افزایش شدید این صدا روبرو شده اید که دلیل آن نیز در بالا ذکر شد ، البته با تنظیم دلکوی خودرو، تنظیم موتور با دستگاه وفیلرگیری می توان خودسوزی سوخت را در این خودروها مرتفع و صدا را برطرف نمود اما در صورتیکه این مشکل برطرف نشد یا برطرف شد ولی از شتاب خودرو کاسته شد باید از بنزین با عدد اوکتان بالاتری استفاده شود ، البته اگرتنها برای چند روز به مناطق کم ارتفاع سفر کرده اید و با این مشکل روبرو شده اید به تنظیمات خودرو دست نزنید و تنها با استفاده از بنزین با اوکتان بالا ( سوپر ) مشکل را مرتفع نمایید وهنگام بازگشت به شهر اولیه خود نیز از آنجاییکه خودرویتان روی آن شرایط تنظیم گردیده مشکل بطور کل برطرف خواهدشد . اما در مورد خودروهای جدید اینمشکل بوسیله سنسوری به نام KnockSensor حل شده است و در صورت استفاده از بنزینی با اوکتان پایین تر از حد لازم برای آن خودرو یاکاهش ارتفاع ، افزایش دما و یا کاهش رطوبت ، کامپیوتر خودرو با ریتارد کردن زمان جرقه زنی مشکل را برطرف می نماید و کوبش موتوررفع می گردد ،اما این امر باعث کاهش شتاب خودرو، دیر عکس العمل نشان دادن در هنگام فشاردن یکباره پدال گازو همچنین ایجاد آلودگی بیشتر و از بین بردن سریعتر قطعات موتور در دراز مدت می گردد. پس در اینگونه خودروها بهتر است از بنزین با اوکتان ذکر شده در دفترچه خودرو که عموما همعددی بالای ۹۰ است ، استفاده کنید ( در کشور ما بدلیل عدم وجود تنوع زیاد در اوکتان بنزین ، تنها انتخاب برای خودروهایپیشرفته ، بنزین سوپر است . البته مخلوط بنزین سوپر و معمولی نیز قابل استفاده است که در ادامه به این مورد نیز خواهیم پرداخت ).
گفته می شود بنزین موجود در کشور در نوع معمولی اکتانی برابر ۷۲ تا۸۰RON داراست و نوع سوپر نیز دارای عدد اکتان ۹۵ RON است که البته صحت آن مورد تردید است.
آیا می توان بنزینهای مختلف را با یکدیگر مخلوط کرد ؟
آنچه به صورت یک باور غلط در فرهنگ مردم جا افتاده ، این است که ترکیب کردن بنزین سوپر و معمولی کار درستی نیست. در حالیکهبر طبق تحقیقات و آزمایشات انجام شدهحتی با وجود ترکیب بنزین با افزودنیهای متفاوت ، مشکلی برای خودروی شما پیش نخواهد آمدو در صورت موجود نبودن بنزین با اوکتان لازم برای خودرویتان می توانید به راحتی با ترکیب دو نوع بنزین با یکدیگر به عدد اکتانلازم دست یابید ، مثلا اگر اعداد ۷۴ و ۹۵ برای بنزینهای موجود در ایران واقعی باشد با پرکردن ۵۰ ، ۵۰ باک با بنزینهای سوپر و معمولی ، بنزینی با اکتان ۸۴.۵ خواهید داشت ، البتهبرای این کار قبل از خالی شدن کاملباک ،ابتدا میزانی که می خواهید از بنزین معمولی داخل باک بریزید و پس از آن مابقی را با بنزین سوپر پر نمایید ، ممکن است مخلوط شدن ۲ سوخت مدتی به طول انجامد بنابراین تا چند دقیقه اول ممکن است کوبشهاییناشی از سوختن بنزین معمولیدر خودروهای فاقد ناک سنسور و عدم شتابگیری کافی در خودروهای دارای ناک سنسور احساس شود . لازم بذکر است این کار برای خودروهایی چون ۴۰۵ های کاربراتوری ، پراید و به طور کل خودروهایی کهاوکتان بنزین معمولی برای آنها کم و سوپر هم زیاد محسوب می شود بدلیل عدم وجود بنزین با عدد اکتان بین بنزین معمولی و بنزین سوپر در کشور ، روش خوبی محسوب می گرددچرا که استفاده از اکتان بالاتر از حد لازم برای چنین خودروهایی جز هدر دادن پول، منفعت دیگری برای خودرویتان ندارد و استفاده از اکتان پایین تر هم با خودسوزی سوخت به موتور خودروی شما آسیب می رساند و در صورت تنظیم موتور بر مبنای اکتان بنزین معمولی هم از شتاب خودرویتان کاسته می شود . البته در حال حاضر و با قیمت پایین بنزین و اختلاف تنها 100 تومانی بنزین سوپر با معمولی این کار چندان عاقلانه به نظر نمی رسد ،اما شاید با تغییر شرایط از جمله سهمیه بندی بنزین اینروش به یک انتخاب معقولتبدیل گردد، که البته برای این کار پیدا کردن یک پمپ بنزین خلوت هم ضروری است چرا که جابجا شدن از یک پمپ به پمپ دیگر جایگاه در ترافیک پمپ بنزینها باعث درآمدن سرو صدای مردم و کارکنان جایگاه خواهد شد ، اما با تمام این دردسرها مطمئنا این روش به مراتب بهتر و ارزان تر از استفاده از افزودنی های بالا برنده اوکتان از جمله Octane Booster ها می باشد ، البته باز هم تکرار می کنم این روش برای خودروهای با تکنولوژی۱۰ تا ۱۵ ساله مناسب است و برای خودروهای جدیدتر و با موتورهای پیشرفته تر حتما فقط از نوع سوپر استفاده نمایید،در برخی نمونه های وارداتیکه بنزین با اکتان بیش از ۹۵ برایشان توصیه گردیده نیزباید بهبنزین سوپرحتی مواد افزودنی بالا برنده اوکتاننیز اضافه شود تا این خودروها با مشکل روبرو نشوند ، البته در این مورد حتما باید دقتشود این افزودنیها دارای سرب نباشند ، چرا که سرب ظرف چند دقیقه Catalyst Converter خودروی شما رااز کار خواهد انداخت.
چندنکته مهم :
مطلب قابل ذکر دیگر نیز این است که در خودروهای با تکنولوژی جدید هیچ گاه باک خودرو را تا انتها پر نکنید و به محض قطع کردن نازل پمپ بنزین دست از بنزین زدن بکشید و حتی به فکر رند کردن مبلغ نیز نباشید ، چرا که تا آخر پرشدن باک باعث آسیب رساندن به Carbon Canister خودروی شما خواهد شد ، همچنین از خالی شدن باک تا انتها نیز بپرهیزید چرا که این امر هم باعث ورود آشغالهای کف باک به درون سیستم سوخت رسانی می شود و هم در برخی خودروها باعث گرم شدن بیش از حد پمپ بنزین می شود . مطلب آخر نیز اینکه سعی کنید بیشتر از پمپ بنزینهای دولتی ، خصوصا پمپ های داخل شهر استفاده نماییدو اگر خودرویتان با بنزین یک پمپ بنزین مشکل کوبش و کاهش شتاب ندارد ، سعی کنید حتی المقدور از همان پمپ بنزین ، بنزین بزنید . در ضمن بنزین زدن را به زمانهایی که هوا سردتر است مانند آخر شب یا اول صبح موکول کنید ؛ چرا که سیالات در اثر گرما منبسط می شوند و از اینرو شما در سرما با زدن همان مقدار لیتر بنزین ، مقدار ناچیزی بیشتر سوخت بدست می آورید تا در گرما
منبع : http://www.farhad-science.blogsky.com
با کمی ویرایش

[Saeed]

درود بر شما دوست گرامي
لطفا قبل از ارسال هرگونه پست و يا ايجاد تاپيك جديدي ، از طريق جستجوي انتهاي صفحات از عدم تكراري بودن مطلب ذكر شده مطمئن شويد و سپس نسبت به ارسال آن مطلب اقدام نماييد.

در مورد عدد اكتان بنزين قبلا در فروم به كررات و مفصلا بحث و گفتگو شده است.

با تشكر از همكاري شما