Меню Закрыть

Бензин формула химическая с8н18 – Формула бензина в химии

Топливо для двигателя. Бензин

Бензин представляет собой алифатический углеводород. Другими словами, в структуру бензина входят молекулы, состоящие только из цепочек углерода и водорода. Каждая цепочка молекулы бензина содержит от 7 до 11 атомов углерода. Ниже представлены некоторые из них:
 
Гептан:           Сh4–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–Ch4
Октан:            Ch4–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–Ch4
Нонан:            Ch4–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–СН2–Ch4
Декан:             Ch4–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–Ch3–СН2–СН2–Ch4
 
Молекулы, присутствующие в бензине
 
При сгорании бензина в идеальных условиях, при наличии большого количества кислорода, на выходе получается двуокись углерода (благодаря атомам углерода в бензине), вода (благодаря атомам водорода) и много тепла. Галлон бензина содержит примерно 132х106 Джоулей энергии, что эквивалентно 125.000 британских тепловых единиц или 36.650 ватт-часам.
 
·        Если обогреватель мощностью 1.500 ватт оставить работать на полной мощности в течение 24 часов, именно столько тепла мы получим при сгорании одного галлона (3,8 л) бензина.
·        Если бы люди могли усваивать бензин, то при потреблении 1 галлона бензина, мы бы получали около 31.000 пищевых калорий — энергия в 1 галлоне бензина равна энергии, содержащейся в 110 гамбургеров из McDonald’s!

 
Как получают бензин?
 
Бензин получают из сырой нефти. Сырая нефть, или просто нефть, это черная жидкость, добываемая из недр Земли. В нефти содержатся углеводороды, атомы углерода объединяются в цепочки разной длины.
 
Оказывается, что молекулы углеводородов разной длины обладают разными свойствами. Например, цепочка, состоящая всего из одного атома углерода (СН4) является самой легкой и называется метан. Метан является газом, легким как гелий. Чем цепочка длиннее, тем молекула становится тяжелее.
 
Первые четыре цепочки — Ch5 (метан), C2H6 (этан), C3H8 (пропан) и C4h20 (бутан) — являются газами, их температура кипения составляет -161, -88, -46 и -1 градусов F, соответственно (-107, -67, -43 и -18 градусов C). Цепочки до C18h42 являются жидкостями при комнатной температуре, а цепочки выше C19 при комнатной температуре являются твердыми веществами.

 
Чем длиннее цепочка, тем выше температура кипения, соответственно они могут быть отделены путем дистилляции. Именно это происходит на нефтеперерабатывающих заводах — сырую нефть нагревают, и различные цепочки выделяются при их температурах испарения. 
 
Цепочки C5, C6 и C7 очень легкие, легко испаряющиеся светлые жидкости, которые называются дистилляты. Они используются в качестве растворителей — из них изготавливаются средства для химической чистки, а также растворители красок и другие быстросохнущие продукты.
 
Цепочки от C7h26 и до C11h34 смешиваются и используются для получения бензина. Температуры испарения этих соединений ниже температуры кипения воды. Вот почему, если Вы прольете бензин на землю, он очень быстро испарится.
 
Дальше идет керосин, от С12 до С15, за которым следует дизельное топливо и котельное топливо (например, для отопления домов).
 
Дальше идут смазочные масла. Эти масла не испаряются при комнатной температуре. Например, моторное масло может работать весь день при температуре 250 градусов F (121 градус С), при этом не испаряясь. Масла идут от очень легких (например, 3-в-1) до моторных масел различной плотности, очень плотных трансмиссионных масел и полутвердых смазок. Вазелин также попадает в этот список.
 
Цепочки длиной более С20 являются твердыми веществами, начиная от парафинов, гудрона и до асфальтового битума, из которого изготавливали асфальтированные дороги.
 
Все эти разнообразные вещества получают из сырой нефти. Единственное, что их отличает друг от друга, это длина углеродной цепочки!
 
Что такое октановое число?
 
Если Вы читали статью «Как работает автомобильный двигатель», то знаете, что практически во всех автомобилях используются четырехтактные бензиновые двигатели. Одним из тактов является такт сжатия, во время которого двигатель сжимает топливно-воздушную смесь в цилиндре до намного меньшего объема, до ее воспламенения свечой зажигания. Степень сжатия называется коэффициент сжатия двигателя. Обычно коэффициент сжатия двигателя составляет от 8 до 1.
 
Октановое число показывает, какой объем топлива может быть сжат до того, как произойдет самовоспламенение. Если топливо воспламеняется в результате сжатия, а не искрой от свечи зажигания, то это вызывает перебои в работе двигателя. Это может стать причиной поломки двигателя. Низкооктановый бензин (например, обычный 92-й) выдерживает минимальное сжатие перед воспламенением.
 
Коэффициент сжатия Вашего двигателя определяет октановое число бензина, которым можно заправлять Ваш автомобиль. Одним из способов увеличения мощности двигателя, не изменяя его объем, является увеличение коэффициента сжатия. Поэтому у более мощного двигателя более высокий коэффициент сжатия, что требует более высокооктанового бензина. Преимуществом высокого коэффициента сжатия является то, что он повышает мощность двигателя, не изменяя его вес, благодаря чему увеличивается производительность двигателя. Недостатком является тот факт, что бензин для такого двигателя стоит дороже.
 
Название «октановое число» произошло следующим образом. При переработке сырой нефти получаются цепочки углеводородов различной длины. Эти цепочки различной длины затем отделяются, после чего смешиваются для получения топлива различных типов. Например, метан, пропан и бутан являются углеводородами. Метан содержит всего один атом углерода. В пропане три связанных атома углерода. В бутане четыре связанных атома углерода. В пентане пять, в гексане шесть, гептане семь и в октане восемь связанных атомов углерода.
 
Оказалось, что гептан выдерживает лишь незначительное сжатие. При небольшом сжатии, происходит его самовоспламенение. Октан лучше выдерживает сжатие — даже при сильном сжатии он не воспламеняется. Бензин с октановым числом 92 содержит 92% октана и 8% гептана (или смесь из других типов топлива, свойства которой аналогичны пропорции 92/8 октан/гептан). Самовоспламенение смеси при определенном уровне сжатия, и такое топливо может быть использовано в двигателях, коэффициент сжатия которых не превышает данное значение.

 
Присадки к бензину


 
В течение Первой мировой войны было обнаружено, что при добавлении к бензину вещества под названием тетраэтил, происходит значительное увеличение октанового числа. Благодаря этому веществу стали производить более дешевые марки бензина. Таким образом популярным стал, так называемый, «этиловый» или «этилированный» бензин. К сожалению, использование такого топлива имело свои побочные результаты:
 
·        Содержащийся в топливе свинец забивает каталитический конвертер и выводит его из строя в течение нескольких минут.
·        Земля была покрыта тонким слоем свинца, а свинец является токсичным для многих форм жизни (включая людей).
 
Когда этиловое топливо запретили, цены на бензин выросли, т.к. нефтеперерабатывающие заводы не могли больше повышать октановое число более дешевых марок бензина. В самолетах до сих пор разрешено использование этилового топлива, горючее с октановым числом 115 обычно используется в мощнейших поршневых двигателях самолетов (кстати говоря, в реактивных двигателях используется керосин).
 
Другой популярной присадкой является МТБЭ. МТБЭ — это сокращение от метил-трет-бутилового эфира, довольно простой молекулы, которую получают из метанола.
 
МТБЭ добавляют в бензин по двум причинам:
 
1.      Он повышает октановое число.
2.      Он является оксигенатом, это означает, что он насыщает смесь кислородом в процессе реакции горения. В идеальном варианте, оксигенат снижает количество несгоревших углеводородов и содержание угарного газа в выхлопе.
 
МТБЭ стали широко применять после принятия Закона о чистом воздухе в 1990 г. Допустимое содержание МТБЭ в бензине составляет от 10 до 15%.
 
Основная проблема применения МТБЭ заключается в том, что он является канцерогенным и легко смешивается с водой. При утечке бензина с МТБЭ из подземного резервуара на заправочной станции, он может попасть в грунтовые воды, что приведет к их загрязнению. Конечно, при утечке не только МТБЭ может попасть в грунтовые воды, но и бензин, в котором содержатся и другие присадки.
 
В соответствии с постановлением Управления по охране окружающей среды США:
 
Несмотря на то, что не существует установленных стандартов качества питьевой воды, Управление по охране окружающей среды США опубликовало рекомендации по содержанию от 20 до 40 микрограмм примесей на литр (мкг/л) согласно порогам восприятия вкуса и запаха. Данные рекомендации по содержанию примесей являются стандартным коэффициентом безопасности для всех возможных канцерогенных воздействий.

 
Наилучшей альтернативой МТБЭ является этанол — обычный спирт. Однако он более дорогой, чем МТБЭ, но при этом не представляет угрозу возникновения рака.
  
Проблемы использования бензина
 
Существует две проблемы при сгорании бензина в двигателе. Первая проблема касается образования смога и загрязнения воздуха. Вторая проблема касается выделения углеродсодержащих и парниковых газов.
 
Процесс сгорания бензина в двигателе образует побочные продукты, в результате чего в выхлопе содержатся двуокись углерода и вода. К сожалению, двигатель внутреннего сгорания не идеален. В процессе сгорания бензина также образуются:
 
·        Монооксид углерода — ядовитый газ
·        Оксиды азота — основная причина смога в городах
·        Несгоревшие углеводороды — основная причина загрязнения воздуха
 
Каталитический конвертер помогает устранить большую часть этих продуктов, но он также не идеален. Загрязнение воздуха от автомобилей и электростанций является серьезной проблемой в больших городах.
 
Углерод также представляет собой проблему. При его сгорании образуется большое количество углекислого газа. Основная масса бензина приходится на углерод, соответственно, при сгорании одного галлона (3,8 л) бензина в выброс углерода в атмосферу составляет 5-6 фунтов (2,5 кг). В США каждый день в атмосферу выбрасывается около 2 млрд. фунтов (900 млн. кг) углерода в день.
 
Если бы это был твердый углерод, то это было бы гораздо заметнее, представьте, что Вы выбрасываете по 1 кг сахарного песка на каждый литр бензина. То т.к. этот килограмм углерода выделяется в форме невидимого газа (углекислого), многие просто забывают об этом. Двуокись углерода, который выходит из выхлопной трубы каждого автомобиля, является парниковым газом. Долгосрочные эффекты этого неизвестны, но существует высокая вероятность того, что это может привести к серьезным климатическим изменениям, которые затронут все живое на планете (например, может подняться уровень моря, в результате чего наводнения уничтожат прибрежные города). По этой причине, предпринимаются попытки замены бензина на водородное топливо. 

www.exist.ru

[Н3.5] Получение компонентов бензина | Нефтянка

Бензиновые фракции, получаемые с установки атмосферно-вакуумной перегонки, имеют октановое число около 60 единиц. Чтобы поднять октановое число топлива до уровня 92-98 единиц, на нефтеперерабатывающем заводе реализуется ряд технологических процессов, наиболее распространённые из которых будут рассмотрены в этой статье.

Углеводороды обладают интересным свойством — они могут менять пространственное строение молекулы, сохраняя число входящих в неё атомов. Это явление широко распространено среди органических веществ. Например, фруктоза и глюкоза отличаются только пространственным строением, а химические формулы у них одинаковы — C

6H12O6.

Среди алканов только три самых простых (метан, этан, пропан) не могут образовывать изомеров. Чем сложнее устроена молекула, тем больше у неё возможностей для создания различных пространственных фигур. Бутан имеет один изомер, пентан — два, гексан — четыре. Изомеры отличаются не только плотностью и температурой кипения, но, что особенно важно при производстве бензина — октановым числом. К примеру, октановое число нормального пентана по исследовательскому методу равно 61,7, а у двух его изомеров этот показатель намного выше — 85,5 для 2,2-диметилпропана и 92,3 для 2-метилбутана.

В качестве сырья для установки изомеризации используется лёгкая прямогонная бензиновая фракция (C5-С6). В зависимости от применяемой технологии, процесс протекает при температуре от 180 до 410°С в присутствии платиносодержащего катализатора. На выходе из реактора стоит ректификационная колонна, на которой осуществляется отбор готового изомеризата, а непрореагировавшие вещества вновь возвращаются в реактор. Изомеризат имеет октановое число более 90 единиц. Он направляется на установку компаундирования для получения товарного топлива.

Тяжёлая бензиновая фракция с установки АВТ направляется на установку риформинга. Повышение октанового числа происходит за счёт превращения аренов и нафтенов в ароматические углеводороды. Процесс протекает в присутствии алюмо-платино-рениевого катализатора при температуре 500-530°С. Сырьё проходит через 3-4 реактора, в которых созданы условия для протекания конкретной реакции. Основные реакции риформинга идут с поглощением тепла, поэтому перед каждым реактором смесь углеводородов подвергается нагреву в трубчатых печах. В качестве побочного продукта получается водород, который нужен для установок гидроочистки и гидрокрекинга.

Риформат имеет очень высокое октановое число (100 и выше по исследовательскому методу) и является ценным компонентом бензина. Однако, ароматические углеводороды способствуют образованию нагара в двигателе, поэтому их содержание в готовом топливе не должно превышать 35%. Хуже обстоит дело с самым известным ароматическим веществом — бензолом. Он ядовит сам по себе, а при сгорании образует ещё более опасные для здоровья вещества. Техрегламент ограничивает содержание бензола в бензине на уровне 1%.

В ходе реакции крекинга образуется достаточно много газообразных углеводородов, в то время как наибольшая эффективность работы НПЗ достигается при максимальном выходе бензина. Для превращения легких углеводородов (С3-С4) в компонент бензина используется установка алкилирования. Катализатором реакции служит серная или фтороводородная кислота. Процесс проходит при пониженной температуре (0-10°С для сернокислотного алкилирования и 25-30°С для фтороводородного алкилирования), поэтому требуется охлаждение реактора. Октановое число получаемого продукта — около 95 единиц. В составе алкилата значительная доля приходится на изооктан (2,2,4-триметилпентан) — то самое вещество, которое было выбрано в качестве эталона для шкалы октановых чисел. Октановое число 2,2,4-триметилпентана всегда равно 100, вне зависимости от способа определения (исследовательский или моторный). Это полезное свойство используется для сокращения разницы между ОЧИ и ОЧМ производимого бензина, что повышает его потребительские свойства.

В качестве высокооктанового компонента бензина часто используется метил-трет-бутиловый эфир (МТБЭ). Его октановое число по исследовательскому методу — 117 единиц, а октановое число смешения может достигать 135 единиц. Благодаря таким высоким показателям увеличение октанового числа бензина может быть достигнуто путём небольшой добавки МТБЭ. Полезные свойства МТБЭ не исчерпываются высоким октановым числом — он малотоксичен, а за счёт содержания кислорода способствует более полному сгоранию топлива. Сырьём для МТБЭ служит бутан-бутиленовая фракция, получаемая в процессе каталитического крекинга. Эта же фракция  же нужна для установки алкилирования. Выбор направления использования бутан-бутиленовой фракции зависит от технологической схемы НПЗ.

Полученные компоненты смешиваются таким образом, чтобы готовый бензин соответствовал всем нормам Технического регламента «О требованиях к автомобильному и авиационному бензину, дизельному и судовому топливу, топливу для реактивных двигателей и топочному мазуту».

 

ПРИЛОЖЕНИЕ №1
к техническому регламенту «О требованиях
к автомобильному и авиационному бензину,
дизельному и судовому топливу,
топливу для реактивных двигателей
и топочному мазуту»

Требования к характеристикам автомобильного бензина

Характеристики автомобильного бензина Единица измерения Нормы в отношении
класса 2 класса 3 класса 4 класса 5
Массовая доля серы, не более мг/кг 500 150 50 10
Объемная доля бензола, не более процентов 5 1 1 1
Концентрация железа, не более мг/дм3 отсутствие отсутствие отсутствие отсутствие
Концентрация марганца, не более мг/дм3 отсутствие отсутствие отсутствие отсутствие
Концентрация свинца, не более мг/дм3 отсутствие отсутствие отсутствие отсутствие
Массовая доля кислорода, не более процентов 2,7 2,7 2,7
Объемная доля углеводородов, не более: процентов
     ароматических 42 35 35
     олефиновых 18 18 18
Давление паров, не более: кПа
     в летний период 45-80 45-80 45-80
     в зимний период 50-100 50-100 50-100
Объемная доля оксигенатов, не более: процентов
     метанола отсутствие отсутствие отсутствие
     этанола 5 5 5
     изопропанола 10 10 10
     третбутанола 7 7 7
     изобутанола 10 10 10
     эфиров, содержащих 5 или более
атомов углерода в молекуле
15 15 15
     других оксигенатов (с температурой конца кипения не выше 210 градусов Цельсия) 10 10 10
Объемная доля монометиланилина,
не более:
процентов 1,3 1 1 отсутствие

* В оформлении использованы изображения технологических установок из компьютерной игры «ЛУКОЙЛ-Менеджер НПЗ».

Комментариев:

neftianka.ru

Кто нибудь знает формулу дизельного топлива? Очень нужно, плиззз

В основном это керосино-газойлевые фракции прямой перегонки нефти (для быстроходных дизелей) и более тяжелые фракции или остаточные нефтепродукты (для тихоходных дизелей) . Дизельное топливо является сложной смесью парафиновых — предельных 10-40% (общей формулы Cnh3n + 2), нафтеновых — полиметиленовых 20-60% (общая формула Cnh3n) и аренов — ароматических 14-30% (общая формула Cnh3n-6) углеводородов и их производных средней молекулярной массы 110-230, выкипающих в переделах 170-380 градусов по Цельсию. Температура вспышки составляет 35-80 градусов по Цельсию, застывания — ниже 5 градусов. Химическая формула от C8h28 до C17h46.

Смесь, в основном, алканов: от C13h38 до C17h46

Дизельное топливо это смесь в основном предельных углеводородов, с температурой кипения от 200-360 С, качественность этого вида топлива определяется цитановым числом, т. е. содержание его в топливе, формула его С10Н22

touch.otvet.mail.ru

XuMuK.ru — ОКТАНЫ — Химическая энциклопедия


ОКТАНЫ (от греч. — восемь) С8Н18, мол. м. 114,224. Существует 18 изомерных октанов. В статье описаны нормальный октан СН3(СН2)6СН3 и изооктан (СН3)3ССН2СН(СН3)2 (2,2,4-триметилпентан). Октаны-бесцв. жидкости (см. табл.) со слабым запахом прямогонного бензина, неограниченно смешиваются с углеводородами, плохо раств. в диэтиловом эфире, ацетоне и этаноле, практически не раств. в воде; изооктан образует бинарные азео-тропные смеси с бензолом, метанолом, этанолом и др. спиртами.

Октаны-типичные алифатич. углеводороды. При пиролизе октана образуются в осн. метан, этан, этилен; при крекинге на алюмосиликатном катализаторе возрастает выход углеводородов С35; в присут. ароматизирующих катализаторов (Pt/C, оксиды Сг, Мо, V на Аl2О3) при 450-500 °С с высоким выходом образуется смесь о-ксилола и этилбен-зола. Изооктан при нагр. до 500-570 °С превращается в смесь метана и изобутилена с небольшим содержанием этана, этилена, пропилена и водорода; при каталитич. крекинге в присут. WS2 при 400 °С и давлении 25 МПа или с АlСl3 и НСl при 20-140°С образуется в осн. изобутан; с алюмосиликатами при 500 °С- метан, бутан, изобутан, бутилен и изобутилен, а при 550 °С также пропилен.

НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ОКТАНОВ


, кДж(кг·К)

, кДж/(кг·К)

КПВ, % по объему

Т. самовоспл., °С

Октан содержится в бензиновой фракции нефти и продуктах ее деструктивной переработки, в алкилате, образуется при синтезе углеводородов по методу Фишера-Тропша. В пром-сти его выделяют из указанных продуктов ректификацией в сочетании с селективной адсорбцией на цеолитах или комплексообразованием с мочевиной. В лаб. условиях получают гидрированием октенов, по р-ции Вюрца из 1-хлорбутана и др.

Технически чистый изооктан получают димеризацией изобутилена с послед. гидрированием на никелевом или медно-хромовом катализаторе. При алккилировании изобутана изобутиленом в присут. H2SO4, HF или др. кислотных катализаторов получают техн. изооктан, содержащий значит. кол-ва изомерных октанов разветвленного строения и продуктов полиалкилирования (т-ра выкипания 98-185 °С, октановое число 92-97).

Применяют октан в произ-ве ксилолов, октанола, окта-наля, а также как р-ритель. Как компонент бензина большого значения не имеет из-за низкой детонац. стойкости (октановое число 19). Применение изооктана обусловлено его высокой детонац. стойкостью (октановое число принято за 100). Технически чистый изооктан используется в качестве первичного эталонного топлива для определения сортности бензина, технический-как компонент авиац. бензинов. Хим. превращ. изооктана практич. значения не имеют.

Октаны легко воспламеняются, в смеси с воздухом взрывоопасны. Нетоксичны, не обладают аллергенными и канцерогенными св-вами.

Лит.: Петров Ал. А., Химия алканов, М., 1974. А. А. Братков.

Еще по теме:

www.xumuk.ru

Кто подскажет что образуется и сколько при сжигание одного литра бензина в двгателе внутреннего сгорания

Составляющие бензина в основном-алканы имеющие общую формулу Cnh3n+2, нафтены Cnh3n, немного ароматики и нафтеноароматики, где водорода меньше чем 2n, а также в незначительных количествах различные присадки-учитывая это и тот факт что товарный бензин содержит всреднем фракции от 60 до 190 С, т. е. углеводороды с числом углеродных атоиов от 5 до 11, можно принять что усредненная формула бензина это C8Н16. А дальше дело все просто: Реакция горения такого УВ запишется: С8Н16+12О2 = 8СО2+8Н2О 1литр бензина это примерно 800 грамм. Молекулярная масса молекулы С8Н16 равна 112. Итак имеем бензина 800/112 = 7,14 моль. Тогда образуется: Углекислого газа: 8*7,14 = 57,14 моль или 57,14*44 = 2514 грамм или 2,5 кг. Это примерно 1280 литров или 1,28 м3 Воды: 8*7,14 = 57,14 моль или 57,14*18 = 1030 грамм или 1,03 кг. Все без учета той дряни, что некоторые недобросовестные производители до сих пор подмешивают в бензин в качестве присадок.

все правильно если сгорание идет до конца. в реале все гораздо плачевней. недоконца сгорает. появляется СО что дико вредно

при сжигании 1л бензина 16м3 газа

touch.otvet.mail.ru

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *