Бензин

Бензин в банке каменщика

Типичный контейнер для бензина вмещает 1,03 галлона США (3,9 л).

Бензин ( / ɡ æ с ə л я н / ) или бензин ( / р ɛ т г ə л / ) (см этимологии для обозначения различий) является явным петролейным -derived горючей жидкости , которая используется главным образом в качестве топлива в большинство двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием . Он состоит в основном из органических соединений, полученных фракционной перегонкой нефти, с добавлением различныхдобавки . В среднем из барреля сырой нефти объемом 160 литров (42 галлона США) может быть получено около 72 литров (19 галлонов США) бензина после переработки на нефтеперерабатывающем заводе , в зависимости от анализа сырой нефти и от того, что еще очищается. продукты также добываются. ^[1] Характеристика конкретной бензиновой смеси по сопротивлению преждевременному воспламенению (которое вызывает детонацию и снижает эффективность поршневых двигателей ) измеряется ее октановым числом , которое производится в нескольких марках. Тетраэтилсвинеци другие соединения свинца, когда-то широко использовавшиеся для повышения октанового числа, больше не используются в большинстве областей (они все еще используются в авиации ^[2] и автогонках ^[3] ). В бензин часто добавляют другие химические вещества для улучшения химической стабильности и эксплуатационных характеристик, контроля коррозионной активности и обеспечения очистки топливной системы. Бензин может содержать кислородсодержащие химические вещества, такие как этанол , МТБЭ или ЭТБЭ, для улучшения сгорания.

Бензин может попадать в окружающую среду несгоревшим, как в жидком, так и в парообразном виде, в результате утечки и обращения во время производства, транспортировки и доставки (например, из резервуаров для хранения, в результате разливов и т. Д.). В качестве примера усилий по контролю такой утечки, многие подземные резервуары-хранилища должны иметь обширные меры для обнаружения и предотвращения таких утечек. ^[4] Бензин содержит бензол и другие известные канцерогены , ^{[5] [6] [7]} и причины более 100 тысяч преждевременных смертей ежегодно. ^[8]

Этимология [ править ]

«Бензин» - это английское слово, обозначающее автомобильное топливо . Оксфордский словарь английского языка датирует свое первое зарегистрированное использование в 1863 году, когда она была прописана «газолин». Термин «бензин» был впервые использован в Северной Америке в 1864 году. ^[9] Слово является производным от слова «газ» и химических суффиксов «-ол» и «-ин» или «-ен». ^[10]

Однако на этот термин также могло повлиять товарный знак «Cazeline» или «Gazeline». 27 ноября 1862 года британский издатель, торговец кофе и общественный деятель Джон Касселл разместил в лондонской The Times объявление :

Запатентованное масло Cazeline, безопасное, экономичное и блестящее… обладает всеми необходимыми качествами, которые так давно были необходимы для создания мощного искусственного света. ^[11]

Это самое раннее обнаруженное слово. Касселл обнаружил, что владелец магазина в Дублине по имени Сэмюэл Бойд продавал поддельный казелин, и написал ему, чтобы попросить его прекратить. Бойд не ответил и заменил каждую букву «C» на «G», таким образом образовав слово «газелина». ^[11]

В большинстве стран Содружества продукт называется «бензин», а не «бензин». «Бензин» впервые был использован примерно в 1870 году, как название очищенного нефтепродукта, продаваемого британской оптовой компанией Carless, Capel & Leonard , которая продавала его как растворитель . ^[12] Когда продукт позже нашел новое применение в качестве моторного топлива, Фредерик Симмс , сотрудник Готтлиба Даймлера , предложил Carless зарегистрировать торговую марку «бензин», ^[13] но к тому времени это слово уже было широко распространено. использование, возможно, вдохновленное французским петролом , ^[10]и регистрация не была разрешена. Компания Carless зарегистрировала ряд альтернативных названий для своего продукта, но, тем не менее, термин «бензин» стал общепринятым термином для топлива в Британском Содружестве. ^{[14] [15]}

Британские нефтепереработчики первоначально использовали «моторный спирт» как общее название автомобильного топлива и «авиационный спирт» для авиационного бензина . Когда Carless было отказано в использовании товарного знака «бензин» в 1930-х годах, его конкуренты перешли на более популярное название «бензин». Однако «моторный дух» уже вошел в законы и постановления, поэтому этот термин по-прежнему используется в качестве официального названия бензина. ^{[16] [17]} Этот термин наиболее широко используется в Нигерии, где крупнейшие нефтяные компании называют свой продукт «автомобильный спирт премиум-класса». ^[18] Хотя слово «бензин» проникло в нигерийский английский язык, «моторный дух премиум-класса» остается официальным названием, которое используется в научных публикациях, правительственных отчетах,и газеты. ^[19]

Использование слова бензина вместо бензина редко за пределами Северной Америки, ^{[ править ]} , хотя Gasolina используется на испанском и португальском языках, особенно учитывая обычное укорочение бензина на газ , так как различные формы газообразных продуктов также используются в качестве автомобильного топлива , например, сжатый природный газ (CNG) , сжиженный природный газ (LNG) и сжиженный нефтяной газ (LPG) .

Во многих языках название продукта происходит от бензола , такие как Benzin на персидском ( фарси : بنزین), турецком и немецком, BENZINA по - итальянски, или bensin в индонезийской; но в Аргентине, Уругвае и Парагвае разговорное название нафта происходит от названия химической нафты . ^[20]

История [ править ]

Первые двигатели внутреннего сгорания, подходящие для использования на транспорте, так называемые двигатели Отто , были разработаны в Германии в последней четверти XIX века. Топливом для этих ранних двигателей был относительно летучий углеводород, полученный из угольного газа . Благодаря температуре кипения около 85 ° C (185 ° F) ( октановое число кипит примерно на 40 ° C выше), он хорошо подходил для ранних карбюраторов (испарителей). Разработка карбюратора с распылительной форсункой позволила использовать менее летучие виды топлива. Дальнейшие улучшения эффективности двигателя были предприняты при более высоких степенях сжатия , но первые попытки были заблокированы преждевременным взрывом топлива, известным какстук .

В 1891 году процесс крекинга Шухова стал первым в мире коммерческим методом расщепления более тяжелых углеводородов в сырой нефти с целью увеличения процентного содержания более легких продуктов по сравнению с простой перегонкой.

1903-1914 [ править ]

Развитие бензина последовало за эволюцией нефти как доминирующего источника энергии в индустриализирующемся мире. До Первой мировой войны Великобритания была крупнейшей индустриальной державой мира и зависела от своего военно-морского флота в защите доставки сырья из своих колоний. Германия также переживала индустриализацию и, как и Британия, испытывала недостаток во многих природных ресурсах, которые нужно было отправлять в страну происхождения. К 1890-м годам Германия начала проводить политику глобального признания и начала строить военно-морской флот, чтобы конкурировать с британским. Уголь был топливом, питавшим их флот. Хотя и Великобритания, и Германия имели природные запасы угля, новые разработки в области нефти в качестве топлива для кораблей изменили ситуацию. Суда с угольными двигателями были тактической слабостью, потому что процесс погрузки углябыл чрезвычайно медленным и грязным и оставил корабль полностью уязвимым для нападения, а ненадежные поставки угля в международные порты делали дальние рейсы непрактичными. Преимущества нефтяной нефти вскоре обнаружили, что военно-морские силы мира переходят на нефть, но у Великобритании и Германии было очень мало внутренних запасов нефти. ^[21] Британия в конечном итоге решила свою военно-морскую нефтяную зависимость, получив нефть от Royal Dutch Shell и Anglo-Persian Oil Company, и это определило, откуда и какого качества будет поступать ее бензин.

На раннем этапе развития бензиновых двигателей самолеты были вынуждены использовать автомобильный бензин, поскольку авиационного бензина еще не существовало. Эти первые виды топлива назывались "прямогонными" бензинами и представляли собой побочные продукты перегонки одной сырой нефти для производства керосина , который был основным продуктом, который искали для сжигания в керосиновых лампах.. Производство бензина не превосходило производство керосина до 1916 года. Первые прямогонные бензины были результатом перегонки восточной сырой нефти, и не было смешивания дистиллятов из разных видов нефти. Состав этих ранних видов топлива был неизвестен, а качество сильно варьировалось, поскольку сырая нефть из разных нефтяных месторождений появлялась в разных смесях углеводородов в разных соотношениях. Эффекты двигателя, вызванные ненормальным сгоранием ( детонация двигателя и предварительное зажигание ) из-за низкокачественного топлива, еще не были идентифицированы, и в результате не было никакой оценки бензина с точки зрения его устойчивости к ненормальному сгоранию. Общая характеристика, по которой измерялись первые бензины, заключалась в удельном весе по шкале Бауме.а позже - летучесть (склонность к испарению), определяемая в терминах точек кипения, что стало основным приоритетом для производителей бензина. Эти ранние восточные нефтяные бензины имели относительно высокие результаты испытаний по Бауме (от 65 до 80 градусов Боме) и назывались бензинами Пенсильвании «High-Test» или просто «High-Test». Они часто используются в авиационных двигателях.

К 1910 году увеличение производства автомобилей и, как следствие, увеличение потребления бензина привело к увеличению спроса на бензин. Кроме того, растущая электрификация освещения привела к падению спроса на керосин, создав проблемы с поставками. Оказалось, что растущая нефтяная промышленность окажется в ловушке чрезмерного производства керосина и недостаточно производимого бензина, поскольку простая дистилляция не может изменить соотношение двух продуктов из любой данной сырой нефти. Решение появилось в 1911 году, когда развитие процесса Бёртона позволило осуществить термическое растрескивание.сырой нефти, что увеличило процент выхода бензина из более тяжелых углеводородов. Это сопровождалось расширением зарубежных рынков для экспорта излишков керосина, в котором больше не было необходимости на внутренних рынках. Считалось, что эти новые термически "крекированные" бензины не имеют вредных воздействий и будут добавлены к прямогонным бензинам. Также существовала практика смешивания тяжелых и легких дистиллятов для достижения желаемых показателей Боме, и все вместе они назывались «смешанными» бензинами. ^[22]

Постепенно волатильность стала более предпочтительной по сравнению с тестом Бауме, хотя и то, и другое продолжало использоваться в комбинации для определения бензина. Еще в июне 1917 года Standard Oil (крупнейший переработчик сырой нефти в Соединенных Штатах в то время) заявила, что наиболее важным свойством бензина является его летучесть. ^[23] Подсчитано, что номинальный эквивалент этих прямогонных бензинов варьировался от 40 до 60 октановым числом, а «High-Test», иногда называемый «боевым качеством», вероятно, имел в среднем октановое число от 50 до 65. ^[24]

Первая мировая война [ править ]

До вступления Америки в Первую мировую войну европейские союзники использовали топливо, полученное из сырой нефти с Борнео, Явы и Суматры, что обеспечивало удовлетворительные характеристики их военных самолетов. Когда Соединенные Штаты вступили в войну в апреле 1917 года, США стали основным поставщиком авиационного бензина для союзников, и было отмечено снижение характеристик двигателей. ^[25] Вскоре выяснилось, что автомобильное топливо непригодно для авиации, и после потери нескольких боевых самолетов внимание переключилось на качество используемых бензинов. Более поздние летные испытания, проведенные в 1937 году, показали, что снижение октанового числа на 13 пунктов (со 100 до 87) снизило характеристики двигателя на 20 процентов и увеличило взлетную дистанцию ​​на 45 процентов. ^[26] Если произойдет ненормальное сгорание, двигатель может потерять достаточно мощности, чтобы взлететь было невозможно, и разбег при взлете стал угрозой для пилота и самолета.

2 августа 1917 года Горное управление Соединенных Штатов организовало исследование топлива для самолетов в сотрудничестве с авиационным отделом Корпуса связи армии США.и общий обзор пришел к выводу, что не существует надежных данных о надлежащем топливе для самолетов. В результате начались летные испытания на месторождениях Лэнгли, Маккука и Райта, чтобы определить, как разные бензины работают в разных условиях. Эти испытания показали, что на некоторых самолетах автомобильные бензины работали так же, как "High-Test", но на других типах приводились к горячему запуску двигателей. Также было обнаружено, что бензины из ароматической и нафтеновой сырой нефти из Калифорнии, Южного Техаса и Венесуэлы приводили к плавной работе двигателей. Эти испытания привели к появлению первых государственных спецификаций для автомобильных бензинов (авиационные бензины использовали те же спецификации, что и автомобильные бензины) в конце 1917 года ^[27].

США, 1918–1929 гг. [ Править ]

Конструкторы двигателей знали, что в соответствии с циклом Отто мощность и КПД увеличиваются с увеличением степени сжатия, но опыт с ранними бензинами во время Первой мировой войны показал, что более высокие степени сжатия увеличивают риск ненормального сгорания, производя более низкую мощность, более низкий КПД, работающий в горячем состоянии. двигатели и потенциально серьезное повреждение двигателя. Чтобы компенсировать это плохое топливо, в ранних двигателях использовалась низкая степень сжатия, что требовало относительно больших тяжелых двигателей для обеспечения ограниченной мощности и эффективности. Братьев Райт первым бензиновый двигатель 'используется коэффициент сжатия , как низко как 4,7-к-1, разработанный только 12 лошадиных сил (8,9 кВт) с 201 кубических дюймов (3290 CC) и весил 180 фунтов (82 кг). ^{[28] [29]} Это было серьезной проблемой для авиаконструкторов, и потребности авиационной промышленности вызвали поиск топлива, которое можно было бы использовать в двигателях с более высокой степенью сжатия.

Между 1917 и 1919 годами количество используемого бензина термического крекинга почти удвоилось. Также значительно увеличилось использование природного бензина . В течение этого периода многие штаты США установили спецификации для автомобильного бензина, но ни один из них не согласился и не был удовлетворительным с той или иной точки зрения. Более крупные нефтеперерабатывающие предприятия начали указывать ненасыщенныепроцентное содержание материала (продукты термического крекинга вызвали смолистость как при использовании, так и при хранении, а ненасыщенные углеводороды более реакционноспособны и имеют тенденцию соединяться с примесями, что приводит к смолу). В 1922 году правительство США опубликовало первые спецификации для авиационных бензинов (две марки были обозначены как «боевой» и «отечественный» и определялись температурой кипения, цветом, содержанием серы и тестом на образование смол) вместе с одной маркой «моторный». для автомобилей. Испытание на смолу по существу исключило использование бензина термического крекинга в авиации, и, таким образом, авиационные бензины вернулись к фракционированию прямогонной нафты или смешиванию прямогонной и сильно обработанной нафты термического крекинга. Такая ситуация сохранялась до 1929 года ^[30].

Автомобильная промышленность отреагировала на рост объемов бензина термического крекинга с тревогой. При термическом крекинге образуется большое количество как моно-, так и диолефинов (ненасыщенных углеводородов), что увеличивает риск смолообразования. ^[31] Также летучесть снижалась до такой степени, что топливо не испарялось и прилипало к свечам зажигания и засоряло их, создавая затрудненный запуск и резкую работу зимой и прилипание к стенкам цилиндров, минуя поршни и кольца и попадая в картер. масло. ^{[32] В} одном журнале говорится: «... на многоцилиндровом двигателе дорогостоящего автомобиля мы разбавляем масло в картере на 40 процентов за 200 миль пробега, как и анализ масла в масляный поддон показывает ".^[33]

Будучи очень недовольны последующим снижением общего качества бензина, производители автомобилей предложили установить стандарты качества для поставщиков масла. Нефтяная промышленность, в свою очередь, обвинила автопроизводителей в том, что они недостаточно делают для улучшения экономичности транспортных средств, и спор стал известен в двух отраслях как «топливная проблема». Между отраслями росла враждебность, каждая из них обвиняла другую в том, что она ничего не делает для решения проблем, и отношения ухудшались. Ситуация была разрешена только тогда, когда Американский институт нефти (API) инициировал конференцию, посвященную проблеме топлива, и в 1920 году был создан Комитет по совместным исследованиям топлива (CFR) для наблюдения за совместными исследовательскими программами и решениями. Помимо представителей двух отраслей,Общество автомобильных инженеров (SAE) также сыграло важную роль: Бюро стандартов США было выбрано в качестве беспристрастной исследовательской организации для проведения многих исследований. Изначально все программы касались волатильности и расхода топлива, легкости запуска, разжижения картерного масла и разгона. ^[34]

Споры о свинцовом бензине, 1924–1925 [ править ]

С увеличением использования бензина термического крекинга возникла повышенная озабоченность по поводу его воздействия на аномальное сгорание, что привело к исследованиям антидетонационных присадок. В конце 1910-х годов такие исследователи, как А. Х. Гибсон, Гарри Рикардо , Томас Мидгли-младший и Томас Бойд, начали исследовать аномальное горение. Начиная с 1916 года Чарльз Ф. Кеттеринг начал исследовать добавки, основанные на двух направлениях: раствор с «высоким процентным содержанием» (куда добавлялись большие количества этанола ) и раствор с «низким процентным содержанием» (где требовалось всего 2–4 грамма на галлон). . Решение с «низким процентным содержанием» в конечном итоге привело к открытию тетраэтилсвинца.(TEL) в декабре 1921 года, результат исследований Мидгли и Бойда. Это нововведение положило начало циклу повышения эффективности использования топлива, который совпал с крупномасштабным развитием нефтепереработки с целью получения большего количества продуктов с диапазоном кипения бензина. Этанол не мог быть запатентован, но TEL мог, поэтому Кеттеринг получил патент на TEL и начал продвигать его вместо других вариантов.

К тому времени опасность соединений, содержащих свинец, была хорошо известна, и Кеттеринга прямо предупредили Роберт Уилсон из Массачусетского технологического института, Рид Хант из Гарварда, Янделл Хендерсон из Йельского университета и Эрик Краузе из Потсдамского университета в Германии об их использовании. Краузе много лет работал над тетраэтилсвинцом и назвал его «ползучим и злобным ядом», убившим члена его диссертационного комитета. ^{[35] [36]} 27 октября 1924 года в газетных статьях по всей стране говорилось о рабочих нефтеперерабатывающего завода Standard Oil недалеко от Элизабет , штат Нью-Джерси, которые производили TEL и страдали от отравления свинцом . К 30 октября число погибших достигло пяти. ^[36]В ноябре Комиссия по труду Нью-Джерси закрыла нефтеперерабатывающий завод в Бэйуэй, и было начато расследование большим жюри, в результате которого к февралю 1925 года обвинения не были предъявлены. Продажа свинцового бензина была запрещена в Нью-Йорке, Филадельфии и Нью-Джерси. General Motors , DuPont и Standard Oil, которые были партнерами в Ethyl Corporation , компании, созданной для производства TEL, начали утверждать, что не существует альтернативы этилированному бензину, которая сохраняла бы топливную эффективность и все же предотвращала бы детонацию двигателя. После того, как ряд ошибочных исследований, финансируемых промышленностью, показал, что бензин, обработанный TEL, не является проблемой общественного здравоохранения, споры утихли. ^[36]

США, 1930–1941 гг. [ Править ]

За пятилетний период до 1929 г. было проведено большое количество экспериментов по различным методам испытаний для определения устойчивости топлива к аномальному сгоранию. Оказалось, что детонация двигателя зависит от широкого спектра параметров, включая сжатие, опережение зажигания, температуру цилиндров, двигатели с воздушным или водяным охлаждением, форму камеры, температуру впуска, обедненную или богатую смесь и другие. Это привело к появлению сбивающего с толку множества тестовых движков, которые давали противоречивые результаты, а стандартной шкалы оценок не существовало. К 1929 году большинством производителей и пользователей авиационного бензина было признано, что в государственные спецификации должны быть включены какие-то антидетонационные характеристики. В 1929 году октановое числошкала была принята, и в 1930 году была установлена ​​первая спецификация октанового числа для авиационного топлива. В том же году военно-воздушные силы США определили топливо с октановым числом 87 для своих самолетов в результате проведенных исследований. ^[37]

В течение этого периода исследования показали, что углеводородная структура чрезвычайно важна для антидетонационных свойств топлива. Прямая цепь парафины в диапазоне кипения бензина имели низкие антидетонационные свойства в то время как кольцевые молекулы , такие как ароматические углеводороды (пример может служить бензолом ) имели более высокое сопротивление к детонации. ^[38] Это развитие привело к поиску процессов, которые позволили бы производить больше этих соединений из сырой нефти, чем достигается при прямой перегонке или термическом крекинге. Исследования, проведенные крупнейшими нефтеперерабатывающими предприятиями, привели к разработке процессов, включающих изомеризацию дешевого и распространенного бутана в изобутан и алкилирование.соединять изобутан и бутилены с образованием изомеров октана, таких как « изооктан », который стал важным компонентом при смешивании авиационного топлива. Чтобы еще больше усложнить ситуацию, по мере увеличения характеристик двигателя увеличивалась и высота, на которой самолет мог достичь, что вызвало опасения по поводу замерзания топлива. Среднее снижение температуры составляет 3,6 ° F (2,0 ° C) на каждые 1000 футов (300 метров) увеличения высоты, а на высоте 40 000 футов (12 км) температура может приближаться к -70 ° F (-57 ° C). Присадки, такие как бензол, с температурой замерзания 42 ° F (6 ° C) замерзнут в бензине и закупорят топливопроводы. Замещенные ароматические углеводороды, такие как толуол , ксилол и кумолв сочетании с ограниченным бензолом решила проблему. ^[39]

К 1935 году существовало семь различных авиационных классов на основе октанового числа, два армейских класса, четыре военно-морских и три коммерческих сорта, включая введение 100-октанового авиационного бензина. К 1937 году армия установила 100-октановое число в качестве стандартного топлива для боевых самолетов и, что еще больше усугубляет путаницу, теперь правительство признало 14 различных марок в дополнение к 11 другим в зарубежных странах. Поскольку некоторым компаниям требовалось хранить 14 марок авиатоплива, ни одно из которых нельзя было обменять, это сказалось на нефтепереработчиках. Нефтеперерабатывающая промышленность не могла сконцентрироваться на процессах преобразования большой мощности для такого количества различных сортов, и необходимо было найти решение. К 1941 году, в основном благодаря усилиям Совместного исследовательского комитета по топливу, количество марок авиационного топлива было сокращено до трех: 73,91 и 100 октановое число.^[40]

Разработка 100-октанового авиационного бензина в экономическом масштабе была частично связана с Джимми Дулиттлом.который стал авиационным менеджером Shell Oil Company. Он убедил Shell инвестировать в перерабатывающие мощности для производства 100-октанового числа в масштабах, которые никому не нужны, поскольку не существовало самолетов, которые требовали бы топлива, которое никто не производил. Некоторые сослуживцы назвали бы его усилия «промахом Дулитла на миллион долларов», но время покажет, что Дулиттл прав. До этого армия рассматривала возможность проведения 100-октановых тестов с использованием чистого октана, но цена за галлон 25 долларов не позволяла этого сделать. В 1929 году Stanavo Specification Board, Inc. была организована компаниями Standard Oil из Калифорнии, Индианы и Нью-Джерси для улучшения авиационного топлива и масел и к 1935 году выпустила на рынок свое первое топливо с октановым числом 100, Stanavo Ethyl Gasoline 100. Оно использовалось. Армией, производителями двигателей и авиакомпаниями для испытаний, а также для воздушных гонок и рекордных полетов.^[41] К 1936 году испытания в Райт-Филд с использованием новых, более дешевых альтернатив чистому октановому числу доказали ценность топлива с октановым числом 100, и Shell и Standard Oil выиграли контракт на поставку пробных количеств топлива для армии. К 1938 году цена упала до 17,5 цента за галлон, что всего на 2,5 цента больше, чем топливо с октановым числом 87. К концу Второй мировой войны цена упадет до 16 центов за галлон. ^[42]

В 1937 году Юджин Худри разработал процесс каталитического крекинга Houdry , в результате которого был получен высокооктановый базовый компонент бензина, который превосходил продукт термического крекинга, поскольку он не содержал высокой концентрации олефинов. ^[22] В 1940 году в США действовало всего 14 единиц Houdry; к 1943 году их количество увеличилось до 77, либо по процессу Хаудри, либо по типу каталитического или жидкого катализатора Thermofor. ^[43]

Поиск топлива с октановым числом выше 100 привел к расширению шкалы за счет сравнения выходной мощности. Топливо марки 130 будет производить в двигателе на 130 процентов больше мощности, чем на чистом изооктане. Во время Второй мировой войны топливам с октановым числом выше 100 присваивались две категории: богатая и бедная смесь, и они назывались «рабочими характеристиками» (PN). 100-октановый авиационный бензин будет относиться к классу 130/100. ^[44]

Вторая мировая война [ править ]

Германия [ править ]

Нефть и ее побочные продукты, особенно высокооктановый авиационный бензин, могут стать движущей силой того, как Германия вела войну. В результате уроков Первой мировой войны Германия накопила запасы нефти и бензина для своего блицкрига и аннексировала Австрию, добавив 18 000 баррелей в день добычи нефти, но этого было недостаточно для поддержания запланированного завоевания Европы. Поскольку захваченные припасы и нефтяные месторождения были необходимы для подпитки кампании, немецкое верховное командование создало специальный отряд нефтяных специалистов, набранных из рядов отечественной нефтяной промышленности. Их отправили тушить нефтяные пожары и как можно скорее возобновить производство. Но захват нефтяных месторождений оставался препятствием на протяжении всей войны. Во время вторжения в Польшу, Немецкие оценки потребления бензина оказались сильно заниженными. Хайнц Гудериан и его танковые дивизии потребляли около 1 галлона США на милю (2,4 л / км) бензина по пути в Вену . Когда они сражались на открытой местности, потребление бензина увеличилось почти вдвое. На второй день боя часть XIX корпуса была вынуждена остановиться из-за того, что у нее закончился бензин. ^[45] Одной из главных целей польского вторжения были их нефтяные месторождения, но Советы вторглись и захватили 70 процентов польской добычи, прежде чем немцы смогли добраться до них. Через германо-советское торговое соглашение (1940 г.)Сталин в расплывчатых условиях согласился поставить в Германию дополнительную нефть, равную той, которая добывается на ныне оккупированных Советским Союзом польских месторождениях Дрогобыч и Борислав в обмен на каменный уголь и стальные трубы.

Даже после того, как нацисты завоевали огромные территории Европы, дефициту бензина это не помогло. До войны этот район никогда не был обеспечен нефтью. В 1938 году территория, которая станет оккупированной нацистами, будет производить 575 000 баррелей в день. В 1940 году общий объем производства под контролем Германии составил всего 234 550 баррелей (37 290 м ³ ) - дефицит на 59 процентов. ^[46] К весне 1941 года и истощению запасов бензина в Германии Адольф Гитлер увидел во вторжении в Россию с целью захвата польских нефтяных месторождений и российской нефти на Кавказе решение проблемы нехватки бензина в Германии. Уже в июле 1941 г., после начала операции «Барбаросса» 22 июня., некоторые эскадрильи люфтваффе были вынуждены свернуть наземные операции поддержки из-за нехватки авиационного бензина. 9 октября немецкий генерал-квартирмейстер подсчитал, что армейским машинам не хватило 24 000 баррелей (3 800 м ³ ) баррелей бензина. ^[47]

Практически весь авиационный бензин в Германии производился на заводах по производству синтетического масла, которые гидрировали уголь и каменноугольные смолы. Эти процессы были разработаны в 1930-х годах как попытка добиться топливной независимости. В Германии было произведено два сорта авиационного бензина в больших объемах: B-4 (синий) и C-3 (зеленый), на долю которых приходилось около двух третей всего производства. B-4 был эквивалентен с октановым числом 89, а C-3 был примерно равен 100-октановому числу в США, хотя бедная смесь была оценена около 95-го октана и была хуже, чем в США. Максимальный выход, достигнутый в 1943 году, достиг 52 200 баррелей за день до этого. Союзники решили атаковать заводы по производству синтетического топлива. Через захваченные вражеские самолеты и анализ обнаруженного в них бензина,и союзники, и державы оси знали о качестве производимого авиационного бензина, и это побудило к гонке с октановым числом, чтобы добиться преимущества в летных характеристиках. Позже, во время войны, сорт C-3 был улучшен до уровня 150 США (рейтинг богатой смеси).^[48]

Япония [ править ]

Япония, как и Германия, почти не имела внутренних поставок нефти и к концу 1930-х гг. Производила только 7% собственной нефти, а остальную часть импортировала - 80% из США. По мере роста японской агрессии в Китае ( инцидент с военно-воздушным судном Панай) и до американской общественности дошли новости о бомбардировке японцами гражданских центров, особенно о бомбардировке Чунцина, общественное мнение начало поддерживать эмбарго США. Опрос Gallup, проведенный в июне 1939 года, показал, что 72 процента американской общественности поддержали эмбарго на поставки военных материалов в Японию. Это усиление напряженности в отношениях между США и Японией привело к тому, что США наложили ограничения на экспорт, и в июле 1940 года США выпустили прокламацию, запрещающую экспорт авиационного бензина с октановым числом 87 или выше в Японию. Этот запрет не помешал японцам, поскольку их самолеты могли работать с топливом с октановым числом ниже 87, и при необходимости они могли добавить TEL для увеличения октанового числа. Как выяснилось, Япония закупила на 550% больше авиационного бензина с октановым числом ниже 87 за пять месяцев после запрета на продажу в июле 1940 года бензина с более высоким октановым числом.^[49] Возможность полного запрета на поставку бензина из Америки вызвала трения в японском правительстве относительно того, какие действия предпринять, чтобы обеспечить больше поставок из Голландской Ост-Индии, и потребовала увеличения экспорта нефти от изгнанного голландского правительства после битвы за Нидерланды. . Это действие побудило США перебросить свой тихоокеанский флот из Южной Калифорнии в Перл-Харбор, чтобы укрепить британскую решимость остаться в Индокитае. С японским вторжением во французский Индокитай в сентябре 1940 года возникли большие опасения по поводу возможного японского вторжения в голландскую Индию для обеспечения своей нефти. После того, как США запретили весь экспорт стали и лома чугуна, на следующий день Япония подписала Тройственный пакт.и это заставило Вашингтон опасаться, что полное нефтяное эмбарго США подтолкнет японцев к вторжению в голландскую Ост-Индию. 16 июня 1941 года Гарольд Икес, который был назначен координатором по нефти для национальной обороны, остановил поставку нефти из Филадельфии в Японию в связи с нехваткой нефти на восточном побережье из-за увеличения экспорта в страны союзников. Он также телеграммировал всем поставщикам нефти на Восточном побережье, чтобы они не отправляли нефть в Японию без его разрешения. Президент Рузвельт отменил приказ Икеса, сказав Икесу, что «... у меня просто недостаточно флота для обхода, и каждый маленький эпизод в Тихом океане означает меньше кораблей в Атлантике». ^[50]25 июля 1941 года США заморозили все японские финансовые активы, и лицензии потребуются для каждого использования замороженных средств, включая покупку нефти, которая может производить авиационный бензин. 28 июля 1941 года Япония вторглась в Южный Индокитай.

Дебаты внутри японского правительства по поводу ситуации с нефтью и бензином привели к вторжению в Голландскую Ост-Индию, но это означало бы войну с США, чей Тихоокеанский флот представлял угрозу для их фланга. Эта ситуация привела к решению атаковать флот США в Перл-Харборе, прежде чем продолжить вторжение в Голландскую Ост-Индию. 7 декабря 1941 года Япония напала на Перл-Харбор, а на следующий день Нидерланды объявили войну Японии, что положило начало голландской Ост-Индской кампании . Но японцы упустили прекрасную возможность в Перл-Харборе. «Во времена Перл-Харбора вся нефть для флота находилась в надводных танках», - сказал позже адмирал Честер Нимиц, ставший главнокомандующим Тихоокеанским флотом. "У нас было около 4 ¹ ⁄ ₂  миллионов баррелей [720 000 м ³ ] нефти, и все это было уязвимо для пуль калибра 50. Если бы японцы уничтожили нефть, - добавил он, - война продлилась бы еще на два года » ^[51].

Соединенные Штаты [ править ]

В начале 1944 года Уильям Бойд, президент Американского института нефти и председатель Военного совета нефтяной промышленности, сказал: «Союзники, возможно, плыли к победе на нефтяной волне в Первой мировой войне, но в этой бесконечно великой Второй мировой войне, мы летим к победе на нефтяных крыльях ». В декабре 1941 года в Соединенных Штатах было 385 000 нефтяных скважин, добывающих 1,4 миллиарда баррелей нефти в год, а мощность производства 100-октанового авиационного бензина составляла 40 000 баррелей в день. К 1944 году США производили более 1,5 миллиарда баррелей в год (67 процентов мировой добычи), а в нефтяной промышленности было построено 122 новых завода по производству 100-октанового авиационного бензина с производительностью более 400000 баррелей в день, что на порядок больше. более чем в десять раз. Было подсчитано, что СШАпроизвел достаточно 100-октанового авиационного бензина, чтобы позволить сбрасывать на врага 20 000 коротких тонн (18 000 метрических тонн) бомб каждый день в году. Учет потребления бензина армией до июня 1943 года был нескоординированным, поскольку каждая служба снабжения армии закупала собственные нефтепродукты, а централизованной системы контроля и учета не существовало. 1 июня 1943 года армия создала Подразделение горюче-смазочных материалов квартирмейстерского корпуса, и из их отчетов они подсчитали, что армия (без учета горюче-смазочных материалов для самолетов) закупила более 2,4 миллиарда галлонов бензина для доставки на зарубежные театры военных действий в период с 1 июня 1943 года. до августа 1945 года. Эта цифра не включает бензин, используемый армией в Соединенных Штатах.000 метрических тонн) бомб на врага каждый день в году. Учет потребления бензина армией до июня 1943 года был нескоординированным, поскольку каждая служба снабжения армии закупала собственные нефтепродукты, а централизованной системы контроля и учета не существовало. 1 июня 1943 года армия создала Подразделение горюче-смазочных материалов квартирмейстерского корпуса, и из их отчетов они подсчитали, что армия (без учета горюче-смазочных материалов для самолетов) закупила более 2,4 миллиарда галлонов бензина для доставки на зарубежные театры военных действий в период с 1 июня 1943 года. до августа 1945 года. Эта цифра не включает бензин, используемый армией в Соединенных Штатах.000 метрических тонн) бомб на врага каждый день в году. Учет потребления бензина армией до июня 1943 года был нескоординированным, поскольку каждая служба снабжения армии закупала собственные нефтепродукты, а централизованной системы контроля и учета не существовало. 1 июня 1943 года армия создала Подразделение горюче-смазочных материалов квартирмейстерского корпуса, и из их отчетов они подсчитали, что армия (без учета горюче-смазочных материалов для самолетов) закупила более 2,4 миллиарда галлонов бензина для доставки на зарубежные театры военных действий в период с 1 июня 1943 года. до августа 1945 года. Эта цифра не включает бензин, используемый армией в Соединенных Штатах.была нескоординированной, поскольку каждая служба снабжения армии закупала собственные нефтепродукты, а централизованной системы контроля и учета не существовало. 1 июня 1943 года армия создала Подразделение горюче-смазочных материалов квартирмейстерского корпуса, и из их отчетов они подсчитали, что армия (без учета горюче-смазочных материалов для самолетов) закупила более 2,4 миллиарда галлонов бензина для доставки на зарубежные театры военных действий в период с 1 июня 1943 года. до августа 1945 года. Эта цифра не включает бензин, используемый армией в Соединенных Штатах.была нескоординированной, поскольку каждая служба снабжения армии закупала собственные нефтепродукты, а централизованной системы контроля и учета не существовало. 1 июня 1943 года армия создала Подразделение горюче-смазочных материалов квартирмейстерского корпуса, и из их отчетов они подсчитали, что армия (без учета горюче-смазочных материалов для самолетов) закупила более 2,4 миллиарда галлонов бензина для доставки на зарубежные театры военных действий в период с 1 июня 1943 года. до августа 1945 года. Эта цифра не включает бензин, используемый армией в Соединенных Штатах.4 миллиарда галлонов бензина для доставки на зарубежные театры военных действий в период с 1 июня 1943 года по август 1945 года. Эта цифра не включает бензин, который использовался армией внутри Соединенных Штатов.4 миллиарда галлонов бензина для доставки на зарубежные театры военных действий в период с 1 июня 1943 года по август 1945 года. Эта цифра не включает бензин, который использовался армией внутри Соединенных Штатов.^[52] Производство моторного топлива снизилось с 701 000 000 баррелей в 1941 году до 608 000 000 баррелей в 1943 году. ^[53] Вторая мировая война стала первым случаем в истории США, когда бензин был нормирован, а правительство ввело контроль над ценами для предотвращения инфляции. Потребление бензина на автомобиль снизилось с 755 галлонов в год в 1941 году до 540 галлонов в 1943 году с целью сохранения резины для шин, поскольку японцы отключили США от более 90 процентов своих поставок резины, которые поступали с Востока Нидерландов. Промышленность синтетического каучука в Индии и США находилась в зачаточном состоянии. Средние цены на бензин упали с рекордно низкого уровня в 0,1275 доллара за галлон (0,1841 доллара с налогами) в 1940 году до 0,1448 доллара за галлон (0,2050 доллара с налогами) в 1945 году ^[54].

Даже при крупнейшем в мире производстве авиационного бензина американские военные обнаружили, что необходимо больше. На протяжении всей войны поставки авиационного бензина всегда отставали от требований, и это сказывалось на обучении и боевых действиях. Причина этой нехватки возникла еще до начала войны. Свободный рынок не поддерживал расходы на производство 100-октанового авиационного топлива в больших объемах, особенно во время Великой депрессии. Изооктан на ранней стадии разработки стоил 30 долларов за галлон, и даже к 1934 году он все еще составлял 2 доллара за галлон по сравнению с 0,18 доллара за автомобильный бензин, когда армия решила провести эксперименты со 100-октановым числом для своих боевых самолетов. Хотя только 3 процента боевых самолетов США в 1935 году могли полностью использовать преимущества более высокого октанового числа из-за низкой степени сжатия,Армия увидела необходимость повышения производительности, что оправдало затраты, и закупила 100 000 галлонов. К 1937 году армия установила 100-октановое топливо в качестве стандартного топлива для боевых самолетов, и к 1939 году его производство составляло всего 20 000 баррелей в день. Фактически, американские военные были единственным рынком для 100-октанового авиационного бензина, и когда в Европе разразилась война, возникла проблема с поставками, которая сохранялась на протяжении всего времени.^{[55] [56]}

Когда война в Европе в 1939 году стала реальностью, все прогнозы потребления 100-октана превзошли все возможные производственные показатели. Ни армия, ни флот не могли заключать контракты на топливо более чем за шесть месяцев вперед и не могли предоставить средства для расширения завода. Без долгосрочного гарантированного рынка нефтяная промышленность не стала бы рисковать своим капиталом для расширения производства продукта, который покупало бы только государство. Решением для расширения складских помещений, транспортировки, финансов и производства стало создание 19 сентября 1940 года корпорации Defense Supplies Corporation. Корпорация Defense Supplies Corporation будет покупать, транспортировать и хранить весь авиационный бензин для армии и флота по себестоимости плюс гонорар за перевозку. . ^[57]

Когда прорыв союзников после дня «Д» обнаружил, что их армии растягивают свои линии снабжения до опасной точки, временным решением стал экспресс « Красный шар» . Но даже этого вскоре оказалось недостаточно. Грузовикам в конвоях приходилось преодолевать большие расстояния по мере продвижения армий, и они потребляли больший процент того же бензина, который пытались доставить. В 1944 году Третья армия генерала Джорджа Паттона, наконец, остановилась недалеко от границы с Германией из-за того, что у нее закончился бензин. Генерал был так расстроен приездом грузовика с пайками вместо бензина, что, как сообщается, крикнул: «Черт, они присылают нам еду, когда знают, что мы можем сражаться без еды, но не без масла». ^[58] Решению пришлось ждать ремонта железнодорожных путей и мостов, чтобы более эффективные поезда могли заменить автоколонны, потребляющие бензин.

США, 1946 г. по настоящее время [ править ]

Разработка реактивных двигателей, сжигающих керосиновое топливо во время Второй мировой войны для самолетов, позволила создать более эффективную двигательную установку, чем двигатели внутреннего сгорания, и вооруженные силы США постепенно заменили свои поршневые боевые самолеты самолетами с реактивными двигателями. Эта разработка по существу устранила бы военную потребность во все более увеличивающемся октановом числе топлива и устранила бы государственную поддержку нефтеперерабатывающей промышленности для проведения исследований и производства таких экзотических и дорогих видов топлива. Коммерческая авиация медленнее адаптировалась к реактивным двигателям, и до 1958 года, когда Boeing 707Первыми поступившими на коммерческую эксплуатацию авиалайнеры с поршневым двигателем все еще использовали авиационный бензин. Но у коммерческой авиации были большие экономические проблемы, чем максимальная производительность, которую могли себе позволить военные. По мере увеличения октанового числа росла и стоимость бензина, но прирост эффективности снижается по мере увеличения степени сжатия. Эта реальность установила практический предел того, насколько высокая степень сжатия может увеличиться по сравнению с тем, насколько дорогим станет бензин. ^[59] Последний раз производился в 1955 году, Pratt & Whitney R-4360 Wasp Major.использовал 115/145 авиационный бензин и производил 1 лошадиную силу на кубический дюйм при степени сжатия 6,7 (турбонаддув увеличил бы это) и 1 фунт веса двигателя для выработки 1,1 лошадиных сил. Это можно сравнить с двигателем братьев Райт, которому для выработки 1 лошадиных сил требуется почти 17 фунтов веса двигателя.

Автомобильная промышленность США после Второй мировой войны не могла использовать высокооктановое топливо, доступное в то время. Степень сжатия в автомобилях увеличилась с 5,3 к 1 в 1931 году до всего лишь 6,7 к 1 в 1946 году. Среднее октановое число автомобильного бензина обычной марки за это же время увеличилось с 58 до 70. Военные самолеты использовали дорогие двигатели с турбонаддувом, которые стоили как минимум в 10 раз больше на одну лошадиную силу, чем автомобильные двигатели, и их приходилось ремонтировать каждые 700–1000 часов. Автомобильный рынок не мог поддерживать такие дорогие двигатели. ^[60]Только в 1957 году первый производитель автомобилей в США смог серийно производить двигатель, который производил бы одну лошадиную силу на кубический дюйм, вариант двигателя V-8 Chevrolet мощностью 283 л.с. / 283 кубических дюйма в Corvette. При цене 485 долларов это был дорогой вариант, который могли себе позволить немногие потребители, и он понравился бы только потребительскому рынку, ориентированному на производительность, готовому платить за необходимое топливо премиум-класса. ^[61] Этот двигатель имел заявленную степень сжатия 10,5: 1, а в Спецификациях AMA 1958 года указано, что октановое число составляет 96-100 RON. ^[62] При 535 фунтах (243 кг) (1959 г. с алюминиевым впуском) потребовалось 1,9 фунта (0,86 кг) веса двигателя для создания 1 лошадиных сил (0,75 кВт). ^[63]

В 1950-х годах нефтеперерабатывающие заводы начали уделять особое внимание высокооктановому топливу, а затем в бензин добавляли детергенты для очистки жиклеров карбюраторов. 1970-е годы стали свидетелями повышенного внимания к экологическим последствиям сжигания бензина. Эти соображения привели к постепенному отказу от TEL и его замене другими антидетонационными составами. Впоследствии был введен бензин с низким содержанием серы, отчасти для сохранения катализаторов в современных выхлопных системах. ^[64]

Химический анализ и производство [ править ]

Товарный бензин представляет собой смесь большого количества различных углеводородов. Бензин производится в соответствии с множеством технических характеристик двигателя, и возможны самые разные его составы. Следовательно, точный химический состав бензина не определен. Технические характеристики также меняются в зависимости от сезона, с более летучими смесями (из-за добавления бутана) зимой, чтобы можно было запустить холодный двигатель. На нефтеперерабатывающем заводе состав варьируется в зависимости от сырой нефти, из которой она производится, типа технологических установок, присутствующих на нефтеперерабатывающем заводе, от того, как эти установки работают, и какие углеводородные потоки (смеси) нефтеперерабатывающий завод предпочитает использовать при смешивании конечного продукта. . ^[65]

Бензин производится на нефтеперерабатывающих заводах . Примерно 19 галлонов США (72 л) бензина получается из барреля сырой нефти объемом 42 галлона (160 л) . ^[66] Материал, отделенный от сырой нефти путем перегонки , называемый чистым или прямогонным бензином, не соответствует спецификациям для современных двигателей (особенно по октановому числу ; см. Ниже), но может быть добавлен в смесь бензина.

Основная часть типичного бензина состоит из гомогенной смеси небольших, относительно легких углеводородов, содержащих от 4 до 12 атомов углерода на молекулу (обычно обозначаемых как C4 – C12). ^[64] Это смесь парафинов ( алканов ), олефинов ( алкенов ) и циклоалканов (нафтенов). Использование терминов парафин и олефин вместо стандартной химической номенклатуры алкан и алкен , соответственно, характерно для нефтяной промышленности. Фактическое соотношение молекул в любом бензине зависит от:

• нефтеперерабатывающий завод, производящий бензин, поскольку не все НПЗ имеют одинаковый набор технологических установок;
• сырая нефть корм используется нефтеперерабатывающим заводом;
• марка бензина (в частности, октановое число).

Смешивание различных потоков нефтеперерабатывающих заводов для получения бензина имеет разные характеристики. Некоторые важные потоки включают:

• прямогонный бензин , обычно называемый нафтой , который перегоняется непосредственно из сырой нефти. Когда-то он был ведущим источником топлива, его низкое октановое число требовало добавок свинца. В нем мало ароматических углеводородов (в зависимости от сорта сырой нефти), он не содержит циклоалканов (нафтенов) и не содержит олефинов (алкенов). От 0 до 20 процентов этого потока объединяется в готовый бензин, потому что количество этой фракции в сырой нефти меньше потребности в топливе, а RON фракции слишком низкое. Химические свойства (а именно RON и давление паров по Рейду ) прямогонного бензина можно улучшить за счет риформинга и изомеризации.. Однако перед загрузкой в ​​эти установки нафту необходимо разделить на легкую и тяжелую нафту. Прямогонный бензин также может использоваться в качестве сырья для установок парового крекинга для производства олефинов.
• Продукт риформинга , производимый в установке каталитического риформинга , имеет высокое октановое число с высоким содержанием ароматических соединений и относительно низким содержанием олефинов. Большая часть бензола , толуола и ксилола (так называемые углеводороды БТК ) более ценны как химическое сырье и, таким образом, в некоторой степени удаляются.
• Бензин каталитического крекинга или нафта каталитического крекинга , произведенный с помощью установки каталитического крекинга , имеет умеренное октановое число, высокое содержание олефинов и умеренное содержание ароматических соединений.
• гидрокрекат (тяжелый, средний и легкий), производимый с помощью установки гидрокрекинга , имеет октановое число от среднего до низкого и умеренные уровни ароматичности.
• алкилат производится в установке алкилирования с использованием изобутана и олефинов в качестве сырья. Готовый алкилат не содержит ароматических углеводородов или олефинов и имеет высокое значение MON.
• изомеризат получают путем изомеризации низкооктанового прямогонного бензина в изопарафины ( нецепочечные алканы, такие как изооктан ). Изомеризат имеет средние RON и MON, но не имеет ароматических соединений или олефинов.
• бутан обычно добавляется в бензиновый пул, хотя количество этого потока ограничено спецификацией RVP.

Вышеупомянутые термины являются жаргоном, используемым в нефтяной промышленности, и терминология варьируется.

В настоящее время многие страны устанавливают ограничения на содержание ароматических углеводородов в бензине в целом, в частности бензола, и на содержание олефинов (алкенов). Такие правила привели к возрастающему предпочтению изомеров алканов, таких как изомерит или алкилат, поскольку их октановое число выше, чем у н-алканов. В Европейском союзе лимит бензола установлен на уровне 1% по объему для всех марок автомобильного бензина. Обычно это достигается за счет исключения подачи C6, в частности циклогексана, в установку риформинга, где он может быть преобразован в бензол. Таким образом, только (десульфурированная) тяжелая первичная нафта (HVN) подается в установку риформинга ^[65]

Бензин также может содержать другие органические соединения , такие как органические эфиры (добавленные намеренно), а также небольшие количества загрязняющих веществ, в частности сероорганических соединений (которые обычно удаляются на нефтеперерабатывающем заводе).

Физические свойства [ править ]

Плотность [ править ]

Удельный вес бензина составляет от 0,71 до 0,77, ^[67] с более высокой плотностью , имеющий объем больше ароматических соединений. ^[68] Готовый товарный бензин продается (в Европе) со стандартным эталоном 0,755 кг / л (6,30 фунта / галлон США), и его цена повышается или понижается в зависимости от его фактической плотности. ^{[ требуется разъяснение ]} Из-за своей низкой плотности бензин плавает на воде, поэтому воду, как правило, нельзя использовать для тушения возгорания бензина, если она не применяется в виде мелкодисперсного тумана.

Стабильность [ править ]

Качественный бензин должен быть стабильным в течение шести месяцев при правильном хранении, но поскольку бензин представляет собой смесь, а не одно соединение, со временем он будет медленно разрушаться из-за разделения компонентов. Бензин, хранившийся в течение года, скорее всего, можно будет без особых проблем сжечь в двигателе внутреннего сгорания, но последствия длительного хранения будут становиться все более заметными с каждым месяцем, пока не наступит время, когда бензин следует разбавлять когда-либо. -увеличение количества свежеприготовленного топлива, чтобы можно было израсходовать старый бензин. Если оставить неразбавленным, произойдет неправильная работа, в том числе повреждение двигателя из-за пропусков зажигания или недостаточное действие топлива при впрыске топлива.системы и бортового компьютера, пытающегося компенсировать (если применимо к автомобилю). Бензин в идеале следует хранить в герметичном контейнере (для предотвращения окисления или смешивания водяного пара с газом), который может выдерживать давление пара.бензина без вентиляции (для предотвращения потери более летучих фракций) при стабильной низкой температуре (для уменьшения избыточного давления от расширения жидкости и уменьшения скорости любых реакций разложения). При неправильном хранении бензина могут образоваться смолы и твердые частицы, которые могут вызвать коррозию компонентов системы и накапливаться на влажных поверхностях, что приводит к состоянию, называемому «несвежим топливом». Бензин, содержащий этанол, особенно подвержен поглощению атмосферной влаги с последующим образованием смол, твердых частиц или двух фаз (углеводородная фаза, плавающая поверх водно-спиртовой фазы).

Присутствие этих продуктов разложения в топливном баке или топливных магистралях, а также в карбюраторе или компонентах впрыска топлива затрудняет запуск двигателя или вызывает снижение производительности двигателя. При возобновлении регулярной эксплуатации двигателя отложения могут быть удалены, а могут и не быть удалены потоком свежего бензина. Добавление стабилизатора топлива к бензину может продлить срок службы топлива, которое не хранится или не может храниться должным образом, хотя удаление всего топлива из топливной системы является единственным реальным решением проблемы длительного хранения двигателя или двигателя. машина или транспортное средство. Типичные стабилизаторы топлива представляют собой запатентованные смеси, содержащие уайт-спирит , изопропиловый спирт , 1,2,4-триметилбензол или другие добавки.. Стабилизаторы топлива обычно используются для небольших двигателей, таких как двигатели газонокосилок и тракторов, особенно когда они используются спорадически или сезонно (практически не используются в течение одного или нескольких сезонов в году). Пользователям рекомендуется держать емкости с бензином более чем наполовину заполненными и должным образом закрытыми, чтобы уменьшить воздействие воздуха, избежать хранения при высоких температурах, запустить двигатель в течение десяти минут, чтобы обеспечить циркуляцию стабилизатора по всем компонентам перед хранением, и запустить двигатель. через определенные промежутки времени для продувки несвежего топлива из карбюратора. ^[64]

Требования к стабильности бензина устанавливаются стандартом ASTM D4814. Этот стандарт описывает различные характеристики и требования к автомобильному топливу для использования в широком диапазоне условий эксплуатации в наземных транспортных средствах, оборудованных двигателями с искровым зажиганием.

Содержание энергии [ править ]

Двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине, получает энергию от сгорания различных углеводородов бензина с кислородом из окружающего воздуха, выделяя углекислый газ и воду в качестве выхлопных газов. При сгорании октана, представительного вида, происходит химическая реакция:

${\ displaystyle {\ ce {2 C8H18 + 25 O2 -> 16 CO2 + 18 H2O}}}$

По весу бензин содержит около 46,7  МДж / кг (13,0  кВтч / кг; 21,2 МДж / фунт ) или по объему 33,6 мегаджоулей на литр (9,3 кВтч / л; 127 МДж / галлон США; 121 000 БТЕ / галлон США), что указывает на нижнюю теплотворная способность. ^[69] Смеси бензина различаются, поэтому фактическое энергосодержание варьируется в зависимости от сезона и производителя на 1,75% больше или меньше среднего. ^[70] В среднем около 74 л (19,5 галлона США; 16,3 имп гал) бензина доступно из барреля сырой нефти (около 46% по объему), в зависимости от качества нефти и марки бензина. Остальные продукты - от гудрона до нафты .^[71]

Топливо с высоким октановым числом, такое как сжиженный нефтяной газ (LPG), имеет общую более низкую выходную мощность при типичной степени сжатия 10: 1 в конструкции двигателя, оптимизированной для бензинового топлива. Двигатель настроен на сжиженный газТопливо за счет более высоких степеней сжатия (обычно 12: 1) улучшает выходную мощность. Это связано с тем, что топливо с более высоким октановым числом обеспечивает более высокую степень сжатия без детонации, что приводит к более высокой температуре цилиндра, что повышает эффективность. Кроме того, повышенный механический КПД создается за счет более высокой степени сжатия за счет сопутствующей более высокой степени расширения на рабочем такте, что значительно увеличивает эффект. Более высокая степень расширения извлекает больше работы из газа под высоким давлением, создаваемого в процессе сгорания. Цикл Аткинсона двигатель использует синхронизацию событий клапана для получения выгоды от высокой степени расширения без недостатков, главным образом , детонации, высокой степени сжатия. Высокая степень расширения также является одной из двух ключевых причин эффективностидизельных двигателей с устранением насосных потерь из-за дросселирования всасываемого воздушного потока.

Более низкая энергоемкость сжиженного нефтяного газа по объему жидкости по сравнению с бензином в основном объясняется его более низкой плотностью. Это более низкая плотность является свойством нижнего молекулярного веса из пропана (главный компонент LPG в) по сравнению с смесью бензина в различных углеводородных соединениях с более тяжелыми молекулярными весами , чем пропан. С другой стороны , содержание энергии в LPG по массе выше , чем бензины из - за более высокий водородом -До- углерода соотношения.

Молекулярные массы типичного октанового числа сгорания: C ₈ H ₁₈ 114, O ₂ 32, CO ₂ 44, H ₂ O 18; поэтому 1 кг топлива реагирует с 3,51 кг кислорода с образованием 3,09 кг диоксида углерода и 1,42 кг воды.

Октановый рейтинг [ править ]

Двигатели с искровым зажиганием предназначены для сжигания бензина в контролируемом процессе, называемом дефлаграцией . Однако несгоревшая смесь может самовоспламеняться только под действием давления и тепла, а не воспламеняться от свечи зажигания точно в нужное время, вызывая быстрое повышение давления, которое может повредить двигатель. Это часто называют детонацией двигателя или детонацией выхлопных газов. Детонацию можно уменьшить, увеличив сопротивление бензина самовоспламенению , которое выражается его октановым числом.

Октановый измеряются по отношению к смеси 2,2,4-триметилпентана (AN - изомер из октана ) и н - гептана . Существуют разные условные обозначения для выражения октанового числа, поэтому одно и то же физическое топливо может иметь несколько различных октановых чисел в зависимости от используемой меры. Одним из наиболее известных является октановое число по исследовательскому методу (RON).

Октановое число типичного имеющегося в продаже бензина зависит от страны. В Финляндии , Швеции и Норвегии нормой для обычного неэтилированного бензина является октановое число 95, а также более дорогой вариант с октановым числом 98.

В Соединенном Королевстве более 95% проданного бензина имеет RON 95 и продается как неэтилированный или неэтилированный премиум-класса. Неэтилированный бензин с октановым числом 97/98 и фирменные высокоэффективные виды топлива (например, Shell V-Power, BP Ultimate) с октановым числом 99 составляют баланс. Бензин с октановым числом 102 редко доступен для гоночных целей. ^{[72] [73] [74]}

В Соединенных Штатах октановое число неэтилированного топлива варьируется от 85 ^[75] до 87 AKI (91–92 RON) для обычного, 89–90 AKI (94–95 RON) для среднего класса (эквивалентно европейскому стандартному). до 90–94 AKI (95–99 RON) для премиум-класса (европейский премиум).

Так как крупнейший город ЮАР, Йоханнесбург , расположен на Хайвелде на высоте 1753 метра (5751 фут) над уровнем моря, Автомобильная ассоциация Южной Африки рекомендует использовать бензин с октановым числом 95 на небольшой высоте и с октановым числом 93 для использования в Йоханнесбурге, потому что «Чем выше чем выше высота, тем ниже давление воздуха и тем меньше потребность в высокооктановом топливе, поскольку реального прироста производительности нет ". ^[76]

Октановое число стало важным, поскольку в конце 1930-х и 1940-х годах военные стремились повысить мощность авиационных двигателей . Более высокое октановое число обеспечивает более высокую степень сжатия или наддува нагнетателя и, следовательно, более высокие температуры и давления, что приводит к более высокой выходной мощности. Некоторые ученые ^{[ кто? ]} даже предсказал, что страна с хорошим запасом высокооктанового бензина будет иметь преимущество в авиации. В 1943 году авиадвигатель Rolls-Royce Merlin выдавал 1320 лошадиных сил (984 кВт) на топливе с октановым числом 100 при скромном рабочем объеме 27 литров. К моменту проведения операции «Оверлорд», и RAF, и USAAF проводили некоторые операции в Европе с использованием топлива с октановым числом 150 (100/150 avgas ), полученного добавлением 2,5% анилина к 100-октановому avgas. ^[77] К этому времени Rolls-Royce Merlin 66 на этом топливе развивал 2000 л.с.

Добавки [ править ]

Антидетонационные добавки [ править ]

Этот раздел необходимо обновить . Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. ( Июль 2020 г. )

Почти все страны мира отказались от автомобильного этилированного топлива. В 2011 году шесть стран ^{[78] по-} прежнему использовали этилированный бензин: Афганистан , Мьянма , Северная Корея , Алжир , Ирак и Йемен . Ожидалось, что к концу 2013 года и в этих странах будет запрещен этилированный бензин ^[79], но эта цель не была достигнута. Алжир заменил этилированный на неэтилированный автомобильный бензин только в 2015 году. ^{[ Необходима ссылка ]} Различные присадки заменили свинцовые соединения. К наиболее популярным добавкам относятся ароматические углеводороды , простые эфиры испирт (обычно этанол или метанол ). По техническим причинам использование этилированных присадок по-прежнему разрешено во всем мире для составов некоторых марок авиационного бензина, таких как 100LL , поскольку достижение требуемого октанового числа технически невозможно без использования этилированных присадок.

Тетраэтилсвинец [ править ]

Бензин, когда он используется в двигателях внутреннего сгорания с высокой степенью сжатия , имеет тенденцию к самовоспламенению или «детонации», вызывая повреждающий стук в двигателе (также называемый «звоном» или «гудением»). Для решения этой проблемы в 1920-х годах широко применялся тетраэтилсвинец (TEL) в качестве добавки к бензину. Однако с открытием серьезности масштабов ущерба окружающей среде и здоровью, наносимого соединениями свинца, а также несовместимости свинца с каталитическими преобразователями , правительства начали требовать сокращения содержания свинца в бензине.

В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды издало нормативные акты по снижению содержания свинца в этилированном бензине в течение ряда ежегодных этапов, начало которых запланировано на 1973 год, но отложено в связи с апелляциями в суд до 1976 года. К 1995 году этилированное топливо составляло только 0,6 процента от общего объема. общий объем продаж бензина и менее 2000 коротких тонн (1800 метрических тонн) свинца в год. С 1 января 1996 года Закон США о чистом воздухе запретил продажу этилированного топлива для использования в дорожных транспортных средствах в США. Использование TEL также потребовало других добавок, таких как дибромэтан .

Европейские страны начали замену содержащих свинец присадок к концу 1980-х годов, а к концу 1990-х годов этилированный бензин был запрещен во всем Европейском союзе. ОАЭ начали переходить на неэтилированный бензин в начале 2000-х годов. ^[80]

Снижение среднего содержания свинца в крови человека считается основной причиной снижения уровня насильственной преступности во всем мире, в том числе в Соединенных Штатах ^[81] и Южной Африке. ^[82] Была обнаружена статистически значимая корреляция между уровнем использования этилированного бензина и насильственными преступлениями: с учетом 22-летнего временного лага кривая насильственных преступлений практически повторяет кривую воздействия свинца. ^{[83] [84]}

Свинцовый бензин [ править ]

Бензин с заменой свинца (LRP) был разработан для транспортных средств, предназначенных для работы на этилированном топливе и несовместимых с неэтилированным топливом. Вместо тетраэтилсвинца он содержит другие металлы, такие как соединения калия или метилциклопентадиенил-трикарбонил марганца (ММТ); они предназначены для амортизации мягких выпускных клапанов и седел, чтобы они не подвергались рецессии из-за использования неэтилированного топлива.

LRP продавался во время и после прекращения использования этилированного моторного топлива в Великобритании, Австралии , Южной Африке и некоторых других странах. ^{[ расплывчато ]} Потребительская путаница привела к широко распространенному ошибочному предпочтению LRP, а не неэтилированному, ^[85] и LRP был постепенно прекращен через 8-10 лет после введения неэтилированного. ^[86]

Этилированный бензин был изъят из продажи в Великобритании после 31 декабря 1999 года, через семь лет после того, как постановления ЕЭС объявили о прекращении производства автомобилей, использующих этилированный бензин, в государствах-членах. На этом этапе все еще использовался большой процент автомобилей 1980-х и начала 1990-х годов, которые работали на этилированном бензине, а также автомобили, которые могли работать на неэтилированном топливе. Однако в связи с уменьшением количества таких автомобилей на дорогах Великобритании к 2003 году многие автозаправочные станции сняли с продажи LRP ^[87].

MMT [ править ]

Метилциклопентадиенил-трикарбонил марганца (ММТ) используется в Канаде и США для повышения октанового числа. ^[88] Его использование в Соединенных Штатах было ограничено нормативными актами, хотя в настоящее время разрешено. ^[89] Его использование в Европейском Союзе ограничено статьей 8a Директивы о качестве топлива ^[90] после его испытаний в соответствии с Протоколом для оценки воздействия металлических присадок к топливу на характеристики выбросов транспортных средств. ^[91]

Стабилизаторы топлива (антиоксиданты и деактиваторы металлов) [ править ]

Клейкие липкие отложения смолы возникают в результате окислительного разложения бензина при длительном хранении. Эти вредные отложения возникают в результате окисления алкенов и других второстепенных компонентов бензина (см. Высыхающие масла ). Улучшения в технологиях нефтепереработки в целом снизили подверженность бензина этим проблемам. Раньше бензины каталитического или термического крекинга были наиболее подвержены окислению. Образование смол ускоряется солями меди, которые можно нейтрализовать добавками, называемыми дезактиваторами металлов .

Это разложение можно предотвратить путем добавления 5–100 частей на миллион антиоксидантов , таких как фенилендиамины и другие амины . ^[64] Углеводороды с бромным числом 10 или выше могут быть защищены комбинацией беспрепятственных или частично затрудненных фенолов и растворимых в масле сильных аминовых оснований, таких как затрудненные фенолы. «Несвежий» бензин может быть обнаружен с помощью колориметрического ферментативного теста на наличие органических пероксидов, образующихся при окислении бензина. ^[92]

Бензины также обрабатывают дезактиваторами металлов , которые представляют собой соединения, которые связывают (деактивируют) соли металлов, которые в противном случае ускоряют образование липких остатков. Металлические примеси могут возникать в самом двигателе или в виде загрязняющих веществ в топливе.

Моющие средства [ править ]

Бензин, поставляемый к насосу, также содержит присадки для уменьшения накопления углерода в двигателе, улучшения сгорания и облегчения запуска в холодном климате. Высокие уровни моющего средства можно найти в бензинах с моющими средствами высшего уровня . Спецификация бензинов с моющими средствами высшего уровня была разработана четырьмя автопроизводителями: GM , Honda , Toyota и BMW . Согласно бюллетеню, минимальных требований Агентства по охране окружающей среды США недостаточно для поддержания чистоты двигателей. ^[93] Типичные детергенты включают алкиламины и алкилфосфаты на уровне 50–100 частей на миллион. ^[64]

Этанол [ править ]

Европейский Союз [ править ]

В ЕС допускается добавление 5% этанола в соответствии с общепринятой спецификацией бензина (EN 228). Продолжаются обсуждения, чтобы разрешить 10% -ное смешивание этанола (доступно на автозаправочных станциях Финляндии, Франции и Германии). В Финляндии на большинстве автозаправочных станций продается 95E10, 10% этанол, и 98E5, 5% этанол. Большая часть бензина, продаваемого в Швеции, содержит 5–15% этанола. В Нидерландах продаются три разные смеси этанола - E5, E10 и hE15. Последний из них отличается от стандартных смесей этанол-бензин тем, что он состоит из 15% водного этанола (т.е. азеотропа этанол-вода ) вместо безводного этанола, традиционно используемого для смешивания с бензином.

Бразилия [ править ]

Национальное агентство Бразильское нефти, природного газа и биотоплива (ANP) требует бензина для использования в автомобиле , чтобы иметь 27.5% этанола добавляют в его состав. ^[94] Чистый гидратированный этанол также доступен в качестве топлива.

Австралия [ править ]

Законодательство требует от розничных продавцов маркировать топливо, содержащее этанол, на заправочной колонке и ограничивает использование этанола 10% бензина в Австралии. Такой бензин обычно называют E10 основными брендами, и он дешевле обычного неэтилированного бензина.

Соединенные Штаты [ править ]

Федеральный стандарт возобновляемого топлива (RFS) фактически требует, чтобы нефтепереработчики и смесители смешивали возобновляемое биотопливо (в основном этанол) с бензином, достаточное для достижения растущего годового целевого показателя общего количества смешанных галлонов. Хотя мандат не требует определенного процентного содержания этанола, ежегодное увеличение целевого показателя в сочетании со снижением потребления бензинапривело к тому, что типичное содержание этанола в бензине приблизилось к 10%. На большинстве топливных насосов есть наклейка, на которой указано, что топливо может содержать до 10% этанола, преднамеренное несоответствие, которое отражает различный фактический процент. До конца 2010 года розничным торговцам топливом было разрешено продавать только топливо, содержащее до 10 процентов этанола (E10), и большинство гарантий на автомобили (за исключением транспортных средств с гибким топливом) разрешали топливо, содержащее не более 10 процентов этанола. ^{[ необходима цитата ]} В некоторых частях Соединенных Штатов этанол иногда добавляют в бензин без указания того, что это компонент.

Индия [ править ]

В октябре 2007 года правительство Индии приняло решение сделать 5% -ное смешивание этанола (с бензином) обязательным. В настоящее время смесь 10% этанола (E10) продается в различных частях страны. ^{[95] [96] По} крайней мере, в одном исследовании было обнаружено, что этанол может повредить каталитические преобразователи. ^[97]

Красители [ править ]

Хотя бензин представляет собой бесцветную жидкость по своей природе, многие бензины окрашены в различные цвета, чтобы указать на их состав и допустимое использование. В Австралии самый низкий сорт бензина (RON 91) был окрашен в светлый оттенок красного / оранжевого и теперь имеет тот же цвет, что и средний сорт (RON 95) и высокооктановый бензин (RON 98), которые окрашены в желтый цвет. ^[98] В Соединенных Штатах авиационный бензин ( avgas ) окрашивают, чтобы определить его октановое число и отличить его от реактивного топлива на основе керосина, что очевидно. ^[99] В Канаде бензин для морского и сельскохозяйственного использования окрашен в красный цвет и не облагается налогом с продаж. ^[100]

Смешивание оксигенатов [ править ]

Кислородсодержащее смешивание добавляет кислород водоносных соединений , такие как МТБЭ , ЭТБЭ , TAME , ТААЯ , этанол и биобутанол . Присутствие этих оксигенатов снижает количество оксида углерода.и несгоревшее топливо в выхлопе. Во многих регионах США смешивание оксигенатов предписано правилами EPA для уменьшения смога и других загрязняющих веществ, переносимых по воздуху. Например, в Южной Калифорнии топливо должно содержать 2% кислорода по весу, в результате получается смесь 5,6% этанола в бензине. Получающееся в результате топливо часто называют бензином с новой формулой (RFG) или кислородсодержащим бензином, или в случае Калифорнии, Калифорния, бензин с измененной формулой. Федеральное требование о том, что RFG содержит кислород, было отменено 6 мая 2006 г., поскольку промышленность разработала RFG с контролируемым содержанием летучих органических соединений , для которого не требовался дополнительный кислород. ^[101]

МТБЭ был прекращен в США из-за загрязнения грунтовых вод и связанных с этим постановлений и судебных исков. Этанол и, в меньшей степени, ЭТБЭ, полученный из этанола, являются обычными заменителями. Общий этанол-бензин смесь 10% этанола , смешанный с бензином называется бензоспиртом или Е10, а этанол-бензин смесь 85% этанола , смешанный с бензином называется Е85 . Наиболее широко этанол используется в Бразилии , где этанол получают из сахарного тростника . В 2004 г. более 3,4 млрд галлонов США (2,8 млрд имп гал; 13 млн м³) этанола было произведено в Соединенных Штатах для использования в качестве топлива, в основном из кукурузы., и E85 постепенно становится доступным на большей части территории Соединенных Штатов, хотя многие из относительно немногочисленных станций, торгующих E85, закрыты для широкой публики. ^[102]

Использование биоэтанола и биометанола, прямо или косвенно путем преобразования этанола в био-ЭТБЭ или метанола в био-МТБЭ, поощряется Директивой Европейского союза о продвижении использования биотоплива и других возобновляемых видов топлива для транспорта . Поскольку производство биоэтанола из ферментированных сахаров и крахмалов связано с дистилляцией , обычные люди в большей части Европы не могут законно ферментировать и перегонять свой собственный биоэтанол в настоящее время (в отличие от США, где получение разрешения BATF на дистилляцию было легким после нефтяного кризиса 1973 года ) .

Безопасность [ править ]

Соображения по охране окружающей среды [ править ]

Сжигание бензина производит 2,35 кг на литр (19,6 фунта / галлон США) двуокиси углерода, парникового газа . ^{[103] [104]}

Основная проблема, связанная с воздействием бензина на окружающую среду, помимо сложностей его добычи и очистки, связана с воздействием на климат из-за образования двуокиси углерода. ^[105] Несгоревший бензин и испарения из резервуара в атмосфере реагируют на солнечном свете, образуя фотохимический смог . Давление пара сначала повышается при добавлении к бензину этанола, но наибольшее увеличение составляет 10% по объему. ^[106]При более высоких концентрациях этанола, превышающих 10%, давление паров смеси начинает снижаться. При концентрации этанола 10% по объему повышение давления пара может потенциально увеличить проблему фотохимического смога. Это повышение давления пара можно уменьшить, увеличивая или уменьшая процентное содержание этанола в бензиновой смеси.

Основные риски таких утечек связаны не с автомобилями, а с авариями с автоцистернами для доставки бензина и утечками из резервуаров для хранения. Из-за этого риска в большинстве (подземных) резервуаров для хранения в настоящее время предусмотрены обширные меры по обнаружению и предотвращению любых таких утечек, такие как системы мониторинга (Veeder-Root, Franklin Fueling).

Производство бензина потребляет 15 декалитров за километр (0,63 галлона США за милю ) от воды от пройденного расстояния. ^[107]

Токсичность [ править ]

В паспорте безопасности техасского неэтилированного бензина 2003 года указано не менее 15 опасных химических веществ, присутствующих в различных количествах, включая бензол (до 5% по объему), толуол (до 35% по объему), нафталин (до 1% по объему). ), триметилбензол (до 7% по объему), метил- трет- бутиловый эфир (MTBE) (до 18% по объему, в некоторых штатах) и около десяти других. ^[108] Углеводороды в бензине обычно обладают низкой острой токсичностью, LD50 составляет 700–2700 мг / кг для простых ароматических соединений. ^[109] Бензол и многие антидетонационные присадки являютсяканцерогенный .

Люди могут подвергнуться воздействию бензина на рабочем месте при его проглатывании, вдыхании паров, попадании на кожу и в глаза. Бензин токсичен. Национальный институт по охране труда и здоровья (NIOSH) также обозначен бензин как канцероген. ^[110] Физический контакт, проглатывание или вдыхание могут вызвать проблемы со здоровьем. Поскольку употребление большого количества бензина может вызвать необратимое повреждение основных органов, рекомендуется позвонить в местный токсикологический центр или посетить отделение неотложной помощи. ^[111]

Вопреки распространенному заблуждению, проглатывание бензина обычно не требует особой неотложной помощи, а вызывание рвоты не помогает и может усугубить ситуацию. По словам специалиста по ядам Брэда Даля, «даже два глотка не были бы так опасны, если бы они опускались к вашему желудку и оставались там или продолжали действовать». Агентство CDC США по регистрации токсичных веществ и заболеваний запрещает вызывать рвоту, лаваж и применение активированного угля . ^{[112] [113]}

Вдыхание при отравлении [ править ]

Вдыхание паров бензина - распространенное опьяняющее средство. Пользователи концентрируют и вдыхают пары бензина способом, не предназначенным производителем, чтобы вызвать эйфорию и интоксикацию . Вдыхание бензина стало эпидемией в некоторых более бедных общинах и группах коренного населения в Австралии, Канаде, Новой Зеландии и на некоторых островах Тихого океана. ^[114] Считается, что эта практика вызывает серьезные повреждения органов, включая умственную отсталость и рак. ^{[115] [116] [117] [118]}

В Канаде дети коренных народов в изолированной общине северных лабрадоров в заливе Дэвис были в центре внимания страны в 1993 году, когда было обнаружено, что многие нюхают бензин. Правительства Канады и провинций Ньюфаундленд и Лабрадор неоднократно вмешивались, отправляя многих детей на лечение. Несмотря на то, что в 2002 году он был переведен в новую общину Натуашиш , серьезные проблемы со злоупотреблением ингалянтами продолжаются. О подобных проблемах сообщалось в Шешатшиу в 2000 году, а также в Первой нации Пикангикум . ^[119] В 2012 году об этом снова заговорили средства массовой информации Канады. ^[120]

Австралия давно столкнулась с проблемой обнаружения бензина (бензина) в изолированных и обедневших общинах аборигенов . Хотя некоторые источники утверждают, что нюхание было введено военнослужащими Соединенных Штатов, дислоцированными в районе Топ-Энда во время Второй мировой войны ^[121], или в результате экспериментов, проведенных рабочими лесопилки на полуострове Кобург 1940-х годов ^[122], другие источники утверждают, что злоупотребление ингалянтами (такими как клей) вдыхание) появился в Австралии в конце 1960-х годов. ^[123] Хронические обильные нюхания бензина, по всей видимости, имеют место среди удаленных, бедных коренных общины, где легкая доступность бензина помогла сделать его обычным веществом для злоупотребления.

В Австралии нюхание бензина в настоящее время широко распространено в отдаленных общинах аборигенов Северной территории , Западной Австралии , северных частей Южной Австралии и Квинсленда . Число людей, нюхающих бензин, со временем увеличивается и уменьшается, поскольку молодые люди экспериментируют или нюхают время от времени. «Боссы», или хронические нюхачи, могут входить в сообщества и выходить из них; они часто несут ответственность за то, чтобы побудить молодых людей взяться за это. ^[124] В 2005 году правительство Австралии и BP Australia начали использовать топливо Opal в отдаленных районах, подверженных нюхам бензина. ^[125] Опал - это топливо, которое нельзя нюхать (вероятность того, что он вызывает кайф) гораздо меньше, и он изменил жизнь некоторых коренных общин.

Воспламеняемость [ править ]

Как и другие углеводороды, бензин горит в ограниченном диапазоне паровой фазы, что в сочетании с его летучестью делает утечки очень опасными при наличии источников возгорания. Бензин имеет нижний предел взрываемости 1,4% по объему и верхний предел взрываемости 7,6%. Если концентрация ниже 1,4%, смесь воздух-бензин слишком бедная и не воспламеняется. Если концентрация выше 7,6%, смесь слишком богатая и также не воспламеняется. Однако пары бензина быстро смешиваются и распространяются с воздухом, в результате чего неограниченный бензин быстро воспламеняется.

Использование и цены [ править ]

Европа [ править ]

Страны Европы взимают значительно более высокие налоги на топливо, такое как бензин, по сравнению с США. Цена на бензин в Европе обычно выше, чем в США из-за этой разницы. ^[126]

Соединенные Штаты [ править ]

Этот раздел необходимо обновить . Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. ( Апрель 2016 г. )

С 1998 по 2004 год, цена бензина колебалась в пределах $ США 1 и $ 2 за доллар США галлон . ^[127] После 2004 года цена увеличивалась до тех пор, пока средняя цена на газ не достигла максимума в 4,11 доллара за галлон США в середине 2008 года, но к сентябрю 2009 года снизилась примерно до 2,60 доллара за галлон США. ^[127] В США наблюдался рост цен на бензин. до 2011 года ^[128] и к 1 марта 2012 года средний показатель по стране составлял 3,74 доллара за галлон.

В Соединенных Штатах на большинство потребительских товаров указаны цены до налогообложения, но цены на бензин указаны с учетом налогов. Налоги добавляются федеральным правительством, правительством штата и местными властями. По состоянию на 2009 год федеральный налог составляет 18,4 цента за галлон для бензина и 24,4 цента за галлон для дизельного топлива (за исключением красного дизельного топлива ). ^[129]

По данным Управления энергетической информации, около 9 процентов всего бензина, проданного в США в мае 2009 года, было высшего сорта. В журнале Consumer Reports говорится: «Если [в руководстве пользователя] указано, что нужно использовать обычное топливо, сделайте это - нет никаких преимуществ для более высокого класса». ^[130] Associated Press сказал премиум газа , который имеет более высокий октанового и затраты больше за галлон , чем обычный неэтилированный-следует использовать только , если производитель говорит , что это «требуется». ^{[131] В} автомобилях с двигателями с турбонаддувом и высокой степенью сжатия часто используется бензин премиум-класса, поскольку топливо с более высоким октановым числом снижает вероятность «детонации» или предварительной детонации топлива. ^[132]Цена на газ значительно варьируется между летними и зимними месяцами. ^[133]

Производство бензина по странам [ править ]

Производство углекислого газа [ править ]

Около 2,353 килограмма на литр (19,64 фунта / галлон США) диоксида углерода (CO ₂ ) образуются при сжигании бензина, не содержащего этанола. Около 2,682 килограмма на литр (22,38 фунта / галлон США) CO ₂ образуется при сжигании дизельного топлива. ^[104]

По оценкам EIA США, потребление автомобильного бензина и дизельного (дистиллятного) топлива в США в 2015 году привело к выбросу около 1105 миллионов метрических тонн CO ₂ и 440 миллионов метрических тонн CO ₂ , соответственно, что в сумме составляет 1545 миллионов метрических тонн. тонн CO ₂ . ^[104] Эта сумма была эквивалентна 83% общих выбросов CO _{2 в} транспортном секторе США и 29% общих выбросов CO ₂ в США, связанных с энергетикой, в 2015 году. ^[104]

Большая часть розничного бензина, продаваемого в настоящее время в Соединенных Штатах, содержит около 10% топливного этанола (или E10) по объему. ^[104] Сжигание E10 производит около 2,119 кг на литр (17,68 фунта / галлон США) CO _2, который выделяется из ископаемого топлива. Если учесть выбросы CO ₂ от сжигания этанола, то при сжигании E10 образуется около 2,271 килограмма на литр (18,95 фунта / галлон США) CO ₂ . ^{[104] При} сжигании чистого этанола образуется около 1,525 кг на литр (12,73 фунта / галлон США) CO ₂ . ^[104]

Транспортные средства с бензиновым двигателем постепенно выводятся из употребления во многих странах, в основном потому, что они вызывают изменение климата .

Сравнение с другими видами топлива [ править ]

Ниже представлена ​​таблица объемной и массовой плотности энергии различных видов топлива для транспорта по сравнению с бензином. В строках с брутто и нетто они взяты из Книги данных по транспортной энергии Национальной лаборатории Окриджа . ^[135]

(*) Дизельное топливо не используется в бензиновых двигателях, поэтому его низкое октановое число не является проблемой; релевантным показателем для дизельных двигателей является цетановое число .

См. Также [ править ]

Заметки [ править ]

Ссылки [ править ]

Библиография [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

Викискладе есть медиафайлы по теме бензина .

Поищите бензин в Викисловаре, бесплатном словаре.

• CNN / Деньги: Мировые цены на газ
• EEP: цены на газ в Европе
• Книга данных по транспортной энергии
• Каталог терминалов США с возможностью поиска по логистике энергоснабжения
• Высокооктановое топливо, этилированный бензин и бензин LRP - статья с сайта robotpig.net
• CDC - Карманный справочник NIOSH по химическим опасностям
• Карта авиационного топлива

Изображений

• Вниз по бензиновому следу Handy Jam Organization, 1935 (мультфильм)