Как делается бензин из нефти: Как делают бензин из нефти. Сколько можно получить из литра + подробное видео

все о технологии и компонентах


Автор Fuel expert На чтение 6 мин Опубликовано

Содержание

  • 1 Как производят бензин в промышленности
  • 2 Хранение и очистка сырой нефти
    • 2.1 Первичная переработка
    • 2.2 Вторичная переработка
    • 2.3 Каталитический риформинг
    • 2.4 Каталитический и термический крекинг
    • 2.5 Процесс прямой перегонки
    • 2.6 Изомеризация
    • 2.7 Алкилирование
    • 2.8 Компаундирование
  • 3 Лабораторная проверка
  • 4 Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти
  • 5 Как производят бензин в домашних условиях

Практически вся современная техника основана на двигателях внутреннего сгорания. Последние ,в свою очередь, используют в качестве топлива – бензин. Открытие этой горючей жидкости относится к первой половине 19-го столетия, когда необходимые фракции были выделены при помощи дистилляции. Промышленность значительно усовершенствовала технологию переработки сырой нефти, сделав получение бензина более простым и более доступным. Разберемся, из чего делают бензин, как делают бензин и из каких стадий складывается процесс.

Содержание

  1. Как производят бензин в промышленности
  2. Хранение и очистка сырой нефти
  3. Первичная переработка
  4. Вторичная переработка
  5. Каталитический риформинг
  6. Каталитический и термический крекинг
  7. Процесс прямой перегонки
  8. Изомеризация
  9. Алкилирование
  10. Компаундирование
  11. Лабораторная проверка
  12. Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти
  13. Как производят бензин в домашних условиях

Как производят бензин в промышленности

Сырьем для переработки является сырая нефть – полезное ископаемое, которое добывается из месторождений. Исходный компонент подвергается дистилляции с постепенным повышением температуры, благодаря чему нефть удается разделить на группы фракций. Каждая такая группа фракций и является определенным видом топлива – бензин, дизель, нефрасы и др. Основная проблема скрыта в составе нефти, которая представляет собой смесь из нескольких сотен фракций, имеющих одинаковую температуру кипения. Разделить их классической перегонкой достаточно сложно, поэтому применяют другую технологию производства.

Среди наиболее технологичных методов обработки выделяют:

  • Высокотемпературный крекинг и крекинг каталитический;
  • Крекинг и риформинг при помощи катализаторов;
  • Гидрориформинг;
  • Платформинг.

Хранение и очистка сырой нефти

После добычи, нефтепродукты собираются в крупные бочки, в которых доставляется до нефтеперерабатывающих предприятий. На них необходимо провести подготовку сырой нефти к дальнейшей переработке. Первый шаг в этом – отделить несколько крупных фракций. Очистка происходит в несколько этапов, в следующей последовательности:

  • Термическая фракционная перегонка – сырье кипятят при определенном диапазоне температур, а испарения конденсируют и собирают. Конденсат передают на дальнейшую стадию;
  • Химическая фракционная обработка (или конверсия) – под воздействием реагентов, высокомолекулярные углеводороды «дробятся» на более мелкие.

Первичная переработка

Начинается производство бензина с фракционирования под атмосферным давлением. Цель этого физического процесса – это разделение нефти по фракциям. Для этого устанавливается температура в диапазоне 300 – 350 градусов, но давление остается атмосферным (101,3 Па). Перешедшие в пар компоненты конденсируют и собирают для дальнейшей переработки.

Далее требуется проведение вакуумной дистилляции. Два этих технологических процесса проводятся в одном и том же аппарате, который носит название атмосферно-вакуумная трубчатка. Внутри аппарата создается сильное разрежение, а температура возрастает до 600 градусов.

При помощи этих двух процессов удается отделить от бензина фракции мазута и гудрона. Эти компоненты также имеют практическое применение и не являются отходами нефтяного производства.

Вторичная переработка

Этот технологический процесс предназначен для того, чтобы из полуобработанного сырья получить соединение с конкретными заданными значениями. Это могут быть определенные виды моторного топлива, либо глубокая очистка. Суть процесса состоит в химическом взаимодействии с молекулами углеводородов, с приданием им формы, удобной для дальнейшей реакции.

Всего в промышленности применяют только 3 основных типа обработки:

  • Для углубления разделения по фракциям, например термический и каталитический крекинг, коксование и др;
  • Облагораживание – несколько видов риформинга, изомеризации и др;
  • Выделение маслообразных жидкостей и ароматических углеводородов.

Каталитический риформинг

Цель каталитического риформинга – это увеличение количественного содержания соединений ароматического ряда в составе горючего. При помощи такого процесса можно получить:

  • Бензин неэтилированного типа с высоким значение ОЧ;
  • Выделить в чистом виде соединения аренового ряда (бензол и его производные)4
  • Выделить газ.

Жидкая фракция после каталитического риформинга – это основной компонент при производстве бензина. Все дальнейшие манипуляции производятся с ним. Отдельно стоит упомянуть про ценный отход на данной стадии – газообразный водород. Он получается дешевым и способен вторично использоваться на последующих стадиях производства.

Каталитический и термический крекинг

Альтернативным вариантом переработки сырья является каталитический крекинг, когда на сырье воздействует высокая температура в присутствии каталитических добавок на основе алюмосиликатов. На выходе будет получено топливо с высоким октановым числом, газы и газовый бензин.

Это универсальный технологический процесс, который можно гибко подстроить под задачи производства. В основном применяется для разделения сырой нефти на бензин с высоким октановым числом и активные, горючие газы (пропилен, бутан и т.д.). Легко проходит модификация с дополнительными «классическими» процессами – адсорбционная очистка, алкилирование и т.д.

В процессе каталитического крекинга можно увидеть следующие реакции со сложными углеводородами – гидрирование, полимеризация, циклизация, алкилирование, дегидрирование и др.

Процесс прямой перегонки

Прямая перегонка проводится в колоннах для ректификации нефти. Конструкционно – это высокие аппараты, которые имеют систему нагревания и несколько десяток плоскостей, где пары могут сконденсироваться.

Принцип действия – нефть в нижней части подогревается до выделения паров, которые поднимаются до верхушки аппарата. Чем более легко кипит фракция, тем максимально высоко она поднимается. На каждой плоскости конденсируется фракция с определенно температурой кипения.

Таким образом можно получить около 15% высокочистого бензина, а также сопутствующие соединения – керосин, солярка и др. В нижней части аппарата остаются самые тяжелые фракции, которые постепенно превращаются в мазут.

Изомеризация

Поскольку углеводороды с небольшой молекулярной массой снижают октановое число, требуется повышать концентрацию высокомолекулярных. Это достигается благодаря использованию изомеризации. Это, обычно, происходит при проведении крекинга.

На этой стадии добиваются уменьшения количественного содержания ароматических углеводородов, а также легких фракций с низким значением ОЧ. Обязательно применение катализаторов для активации данного процесса.

Алкилирование

Этот процесс несет в себе превращение в бензин, газа на основе непредельного углеводородного газа. Фактически, это удлинение цепочки соединения, на основании реакции алкана и алкена. Поскольку последние понижают ОЧ, их превращение в алканы достаточно полезно.

Химизм реакции заключается в в реакции между бутиленом и изобутаном в присутствие фтороводородной кислоты и олеума.

Компаундирование

Этим термином называется смешивание различных фракций нефти, происходящее под управлением раздельными потоками. Поскольку при смешивании без контроля, показатели для нефти имеют скачки, то при компаундировании нестабильный поток сглаживается. Это необходимо для:

  • Контроля плотности потока;
  • Контроля температуры сырья;
  • Уточнения параметра расхода нефти.

Лабораторная проверка

Все топливо обязательно проходит сертификацию в лаборатории предприятия-изготовителя на соответствие требованиям нормативной документации и государственным стандартам. Какие показатели подлежат контролю:

  • Соответствие характеристик, указанным в нормативах;
  • Контроль качественного и количественного состава соединений в бензине;
  • Тестовые испытания на возможность повреждения узлов двигателя.

Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти

Для начала определимся, что баррель примерно равен 160 литрам нефти. Из этого объема можно получить примерно 103 литра бензина, 31 литр дизтоплива и 5,6 литров мазута. Примечательно, что меньше всего из этого количества получается моторного масла – всего 1 литр.

Как производят бензин в домашних условиях

В домашних условиях, для изготовления используют аппаратуру, которая по конструкции близка к устройствам для выделения спирта. В основе лежит нагреваемая емкость, к которой подведен холодильник для улавливания паров и тара для сбора конденсата. Важно поддерживать правильную температуру:

  • Для получения бензина – не более 250 градусов;
  • Для получения дизельного топлива – не более 355 градусов.

Обратите внимание, что в домашних условиях невозможно провести полноценную очистку, соответственно бензин будет низкого качества.

Нефть. Что делают из нефти: от бензина до еды

Фото: Getty Images

Технологии

Понедельник, 4 октября 2021

О том, что из нефти получают бензин и дизельное топливо, знают все. Но полный список вещей, которые делают из нефти, очень длинный, и многие пункты вас удивят.

Нефтеперерабатывающие заводы превращают сырую нефть в ряд нефтепродуктов. Но не вся сырая нефть одинакова, и физические характеристики каждого конкретного сорта сырой нефти определяют, как именно происходит ее переработка.

Фото: Getty Images

Переработка сырой нефти

Сырая нефть классифицируется по плотности и содержанию серы. Менее плотная (более легкая) сырая нефть содержит большую долю легких углеводородов, и, как правило, меньше соединений серы. Нефтеперерабатывающие заводы могут производить из легкой сырой нефти бензин, дизельное топливо и авиационный керосин с помощью простой перегонки.

Тяжелая сырая нефть требует дополнительной и более дорогостоящей обработки. Чаще всего это крекинг-процесс: под действием высокой температуры тяжелые фракции нефти частично преобразовывают в легкие, которые можно использовать для производства моторного топлива, смазочных масел и как сырье для химической и нефтехимической промышленности. Помимо легких фракций при крекинге образуются т. н. крекинг-остаток (фракция с температурой кипения более 350°C) и нефтяной кокс.

Нефтяной кокс используют в производстве электродов, а также в качестве собственно кокса в металлургической промышленности.

Крекинг-остаток добавляют в котельное топливо, обычно в так называемый «флотский мазут» для судовых котельных.

Общий объем нефтепродуктов превышает объем сырой нефти примерно на 6% за счет добавления различных компонентов. Около 45% нефтепродуктов — это автомобильный бензин, 4% — авиационный бензин, авиакеросин – 8%, дизельное топливо 10-12%, мазут – 8-10%, асфальт и битум – 2%. Оставшиеся 20-30% представляют собой сырье для нефтехимии, которое затем превращают в химикаты, пластмассы, синтетические каучуки и пр.

Фото: Getty Images

Что еще делают из нефти?

Топливо разных видов — это очень важный, но далеко не единственный продукт, который делают из нефти. Не менее важная отрасль — производство пластмасс и разных искусственных материалов: клеев, синтетических смазок, полимерных пленок, резиновых изделий, включая автомобильные шины, синтетических тканей и т. п.

Фото: Getty Images

Нефть также используется при изготовлении многих лекарств, антисептиков, медицинского спирта, косметики, солнечных панелей, лаков и красок, мыла, шампуней и зубной пасты.

Фото: Getty Images

Повседневные продукты, которые делают из нефти

Одно из самых известных лекарств из нефти — это аспирин. Салициловую кислоту делают из фенола, производимого из нефти. Также из нефтепродуктов (конкретно из анилина) производят сульфаниламиды: сульфидин, стрептоцид, сульфадимезин, бисептол и пр. В 30-е-40-е годы, еще до эры антибиотиков, сульфаниламиды спасли много жизней — их применяли и продолжают применять против бактериальных инфекций. Еще два очень широко распространенных раньше лекарственных средства — хлороформ и нашатырный спирт — тоже делают из производных нефти.

Из нефти производят полиэтилен – самый популярный сегодня упаковочный материал — и множество разновидностей синтетических тканей. Например, полиамид, или нейлон (аббревиатура от New York Lab of Organic Nitrocompounds) — изобретение химиков компании DuPont.

Как только этой ткани было найдено достойное применение в виде дамских чулок, нейлон начал триумфальное шествие по миру. В первый же день широких продаж в США в мае 1940 года было раскуплено более 5 млн пар чулок, и это при том, что нейлон стоил в тот момент дороже шелка. На несколько десятков лет белье и одежда из нейлона (например, мужские рубашки, плащи из «болоньи») вошли в повседневную моду, но сейчас чистый нейлон никто не носит — люди вновь оценили премущества натуральных тканей, которые поначалу подзабылись под влиянием рекламы.

Синтетические волокна из нефтепродуктов — полиэстер, нейлон, лайкра — и сейчас довольно широко используются в производстве одежды, однако чаще в качестве добавок к натуральным тканям. А вот в изготовлении спортивного, туристического и военного снаряжения (от палаток и рюкзаков до парашютов) эти волокна незаменимы.

Практически все жиры, применяемые в косметике, — тоже производные из нефти. Самый известный их них — вазелин. Помимо косметики и медицины, вазелин применяют для пропитки тканей и специальной бумаги, как основу для технической смазки, для защиты металлов от ржавчины и пр.

Все пластики, идущие на изготовление оболочек кабелей, обувных подошв, корпусов бытовых приборов и детских игрушек, также произведены из нефти.

Производные нефти употребляются даже в пищевой промышленности: многие красители, консерванты, стабилизаторы, эмульгаторы, усилители вкуса. Искусственный ванилин, заменивший дорогую экзотическую растительную ваниль в массовом производстве сладостей — это тоже продукт из нефти. В жевательную резинку для  мягкости и эластичности добавляют искусственный воск и глицерин, произведенные из нефти. Бензоат натрия, он же пищевая добавка E211 — популярный консервант для мясных и молочных продуктов. Вступая в реакцию с аскорбиновой кислотой (витамин С), бензоат натрия может образовывать высококанцерогенное веществ бензол. Реакцию ускоряет воздействие тепла и света, а также долгое хранение.

Опасна ли сырая нефть для человека?

Хотя наиболее опасными считаются нефтепродукты с высоким содержанием серы, надо сказать, что нефть ядовита для человека и вся, целиком. Тяжелое отравление может вызвать даже небольшая примесь нефти в воде — что  случается в местах, где сырая нефть просачивается в подземные воды. Работа на нефтевышках и нефтеперерабатывающем производстве однозначно вредна. Контакт с нефтью и нефтепродуктами повышает риск онкологических заболеваний.

Читайте также:

Гниющие деревья оказались более крупным источником выбросов СО2, чем нефть и газ

Крупнейшие банки США ради экологии отказались искать нефть в Арктике

 

  • Откуда берется бензин

    Введение

    Бензин был открыт почти 160 лет назад как побочный продукт переработки сырой нефти для производства керосина для освещения. В то время бензин был бесполезен, поэтому его сжигали на нефтеперерабатывающем заводе, превращали в газообразное топливо для газовых фонарей или просто выбрасывали. Около 125 лет назад, в начале 1890-х годов, изобретатели автомобилей начали осознавать ценность бензина как моторного топлива. В 1911 году бензин впервые продавался больше, чем керосин. А к 1920 октября в Соединенных Штатах насчитывалось около девяти миллионов автомобилей с бензиновым двигателем, и по всей стране открывались заправочные станции, чтобы заправлять растущее число легковых и грузовых автомобилей. 1

    Рисунок 1. Производство, переработка и распределение бензина по принципу «от скважины до колеса». (Изображение: Дин Армстронг, Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии)

    Сегодня бензин является предпочтительным топливом для легковых автомобилей, которые потребляют около 90 процентов продуктов, продаваемых в Соединенных Штатах. 2 Бензин также используется в мотоциклах, транспортных средствах для отдыха, лодках, небольших самолетах, строительном оборудовании, электроинструментах и ​​переносных электрических генераторах. Американцы используют в среднем более одного галлона бензина на человека в день, при этом потребление в США составляет около 392 миллионов галлонов в день по состоянию на 31 декабря 2016 года. он попадает в автомобильные топливные баки? Читайте дальше, чтобы узнать больше о производстве и распределении бензина.

    Добыча нефти

    Бензин производится из сырой нефти, которая содержит углеводороды — органические соединения, полностью состоящие из атомов водорода и углерода. Сырая нефть исторически добывалась через вертикальные скважины, пробуренные в подземные и подводные резервуары. Скважина представляет собой круглое отверстие, облицованное металлической трубой, называемой обсадной трубой. В нижней части корпуса имеются отверстия, через которые поступает масло из резервуара. Многие нефтяные скважины также добывают природный газ, который в основном используется для стационарных применений, таких как отопление домов, но может также использоваться в качестве моторного топлива при соответствующих модификациях транспортных средств.

    Современные нефтяные скважины по-прежнему начинаются с вертикальных стволов, но оттуда они могут разветвляться в разных направлениях и на разную глубину. Эти вторичные валы обеспечивают доступ к дополнительному объему нефти, увеличивая добычу и сводя к минимуму возмущения поверхности. Горизонтальное бурение является обычной практикой гидроразрыва пласта, процесса, в котором используется закачка жидкости и заряды взрывчатых веществ для разрушения грунта вокруг скважины, что высвобождает дополнительное количество нефти и природного газа. Горизонтальные скважины могут простираться на несколько миль от центрального ствола.

    В то время как некоторые скважины имеют естественное внутреннее давление, выталкивающее нефть на поверхность, в большинстве из них для удаления нефти требуется погружной или надземный насос. В течение срока службы скважины можно использовать несколько дополнительных процессов для извлечения максимально возможного количества нефти. Общие методы вторичной добычи включают закачку воды в скважину и закачку газов или пара. Когда цены на сырую нефть падают, малопродуктивные скважины могут быть закрыты только для того, чтобы возобновить работу, когда цены вырастут.

    Рис. 2. Нефтяная скважина с электрическим насосом. (Изображение: Фамартин, Викисклад)

    Вопреки распространенному мнению, цвет сырой нефти варьируется от почти прозрачного до угольно-черного, а вязкость может варьироваться от вязкости воды до почти твердого состояния. Качество сырой нефти также сильно различается, хотя нефть из одного и того же района обычно имеет схожие свойства. Качество масла основано на химическом анализе, где двумя наиболее важными параметрами являются молекулярная плотность и содержание серы.

    Масла с короткими углеводородными цепями и удельным весом 34 или выше по классификации Американского института нефти (API) считаются «легкими», от 31 до 33 — «средними», а масла 30 и ниже — «тяжелыми». Масла с содержанием серы менее 0,5 процента по весу считаются «сладкими», а те, что выше этого уровня, — «кислыми». Легкая малосернистая нефть является наиболее ценным типом, поскольку ее легче перерабатывать при меньших затратах и ​​производить большее количество готовой продукции.

    Есть 46 основных стран-экспортеров нефти, но цены на сырую нефть, как правило, котируются на основе одного из трех основных продуктов: сырая нефть среднего класса из Западного Техаса, нефть марки Brent из Северного моря и нефть из Дубая из ОАЭ. Цены на эти продукты служат барометром для всей нефтяной отрасли. Цены на нефть основаны на стоимости 42-галлонного «барреля» сырой нефти, единицы измерения, которая восходит к заре бурения нефтяных скважин.

    В прошлом Соединенные Штаты импортировали большое количество сырой нефти и других нефтепродуктов. Пик пришелся на 2005 год, когда чистый импорт (импорт минус экспорт) вырос до 12,6 млн баррелей в день. Совсем недавно продолжающиеся процессы разведки и передовой добычи увеличили внутреннюю добычу нефти и сократили импорт нефти. В 2016 году чистый импорт составил всего 4,9миллионов баррелей в день, что эквивалентно примерно 25 процентам общего потребления нефти в США. Это немного выше, чем 24 процента в 2015 году, что было самым низким уровнем с 1970 года 4 .

    Транспортировка сырой нефти

    После извлечения сырой нефти из скважин она хранится в больших резервуарах перед транспортировкой на нефтеперерабатывающие заводы. Трубопроводы, корабли и баржи являются обычными методами транспортировки сырой нефти. Однако в последние годы увеличение добычи в районах, где нет доступа к трубопроводам или водным путям, привело к тому, что больше нефти перевозится по железной дороге в вагонах-цистернах. Очень густые и тяжелые формы сырой нефти, такие как битуминозные пески, должны быть разбавлены растворителями, прежде чем их можно будет перекачивать по трубопроводам или транспортировать другими способами.

    Рисунок 3. Участок Трансаляскинского нефтепровода. (Изображение: Лука Галуцци, Wikimedia Commons)

    Все методы транспортировки сырой нефти несут в себе потенциальные риски для окружающей среды. Однако крушение поездов с нефтью представляет дополнительную опасность, поскольку поезда регулярно проходят через города и населенные пункты, где разливы нефти и потенциальные пожары могут привести к значительному материальному ущербу и гибели людей.

    Чтобы решить эти проблемы, в мае 2015 года Министерство транспорта выпустило всеобъемлющее окончательное правило, содержащее модернизированные стандарты для цистерн, новые эксплуатационные инструкции по перевозке больших объемов легковоспламеняющихся жидкостей по железной дороге, а также расширенное планирование действий в чрезвычайных ситуациях и обучение. Железнодорожная отрасль поддерживает ускоренную замену старых вагонов-цистерн, увеличила количество проверок путей, чтобы свести к минимуму возможность схода с рельсов, и внедрила специальные технологии, помогающие определить самые безопасные железнодорожные маршруты для транспортировки нефти. 5

    Нефтепереработка

    Нефтеперерабатывающие заводы — это крупные промышленные предприятия, производящие товарные продукты из сырой нефти и, в некоторых случаях, из других исходных материалов, таких как биомасса. Более половины нефтеперерабатывающих мощностей в Соединенных Штатах расположено на побережье Мексиканского залива, а остальные рассредоточены по стране, как правило, вблизи источников добычи нефти или транспортных трубопроводов и водных путей.

    Нефтеперерабатывающие заводы работают 24 часа в сутки и семь дней в неделю, но должны периодически останавливаться для технического обслуживания и ремонта. Как правило, это происходит весной и осенью, когда на нефтеперерабатывающих заводах должны быть проведены перестройки по переводу производства с летнего бензина на зимний и наоборот. Различия между ними будут обсуждаться позже, а дополнительную информацию можно найти в отделе новостей AAA.

    Остановка нефтеперерабатывающих заводов влияет на поставки бензина в регионы, поэтому они обычно планируются заблаговременно и тщательно контролируются. Это позволяет распределительной сети вносить любые необходимые коррективы для обеспечения бесперебойных поставок топлива. Внеплановые остановки НПЗ, вызванные техническими проблемами или экстремальными погодными условиями, могут привести к краткосрочной локализованной нехватке бензина и повышению цен на топливо.

    Рис. 4. Нефтеперерабатывающий завод в Анакортес, Вашингтон. (Изображение: Уолтер Зигмунд, Wikimedia Commons)

    Процесс переработки

    Почти весь бензин, продаваемый в США, перерабатывается здесь, и США также экспортируют большое количество бензина в другие страны — более 230 миллионов баррелей в 2016 году. 6 Переработка сырой нефти в готовые нефтепродукты — чрезвычайно сложная задача. Следующее описание дает общий обзор процесса очистки с акцентом на производство бензина.

    Все нефтеперерабатывающие заводы используют первичный процесс, называемый фракционной перегонкой, для разделения сырой нефти на различные составные части. Дистилляция включает в себя нагревание сырой нефти до кипения (примерно 600°C) и последующее введение паров в дистилляционную колонну. По мере того, как горячий пар поднимается в колонне, он охлаждается, и на разных высотах и ​​температурах различные «фракции» сырой нефти конденсируются и собираются. Более тяжелые фракции, такие как смазочное масло, имеют более высокие температуры кипения и конденсируются в нижней части колонны. Более легкие фракции, такие как пропан и бутан, имеют более низкие температуры кипения и поднимаются вверх. Бензин, керосин, газойль и дизельное топливо собираются в средней части башни.

    Рисунок 5. Принципиальная схема процесса переработки сырой нефти. (Изображение: американские производители топлива и нефтехимии)

    Очень немногие нефтепродукты, в том числе бензин, готовы к употреблению, когда они выходят из дистилляционной колонны. Для очистки фракций и превращения их в товарные продукты требуется ряд вторичных процессов очистки.

    «Крекинг» включает процессы обработки, которые расщепляют молекулы более тяжелых фракций на более легкие. Он часто используется для изготовления компонентов бензина из более тяжелых масел. Существует множество форм крекинга, таких как каталитический крекинг с псевдоожиженным слоем, гидрокрекинг и коксование/термический крекинг. Каждый из них приводит к уникальным углеводородным цепочкам, которые используются в бензине и других продуктах.

    «Объединение» по существу противоположно взлому. Он объединяет более легкие фракции в более тяжелые, которые также используются в рецептуре бензина. Двумя распространенными комбинированными процессами являются риформинг и алкилирование. Первый увеличивает количество компонентов, которые идут на производство бензина, а второй создает «ароматические» углеводороды, играющие ключевую роль в повышении октанового числа готового топлива.

    Завершающим этапом производства бензина является смешивание. Многочисленные нефтепродукты, полученные в результате различных процессов переработки, тщательно комбинируются для создания базовых бензинов обычного и высшего сорта. Эти виды топлива должны соответствовать четким и обширным требованиям к характеристикам, которые меняются как в зависимости от сезона, так и в зависимости от места, где топливо будет продаваться. Например, летний бензин смешивают так, чтобы он легче испарялся, что помогает снизить выбросы в результате испарения. Зимний бензин смешивают, чтобы он легче испарялся, что облегчает запуск холодного двигателя и улучшает управляемость.

    В некоторых районах Соединенных Штатов требуется специально смешанный «бутик» или «реформулированный» бензин, который горит чище и является частью Государственного плана реализации (SIP) по сокращению выбросов. Первоначально существовало 15 уникальных составов, но, стремясь уменьшить распространение бензиновых смесей, EPA теперь разрешает использовать только шесть специализированных видов топлива в новых SIP. 7 Другие составы, которые являются частью существующих SIP, продолжают использоваться в различных областях.

    Рисунок 6. Бутик-бензины Continental в США (2015 г.) – каждый цвет, кроме белого, представляет собой уникальную смесь бензина с измененным составом. (Изображение: ExxonMobil)

    Количество готовых нефтепродуктов, произведенных из барреля сырой нефти, будет варьироваться в зависимости от нефтеперерабатывающего завода, но большинство заводов спроектированы так, чтобы максимизировать выпуск бензина. Как показано на прилагаемой иллюстрации, почти половина каждого барреля перерабатывается в бензин, а около четверти – в дизельное топливо (дистиллят со сверхнизким содержанием серы). Из-за эффекта, называемого «прибыль от нефтепереработки», баррель сырой нефти объемом 42 галлона фактически дает около 45 галлонов готовых нефтепродуктов.

    Рисунок 7. Средний выход нефтепродуктов (в галлонах) из барреля сырой нефти в 2016 г. (Изображение: Управление энергетической информации США)

    Распределение бензина

    После очистки базовый бензин хранится в больших резервуарах до его распределения по трубопроводам, кораблям и баржам на распределительные терминалы, расположенные в крупных мегаполисах и вокруг них. Чтобы предотвратить загрязнение топлива, трубопроводы, используемые для этой цели, отличаются от трубопроводов, используемых для транспортировки сырой нефти.

    Рисунок 8. Карта трубопроводов сырой нефти и нефтепродуктов в США. (Изображение: American Energy Mapping)

    Бензин и другие продукты нефтепереработки, такие как керосин, дизельное топливо и топливо для реактивных двигателей, отправляются по трубопроводам партиями без физического разделения между одним продуктом и другим. Это приводит к некоторому смешиванию продуктов, и существуют системы для изоляции этих смесей от чистых продуктов по обе стороны от границы раздела. Смешанная жидкость, называемая трансмиксом, хранится отдельно и отправляется на специальные перерабатывающие заводы, которые перерабатывают ее в товарный продукт.

    Распределительные терминалы имеют огромные резервуары для хранения бензина обычного и высшего сорта, дизельного топлива и этанола. Резервуары для хранения бензина обычно содержат базовое топливо от многих различных нефтеперерабатывающих заводов и нефтяных компаний, что означает, что на данный момент весь бензин одинаков. Распределительный терминал также имеет множество небольших резервуаров для хранения, которые содержат пакеты топливных присадок, которые варьируются от стандартных составов поставщиков до смесей для конкретных брендов, разработанных отдельными нефтяными компаниями.

    Бензин доставляется на заправочные станции автоцистернами, вмещающими до 10 000 галлонов топлива. Большинство баков на этих грузовиках имеют несколько отсеков, поэтому они могут перевозить несколько различных типов и сортов топлива. Когда автоцистерна заполняется на распределительном терминале, этанол (при необходимости) и специальный пакет присадок к топливу смешиваются с базовым бензином, когда он закачивается в бак. Это момент, когда универсальный базовый бензин становится фирменным продуктом с уникальными характеристиками.

    Рис. 11. Автоцистерна с отсеками, способная доставлять пять различных видов топлива. (Изображение: Kenworth)

    Розничная торговля бензином

    Автоцистерны доставляют бензин и дизельное топливо от распределительного терминала до станций технического обслуживания, где оно хранится в подземных резервуарах. На большинстве заправок есть баки для обычного бензина и бензина премиум-класса, баки для дизельного топлива, если они его продают, и, возможно, баки для чистого этанола, о чем будет сказано ниже. В следующих разделах обсуждаются некоторые вопросы, о которых потребители должны знать при покупке бензина.

    Рисунок 12. Затраты, включенные в цену галлона обычного бензина. (Изображение: Управление энергетической информации США)

    На прилагаемом рисунке показано, сколько потребители платят за галлон бензина, и сравнивается 2016 год со средним показателем за последние 10 лет. За это время цены на сырую нефть упали, что привело к росту доли прочих затрат. Имейте в виду, что эти увеличения могут не отражать фактические изменения суммы в долларах, поскольку стоимость галлона бензина значительно снизилась. Например, часть федерального налога и налога штата увеличилась на 6 процентов, хотя федеральный налог на бензин не изменился с 1919 года.93, и только несколько штатов увеличили взимаемые налоги на топливо.

    Марки бензина

    Бензин продается в обычном и премиальном классах, а иногда и в среднем. Топливо среднего класса создается в насосе путем смешивания обычного бензина и бензина премиум-класса. Качество бензина основано на его октановом числе, которое оценивает, насколько хорошо топливо предотвращает «детонацию» двигателя. Чем выше октановое число, тем выше детонационная стойкость топлива.

    В большинстве регионов страны обычный бензин имеет октановое число 87, среднесортный бензин — 89.а надбавка составляет 91, 92 или 93, в зависимости от местных факторов. В районах на больших высотах, где воздух содержит меньше кислорода для поддержки горения, бензины обычного, среднего и высшего качества обычно имеют октановое число 85, 87 и 91 соответственно.

    Исследование AAA не выявило увеличения производительности двигателя или снижения выбросов выхлопных газов при использовании бензина с октановым числом выше, чем рекомендовано производителем автомобиля. Если в руководстве по эксплуатации не указано топливо среднего или премиум-класса для автомобиля, AAA рекомендует потребителям экономить деньги и придерживаться обычного бензина.

    Высший уровень ТМ Бензин

    Федеральное правительство требует, чтобы весь бензин содержал минимальное количество моющих присадок, чтобы предотвратить вредные отложения углерода на топливных форсунках, впускных клапанах двигателя и поверхностях камеры сгорания. Однако многие автопроизводители считают, что минимального необходимого содержания присадок недостаточно для поддержания оптимальной работы двигателя и системы контроля выбросов в долгосрочной перспективе. В ответ они создали расширенный стандарт присадок к топливу под названием Top Tier 9.Бензин моющий 0005 ТМ .

    Рис. 13. Сравнение отложений на впускных клапанах при использовании различных пакетов топливных присадок. (Изображение: ААА)

    Исследование AAA подтвердило, что бензин высшего уровня может поддерживать компоненты двигателя в 19 раз чище, чем топливо с минимальным требуемым уровнем моющих средств. Сегодня 52 марки бензина соответствуют стандарту Top Tier; список можно найти здесь. AAA рекомендует использовать бензин Top Tier для удаления и предотвращения образования отложений в двигателе, повышения производительности автомобиля и экономии топлива, а также снижения выбросов выхлопных газов.

    Содержание этанола

    В 2005 году Конгресс принял Стандарт возобновляемого топлива, который предписывал использование нескольких возобновляемых видов топлива, но в первую очередь этанола. В 2007 году были установлены целевые показатели использования возобновляемого топлива, согласно которым к 2022 году необходимо ежегодно использовать 36 миллиардов галлонов такого топлива. Эти целевые показатели в настоящее время пересматриваются, поскольку повышение экономичности автомобильного топлива и другие факторы привели к тому, что объемы продаж топлива значительно ниже тех, которые прогнозировались более чем за десятилетие. назад. В 2016 году в бензин, продаваемый в США, было добавлено около 14 миллиардов галлонов этанола, и почти весь бензин содержит до 10 процентов этанола (E10).

    Этанол может помочь снизить зависимость Америки от импортируемой нефти, а также является хорошим средством для повышения октанового числа. На самом деле, большинство базовых бензинов сегодня смешиваются с более низким октановым числом, которое затем увеличивается с добавлением этанола для достижения октанового числа, указанного на насосе.

    Рис. 14. Бензонасос, который подает бензин обычного качества, не содержащий этанола, в дополнение к бензину обычного, среднего и высшего качества, содержащему этанол. (Изображение: 127driver, Викисклад)

    С другой стороны, этанол вызывает коррозию и притягивает воду, что может вызвать проблемы в топливных системах, не предназначенных для бензина E10. В первую очередь это касается старых автомобилей, лодочных моторов, мотоциклов, личных транспортных средств для отдыха и небольших двигателей, используемых в энергетическом оборудовании. AAA рекомендует ознакомиться с руководством по эксплуатации или связаться с производителем транспортного средства, оборудования или двигателя, чтобы определить, безопасно ли использование бензина, содержащего этанол, в той или иной области применения. Бензин без этанола доступен на большинстве пристаней и на ограниченном количестве заправочных станций.

    Некоторые заправочные станции продают бензиновые смеси E15 и E85, содержащие до 15 и 85 процентов этанола соответственно. На этих станциях часто есть дополнительный резервуар для хранения чистого этанола, который смешивается с бензином в специальных «блендерных насосах» для получения конечного топлива. Некоторые насосы-блендеры также дозируют дополнительные смеси этанола и бензина с содержанием этанола от 15 до 85 процентов.

    E15 относительно редко встречается на рынке в настоящее время, и AAA рекомендует использовать его только в автомобилях, где он специально одобрен автопроизводителем. Топливо с содержанием этанола более 15 процентов должно использоваться только в транспортных средствах с гибким топливом, которые на заводе оснащены специальными топливными системами, которые могут адаптироваться к смесям с более высоким содержанием этанола.

    Выводы

    Способность среднего человека влиять на производство, распределение и продажи бензина в значительной степени ограничена выбором, который он делает на заправке. До этого момента процесс контролируется нефтяными компаниями и государственными органами. Это не значит, что потребительский выбор не важен. В совокупности покупательский выбор потребителей может оказать негативное влияние на доходы корпораций и способствовать более ответственному поведению после экологических бедствий, таких как разливы нефти. Выбор подходящего сорта и качества бензина на индивидуальной основе может сэкономить деньги, оптимизировать производительность и экономию топлива, а также снизить выбросы выхлопных газов.

    Узнать больше

    САЙТЫ AAA

    Отдел новостей AAA – Отдел новостей AAA: Не все бензины созданы равными,
    http://newsroom.aaa.com/2016/07/aaa-not-gasoline-created-equal/

    Отдел новостей AAA – Переход на бензин с зимней смесью означает снижение цен у Насоса,
    http://newsroom.aaa.com/2016/09/switch-winter-blend-gasoline-means-cheaper-prices-pump/

    Отдел новостей AAA – Водители в США ежегодно тратят 2,1 миллиарда долларов на бензин премиум-класса,
    http://newsroom. aaa.com/2016/09/u-s-drivers-waste-2-1-billion-annually-premium-benz/

    Отдел новостей AAA – В чем разница между летним и зимним бензином?,
    http://newsroom.aaa.com/2013/06/what-is-the-difference-between-summer-and-winter- смесь-бензин/

    ПРАВИТЕЛЬСТВЕННЫЕ САЙТЫ

    Департамент природных ресурсов, штат Луизиана – Откуда берется мой бензин?,
    http://www.dnr.louisiana.gov/index.cfm?md=pagebuilder&tmp=home&pid=244

    Управление энергетической информации США – Объяснение бензина ,
    https://www.eia.gov/energyexplained/index.cfm?page=gasoline_home#tab1

    Агентство по охране окружающей среды США – Стандарты бензина,
    https://www.epa.gov/gasoline-standards

    РЕФЕРЕНЦИОННЫЕ САЙТЫ

    How Stuff Works, Science – How Stuffworks.com/gasoline. How Stuff Works, Science – How Stuffworks.com/gasoline. хтм

    How Stuff Works, Science – How Stuff Works,
    http://science. howstuffworks.com/environmental/energy/oil-refining.htm

    Википедия – Добыча нефти,
    https://en.wikipedia.org/wiki/Extraction_of_petroleum

    Википедия – Бензин,
    https://en.wikipedia.org/wiki/Бензин

    Википедия — Список продуктов сырой нефти,
    https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_crude_oil_products

    Википедия – Процессы нефтепереработки,
    https://en.wikipedia.org/wiki/Petroleum_refining_processes

    ПРОФЕССИОНАЛЬНЫЕ ОБЪЕКТЫ

    ABB Oil and Gas – Справочник по добыче нефти и газа,
    https://library.e.abb.com/public/34d5b70e18f7d6c8c1257be500438ac3…

    Американские производители топлива и нефтехимии – Процесс переработки,
    https://www.afpm .org/the-refinery-process/

    Американские производители топлива и нефтехимии – за что потребители платят на заправке 101,
    http://education.afpm.org/refining/factors-affecting-gas-prices/

    Американский институт нефти
    http://www. api.org/

    Chevron – Технический обзор автомобильных бензинов,
    http://www.chevronwithtechron.ca/products/documents/69083_MotorGas_Tech_Review.pdf

    Нефтеперерабатывающий завод Chevron Pascagoula – переработка и переработка сырой нефти,
    http://pascagoula.chevron.com/abouttherefinery/whatwedo/processingandrefining.aspx

    Колорадский университет в Боулдере, Межгорный нефтегазовый проект BMP – Процесс разработки,
    http://www.oilandgasbmps.org/resources/development.php

    Примечания

    1 Управление энергетической информации США, Объяснение бензина, История бензина,
    https://www.eia.gov/energyexplained/index.cfm?page=gasoline_history

    2 Управление энергетической информации США, Объяснение бензина, Использование бензина,
    https://www.eia.gov/energyexplained/index.cfm?page=gasoline_use

    3 Управление энергетической информации США, Объяснение бензина, Использование бензина,
    https://www. eia.gov/energyexplained/index.cfm?page=gasoline_use

    4 Управление энергетической информации США, Чистый импорт сырой нефти и нефтепродуктов в США,
    https://www.eia.gov/dnav/pet/hist/LeafHandler.ashx?n=pet&s=mttntus2&f=a

    5 Ассоциация американских железных дорог, What We Haul, Crude Oil by Rail,
    https://www.aar.org/todays-railroads/what-we-haul/crude-oil-by-rail

    6 Управление энергетической информации США, Экспорт готового автомобильного бензина в США,
    https://www.eia.gov/dnav/pet/hist/LeafHandler.ashx?n=PET&s=MGFEXUS1&f=M

    7 Американские производители топлива и нефтехимии, Сводка списка фирменных видов топлива EPS,
    https://www.afpm.org/uploadedFiles/Content/Policy_Positions/Fuels…

    Из чего сделан бензин?

    ТЕХНОЛОГИИ — Машиностроение

    Задумывались ли вы когда-нибудь…

    • Из чего делают бензин?
    • Как производится бензин?
    • Какие еще продукты производятся из сырой нефти?
    Метки:

    Просмотреть все метки

    • асфальт,
    • бутан,
    • углерод,
    • химия,
    • конденсат,
    • дизель,
    • перегонка,

      • 9двигатель 0279,

    • этанол,
    • ископаемое топливо,
    • топливо,
    • газ,

      • бензин

    • ,
    • отопление,
    • углеводород,
    • водород,
    • керосин,
    • жидкость,
    • метан,

      • молекула

    • ,

      • октановое число

    • ,

      • масло

    • ,
    • органический,
    • парафин,
    • нефть,
    • трубопровод,
    • пропан,
    • НПЗ,
    • наука,
    • осадок,
    • твердый,

      • 9растворитель 0279,

    • смола,
    • технологии,
    • температура,
    • воск

     

    Врум! Врум! Нет ничего лучше звука работающего двигателя, когда вы готовы отправиться в путь. Однако, прежде чем отправиться в это эпическое путешествие, вам нужно сделать одну остановку: заправочную станцию.

    Без полного бака бензина далеко не уедешь. Разве не было бы здорово, если бы вы могли просто остановиться у потока бензина и заправить машину из шланга в багажнике? К сожалению, мир так не работает!

    Бензин, который приводит в движение ваш автомобиль, не встречается в природе, как вода в ручье. Так откуда это взялось? Бензин на самом деле должен производиться из густого темного вещества, выкачиваемого из глубины земли. Мы называем это вещество сырой нефтью или нефтью.

    Сырая нефть — это ископаемое топливо. Это означает, что он был создан из остатков крошечных растений и животных, живших миллионы лет назад. Эти останки были покрыты слоями отложений, которые миллионы лет подвергались воздействию высоких давлений и температур, в результате чего образовалась смесь жидких углеводородов, которую мы называем нефтью.

    Углеводороды представляют собой органические химические соединения, состоящие из молекул водорода и углерода. Нефть состоит из углеводородных цепочек разной длины. Общая длина конкретной углеводородной цепи зависит от количества присутствующих молекул углерода.

    Сырая нефть состоит из смеси углеводородов, которые можно превратить в широкий спектр продуктов. Например, очень короткие цепочки из одного-четырех атомов углерода образуют нефтяные газы, известные как метан, этан, пропан и бутан.

    Углеводородные цепочки из пяти-семи атомов углерода образуют растворители, включая жидкости для химической чистки и растворители для красок. Бензин, который мы используем в качестве автомобильного топлива, состоит в основном из углеводородных цепей с семью-одиннадцатью атомами углерода.

    Углеводородные цепи, длина которых превышает двенадцать атомов углерода, используются для получения более тяжелых видов топлива, включая керосин, дизельное топливо и печное топливо; смазочные масла, такие как моторное масло; и твердые формы нефти, включая твердый парафин, деготь и асфальт.

    Как ученые выделяют все эти разные длины углеводородных цепочек? Они основаны на том факте, что разные углеводородные цепи имеют разные точки кипения. Это означает, что различные цепи могут быть разделены с помощью процесса, известного как дистилляция.

    Перегонка происходит на нефтеперерабатывающем заводе. На нефтеперерабатывающем заводе сырая нефть нагревается в дистилляционной колонне. При повышении температуры в разных точках выкипают разные углеводородные цепи. По мере выкипания их можно откачивать и извлекать, так как они конденсируются при разных температурах.

    После начальной перегонки желаемый бензин производится с помощью различных других процессов. Например, с бензином могут быть смешаны другие ингредиенты, такие как этанол. Кроме того, могут быть включены специальные присадки для улучшения характеристик двигателя или для достижения определенного октанового числа.

    После переработки сырой нефти в бензин ее обычно перекачивают по трубопроводу на крупные региональные складские терминалы. С этих терминалов бензин может быть загружен в автоцистерны для доставки на определенные заправочные станции, где вы покупаете его для использования в своем автомобиле!

    Интересно, что дальше?

    Обязательно помашите «Привет!» к завтрашнему Чуду Дня!

    Попробуйте

    Сегодняшнее чудо дня вдохновило вас на большее? Продолжайте учиться, когда вы проверяете следующие действия с другом или членом семьи:

    • Съездите на местную заправочную станцию. Помогите взрослому другу или члену семьи заправить машину бензином. Какие варианты доступны? Какой бензин они обычно используют? Почему они выбирают именно этот вид газа? Какие существуют ценовые различия между бензином с разным октановым числом?
    • Какие страны производят больше всего нефти в мире? Зайдите в Интернет, чтобы проверить мировую добычу нефти Удивляет ли вас карта? Почему или почему нет? Как вы думаете, почему страны, производящие больше всего нефти, делают это? Поделитесь тем, что вы узнали, с другом или членом семьи.
    • Готовы принять вызов? Помогите взрослому другу или члену семьи рассчитать расход бензина их автомобиля. Вам нужно будет помочь им заполнить его и записать пробег. Когда им снова понадобится бензин, помогите им заправить автомобиль и запишите новый пробег, а также количество галлонов, необходимое для заправки автомобиля. Получив эти цифры, разделите количество миль, пройденных с момента последней заправки, на количество галлонов, которое потребовалось для заполнения бака.