Как сделать бензин из нефти
Как делают бензин из нефти – топливо своими руками
Финансовый кризис демонстрирует неприятную ситуацию: цены на нефть падают, но стоимость бензина увеличивается. Создание автомобильного топлива не требует собственного завода со сложными механизмами и специальных знаний — процесс производства бензина достаточно простой.
Как делают бензин в промышленности
Топливо для автомобилей вырабатывается из нефти, которая, в свою очередь, состоит из двух компонентов:
- Углерод — содержание около 85%;
- Водород — содержание около 15%.
Два необходимых компонента тесно связаны между собой. Они соединяются на молекулярном уровне, образуя углеводород. От количества одного из двух компонентов, а также сложности состава зависит категория жидкости.
Бензин из нефти добывают двумя способами — прямой перегонкой или крекингом. Второй процесс является более популярным, равно как и технологически совершенным, поэтому используется в промышленности.
Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти
Один баррель содержит 159 литров. При переработке этого объёма количество нефти увеличивается до 168 литров, из чего можно произвести:
- 102 литра бензиновой смеси;
- 30 л дизельной;
- 25 л авиационного топлива;
- 11 л нефтезаводского газа, получаемого после перегонки;
- 10 л нефтяного кокса — вторичный продукт;
- 5,6 л мазута, который используется для отопления дома или питания кораблей, локомотивов и генераторов;
- 4,5 л сжиженного газа;
- Полтора килограмма древесного угля;
- 12 баллонов газа пропан;
- Литр моторного масла.
Процесс прямой перегонки для создания бензина
Этот способ является самым простым и был открыть раньше других. Такой процесс отличается малым КПД перегонки нефти в топливо, но может быть воспроизведён самостоятельно.
Суть перегонки заключается в нагревании нефти. При высоких температурах по очереди испаряются требуемые элементы, в конечном итоге оставляя бензин. Процесс проходит в закрытой ёмкости, которая имеет особое атмосферное давление. Отвод газов происходит через специальную трубку. От температуры зависит состав получаемой смеси:
- При температуре 35–200°C производится бензин;
- При 150–305°C — керосин;
- При 150–360°C — дизельное топливо.
Недостатки прямой перегонки нефти:
- Малый объём полученного топлива. Из одного барелля подготовленной нефти можно произвести примерно 25 л бензина — около 15% от изначального объёма.
- Полученное горючее имеет низкое октановое число (показатель, который говорит о способности топлива сопротивляться воспламенению при сжатии. Чем больше коэффициент, тем более устойчиво к детонации топливо) — порядка 50–60 единиц. Для его повышения до привычных 92–95 понадобится добавить множество присадок и спиртов.
Процесс перегонки давно устарел — для массового производства такой способ невыгоден. Тем не менее, этот процесс можно повторить самостоятельно, ведь он не требует дорогого оборудования и особых умений.
Высокотехнологический процесс, который используется для получения высококачественного бензина и прочего топлива, а также ароматических углеводородов. Он является очень сложным, но принцип таков: нефть разделяют на составляющие части с помощью химических реакций, уменьшая в ней количество воды и избавляясь от тех или иных соединений, делая смесь более простой, что и образует топливо.
Преимущества риформинга:
- Высокий КПД — бензина на выходе получается до 40–50% от первоначального объёма нефти. Это в среднем в три раза более эффективно, нежели перегонка. Так, из барреля получается около 80 литров горючего, что позволяет рациональнее расходовать ограниченную в количестве нефть.
- Более высокое октановое число, достигающее 80 единиц. Разумеется, такой бензин не может быть использован сразу, но он требует меньшего количества присадок, что позволяет сократить расходы при производстве, а сам бензин сделать более качественным и «натуральным».
Современные специалисты в области обработки нефти стремятся прийти к полному отказу от использования присадок. Для этого разрабатываются технологии вроде крекинга, платформинга и прочих.
Недостаток способа в плане производства бензина самостоятельно лишь один. Этот процесс является очень сложным, требуя точного контроля и серьёзной подготовки — оборудования и знаний.
Октановое число топлива
Чем больше показатель ОЧ, тем более безопасным для топливной системы является бензин. Горючее очень плохого качества создаёт риск взрыва двигателя. Для повышения октанового числа используются дополнительные компоненты:
- Спирты;
- Эфиры;
- Алкилы;
- Присадки, повышающие стойкость к замерзанию.
Повышается октановое число разными способами
Ранее также использовался тетраэтилсвинец. Он отлично справлялся с работой, но негативно влиял на здоровье водителей и природы в целом, оседая в лёгких и вызывая рак. Разрешённые присадки позволяют создавать безопасное как для двигателя, так и для экологии топливо как в лаборатории, так и самостоятельно.
Контроль качества. Проверка топлива
На территории каждого производства есть лаборатория. В ней отслеживается качество нефти и продуктов, получаемых из неё. Контролю подлежит каждый этап создания топлива от завоза сырья до окончательной смеси.
Конечная проверка бензина в лаборатории занимает три часа. Эксперты ориентируются на цвет, а также состав — топливо не должно содержать воду и примеси в количествах, превышающих норму. На вид бензин должен быть прозрачным и без осадка. Дизельное топливо может иметь желтоватый цвет.
Керосин проходит наиболее серьёзную проверку. Этот вид топлива используется в авиации, поэтому должен иметь высшее качество . Производство посещает военный представитель, который следит за анализом керосина.
После лабораторных анализов топливо подвергается испытанию в специальном двигателе. Исследуемое топливо сравнивается с эталонным, которое имеет октановое число 100. В зависимости от того, насколько хорошо работает испытательный двигатель относительно эталонного, получают ОЧ произведённой партии топлива.
Самостоятельное производство бензина
Изучив процесс перегонки нефти можно понять, что необязательно обладать заводом и лабораторией для создания топлива. Его можно сделать на даче или в любом другом месте, используя простой агрегат и минимальные знания. Разумеется, начальное качество такого горючего оставит желать лучшего — его придётся доводить до кондиции различными присадками.
Что потребуется:
- Герметичная ёмкость с газоотводящей трубкой. Подойдёт любая железная бочка с плотной крышкой и приваренным отводом;
- Промышленный термометр, который будет следить за температурой внутри этого сосуда;
- Конденсатор — любая ёмкость, в которую при перегонке будет поступать газ из первой;
- Дистиллятор (подойдёт обыкновенный самогонный аппарат);
- Нагревающий элемент — подойдёт даже кухонная электрическая плита;
- Третья ёмкость, которая выполняет функцию водяного затвора;
- Нефть или отходы нефтепереработки (в том числе старые покрышки или отработанное масло).
Сбор установки
Подготовив все три ёмкости можно приступить к сборке. Первый сосуд (реторта) соединяется со вторым (конденсатором) посредством газоотводящей трубки. Эта конструкция является основной в процессе перегонки. Ёмкость конденсатора должна иметь шланг, который подсоединяется к трубке водяного затвора (одной из двух) — обе они располагаются под уровнем воды. Вторая трубка гидрозатвора соединяется с печью, на которую и ставится реторта. Такая конструкция является замкнутой и позволяет производить перегонку нефтепродуктов. Процесс должен проходить на открытом воздухе либо в помещении с мощной вытяжкой — пары бензина взрывоопасны!
В случае если обычную нефть найти не удалось, подойдут вторичные продукты. Это может быть мазут, отработанное машинное масло, старые покрышки и прочие отходы. Разумеется, используя такие материалы, итоговое количество топлива составит даже менее 15% от первоначального объёма.
Как использовать аппарат для перегонки
В реторту помещается нефть или её вторичные продукты. Ёмкость ставится на нагревание (если используется кухонная плита, то она обязательно должна иметь электрические конфорки — газовые создают риск воспламенения паров бензина). Конденсатор необходимо поставить в прохладное помещение (около +5°С). Если нет такой возможности, то нужно как минимум обложить трубку, соединяющую реторту и конденсатор обложить льдом.
Можно получить вполне пригодное топливо
Первую ёмкость необходимо нагреть в диапазоне температур 35–200°С. При превышении двухсот градусов получится не бензин, а другой вид топлива — дизельное или керосин. Через трубку в охлаждённую вторую ёмкость будет поступать газ, который при конденсации превращается в жидкость — основу бензина. Его пары поднимаются над нефтепродуктами в результате нагревания, так как они легче остальных веществ. В реторте останутся высококипящие составы: керосин, нефтяное масло и прочее.
В процессе работы аппарата образуется не только газ, являющийся основой бензина, но и метан (а также пропан и бутан в меньших количествах). Именно поэтому нужна трубка, которая либо выводит углеводородные газы, либо направляет их в печь, если используется система сгорания.
Для того чтобы получить больше жидкости, следует остатки после первого процесса поместить в толстостенную герметичную ёмкость и нагреть до 450 градусов. Тяжёлые составляющие нефтепродуктов разложатся, а полученная субстанция может быть перегнана ещё раз. Этот процесс является упрощённой версией крекинга, который используют в промышленности.
Повышение октанового числа
Формально, жидкость, получаемая в конденсаторе, является бензином. Она имеет недостаточное октановое число, поэтому в качестве топлива не подходит. Так, бензин прямого перегона следует обогатить присадками (подойдёт даже тетраэтилсвинец — в малых количествах, которые требуются для работы одного автомобиля, он не представляет опасности). Полученный в итоге бензин можно использовать по прямому назначению, но он, скорее всего, не подойдёт для машин с чувствительной топливной системой — малое ОЧ вкупе с примесями просто испортит дорогое транспортное средство.
Что касается использования в простых и недорогих автомобилях, которые имеют непривередливую топливную систему — самодельный бензин отлично для них подходит. Повышение октанового числа до нужного показателя происходит методом проб и ошибок, поэтому не стоит экспериментировать на чувствительных машинах.
Получение дизельного топлива и керосина самостоятельно происходит точно таким же образом, за исключением температуры нагрева в реторте. Эти виды горючего требуют 300 и 350 градусов по Цельсию соответственно.
Заключение
Современные предприятия, производящие топливо, устанавливают огромную наценку на свою продукцию. В целях экономии создавать бензин и другое горючее можно самостоятельно, используя старую, но простую систему — процесс прямой перегонки. При перегонке из вторичных нефтепродуктов можно рассчитывать на эффективность около 10% объёма.
Работы должны выполняться в проветриваемом помещении с мощной вытяжкой или на свежем воздухе. В целях соблюдения безопасности крайне не рекомендуется использование открытых источников огня — процесс нагрева ёмкостей должен происходить на плите с электрической конфоркой либо на печи.
- ВКонтакте
- на сайте
«Как из нефти делают бензин?» – Яндекс.Знатоки
Существует множество способов получения из нефти вторичных продуктов переработки, таких как бензин, керосин, дизель, мазут. Рассмотрим наиболее интересные из них.
Наиболее простым и древним процессом, является прямая перегонка, которая заключается в нагревании нефти в закрытых сосудах с газоотводной трубкой. В зависимости от температуры, мы получим требуемый продукт ( от 35 до 200 °С – бензин, от 150 до 305 °С – керосин, от150 до 360 °С – дизельное топливо). При всей своей простоте процесс имеет большие недостатки, получается мало продукта (примерно в 7 раз меньше исходного), бензин получается с октановым числом 50-60.
Высокотехнологичным методом извлечения продуктов из нефти являются термические и каталитические крекинги. То есть крупные молекулы нефти разлагаются на более простые молекулы (фракции) продуктов под влиянием химических реакций. При этом выход бензина составляет примерно половину от исходного объема нефти, повышается также октановое число бензина до 70-80. Далее октановое число повышают присадками. Существуют и другие методы (платформинг, риформинг, гидрориформинг, крекинг), но они базируются, в основном на совершенствовании повышения в выходном продукте октанового числа и других характеристик.
Как делают бензин из нефти. Сколько можно получить из литра + подробное видео
Бензин дорожает – хотя нефть падает! Как то странно все устроено все в нашей стране. Ну да ладно, многие из нас с вами задумываются — а можно ли сделать бензин в домашних условиях? И как его делают вообще? Что же это за сложный технический процесс, после которого бензин сейчас стоит просто как «золото». Сегодня я решил написать небольшую статейку, где мы с вами рассмотрим процесс изготовления, этого топлива. Вы увидите, что не так все сложно, как кажется на самом деле …
СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ
Как известно бензин делают из нефти, если хотите, то это «заготовка» для будущего горючего. Кстати из остатков после перегонки, получают еще много чего, например — дизель, керосин, мазут и т.д. Так что литр этого «ископаемого» раскладывают на много составляющих.
В свою очередь нефть можно разложить на два основных составляющих, это – углерод (примерно 85%) и водород (примерно 15%). Они соединяются между собой сотнями связей, которые мы потом называем углеводороды – в свою очередь их также можно разделить на сложные и легкие составы — но все эти соединения, по сути, и есть нефть.
Бензин из нее добывают двумя основными способами – это процесс «прямой перегонки», и более совершенный который носит массу названий – платформинг, риформинг, гидрориформинг, но самые сейчас популярные – термический и каталитический крекинг. Теперь более подробно.
Процесс прямой перегонки
Это очень древний способ, его изобрели еще на заре бензиновых двигателей. Он если хотите не отличается супер технологиями, и его запросто можно повторить у каждого дома, про это чуть позже.
Сам физический процесс заключается в нагреве нефти и испарению из нее по очереди нужных составов. Процесс происходит при атмосферном давлении и закрытой емкости, в которую установлена газоотводящая трубка. При нагреве из нефти начинают испаряться летучие составы:
- Температура от 35 до 200 °С – получаем бензин
- Температура от 150 до 305 °С – керосин
- От 150 до 360 °С – дизельное топливо.
После чего их просто конденсируют в другую емкость.
Но при таком методе есть очень много минусов:
- Мы получаем очень мало топлива — так из одного литра получается всего 150 мл. бензина.
- Полученный бензин очень низкого октанового числа, примерно около 50 – 60 единиц. Как вы понимаете чтобы его догнать до 92 – 95, нужно много присадок.
В общем, этот процесс безнадежно устарел, в современных условиях он просто коммерчески не выгоден. Поэтому многие перерабатывающие предприятия сейчас перешли на более выгодный, совершенный способ изготовления.
Термический и каталитический крекинг
Вот этот процесс получения бензина очень сложный, дома таким способом вам его не получить – однозначно! Не хочется лезть в дебри, грузить вас сложными химическими и физическими терминами. Поэтому постараюсь рассказать, что говорится «на пальцах».
Суть крекинга проста. Нефть химически и физически разлагают на составляющие – то есть из больших, сложных молекул углеводорода, делают более мелкие и простые, которые образуют бензин.
Что нам это дает, какие есть плюсы:
- Выход бензина увеличивается в несколько раз, до 40 – 50%. ТО есть по сравнению с перегонкой мы имеем уже почти пол-литра топлива.
- Октановое число намного, увеличено — обычно оно около 70 – 80 единиц. Ездить конечно на нем тоже нельзя, однако присадок до получения готового продукта нужно минимум.
В общем, за этим процессом однозначно будущее. Вот почему их так сегодня много — платформинг, риформинг, гидрориформинг, крекинг. Каждый процесс старается увеличить число получаемого топлива + улучшить октановое число, в идеале, чтобы вообще обойтись без присадок.
Октановое число и разбавление
Немного все же хочется поговорить про разбавление первоначального бензина. То есть как мы получаем октановое число равное 92, 95 и 98, применяемые сейчас.
Октановое число характеризует устойчивость бензинового топлива к детонации, простыми словами можно описать это так – в топливной смеси (бензин + воздух), которая сжимается в камере сгорания, пламя распространяется со скоростью 1500 – 2500 м/с. Если показатель давления при воспламенении смеси слишком велик, то начинают образовываться дополнительные перекиси, сила взрыва увеличивается – это простой процесс детонации, который никак неполезен для поршней двигателя.
Как раз стойкость топлива к детонации и оценивается октановым числом. Сейчас существуют установки, которые содержат эталонную жидкость – обычно это смесь изооктана (у него число равное «100») и гептана (у него ровно «0»).
Затем на стенде сравнивают два топлива один полученный из нефти (бензиновая смесь), второй из изооктана. Их сравнивают, если двигатели работают одинаково, смотрят на вторую смесь и на число изооктана в ней – таким образом, получают октановое число. Конечно это все в идеале, лабораторные испытания.
НА практике детонация может быть вызвана многими другими неисправностями двигателя, так например неправильное положение дроссельной заслонки, обедненная горючая смесь, неправильное зажигание, перегрев двигателя, нагары в топливной системе и т.д.
Если подвести итог — то сейчас в качестве присадок для повышения октанового числа применяют спирты, эфиры, алкилы, они очень экологичные, а также присадки для устойчивости к замерзанию. Соотношение в составе примерно такое – состав католического крекинга (73 — 75%), алкилы (25 – 30%), бутиленовые фракции (5 – 7%). Для сравнения раньше для повышения октанового числа применяли тетраэтилсвинец, он прекрасно улучшает топливо, однако он наносит сильный вред экологии (всему живому), а также оседает в легких, может быть причиной рака. Поэтому сейчас от него отказались.
Как произвести бензин дома – инструкция
Знаете, мой дед бы легко и просто сделал бы бензиновое топливо у себя дома! Все потому что самогонный аппарат как нельзя кстати, подходит для этого мероприятия. Остается найти где-то сырую нефть!
ИТАК, процесс по пунктам:
- Ищем герметичную емкость, обязательно должна быть сверху газоотводящая трубка, которая будет идти в другую емкость. Также должен быть установлен высокотемпературный термометр, который будет контролировать температуру внутри.
- Теперь наливаем нефть в первую емкость, ставим на нагрев (можно даже на газ, но это взрывоопасно, ведь получаем бензин), лучше использовать электрический вариант. Вторую емкость ставим в холодное помещение, около + 5 градусов, если это не возможно тогда трубку, которая идет до емкости помещаем в холод, да хоть льдом от холодильника обкладываем.
- В первой емкости у нас начинается нагрев, а как мы уже разобрали сверху нам достаточно температуры в 35 – 200 градусов, чтобы легкие фракции (бензин), начали испаряться. Обычно достаточно уже 100 – 120 градусов. Нагреваем и так как у нас через трубку пары поступают в холодную емкость или трубку, они конденсируются — выпадают в жидкое состояние, во вторую емкость.
Наше топливо готово! По сути, это есть метод прямой перегонки нефти. Однако он будет низкого октанового числа, как я уже указывал сверху около 50 – 60 единиц, для того чтобы его использовать нужно добавить присадки – спирты, алкилы, эфиры. Таким образом, мы получим нужный нам 92 – 95 показатель. Конечно, дома это достаточно сложно сделать, но методом проб и ошибок можно добиться до вполне рабочей формулы. Если честно, то метод прямой перегонки, простой как «три копейки».
Кстати если нагревать оставшиеся фракции при большей температуре (+ 300, + 350 градусов), то мы уже получаем керосин и дизель.
Сейчас небольшое видео, для тех, кому лень читать.
НА этом заканчиваю, смотрите и читайте наш АВТОБЛОГ, будет интересно, я обещаю.
(14 голосов, средний: 4,43 из 5)Как производители делают бензин: методы изготовления топлива на заводе
Каждый житель планеты знает, что бензин – это производная нефтепереработки. Добывают нефть из недр земли, перерабатывают, в итоге получая жидкость, богатую микроэлементами. Из нефти делают не только привычный нам бензин, но и широко используют в фармацевтической, легкой промышленности. Отличительной особенностью нефтепродуктов является их летучесть и быстрая воспламеняемость.
Конечно, абсолютно закономерно, что запасы «черного золота», как еще называют нефть, не восполняемы. Со временем источники добычи иссякнут, и человечеству придется искать альтернативу производству бензина и разведки нефтепродуктов. На сегодняшний день альтернативы источника производства горючих смесей просто на просто не существует.
Нефть содержит в своем составе большое количество сложных химических соединений, например, таких, как: калий, водород, серум, озон, натрий. Основой жидкости являются сложные углеводороды. Самым простым из них является метан. Сразу после того как нефть извлекают из скважины, она имеет резкий запах. Цвет, как правило, зеленовато-коричневый.
Жидкость легко воспламеняется, поэтому процесс производства бензина связан с рисками. Технологический процесс производства бензина должен быть оборудован согласно современным условиям охраны труда. Технику и оборудование необходимо использовать исключительно в исправном состоянии. Следует использовать исключительно оснащение, выпущенное по последним технологиям.
Все о процессе и методах производства
Бензин — это один из производных процесса перегонки нефти и разложения на фракции. Фактически является самой жидкой фракцией, используется как топлива для современных транспортных средств. Горючее представляет собой взрывоопасную смесь углеводородов с температурой кипения от тридцати до двухсот градусов по Цельсию.
Данный показатель варьируется в зависимости от присадок, добавляемых производителем на стадии первичного производства. У каждого вида топливных смесей есть свой фракционный состав, от которого зависят следующие показатели:
- запуск двигателя;
- легкость и плавность движения автомобиля;
- сгорание в полном объеме топлива;
- степень износа деталей машины.
Существует определенная закономерность: чем легче горючее, тем проще запустить двигатель. Это правило особенно важно при низких температурах в зимнее время или в условиях Крайнего севера. Для того чтобы разбудить холодный двигатель нужно чтобы около 10 % горючего выкипело при температуре 55 градусов.
Такие цифры сгодятся для зимы, в летний период этот показатель поднимается до уровня 70 градусов. Таким образом, можно утверждать, что для легкой фракции бензина очень нужно дополнительное время при запуске двигателя, а затем его дальнейшего прогрева.
Другая часть горючих смесей носит название рабочей фракции, от ее испарения зависит работа двигателя.
Производители топлива могут использовать разные способы получения горючего. Некоторые из способов являются на сегодняшний день устаревшими. Если завод изготовитель пользуется такими методами, то можно наверняка говорить о том, что качество извлекаемого топлива не находится на должном уровне. Более современные методы, обычно и более затратные. Однако используя их, можно получить бензин очень высокого качества. Что это дает, и чем будет выгодно отличаться такое горючее?
Во-первых, в таком топливе, снижается уровень содержания свинца. Свинец наносит колоссальный вред экологии. Это вещество очень вредно для здоровья людей, и самого автомобиля.
Читать также: Каким должен быть бензин по ГОСТ?Во-вторых, горючее, изготовленное с использованием современных методов дистилляции, содержит уменьшенное количество вредных для человека присадок. К примеру, такие как сера, смола, ароматические углеводороды. И наоборот, содержит в своем составе разные присадки, которые играют положительную роль и улучшают функционал автомобиля.
Ну и самое главное, усовершенствованное топливо можно использовать в определенных климатических условиях. Оно будет подразделяться на следующие разновидности: зимнее и летнее. Соответственно и работать такое горючее будет по-разному, с учетом погодных условий и перепада температур топливо делится по своему составу и давлению насыщенных паров.
Какой бы способ изготовления не выбрала топливная компания, процесс изготовления состоит из обязательных этапов:
- перегонка нефти (простой метод, крекинг и риформинг);
- разложение на фракции;
- получение готового бензина. Представляет собой жидкость, самую легкую из всех фракций «черного золота».
Простой метод перегонки нефти
Данный метод появился самым первым. Он обрел свою популярность, когда только стали появлялись первые автомобили на топливе. Как же происходила выработка продуктов раньше? Если рассматривать процесс перегонки до появления высокотехнологичного оборудования, то он включал в себя следующие этапы работы:
- образование в змеевике разогретых продуктов распада нефти. Далее они попадают на промежуточные уровни перегонки;
- дальнейшее прохождение нефти череду ванну со специальным жидким раствором. Задачей такой обработки является поднятие паров. В результате происходит стекание конденсата в приготовленную емкость;
- при обратном стекании назад в колонну образуются такие компоненты как бензин, керосин. Аналогично производят при простом методе перегонки и другие светлые горючие дистилляты.
Крекинг
Является, как и риформинг, наиболее часто применимым методом в современной индустрии промышленного производства горючих смесей. Такой метод позволяет получить качественное и высокооктановое горючее (АИ-92, АИ-95).
При крекинге происходит процесс разложение фракций нефти. Сначала «черное золото» доводят до кипения. Во время этого процесса, углеродные связи подвергаются разрушению, водород разделяется с молекулами углеводорода. В конечном счете, происходит разделение нефти на следующие производные:
| 1 | жидкие и летучие газы |
| 2 | производные горючего: топливо, масла, смазки |
| 3 | продукты остаточного производства |
Процесс крекинга непременно должен происходить с использованием специальных веществ — катализаторов.
Риформинг нефти
В настоящее время широко используют и другой процесс получения бензина – риформинг. Этот метод представляет собой получение линейных углеводородов. Почему они так важны для дальнейшего процесса получения качественного топлива?
Читать также: Как проводится тест бензина?Дело в том, что полученные углеводороды имеют более высокое октановое число и потому образуют более качественное по химическому составу топливо. На данный момент известно два вида риформинга переработки «черного золота». Это способ термической и каталитической обработки.
Риформинг с участием специальных катализаторов используется в случаях, когда бензин можно получить только при их воздействии. Порядок действий проходит аналогично процессу крекинга. В развитых странах более популярен именно каталитический риформинг. Он более затратен финансово, но зато позволяет получить топливо самого высокого качества.
В случае термического метода перегонки нефти, бензин образуется в результате действия высоких температур. Термический способ риформинга является более распространенным на сегодняшний день. Однако стоит заметить, что он менее эффективен, но больше изучен.
Основные характеристики продукта перегонки
Перегонка нефти позволяет получить действительно уникальный продукт. Бензин включает в себя разнообразные добавки и примеси производных продуктов. Чтобы понять, что это означает, необходимо знать, что в любом виде бензина присутствует тот или иной процент загрязнения дополнительными химическими веществами.
В их роли выступают различные кислоты, щелочи, органические соединения. Часто в процессе производства горючего оставляют в составе механические примеси: металл, окалина и другие вещества.
Помимо указанных веществ в бензине часто можно встретить самые разные присадки. Они используются для улучшения качественных характеристик и смягчения агрессивного процесса детонации. Производители заявляют, что используя бензин с присадками, можно улучшить разгон автомашины.
Моющие компоненты, входящие в присадки, эффективно очищают топливную систему двигателя, в частности клапаны ДВС. Фактически бензин с присадками препятствует отложению продуктов нефтепереработки на стенках двигателя.
Отложения, которые остаются после использования любых других видов топлива сгорают. Бензин начинает работать сразу после попадания в топливный бак автомобиля и действует до полного расхода. Со временем эффективность работы топлива только усиливается. Автовладельцы отмечают, что ход машины становится более плавным. Со временем, если пользоваться таким горючим постоянно, повышается производительность двигателя, посторонние шумы исчезают.
Присадки бывают разрешенные и запрещенные. Стоит быть осторожными, ведь недобросовестные производители зачастую добавляют в бензин спирт, ацетон или какой-то другой растворитель. Так они искусственно пытаются повысить октановое число топлива. На первых порах, водитель, заправивший автомобиль таким топливом отмечает положительные тенденции.
Например, такие как, увеличение мощности и разгона. Расход горючего наоборот снижается, что способствует существенной экономии. К сожалению, первое впечатление часто бывает обманчивым, и такие добавки приводят к поломке автомобиля.
Что получаем после перегонки нефти?
В конце любого производственного цикла, изготовитель получает конечный продукт. В данном случае топливо. Важным для любого завода является возможность определения качества конечного продукта. Очень важно такое свойство бензина как детонационная стойкость.
Читать также: Какие характеристики имеет бензин?Детонация — процесс, когда топливо быстро перерабатывается, иными словами, сгорает внутри автомобиля. При этом процесса в конце образуется энергию, которая заставляет автомобиль двигаться и все его внутренние системы работать.
Для детонации характерно образование и возникновение ударных волн. Это процесс крайне негативно влияют на топливную систему автомобиля и двигателя. Иногда даже приводит к прогорании поршней и выпускных клапанов.
Чтобы определить, как происходит детонация в двигателе вашей машины, обратите пристальное внимание на следующие признаки. Они появляются, когда что-то не в порядке.
- после заливки топлива в бак слышен через какое-то время непонятный стук;
- отчетливо ощущается постоянная вибрация при движении машины. При этом вибрация заметно стихает, когда машина стоит на прогреве или парковке;
- двигатель работает не так ровно, как должен. Выхлопные газы становятся более густыми, черного цвета. В самых запущенных случаях автомобиль может начать дымиться;
- появляются непривычные звуки, напоминающие «металлические». Причина таких звуков кроется вибрация деталей от действия ударной волны в процессе детонации внутри автомобиля.
Как избежать запущенности процесса детонации? Для этого не стоит выбирать для заправки горючее со слишком низким октановым числом. Пренебрегая этим простым правилом, велика вероятность, что степень его возможного сжатия топлива не будет соответствовать нормам двигателя. Автомобиль просто перестанет «распознавать» бензин, которым заправляется водитель. Ухудшить детонацию могут следующие причины:
- раннее зажигание;
- нагар в камере сгорания;
- несвоевременная смена передачи на ручном управлении. Резкое переключение с «высшей» на «низшую».
Если не решить проблемы с детонацией, то последствия для вашего автомобиля будут самыми плачевными. Например, возможно повреждение прокладки блока цилиндров, порча поршневой системы. В запущенных случаях придется заменить двигатель машины.
Когда детонация возникает только в начале разгона машины и после чего стук не стоит волноваться. Такая ситуация не опасна, но на всякий случай рекомендуется пройти технический осмотр.
Как делают бензин из нефти. Просто о сложном
Переработка нефти и процесс получения бензина из нефти
Нефть является сложной смесью углеводородных соединений. В сыром виде она практически не применяется, и для того, чтобы получить нефтепродукты, пригодные для использования, её необходимо переработать. Суть переработки сырой нефти заключается в разложении её на фракции и в дальнейшей их переработке.
Происходит переработка нефти с целью получения высококачественного топлива на крупных нефтеперерабатывающих предприятиях, называемых НПЗ. Многим интересно было бы узнать, можно ли воспроизвести процесс получения бензина из нефти в домашних условиях и вообще, каким образом получают это топливо в современных условиях. Об этом мы и расскажем в этой статье.
Стоит сразу отметить, что помимо бензина из нефти получают еще много практически необходимых продуктов. К ним относятся дизельные моторные топлива, керосины, мазуты, смазочные и другие масла и многое, многое другое. Можно сказать, что это полезное ископаемое в современном мире используется со всей максимально возможной эффективностью.
Химически нефть на 80-85 процентов состоит из углерода и на 12-14-ть – из водорода. Остальное – это сернистые и азотистые соединения, немного кислорода и металлических примесей.
Углеводородные нефтяные соединения делятся на легкие и тяжелые, нафтеновые, парафиновые и ароматические, и так далее.
Нефть перегоняют в бензин с помощью целой серии химических температурных процессов. Так называемый прямогонный бензин получают путем прямой перегонки нефтяного сырья, и в дальнейшем полученные в результате этого технологического процесса фракции поступают на вторичную переработку, видов которой – достаточно много (каталитический риформинг, гидрокрекинг, каталитический и термический крекинг и так далее). Но – обо всем по порядку.
Прямая перегонка (ректификация) нефти
С помощью такой методики бензин начали получать на заре развития автомобилестроения. Сам процесс происходит в так называемых ректификационных колоннах, однако прямую перегонку можно осуществить и в домашних условиях, о чем мы поговорим несколько позднее.
Суть этого процесса заключается в том, что сырую нефти нагревают, и с постепенным повышением температуры она разделяется на фракции, имеющие различную температуру кипения.
Процесс может происходить как при атмосферном значении давления, так и в вакууме различной глубины.
Читать также: Как утилизовать отходы нефтепереработки?В процессе ректификации из нефти при разных температурах испаряются летучие фракции, такие, как:
- бензиновая фракция (испаряется первым при температурах до 180-ти градусов);
- керосин (испарение происходит в температурном диапазоне от 150-ти до 305-ти градусов);
- дизельное топливо (температуры выкипания – от 180-ти до 360-ти градусов и выше).
Полученные бензиновые и другие пары охлаждаются и конденсируются обратно в жидкое состояние.
Сразу оговоримся, что такой способ обладаем массой существенных недостатков. К ним относятся:
- мало количество получаемого топлива (из одного литра сырья бензина таким образом выходит всего порядка 150-ти миллилитров);
- качество прямогонного бензина – очень низкое, с октановым числом в пределах от 50-ти до 60-ти единиц;
- чтобы довести прямогонный бензин до приемлемых качественных характеристик (до октанового числа выше 90-та единиц), необходимо большое количество разного рода присадок.
В настоящее время для получения бензина высокого качества используются другие, более совершенные методики. Наиболее популярными из них являются каталитический и термический крекинги.
Каталитический и термический крекинг
Сразу оговоримся – в домашних условиях эти процессы воспроизвести нельзя, поскольку они достаточно сложны и требуют специального технологического оборудования. Чтобы не загружать вас сложной физико-химической терминологией, постараемся описать эти процессы, с помощью которых нефть перерабатывают в нефтепродукты, как можно более простым и понятным языком.
Суть любого крекингового процесса заключается в разложении нефтяных компонентов на составляющие под действием высоких температур и с применением катализаторов. Другими словами, сложные углеводородные соединения разлагаются на более простые, с меньшей молекулярной массой (например, бензины).
Несомненными достоинствами таких технологий являются:
| 1 | значительное повышение продуктивности производства (выход, к примеру, бензина возрастает в разы – до 40-50-ти процентов) |
| 2 | его качества по сравнению с прямогонным – гораздо выше (значение октанового числа порядка 70-ти – 80-ти единиц, а при каталитическом риформинге – более 90-та) |
| 3 | для получения из бензинов, полученных такими способами, товарных нефтепродуктов требуется минимум присадок |
Нередко крекинговые процессы в технологических линиях используют с другими современными технологиями – каталитическим риформингом, гидрокрекингом, изомеризацией и так далее. Все эти технологии преследуют одну цель – получение наиболее качественного топлива и увеличение глубины переработки нефтяного сырья.
Основные качественные характеристики бензинов
Основным показателем, характеризующим качеством бензинового топлива, является его октановое число, показывающее детонационную устойчивость бензина.
Другими словами детонационные процессы можно описать таким образом: в камере сгорания двигателя образуется топливно-воздушная смесь, пламя в которой распространяется с огромной скоростью – от полутора до двух с половиной тысяч метров в секунду; если значение давления в процессе этого воспламенения слишком большое, то образуются дополнительные перекиси, увеличивающие взрывную силу (детонацию), что крайне негативно сказывается на состоянии поршневой группы.
В настоящее время наибольшее распространение получили бензины, чье октановое число – 92, 95 и 98 единиц.
Стоит сказать, что в процессе эксплуатации детонационные процессы в двигателе могут быть спровоцированы не только топливом низкого качества, но и неисправностями самого двигателя. Неверное положение заслонки дросселя, неправильно настроенное зажигание, обедненная горючая смесь, перегрев, наличие в топливной системе нагаров и другие неисправности – все это может вызывать детонацию.
Для повышения значения октанового числа используются многочисленные присадки.
Это могут быть алкилы, эфиры, спирты, а также присадки, которые повышают устойчивость топлива к замерзанию. Ранее наиболее популярной присадкой был тетраэтилсвинец, который хорошо повышал октановое число, но был вреден для экологии окружающей нас среды. Оседая в легких человека, он значительно повышал риск возникновения раковых заболеваний. В настоящее время от его применения практически отказались, используя экологически чистые виды присадок.
Производство бензина из нефти в домашних условиях
Для получения домашнего бензина идеально подходит самогонный аппарат. Проблема остается одна – где взять сырую нефть? Этот вопрос оставим без ответа, а суть процесса перегонки нефти такова:
- берется герметичная емкость, оборудованная сверху газоотводной трубкой и высокотемпературным термометром для измерения внутренней температуры среды в емкости;
- сырая нефть заливается в емкость, которую герметично закрывают крышкой (газоотводная трубка должна быть опущена в другую емкость);
- емкость с сырьем начинают нагревать (лучше всего использовать электрические нагревательные приборы, поскольку использование газа чревато воспламенением горючей нефтяной смеси и взрывом);
- вторая емкость ставится в холодное помещение, температура в котором должна быть примерно + 5 градусов Цельсия (если такого помещения нет, тогда газоотводную трубку необходимо охладить (например, с помощью льда);
- после того, как температура в первой нагреваемой емкости достигнет значения 150-180 градусов (иногда достаточно и меньших значений) легкие бензиновые фракции начнут испаряться (чаще всего испарение начинается в пределах 100-120-ти градусов);
- поскольку либо вторая емкость, либо трубка значительно холоднее проходящих через неё нефтяных паров, происходит их конденсация, и во вторую емкость стекает уже жидкий бензин.
Вот и весь процесс получения прямогонного бензина.
Напоминаем, что его качество будет очень низким, и без добавления присадок использовать его по назначению нельзя.
Бензин из мусора в домашних условиях
Всё о производстве бензина: способы добычи и сколько можно получить из 1 барреля
В большинстве современных транспортных средств устанавливаются двигатели внутреннего сгорания, горючим для которых выступает бензин. Изготавливать его научились ещё в 19-м веке, когда его добывали примитивными методами перегона. С тех пор технологии шагнули далеко вперед, однако основой для производства бензина всё равно остаётся сырая нефть.
Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти
При том, что автомобили окружают нас повсюду в огромном количестве, мало кто досконально представляет себе, сколько из барреля нефти получается бензина и каким образом его вырабатывают. Основной технологический процесс — это так называемая «перегонка», после которой из остатков нефтепродуктов добывают и вспомогательную продукцию наподобие мазута, керосина и даже дизтоплива.
Несмотря на то, что для нас более привычной является физическая мера «1 тонна», в сфере нефтепродуктов получила общемировое распространение другая единица измерения. Поэтому, когда мы хотим понять, сколько из тонны получается бензина, то для начала должны вспомнить, что в каждой тонне порядка 7 баррелей, каждый из которых содержит в себе примерно 159 литров нефти.
Технологии, которые применяются на американских нефтеперерабатывающих заводах, позволили им увеличить объём продукта на выходе ещё на 9 литров. Таким образом, у них из барреля нефти получается уже 168 литров нефтепродуктов. Посмотрим, сколько и чего можно получить, исходя из категории продукции из каждого такого барреля:
- около 5,5-5,6 литров горючего вещества, известного, как мазут. Он незаменим для отопления, но также им заправляют корабли и локомотивы;
- почти 21 литр авиационного топлива. Для современного самолета это очень малый объем, на котором он не сможет пролететь даже пары километров;
- 8,5 литров твердого нефтяного кокса, который выступает продуктом вторичной переработки. Применяется при производстве ферросплавов, электродов, а также в ряде других случаев;
- порядка 9 литров газа, который добывают в процессе перегонки нефтепродуктов;
- 25 литров солярки, которой повсеместно заправляют дизельные автомобили, грузовые и сельскохозяйственные авто;
- 85 литров бензина — вот сколько литров его содержится в одном барреле. Для большинства авто среднего класса этого объема достаточно, чтобы преодолеть порядка 1000 километров пути;
- 4500 миллилитров газа, приобретающего сжиженную форму. Данный продукт активно используется как автомобильное топливо, для отопительных приборов, при изготовлении аэрозолей;
- дюжину баллонов, наполненных пропаном или 1,5 кг. брикетированного древесного угля;
- 1 литр автомобильного моторного масла — таков будет выход из барреля нефти.
Это не единственные направления применения нефти и её производных. Из них изготавливаются также компоненты, в которых нуждается фармацевтическая и косметологическая индустрии, химическая и даже пищевая промышленности.
Как делают бензин в промышленности
Для производства используется чистая нефть, добытая из недр земли или шельфа. В ее составе пара основных составляющих: около 85% углерода и примерно 15% водорода. В процессе их соединения получаются углеводороды, на которых основан процесс прямой перегонки для создания бензина в промышленности. Таких процессов может быть несколько, и каждый из них основан на различных технологиях. Однако наиболее распространённые среди них — это платформинг, крекинг, термический или каталитический.
На заре освоения нефтепродуктов человеком прямая перегонка была простейшим химическим процессом, который при желании каждый может освоить у себя на дому. Она основана на нагревании нефти, в процессе которого из нее испаряются отдельные составляющие и получаются разные нефтепродукты. Сырье помещается в закрытую ёмкость, к которой подведена газоотводящая трубка. Как сделать бензин из нефти? Просто подогреть её до следующих температур:
- бензин конденсируется через трубку от 35 до 200 градусов по Цельсию;
- керосин выделяется при температурах от 150 до 305;
- дизельное топливо начинает образовываться в диапазоне 150-360 градусов.
После этого останется изолировать полученный конденсат в отдельной ёмкости и охладить его. Но при кажущейся простоте процесса он не дает достаточно много горючего, а, значит, характеризуется малой экономической эффективностью. Выход готовых нефтепродуктов с 1 литра сырья не превышает 150 мл. Кроме того, октановое число будет очень маленьким — не более 50-60 единиц, а такое горючее сейчас не применяется. Чтобы повысить его значение, придётся добавлять множество присадок, что сделает производство ещё более невыгодным. На основе такого процесса получения бензина из нефти создать промышленное производство не получится.
Процесс так называемой «прямой перегонки» нефтесырья известен как основной метод, который широко применяется в современной промышленности. Это не что иное, как разделение сырья на отдельные фракции, которые отличаются одна от другой по характеристикам. Процесс прямой перегонки нефти для создания бензина при её переработке выглядит вкратце следующим образом: нефть нагревается, после чего выделяются её пары. Их, а также конденсат отбирают по отдельным емкостям. Таким образом, удаётся получить топливные дистилляты и мазут, из которого впоследствии производят смазочные материалы.
Для этих целей промышленность использует установки непрерывного действия, в которых испарение с дальнейшим разделением дистиллятов на фракции составляет единый технологический процесс. Дальше пары конденсируются и превращаются в жидкий бензин. Его выход в процессе перегонки может достигать 3-15% от изначального объема используемого сырья.
Современная промышленность использует каталитический и термический крекинг нефти. Первый метод получил широкое распространение ещё с начала 20-го века. Суть его заключается в расщеплении сырья на отдельные фракции с меньшей молекулярной массой. В числе таких фракций выступают отдельные виды нефтепродукции: бензин, масло, керосин, дизтопливо и пр. После формирования более легких фракций остаются самые устойчивые, температура горения которых достигает уже 350 градусов.
Полученный при помощи крекинга бензин отличается более высокими качествами по сравнению с тем, что добывают путем прямого перегона. Связано это с тем, что в нём сохраняется больше разновидностей углеводородов. Охарактеризовать оба крекинга можно следующим образом:
- термический — расщепление происходит вследствие воздействия высокой температурой (до 550 градусов Цельсия);
- каталитический — разделение происходит благодаря присутствию катализаторов в процессе.
Второй метод считается более прогрессивным — таким способом вырабатывают горючее с высоким октановым числом. Гарантируется более глубокое и повышенной качество нефтепереработки. В качестве основного сырья для каталитического расщепления используют вакуумный газойль, а прочие виды сырья требуют предварительной подготовки. Базовым катализатором проведения процесса крекинга выступают алюмосиликаты.
При термическом крекинге важнейшими условиями технологии являются рабочая температура, длительность реакции и уровень давления. Этим методом обрабатывают нефтепродукты с меньшими молекулярными массами. К примеру, это может быть кокс или некоторые виды моторного топлива. Чтобы добиться на выходе качественных полимерных продуктов, важно обеспечить смену значений давления, чтобы иметь возможность оперативно влиять на проходящие вторичные реакции. Кроме крекинга термического и каталитического известны еще окислительный и электрический крекинги.
Октановое число топлива
Ещё один показатель, с которым приходилось сталкиваться каждому водителю, это так называемое «октановое число». На бензоколонках можно увидеть различные числа, например, 76, 92, 95 и так далее. Главным определением этого понятия является сопротивляемость горючего к детонации. Чем более высоким оно будет, тем длительнее будет процесс возгорания, а, значит, тем больше можно сжать топливо перед воспламенением. Это повышает его эффективность, поскольку в таких случаях от топлива можно получить больше энергии.
Выпускаются автомобильные двигатели, которые специально рассчитаны на бензин, который можно долго сжимать, без риска его взрыва. Процесс этот осуществляется прямо в камерах сгорания. Такое топливо принято называть высокооктановым и получают его на промышленном производстве бензина путем добавления в него специальных присадок.
Замерить октан-число можно при помощи специального измерительного устройства, которое называется октанометром. Однако этот показатель будет только приблизительным. Для профессионального замера необходимы лабораторные исследования. Это может осуществляться одним из 2-х методов:
- исследовательским, при котором топливо сравнивается по его показателям с эталоном;
- моторным — в этом случае используется одноцилиндровый силовой агрегат внутреннего сгорания, который может изменять степень сжатия.
Как может влиять октановое число при производстве бензина в нефть на показатели работы двигателя? Бензин с небольшим числом будет воспламеняться быстрее, а это приводит к его повышенному расходу и малой эффективности движка. Противоположными качествами обладает топливо с высоким числом октана: КПД мотора возрастает, расход снижается, хотя и незначительно. Многое зависит от расчетных значений, на которые предназначен тот или иной силовой агрегат. Если автомобиль, к примеру, рассчитан на 95-й бензин, а его заправили 92-м, то потребление горючего будет выше. В обратной ситуации автолюбитель не получит никакого ощутимого выигрыша.
Для того чтобы понимать целесообразность использования более дорогого высокооктанового горючего, можно обратить внимание на такой показатель как уровень сжатия двигателя. Нет смысла заправляться высокооктановым топливом, если автомобиль не рассчитан на него конструктивно. Единственным следствием станет перенастройка системы впускных и выпускных газов.
Технологии производства бензина, повышения его характеристик, непрерывно совершенствуются. Они необходимы ещё и потому, что производители автомобилей разрабатывают более инновационные, экономичные двигатели, которые требуют для своей работы эффективного топлива.
