روش بی بو و بی رنگ شدن گازوییل (دیزل)

فرمولاسیون بی بو سازی انواع گازوییل

www.shimis.ir

www.drformol.ir

طراحان موتور می‌دانستند که بر اساس چرخه اتو ، قدرت و راندمان با نسبت تراکم افزایش می‌یابد، اما تجربه با بنزین‌های اولیه در طول جنگ جهانی اول نشان داد که نسبت تراکم بالاتر خطر احتراق غیرعادی را افزایش می‌دهد، قدرت کمتر، راندمان پایین‌تر، کارکرد گرم را افزایش می‌دهد. موتورها و آسیب بالقوه شدید موتور. برای جبران این سوخت های ضعیف، موتورهای اولیه از نسبت تراکم پایین استفاده می کردند که به موتورهای نسبتاً بزرگ و سنگین با قدرت و کارایی محدود نیاز داشت. اولین موتور بنزینی برادران رایت از نسبت تراکم 4.7 به 1 استفاده می کرد، تنها 8.9 کیلووات (12 اسب بخار) از 3290 سانتی متر مکعب (201 سانتی متر مکعب) تولید می کرد و 82 کیلوگرم (180 پوند) وزن داشت. [38] [39] این یک نگرانی عمده برای طراحان هواپیما بود و نیازهای صنعت هوانوردی جستجو برای سوخت‌هایی را که می‌توان در موتورهای تراکم بالاتر مورد استفاده قرار داد تحریک کرد.

بین سال‌های 1917 و 1919، میزان مصرف بنزین با ترک حرارتی تقریباً دو برابر شد. همچنین استفاده از بنزین طبیعی به شدت افزایش یافت. در این دوره، بسیاری از ایالت های ایالات متحده مشخصاتی را برای بنزین موتور تعیین کردند، اما هیچ یک از آنها موافقت نکردند و از یک منظر رضایت بخش نبودند. پالایشگاه‌های نفت بزرگ‌تر شروع به تعیین درصد مواد غیراشباع کردند (محصولات ترک خورده حرارتی باعث ایجاد صمغ در استفاده و ذخیره‌سازی می‌شوند در حالی که هیدروکربن‌های غیراشباع واکنش‌پذیرتر هستند و تمایل دارند با ناخالصی‌هایی که منجر به صمغ شدن می‌شوند ترکیب شوند). در سال 1922، دولت ایالات متحده اولین مشخصات بنزین های هوانوردی را منتشر کرد (دو درجه به عنوان "مبارزه" و "داخلی" تعیین شد و با نقطه جوش، رنگ، محتوای گوگرد و آزمایش تشکیل صمغ کنترل می شد) همراه با یک "موتور" درجه برای اتومبیل آزمایش صمغ اساساً بنزین ترک خورده حرارتی را از کاربرد هوانوردی حذف کرد و بنابراین بنزین‌های هوانوردی به نفتاهای مستقیم تکه تکه یا ترکیب نفتاهای ترک خورده حرارتی مستقیم و بسیار تیمار شده بازگشتند. این وضعیت تا سال 1929 ادامه داشت. [40]

صنعت خودرو به افزایش بنزین ترک حرارتی با هشدار واکنش نشان داد. ترک های حرارتی مقادیر زیادی مونو و دیولفین (هیدروکربن های غیراشباع) تولید می کند که خطر صمغ گیری را افزایش می دهد. [41] همچنین، نوسانات به حدی کاهش می‌یافت که سوخت بخار نمی‌شد و به شمع‌ها می‌چسبید و آن‌ها را رسوب می‌کرد، شروعی سخت و خشن در زمستان ایجاد می‌کرد و به دیواره سیلندر می‌چسبید، پیستون‌ها و رینگ‌ها را دور می‌زد و به داخل می‌رفت. روغن میل لنگ [42] یکی از ژورنال‌ها می‌گوید: «در یک موتور چند سیلندر در یک خودروی گران‌قیمت، ما روغن موجود در میل لنگ را به اندازه 40 درصد در یک 200 مایلی [320 کیلومتر] رقیق می‌کنیم، همانطور که آنالیز روغن انجام می‌شود. در تابه روغن نشان می دهد». [43]

خودروسازان که از کاهش کیفیت کلی بنزین بسیار ناراضی بودند، پیشنهاد کردند یک استاندارد کیفیت را بر تامین کنندگان نفت تحمیل کنند. صنعت نفت نیز به نوبه خود خودروسازان را به کم کاری برای بهبود اقتصاد خودرو متهم کرد و این اختلاف در بین دو صنعت به «مشکل سوخت» معروف شد. خصومت بین صنایع افزایش یافت و هرکدام دیگری را متهم به انجام ندادن کاری برای حل و فصل مسائل کردند و روابط آنها بدتر شد. این وضعیت تنها زمانی حل شد که مؤسسه نفت آمریکا (API) کنفرانسی را برای رسیدگی به مشکل سوخت آغاز کرد و یک کمیته تحقیقات سوخت تعاونی (CFR) در سال 1920 برای نظارت بر برنامه‌ها و راه‌حل‌های تحقیقاتی مشترک تأسیس شد. به غیر از نمایندگان دو صنعت، انجمن مهندسین خودرو (SAE) نیز نقش مهمی ایفا کرد و اداره استاندارد ایالات متحده به عنوان یک سازمان تحقیقاتی بی طرف برای انجام بسیاری از مطالعات انتخاب شد. در ابتدا، تمام برنامه ها مربوط به نوسانات و مصرف سوخت، سهولت استارت، رقیق شدن روغن میل لنگ و شتاب بود. [44]

بحث بنزین منجر شد، 1924-1925

ویرایش کنید

با افزایش استفاده از بنزین های ترک خورده حرارتی، نگرانی در مورد اثرات آن بر احتراق غیرعادی افزایش یافت و این منجر به تحقیقات برای افزودنی های ضد ضربه شد. در اواخر دهه 1910، محققانی مانند AH Gibson، Harry Ricardo ، Thomas Midgley Jr. و Thomas Boyd شروع به بررسی احتراق غیرعادی کردند. در آغاز سال 1916، چارلز اف. کترینگ از جنرال موتورز شروع به بررسی مواد افزودنی بر اساس دو مسیر کرد، محلول "درصد بالا" (که در آن مقادیر زیادی اتانول اضافه شد) و محلول "درصد پایین" (که تنها 0.53-1.1 گرم در لیتر بود. یا 0.071-0.147 اونس / گال آمریکا مورد نیاز بود). محلول "درصد پایین" در نهایت منجر به کشف سرب تترا اتیل (TEL) در دسامبر 1921 شد که محصول تحقیقات Midgley و Boyd و جزء تعیین کننده بنزین سرب بود. این نوآوری چرخه ای از بهبود در بهره وری سوخت را آغاز کرد که همزمان با توسعه گسترده پالایش نفت برای ارائه محصولات بیشتر در محدوده جوشاندن بنزین بود. اتانول را نمی‌توان ثبت کرد، اما TEL می‌توانست، بنابراین Kettering یک حق اختراع برای TEL به دست آورد و شروع به تبلیغ آن به جای گزینه‌های دیگر کرد.

خطرات ترکیبات حاوی سرب تا آن زمان کاملاً مشخص شده بود و کترینگ مستقیماً توسط رابرت ویلسون از MIT، رید هانت از هاروارد، یاندل هندرسون از ییل و اریک کراوز از دانشگاه پوتسدام در آلمان در مورد استفاده از آن هشدار داده شد. کراوز سال‌ها روی سرب تترا اتیل کار کرده بود و آن را «سمی خزنده و بدخواه» نامید که یکی از اعضای کمیته پایان‌نامه‌اش را کشته بود. [45] [46] در 27 اکتبر 1924، مقالات روزنامه در سراسر کشور از کارگران پالایشگاه استاندارد اویل در نزدیکی الیزابت ، نیوجرسی خبر دادند که TEL تولید می کردند و از مسمومیت با سرب رنج می بردند . تا 30 اکتبر، تعداد کشته ها به 5 نفر رسید. [46] در نوامبر، کمیسیون کار نیوجرسی پالایشگاه Bayway را بست و تحقیقات هیئت منصفه بزرگ آغاز شد که تا فوریه 1925 هیچ اتهامی نداشت. فروش بنزین سرب در شهر نیویورک، فیلادلفیا و نیوجرسی ممنوع شد. جنرال موتورز ، دوپونت و استاندارد اویل که شرکای شرکت اتیل بودند ، شرکتی که برای تولید TEL ایجاد شد، شروع به استدلال کردند که هیچ جایگزینی برای بنزین سرب دار وجود ندارد که بازده سوخت را حفظ کند و همچنان از ضربه زدن موتور جلوگیری کند. پس از چندین مطالعه معیوب با بودجه صنعت گزارش دادند که بنزین تصفیه شده با TEL یک مسئله بهداشت عمومی نیست، بحث فروکش کرد. [46]

ایالات متحده، 1930-1941

ویرایش کنید

در پنج سال قبل از سال 1929، آزمایش های زیادی بر روی روش های مختلف آزمایش برای تعیین مقاومت سوخت در برابر احتراق غیرعادی انجام شد. به نظر می رسد که ضربه موتور به پارامترهای مختلفی از جمله تراکم، زمان جرقه زنی، دمای سیلندر، موتورهای هوا خنک یا آب خنک، شکل محفظه، دمای ورودی، مخلوط های بدون چربی یا غنی و غیره بستگی دارد. این منجر به انواع گیج‌کننده‌ای از موتورهای آزمایشی شد که نتایج متناقضی را ارائه کردند و هیچ مقیاس رتبه‌بندی استانداردی وجود نداشت. در سال 1929، اکثر تولیدکنندگان و کاربران بنزین حمل و نقل هوایی تشخیص دادند که نوعی درجه بندی ضد ضربه باید در مشخصات دولتی گنجانده شود. در سال 1929، مقیاس درجه بندی اکتان به تصویب رسید و در سال 1930، اولین مشخصات اکتان برای سوخت های هواپیمایی ایجاد شد. در همان سال، نیروی هوایی ارتش ایالات متحده در نتیجه مطالعاتی که انجام داده بود، سوخت هایی با درجه اکتان ۸۷ برای هواپیماهای خود مشخص کرد. [47]

در این دوره، تحقیقات نشان داد که ساختار هیدروکربنی برای خواص ضد ضربه سوخت بسیار مهم است. پارافین های زنجیره مستقیم در محدوده جوش بنزین کیفیت ضد ضربه پایینی داشتند در حالی که مولکول های حلقه ای شکل مانند هیدروکربن های معطر (مثلا بنزن ) مقاومت بالاتری در برابر ضربه داشتند. [48] ​​این توسعه منجر به جستجو برای فرآیندهایی شد که بیشتر از این ترکیبات را از نفت خام تولید کنند تا در تقطیر مستقیم یا ترک حرارتی حاصل شود. تحقیقات پالایشگاه های بزرگ منجر به توسعه فرآیندهایی شد که شامل ایزومریزاسیون بوتان ارزان و فراوان به ایزوبوتان و آلکیلاسیون برای اتصال ایزوبوتان و بوتیلن برای تشکیل ایزومرهای اکتان مانند " ایزواکتان " بود که به یک جزء مهم در ترکیب سوخت هواپیما تبدیل شد. برای پیچیده تر کردن وضعیت، با افزایش عملکرد موتور، ارتفاع هواپیما که می توانست به آن برسد نیز افزایش می یابد، که منجر به نگرانی در مورد یخ زدن سوخت شد. میانگین کاهش دما 3.6 درجه فارنهایت (2.0 درجه سانتیگراد) در هر 300 متر (1000 فوت) افزایش ارتفاع است و در 12000 متر (40000 فوت)، دما می تواند به -57 درجه سانتیگراد (70- درجه فارنهایت) برسد. مواد افزودنی مانند بنزن، با نقطه انجماد 6 درجه سانتیگراد (42 درجه فارنهایت)، در خطوط بنزین و دوشاخه سوخت منجمد می شوند. معطرهای جایگزین مانند تولوئن ، زایلن و کومن ، همراه با بنزن محدود، مشکل را حل کردند. [49]

تا سال 1935، هفت درجه مختلف هوانوردی بر اساس درجه اکتان، دو درجه ارتش، چهار درجه نیروی دریایی و سه درجه تجاری از جمله معرفی بنزین اکتان 100 هواپیمایی وجود داشت. در سال 1937، ارتش اکتان 100 را به عنوان سوخت استاندارد برای هواپیماهای جنگی تعیین کرد و برای افزودن به سردرگمی، دولت اکنون 14 درجه مختلف را به اضافه 11 درجه دیگر در کشورهای خارجی به رسمیت می شناسد. با توجه به اینکه برخی از شرکت‌ها ملزم به ذخیره 14 درجه سوخت هوانوردی بودند، که هیچ یک از آنها قابل تعویض نبود، تأثیر آن بر پالایشگاه‌ها منفی بود. صنعت پالایش نمی‌توانست روی فرآیندهای تبدیل ظرفیت بزرگ برای گریدهای مختلف تمرکز کند و باید راه‌حلی پیدا می‌شد. تا سال 1941، اساساً با تلاش کمیته تحقیقات سوخت تعاونی، تعداد گریدهای سوخت هوانوردی به سه عدد کاهش یافت: اکتان 73، 91 و 100. [50]

توسعه بنزین هواپیمایی 100 اکتان در مقیاس اقتصادی تا حدی مدیون جیمی دولیتل بود که مدیر هواپیمایی شرکت نفت شل شده بود. او شل را متقاعد کرد که روی ظرفیت پالایشی برای تولید اکتان 100 در مقیاسی سرمایه گذاری کند که هیچ کس به آن نیاز نداشت زیرا هیچ هواپیمایی وجود نداشت که به سوختی نیاز داشته باشد که هیچ کس نمی ساخت. برخی از همکاران کار او تلاش او را "اشتباه میلیون دلاری دولیتل" می نامند، اما گذشت زمان درستی دولیتل را ثابت می کند. قبل از این، ارتش آزمایش‌های اکتان 100 را با استفاده از اکتان خالص در نظر گرفته بود، اما با قیمت 6.6 دلار در هر لیتر (25 دلار به ازای هر گالن آمریکا)، این قیمت از این اتفاق جلوگیری کرد. در سال 1929، Stanavo Specification Board Inc. توسط شرکت های استاندارد نفت کالیفرنیا، ایندیانا و نیوجرسی برای بهبود سوخت و روغن های هوانوردی سازماندهی شد و تا سال 1935 اولین سوخت 100 اکتانی خود را به نام Stanavo Ethyl Benz 100 در بازار عرضه کرد. توسط ارتش، سازندگان موتور و خطوط هوایی برای آزمایش و مسابقات هوایی و ثبت پروازها استفاده می شود. [51] تا سال 1936، آزمایش‌ها در میدان رایت با استفاده از جایگزین‌های جدید و ارزان‌تر برای اکتان خالص، ارزش سوخت اکتان 100 را ثابت کرد و شل و استاندارد اویل قرارداد تأمین مقادیر آزمایشی برای ارتش را برنده شدند. تا سال 1938، قیمت به 0.046 دلار در هر لیتر (0.175 دلار به ازای هر گال آمریکا)، تنها 0.0066 دلار (0.025 دلار) بیش از سوخت اکتان 87 کاهش یافت. در پایان جنگ جهانی دوم، قیمت به 0.042 دلار در هر لیتر (0.16 دلار به ازای هر گال آمریکا) کاهش خواهد یافت. [52]

در سال 1937، یوجین هودری فرآیند هودری را برای کراکینگ کاتالیزوری توسعه داد ، که یک ذخایر پایه با اکتان بالا از بنزین تولید کرد که نسبت به محصول ترک خورده حرارتی برتری داشت زیرا حاوی غلظت بالایی از الفین ها نبود. [32] در سال 1940، تنها 14 واحد هودری در ایالات متحده فعال بود. تا سال 1943، این میزان به 77 مورد افزایش یافت، چه در فرآیند Houdry یا از نوع Thermofor Catalytic یا Fluid Catalyst. [53]

جستجو برای سوخت هایی با درجه اکتان بالای 100 منجر به گسترش مقیاس با مقایسه توان خروجی شد. سوختی که درجه 130 تعیین می شود، 130 درصد به همان اندازه ای که با ایزواکتان خالص کار می کند، در یک موتور قدرت تولید می کند. در طول جنگ جهانی دوم، سوخت‌های بالاتر از اکتان 100 دارای دو درجه بندی بودند، یک مخلوط غنی و یک مخلوط کم، و به آنها «اعداد عملکرد» (PN) می‌گویند. بنزین اکتان 100 هوانوردی را می توان درجه 130/100 نامید. [54]

جنگ جهانی دوم

ویرایش کنید

آلمان

ویرایش کنید

نفت و فرآورده‌های جانبی آن، به‌ویژه بنزین هوانوردی با اکتان بالا، یک نگرانی محرک برای نحوه هدایت آلمان در جنگ است. در نتیجه درس‌های جنگ جهانی اول، آلمان نفت و بنزین را برای حمله رعد اسا انباشته کرد و اتریش را ضمیمه کرد و 18000 بشکه (2900 متر مکعب ؛ 100000 فوت مکعب) در روز به تولید نفت اضافه کرد، اما این برای تولید نفت کافی نبود. فتح برنامه ریزی شده اروپا را حفظ کند. از آنجا که منابع و میادین نفتی تصرف شده برای سوخت رسانی به کارزار ضروری است، فرماندهی عالی آلمان یک تیم ویژه از کارشناسان میادین نفتی ایجاد کرد که از صفوف صنایع نفت داخلی تشکیل شده بودند. آنها برای خاموش کردن آتش سوزی میدان نفتی و شروع مجدد تولید در اسرع وقت به آنجا اعزام شدند. اما تصرف میادین نفتی مانعی در طول جنگ باقی ماند. در طول حمله به لهستان ، تخمین آلمانی ها از مصرف بنزین بسیار پایین بود. هاینز گودریان و بخش‌های پانزر او در سفر به وین تقریباً 2.4 لیتر در هر کیلومتر (1 گالری آمریکا در مایل) بنزین مصرف کردند . هنگامی که آنها در سراسر کشور درگیر جنگ بودند، مصرف بنزین تقریباً دو برابر شد. در روز دوم نبرد، یک واحد از سپاه نوزدهم با تمام شدن بنزین مجبور به توقف شد. [55] یکی از اهداف اصلی تهاجم لهستان، میادین نفتی آنها بود، اما شوروی قبل از اینکه آلمانها بتوانند به آن برسند، 70 درصد از تولید لهستان را مورد حمله قرار دادند و آن را تصرف کردند. از طریق قرارداد تجاری آلمان و شوروی (1940) ، استالین با عبارات مبهم موافقت کرد که نفت اضافی برابر با نفت تولید شده توسط میادین نفتی لهستانی تحت اشغال شوروی در Drohobych و Boryslav در ازای زغال سنگ سخت و لوله فولادی به آلمان بدهد.

حتی پس از اینکه نازی ها سرزمین های وسیع اروپا را فتح کردند، این کمکی به کمبود بنزین نکرد. این منطقه قبل از جنگ هرگز از نظر نفت خودکفا نبوده است. در سال 1938، منطقه ای که توسط نازی ها اشغال می شد روزانه 575000 بشکه (91400 متر مکعب ، 3230000 فوت مکعب) در روز تولید می کرد. در سال 1940، کل تولید تحت کنترل آلمان تنها به 234550 بشکه (37290 متر مکعب ، 1316900 فوت مکعب) رسید. [56] در اوایل سال 1941 و تمام شدن ذخایر بنزین آلمان، آدولف هیتلر حمله به روسیه را برای تصرف میادین نفتی لهستان و نفت روسیه در قفقاز به عنوان راه حلی برای کمبود بنزین آلمان دید. در اوایل ژوئیه 1941، پس از آغاز عملیات بارباروسا در 22 ژوئن ، اسکادران های خاص لوفت وافه مجبور شدند به دلیل کمبود بنزین هوانوردی، ماموریت های پشتیبانی زمینی را کاهش دهند. در 9 اکتبر، سرلشکر آلمانی تخمین زد که وسایل نقلیه ارتش 24000 بشکه (3800 متر مکعب ؛ 130000 فوت مکعب) کمتر از بنزین مورد نیاز است. [57]

تقریباً تمام بنزین هوانوردی آلمان از کارخانه‌های نفت مصنوعی که زغال سنگ و قطران زغال سنگ را هیدروژنه می‌کردند به دست می‌آمد. این فرآیندها در طول دهه 1930 به عنوان تلاشی برای دستیابی به استقلال سوخت توسعه یافته بودند. دو گرید بنزین حمل و نقل هوایی در آلمان تولید می شد، گرید B-4 یا گرید آبی و گرید C-3 یا گرید سبز که حدود دو سوم کل تولید را تشکیل می داد. B-4 معادل اکتان 89 و C-3 تقریباً برابر با اکتان 100 ایالات متحده بود، اگرچه مخلوط بدون چربی حدود اکتان 95 درجه بندی شده بود و نسبت به نسخه ایالات متحده ضعیف تر بود. حداکثر تولید به دست آمده در سال 1943 به 52200 بشکه (8300 متر مکعب ، 293000 فوت مکعب) در روز قبل از تصمیم متفقین برای هدف قرار دادن کارخانه های سوخت مصنوعی رسید. از طریق هواپیماهای اسیر شده دشمن و تجزیه و تحلیل بنزین موجود در آنها، هم متفقین و هم قدرت های محور از کیفیت بنزین هوانوردی تولید شده آگاه بودند و این باعث شد که مسابقه اکتان برای دستیابی به مزیت در عملکرد هواپیما ایجاد شود. بعداً در جنگ، درجه C-3 تا جایی که معادل درجه 150 ایالات متحده (رتبه مخلوط غنی) بود، بهبود یافت. [58]

ژاپن

ویرایش کنید

ژاپن، مانند آلمان، تقریباً هیچ عرضه نفت داخلی نداشت و در اواخر دهه 1930، تنها هفت درصد نفت خود را تولید می کرد در حالی که بقیه را وارد می کرد - 80 درصد از ایالات متحده. با افزایش تهاجم ژاپن در چین ( حادثه USS Panay ) و اخبار بمباران مراکز غیرنظامی توسط ژاپن به ویژه بمباران چانگ کینگ به اطلاع عموم مردم آمریکا رسید، افکار عمومی شروع به حمایت از تحریم ایالات متحده کردند. نظرسنجی گالوپ در ژوئن 1939 نشان داد که 72 درصد از مردم آمریکا از تحریم مواد جنگی به ژاپن حمایت کردند. این امر باعث افزایش تنش بین ایالات متحده و ژاپن شد و منجر به اعمال محدودیت های ایالات متحده در صادرات شد. در ژوئیه 1940، ایالات متحده اعلامیه ای صادر کرد که صادرات بنزین اکتان 87 یا بالاتر به ژاپن را ممنوع کرد. این ممنوعیت مانعی برای ژاپنی ها نشد زیرا هواپیماهای آنها می توانستند با سوخت های زیر 87 اکتان کار کنند و در صورت نیاز می توانستند TEL را برای افزایش اکتان اضافه کنند. همانطور که مشخص شد، ژاپن در پنج ماه پس از ممنوعیت فروش اکتان بالاتر در ژوئیه 1940، 550 درصد بیشتر بنزین هواپیمایی با اکتان زیر 87 خریداری کرد. [59] امکان ممنوعیت کامل بنزین از آمریکا باعث ایجاد اصطکاک در دولت ژاپن شد که چه اقدامی برای تأمین منابع بیشتر از هند شرقی هلند انجام دهد و تقاضای صادرات بیشتر نفت از دولت تبعیدی هلند پس از نبرد هلند را داشت. . این اقدام ایالات متحده را بر آن داشت تا ناوگان اقیانوس آرام خود را از جنوب کالیفرنیا به پرل هاربر منتقل کند تا به تصمیم بریتانیا برای ماندن در هندوچین کمک کند. با حمله ژاپنی ها به هندوچین فرانسه در سپتامبر 1940، نگرانی های زیادی در مورد تهاجم احتمالی ژاپن به هند هلندی برای تامین نفت آنها به وجود آمد. پس از اینکه ایالات متحده صادرات تمام فولاد و قراضه آهن را ممنوع کرد، روز بعد، ژاپن پیمان سه جانبه را امضا کرد و این امر واشنگتن را ترساند که تحریم کامل نفت ایالات متحده باعث شود ژاپنی ها به هند شرقی هلند حمله کنند. در 16 ژوئن 1941 هارولد ایکس که به عنوان هماهنگ کننده نفت برای دفاع ملی منصوب شد، یک محموله نفت از فیلادلفیا به ژاپن را به دلیل کمبود نفت در سواحل شرقی به دلیل افزایش صادرات به متفقین متوقف کرد. او همچنین از تمام تامین کنندگان نفت در سواحل شرقی تلگرام خواست که هیچ نفتی را بدون اجازه او به ژاپن ارسال نکنند. پرزیدنت روزولت دستورات آیکز را صادر کرد و به ایکس گفت که "من به اندازه کافی نیروی دریایی برای دور زدن ندارم و هر قسمت کوچک در اقیانوس آرام به معنای کشتی های کمتری در اقیانوس اطلس است". [60] در 25 ژوئیه 1941، ایالات متحده تمام دارایی های مالی ژاپن را مسدود کرد و مجوزها برای هر استفاده از وجوه مسدود شده از جمله خرید نفت که می توانست بنزین هواپیما تولید کند، لازم بود. در 28 ژوئیه 1941، ژاپن به جنوب هندوچین حمله کرد.

بحث در داخل دولت ژاپن در مورد وضعیت نفت و بنزین آن منجر به حمله به هند شرقی هلند شد، اما این به معنای جنگ با ایالات متحده بود که ناوگان اقیانوس آرام آن تهدیدی برای جناح آنها بود. این وضعیت منجر به تصمیم برای حمله به ناوگان ایالات متحده در پرل هاربر قبل از حمله به هند شرقی هلند شد. در 7 دسامبر 1941، ژاپن به پرل هاربر حمله کرد و روز بعد، هلند به ژاپن اعلان جنگ داد، که آغازگر کمپین هند شرقی هلند بود . اما ژاپنی ها فرصت طلایی را در پرل هاربر از دست دادند. دریاسالار چستر نیمیتز، که فرمانده ناوگان اقیانوس آرام شد، بعداً گفت: "تمام نفت ناوگان در زمان پرل هاربر در مخازن سطحی بود." «حدود 4 تا داشتیم+1 ⁄ 2 میلیون بشکه [ 0.72 × 106 m 3 ; 25 × 10 6 فوت مکعب] نفت موجود بود و همه آن در برابر گلوله های کالیبر 50 آسیب پذیر بود. او افزود ، اگر ژاپنی‌ها نفت را نابود می‌کردند، جنگ را دو سال دیگر طولانی می‌کرد.

ایالات متحده

ویرایش کنید

در اوایل سال 1944، ویلیام بوید، رئیس انستیتوی نفت آمریکا و رئیس شورای جنگ صنعت نفت گفت: «متفقین ممکن است بر روی موج نفت در جنگ جهانی اول به پیروزی رسیده باشند، اما در این جنگ جهانی دوم بی نهایت بزرگتر، ما روی بال‌های نفت به سوی پیروزی پرواز می‌کنیم». در دسامبر 1941 ، ایالات متحده دارای 385000 چاه نفت بود که 1.6 میلیارد بشکه (0.25 × 109 m 3 ؛ 9.0 × 10 9 ft ) نفت در سال تولید می کرد و ظرفیت بنزین حمل و نقل هوایی 100 اکتان 40 20 بشکه ( 30.000 ) فوت cu) در روز. تا سال 1944، ایالات متحده بیش از 1.5 میلیارد بشکه (0.24 × 109 متر مکعب ، 8.4 × 109 فوت مکعب) در سال (67 درصد تولید جهانی) تولید می کرد و صنعت نفت 122 کارخانه جدید برای تولید 100 نفت ساخته بود. بنزین و ظرفیت اکتان هوانوردی بیش از 400000 بشکه (64000 متر مکعب ؛ 2200000 فوت مکعب) در روز بود که بیش از ده برابر افزایش یافته است. تخمین زده می شد که ایالات متحده به اندازه کافی بنزین اکتان 100 هوانوردی تولید می کرد که امکان پرتاب 16000 تن متریک (18000 تن کوتاه؛ 16000 تن بلند) بمب بر روی دشمن را در هر روز از سال فراهم می کرد. سابقه مصرف بنزین توسط ارتش قبل از ژوئن 1943 ناهماهنگ بود، زیرا هر یک از خدمات تامینی ارتش فرآورده های نفتی خود را خریداری می کردند و هیچ سیستم کنترل متمرکز و سوابقی وجود نداشت. در 1 ژوئن 1943، ارتش بخش سوخت و روان کننده ها را ایجاد کرد، و از سوابق خود، آنها جدول بندی کردند که ارتش (بدون احتساب سوخت و روان کننده های هواپیما) بیش از 9.1 میلیارد لیتر (2.4 × 109 gal US) خریداری کرده است. بنزین برای تحویل به سینماهای خارج از کشور بین 1 ژوئن 1943 تا اوت 1945. این رقم شامل بنزین مورد استفاده ارتش در داخل ایالات متحده نمی شود . 106 فوت مکعب) در سال 1941 به 208 میلیون بشکه (33.1 × 106 متر مکعب ؛ 1170 × 106 فوت مکعب) در سال 1943 کاهش یافت. [63]جنگ جهانی دوم اولین بار در تاریخ ایالات متحده بود که بنزین سهمیه بندی شد و دولت کنترل قیمت ها را برای جلوگیری از تورم اعمال کرد. مصرف بنزین در هر خودرو از 2860 لیتر (755 گالن آمریکا) در سال در سال 1941 به 2000 لیتر در سال 1943 کاهش یافت. عرضه لاستیک آن که از هند شرقی هلند و صنعت لاستیک مصنوعی ایالات متحده آمده بود در مراحل ابتدایی خود بود. میانگین قیمت بنزین از پایین ترین رکورد 0.0337 دلار در هر لیتر (0.1275 دلار/گاال آمریکا) (0.0486 دلار (0.1841 دلار) با مالیات) در سال 1940 به 0.0383 دلار در هر لیتر (0.1448 دلار/گاال آمریکا) (0.0542 دلار آمریکا) (0.0542 دلار آمریکا) [0.0542/0 دلار آمریکا) رسید . 64]

حتی با وجود بزرگترین تولید بنزین هوانوردی در جهان، ارتش ایالات متحده همچنان متوجه شد که به مقدار بیشتری نیاز است. در طول مدت جنگ، تامین بنزین هوانوردی همیشه از الزامات عقب بود و این امر بر آموزش و عملیات تأثیر گذاشت. دلیل این کمبود حتی قبل از شروع جنگ ایجاد شد. بازار آزاد از هزینه تولید سوخت هواپیمای اکتان 100 در حجم زیاد، به ویژه در دوران رکود بزرگ حمایت نکرد. ایزواکتان در مراحل اولیه توسعه 7.9 دلار در هر لیتر (30 دلار به ازای هر گال آمریکا) هزینه داشت و حتی تا سال 1934، هنوز 0.53 دلار در هر لیتر (2 دلار/گاال آمریکا) در مقایسه با 0.048 دلار (0.18 دلار) برای بنزین موتور زمانی که ارتش تصمیم گرفت، بود. آزمایش با اکتان 100 برای هواپیمای جنگی خود. اگرچه تنها سه درصد از هواپیماهای جنگی ایالات متحده در سال 1935 می توانستند از اکتان بالاتر به دلیل نسبت تراکم پایین به طور کامل استفاده کنند، ارتش دید که نیاز به افزایش عملکرد هزینه را تضمین می کند و 100000 گالن خریداری کرد. در سال 1937، ارتش اکتان 100 را به عنوان سوخت استاندارد برای هواپیماهای جنگی تعیین کرد و تا سال 1939 تولید تنها 20000 بشکه (3200 متر مکعب ، 110000 فوت مکعب) در روز بود. در واقع، ارتش ایالات متحده تنها بازار بنزین 100 اکتان هوانوردی بود و با شروع جنگ در اروپا، این مشکل تامینی را ایجاد کرد که در تمام مدت ادامه داشت. [65] [66]

با تحقق جنگ در اروپا در سال 1939، تمام پیش‌بینی‌ها در مورد مصرف اکتان 100 از تمام تولیدات ممکن پیشی گرفت. نه ارتش و نه نیروی دریایی نمی توانستند بیش از شش ماه قبل برای سوخت قرارداد ببندند و نمی توانستند بودجه توسعه کارخانه را تامین کنند. بدون یک بازار تضمین شده بلندمدت، صنعت نفت سرمایه خود را برای توسعه تولید محصولی که فقط دولت خریداری می کند، به خطر نمی اندازد. راه حل گسترش ذخیره سازی، حمل و نقل، مالی و تولید، ایجاد شرکت تجهیزات دفاعی در 19 سپتامبر 1940 بود. شرکت تجهیزات دفاعی تمام بنزین های هوانوردی را برای ارتش و نیروی دریایی به قیمت به اضافه یک حمل خریداری، حمل و ذخیره می کرد. هزینه [67]

هنگامی که متفقین پس از روز D، متوجه شدند که ارتش آنها خطوط تدارکاتی خود را به نقطه خطرناکی کشیده اند، راه حل موقت، رد بال اکسپرس بود . اما حتی این به زودی ناکافی بود. کامیون‌ها در کاروان‌ها مجبور بودند مسافت‌های طولانی‌تری را طی کنند، زیرا ارتش‌ها پیشروی می‌کردند و درصد بیشتری از همان بنزینی را مصرف می‌کردند که می‌خواستند تحویل دهند. در سال 1944، ارتش سوم ژنرال جورج پاتون پس از تمام شدن بنزین، سرانجام در نزدیکی مرز آلمان متوقف شد. ژنرال از رسیدن یک کامیون جیره به جای بنزین چنان ناراحت بود که گفته شد فریاد زد: "لعنتی، آنها برای ما غذا می فرستند، در حالی که می دانند ما می توانیم بدون غذا بجنگیم اما بدون نفت نه." [68] راه حل باید منتظر تعمیر خطوط راه آهن و پل ها بود تا قطارهای کارآمدتر بتوانند جایگزین کاروان های کامیون های مصرف کننده بنزین شوند.

ایالات متحده، 1946–اکنون

ویرایش کنید

توسعه موتورهای جت که سوخت‌های مبتنی بر نفت سفید را در طول جنگ جهانی دوم برای هواپیماها می‌سوزانند، یک سیستم پیشرانه با عملکرد برتر نسبت به موتورهای احتراق داخلی تولید کرد و نیروهای ارتش ایالات متحده به تدریج هواپیماهای پیستونی پیستونی خود را با هواپیماهای جت جایگزین کردند. این پیشرفت اساسا نیاز نظامی به سوخت‌های اکتان فزاینده را برطرف می‌کند و حمایت دولت از صنعت پالایش را برای پیگیری تحقیق و تولید چنین سوخت‌های عجیب و غریب و گران قیمتی حذف می‌کند. هوانوردی تجاری برای انطباق با نیروی محرکه جت کندتر بود و تا سال 1958، زمانی که بوئینگ 707 برای اولین بار وارد خدمات تجاری شد، هواپیماهای مسافربری پیستونی همچنان به بنزین هوانوردی متکی بودند. اما هوانوردی تجاری نگرانی‌های اقتصادی بیشتری نسبت به حداکثر عملکردی که ارتش می‌توانست داشته باشد، داشت. با افزایش اعداد اکتان، قیمت بنزین نیز افزایش یافت، اما با افزایش نسبت تراکم، افزایش تدریجی بازده کمتر می‌شود. این واقعیت یک محدودیت عملی برای افزایش نسبت تراکم بالا نسبت به گران شدن بنزین ایجاد کرد. [69] آخرین تولید شده در سال 1955، پرت اند ویتنی R-4360 Wasp Major از بنزین 115/145 هوانوردی استفاده می کرد و 0.046 کیلووات بر سانتی متر مکعب (1 اسب بخار بر مکعب) در نسبت تراکم 6.7 تولید می کرد (توربو-سوپرشارژر) و 0.45 کیلوگرم (1 پوند) وزن موتور برای تولید 0.82 کیلووات (1.1 اسب بخار). این در مقایسه با موتور برادران رایت است که برای تولید 0.75 کیلووات (1 اسب بخار) به وزن موتور تقریباً 7.7 کیلوگرم (17 پوند) نیاز دارد.

صنعت خودروسازی ایالات متحده پس از جنگ جهانی دوم نتوانست از سوخت‌های با اکتان بالا در آن زمان استفاده کند. نسبت تراکم خودروها از میانگین 5.3 به 1 در سال 1931 به 6.7 به 1 در سال 1946 افزایش یافت. میانگین عدد اکتان بنزین موتور درجه معمولی از 58 به 70 در همان زمان افزایش یافت. هواپیماهای نظامی از موتورهای گران قیمت توربو سوپرشارژ استفاده می کردند که حداقل 10 برابر بیشتر از موتورهای خودرو به ازای هر اسب بخار قیمت داشتند و باید هر 700 تا 1000 ساعت یکبار تعمیر اساسی می شدند. بازار خودرو نمی توانست از چنین موتورهای گران قیمتی پشتیبانی کند. [70] تا سال 1957 بود که اولین خودروساز ایالات متحده توانست موتوری را تولید انبوه کند که یک اسب بخار در هر اینچ مکعب تولید کند، گزینه موتور V-8 شورولت 283 اسب بخار/283 اینچ مکعب در کوروت. با قیمت 485 دلار، این گزینه گران قیمتی بود که تعداد کمی از مصرف کنندگان می توانستند آن را بخرند و فقط برای بازار مصرف کننده عملکرد محور که مایل به پرداخت برای سوخت ممتاز مورد نیاز هستند، جذاب بود. [71] این موتور دارای نسبت تراکم آگهی شده 10.5 به 1 بود و مشخصات AMA 1958 بیان می کرد که نیاز اکتان 96-100 RON است. [72] با 243 کیلوگرم (535 پوند) (1959 با ورودی آلومینیوم)، 0.86 کیلوگرم (1.9 پوند) وزن موتور لازم بود تا 0.75 کیلووات (1 اسب بخار) تولید شود. [73]

در دهه 1950، پالایشگاه‌های نفت شروع به تمرکز بر سوخت‌های با اکتان بالا کردند و سپس مواد شوینده برای تمیز کردن جت‌های کاربراتورها به بنزین اضافه شدند. در دهه 1970 توجه بیشتری به پیامدهای زیست محیطی سوختن بنزین شد. این ملاحظات منجر به حذف تدریجی TEL و جایگزینی آن با سایر ترکیبات ضد ضربه شد. پس از آن، بنزین کم سولفور معرفی شد، تا حدی برای حفظ کاتالیزورها در سیستم های اگزوز مدرن. [74]

تجزیه و تحلیل شیمیایی و تولید

ویرایش کنید

برخی از اجزای بنزین: ایزواکتان ، بوتان ، 3- اتیل تولوئن و افزایش دهنده اکتان MTBEیک پمپ جک در آمریکادکل نفتی در خلیج مکزیک

گاز تجاری مخلوطی از تعداد زیادی هیدروکربن مختلف است. [75] بنزین شیمیایی برای برآوردن تعدادی از مشخصات عملکرد موتور تولید می شود و ترکیبات مختلف زیادی امکان پذیر است. از این رو، ترکیب شیمیایی دقیق بنزین تعریف نشده است. مشخصات عملکرد نیز با فصل متفاوت است، به منظور به حداقل رساندن تلفات تبخیر، به ترکیبات فرار کمتری در طول تابستان نیاز دارد. در پالایشگاه، ترکیب بسته به نفت خامی که از آن تولید می‌شود، نوع واحدهای فرآوری موجود در پالایشگاه، نحوه بهره‌برداری از این واحدها، و پالایشگاه از کدام جریان‌های هیدروکربنی (مخلوط‌ها) برای اختلاط نهایی متفاوت است. تولید - محصول. [76]

بنزین در پالایشگاه های نفت تولید می شود . تقریباً 72 لیتر (19 گال آمریکا) بنزین از یک بشکه 160 لیتری (42 گال آمریکا) نفت خام به دست می آید . [77] مواد جدا شده از نفت خام از طریق تقطیر ، به نام بنزین بکر یا مستقیم، مشخصات موتورهای مدرن را برآورده نمی کند (به ویژه رتبه اکتان ؛ به زیر مراجعه کنید)، اما می توان آن را در ترکیب بنزین ترکیب کرد.

بخش عمده ای از بنزین معمولی شامل مخلوط همگنی از هیدروکربن های کوچک و نسبتا سبک وزن با بین 4 تا 12 اتم کربن در هر مولکول است (که معمولاً C4-C12 نامیده می شود). [74] این مخلوطی از پارافین ها ( آلکان ها )، الفین ها ( آلکن ها ) و نفتن ها ( سیکلوآلکان ها ) است. استفاده از اصطلاح پارافین به جای نامگذاری شیمیایی استاندارد آلکان مخصوص صنعت نفت است. نسبت واقعی مولکول ها در هر بنزین به موارد زیر بستگی دارد:

پالایشگاه نفت که بنزین تولید می کند، زیرا همه پالایشگاه ها مجموعه واحدهای فرآوری یکسانی ندارند.

خوراک نفت خام مورد استفاده در پالایشگاه؛

درجه بنزین (به ویژه، درجه اکتان).

جریان های مختلف پالایشگاهی که برای تولید بنزین ترکیب می شوند، ویژگی های متفاوتی دارند. برخی از جریان های مهم شامل موارد زیر است:

بنزین مستقیم ، که گاهی به آن نفتا نیز گفته می شود ، مستقیماً از نفت خام تقطیر می شود. زمانی که منبع اصلی سوخت بود، رتبه اکتان پایین آن به افزودنی های سرب نیاز داشت. آروماتیک کمی دارد (بسته به عیار جریان نفت خام) و حاوی مقداری سیکلوآلکان (نفتن) و بدون الفین (آلکن) است. بین 0 تا 20 درصد از این جریان در بنزین تمام شده جمع می شود زیرا مقدار این بخش در نفت خام کمتر از تقاضای سوخت است و عدد اکتان تحقیقاتی (RON) این بخش بسیار کم است. خواص شیمیایی (یعنی RON و فشار بخار رید (RVP)) بنزین مستقیم را می توان از طریق اصلاح و ایزومریزاسیون بهبود بخشید . با این حال، قبل از تغذیه آن واحدها، نفتا باید به نفتای سبک و سنگین تقسیم شود. بنزین مستقیم نیز می تواند به عنوان ماده اولیه برای کراکرهای بخار برای تولید الفین استفاده شود.

Reformate ، تولید شده در یک اصلاح کننده کاتالیزوری ، دارای رتبه اکتان بالا با محتوای آروماتیک بالا و محتوای الفین نسبتا کم است. بیشتر بنزن ، تولوئن و زایلن (به اصطلاح هیدروکربن های BTX ) به عنوان مواد اولیه شیمیایی ارزشمندتر هستند و بنابراین تا حدودی حذف می شوند.

بنزین ترک خورده کاتالیزوری یا نفتای ترک خورده کاتالیستی که با یک کراکر کاتالیزوری تولید می شود دارای درجه اکتان متوسط، محتوای الفین بالا و محتوای معطر متوسط ​​است.

هیدروکراکات (سنگین، متوسط ​​و سبک)، تولید شده با هیدروکراکر ، دارای درجه اکتان متوسط ​​تا پایین و سطوح معطر متوسط ​​است.

آلکیلات در واحد آلکیلاسیون با استفاده از ایزوبوتان و الفین ها به عنوان خوراک تولید می شود. آلکیلات تمام شده حاوی مواد آروماتیک یا الفین نیست و دارای MON ( عدد اکتان موتور ) بالایی است .

ایزومرات از ایزومریزاسیون بنزین مستقیم با اکتان پایین به ایزوپارافین ها (آلکان های غیر زنجیره ای مانند ایزواکتان ) به دست می آید. ایزومرات دارای RON و MON متوسط ​​است، اما فاقد مواد آروماتیک یا الفین است.

بوتان معمولاً در استخر بنزین مخلوط می شود، اگرچه مقدار این جریان توسط مشخصات RVP محدود شده است.

اصطلاحات بالا اصطلاحات مورد استفاده در صنعت نفت هستند و اصطلاحات آن متفاوت است.

در حال حاضر، بسیاری از کشورها محدودیت هایی را برای معطرهای بنزین به طور کلی، بنزن به طور خاص، و محتوای الفین (آلکن) تعیین می کنند. چنین مقرراتی منجر به ترجیح فزاینده ایزومرهای آلکان مانند ایزومرات یا آلکیلات شده است، زیرا رتبه اکتان آنها بالاتر از n-آلکان است. در اتحادیه اروپا، حد بنزن یک درصد حجمی برای تمام گریدهای بنزین خودرو تعیین شده است. این معمولاً با اجتناب از تغذیه C6، به ویژه سیکلوهگزان ، به واحد اصلاح کننده، جایی که به بنزن تبدیل می شود، به دست می آید. بنابراین، تنها نفتای باکره سنگین (گوگرد زدایی) (HVN) به واحد اصلاح کننده تغذیه می شود [76]

بنزین همچنین می تواند حاوی ترکیبات آلی دیگری مانند اترهای آلی (به عمد اضافه شده)، به علاوه سطوح کمی از آلاینده ها، به ویژه ترکیبات آلی گوگرد (که معمولاً در پالایشگاه حذف می شوند) باشد.

مشخصات فیزیکی

ویرایش کنید

یک ایستگاه شل در هیروشیما ، ژاپن

تراکم

ویرایش کنید

وزن مخصوص بنزین از 0.71 تا 0.77 متغیر است، [78] با چگالی بالاتر دارای کسر حجمی بیشتری از آروماتیک است. [79] بنزین تمام شده قابل عرضه در بازار (در اروپا) با مرجع استاندارد 0.755 کیلوگرم در لیتر (6.30 پوند/گال آمریکا) معامله می‌شود، (75668 پوند/مگال) قیمت آن مطابق با واقعی آن افزایش یا کاهش می‌یابد. تراکم [ توضیحات مورد نیاز ] به دلیل چگالی کم، بنزین روی آب شناور می‌شود، بنابراین معمولاً نمی‌توان از آب برای خاموش کردن آتش بنزین استفاده کرد، مگر اینکه در یک غبار ریز استفاده شود.

ثبات

ویرایش کنید

این بخش به نقل قول های اضافی برای تأیید نیاز دارد . ( نوامبر 2022 )

بنزین با کیفیت اگر به درستی ذخیره شود باید به مدت شش ماه پایدار باشد ، اما می تواند در طول زمان کاهش یابد. بنزین ذخیره شده برای یک سال به احتمال زیاد می تواند در موتور احتراق داخلی بدون مشکل سوزانده شود. با این حال، اثرات ذخیره‌سازی طولانی‌مدت با گذشت هر ماه بیشتر محسوس می‌شود تا زمانی که بنزین باید با مقادیر فزاینده‌ای از سوخت تازه رقیق شود تا بنزین قدیمی‌تر مصرف شود. اگر رقیق نشده بماند، عملکرد نامناسبی رخ می دهد و این ممکن است شامل آسیب موتور در اثر احتراق نادرست یا عدم عملکرد مناسب سوخت در سیستم تزریق سوخت و تلاش کامپیوتری که برای جبران آن تلاش می کند (در صورت وجود برای خودرو) باشد. بنزین در حالت ایده آل باید در یک ظرف دربسته (برای جلوگیری از اکسید شدن یا مخلوط شدن بخار آب با گاز) که بتواند فشار بخار بنزین را بدون تهویه تحمل کند (برای جلوگیری از از دست دادن بخش های فرارتر) در دمای خنک پایدار نگهداری شود. برای کاهش فشار اضافی ناشی از انبساط مایع و کاهش سرعت هر گونه واکنش تجزیه). هنگامی که بنزین به درستی ذخیره نمی شود، ممکن است صمغ ها و مواد جامد ایجاد شوند که می توانند اجزای سیستم را خورده و روی سطوح مرطوب جمع شوند و در نتیجه شرایطی به نام "سوخت کهنه" ایجاد می کنند. بنزین حاوی اتانول به ویژه در معرض جذب رطوبت اتمسفر و سپس تشکیل صمغ، مواد جامد یا دو فاز (فاز هیدروکربنی شناور در بالای فاز آب-الکل) است.

وجود این محصولات تخریب در مخزن سوخت یا خطوط سوخت به علاوه کاربراتور یا اجزای تزریق سوخت، راه اندازی موتور را دشوارتر می کند یا باعث کاهش عملکرد موتور می شود. با از سرگیری استفاده منظم از موتور، ممکن است تجمع در نهایت با جریان بنزین تازه پاک شود یا نشود. افزودن یک تثبیت کننده سوخت به بنزین می تواند عمر سوختی را که به درستی ذخیره نمی شود یا نمی تواند به درستی ذخیره شود افزایش می دهد، اگرچه حذف تمام سوخت از سیستم سوخت تنها راه حل واقعی برای مشکل ذخیره سازی طولانی مدت یک موتور یا یک موتور است. ماشین یا وسیله نقلیه تثبیت کننده های سوخت معمولی مخلوط های اختصاصی حاوی الکل های معدنی ، ایزوپروپیل الکل ، 1،2،4-تری متیل بنزن یا سایر افزودنی ها هستند . تثبیت کننده های سوخت معمولاً برای موتورهای کوچک مانند موتورهای چمن زنی و تراکتور استفاده می شود، به ویژه زمانی که استفاده از آنها پراکنده یا فصلی باشد (کمی یا بدون استفاده برای یک یا چند فصل از سال). به كاربران توصيه شده است كه ظروف بنزين را بيش از نيمه پر نگه دارند و به طور مناسب درپوش داشته باشند تا در معرض هوا قرار نگيرند، از نگهداري در دماهاي بالا اجتناب كنند، موتور را به مدت ده دقيقه روشن كنند تا تثبيت كننده را قبل از ذخيره سازي در تمام اجزا به گردش درآورد، و موتور را روشن كنند. در فواصل زمانی برای پاکسازی سوخت کهنه از کاربراتور. [74]

الزامات پایداری بنزین توسط استاندارد ASTM D4814 تنظیم شده است. این استاندارد ویژگی ها و الزامات مختلف سوخت خودرو را برای استفاده در طیف وسیعی از شرایط عملیاتی در خودروهای زمینی مجهز به موتورهای جرقه زنی توصیف می کند.

محتوای انرژی احتراق

ویرایش کنید

یک موتور احتراق داخلی با سوخت بنزین انرژی را از احتراق هیدروکربن های مختلف بنزین با اکسیژن از هوای محیط دریافت می کند و دی اکسید کربن و آب را به عنوان اگزوز تولید می کند. احتراق اکتان ، یک گونه نماینده، واکنش شیمیایی را انجام می دهد:

2 C 8 H 18 + 25 O 2 → 16 CO 2 + 18 H 2 O

از نظر وزنی، احتراق بنزین حدود 46.7 مگاژول در هر کیلوگرم (13.0 کیلووات ساعت / کیلوگرم؛ 21.2 مگا ژول / پوند ) یا از نظر حجمی 33.6 مگاژول در لیتر (9.3 کیلووات ساعت در لیتر؛ 127 مگاژول/گاال آمریکا؛ 121000 BTU) آزاد می کند. ارزش گرمایش کمتر [80] ترکیبات بنزین متفاوت است، و بنابراین محتوای انرژی واقعی بسته به فصل و تولیدکننده تا 1.75 درصد بیشتر یا کمتر از میانگین متفاوت است. [81] به طور متوسط، حدود 74 لیتر (20 گال آمریکا) بنزین از یک بشکه نفت خام (حدود 46 درصد حجمی) در دسترس است که با کیفیت نفت خام و عیار بنزین متفاوت است. باقیمانده محصولاتی از قیر تا نفتا هستند . [82]

یک سوخت با امتیاز اکتان بالا، مانند گاز مایع (LPG)، دارای توان خروجی کلی کمتری در نسبت تراکم معمولی 10:1 در طراحی موتوری است که برای سوخت بنزین بهینه شده است. موتوری که برای سوخت LPG از طریق نسبت تراکم بالاتر (معمولاً 12:1) تنظیم شده است ، توان خروجی را بهبود می بخشد. این به این دلیل است که سوخت‌های با اکتان بالاتر نسبت تراکم بالاتری را بدون ضربه ایجاد می‌کنند و در نتیجه دمای سیلندر بالاتری ایجاد می‌کنند که باعث بهبود راندمان می‌شود . همچنین، افزایش راندمان مکانیکی با نسبت تراکم بالاتر از طریق نسبت انبساط بالاتر همزمان روی کورس قدرت ایجاد می‌شود، که به مراتب تأثیر بیشتری دارد. نسبت انبساط بالاتر، کار بیشتری را از گاز پرفشار ایجاد شده توسط فرآیند احتراق استخراج می کند. موتور چرخه اتکینسون از زمان‌بندی رویدادهای سوپاپ استفاده می‌کند تا مزایای نسبت انبساط بالا را بدون معایب، عمدتاً انفجار، نسبت تراکم بالا ایجاد کند. ضریب انبساط بالا نیز یکی از دو دلیل کلیدی برای کارایی موتورهای دیزلی به همراه حذف تلفات پمپاژ ناشی از کاهش جریان هوای ورودی است.

محتوای انرژی کمتر LPG از نظر حجم مایع در مقایسه با بنزین عمدتاً به دلیل چگالی کمتر آن است. این چگالی کمتر ویژگی وزن مولکولی کمتر پروپان (جزء اصلی LPG) در مقایسه با مخلوط بنزین از ترکیبات هیدروکربنی مختلف با وزن مولکولی سنگین تر از پروپان است . برعکس، محتوای انرژی LPG بر حسب وزن بیشتر از بنزین است که به دلیل نسبت هیدروژن به کربن بالاتر است .

وزن مولکولی گونه ها در احتراق نماینده اکتان 114، 32، 44، و 18 برای C 8 H 18 ، O 2 ، CO 2 و H 2 O است. بنابراین یک کیلوگرم (2.2 پوند) سوخت با 3.51 کیلوگرم (7.7 پوند) اکسیژن واکنش می دهد و 3.09 کیلوگرم (6.8 پوند) دی اکسید کربن و 1.42 کیلوگرم (3.1 پوند) آب تولید می کند.

رتبه اکتان

ویرایش کنید

مقاله اصلی: رتبه بندی اکتان

موتورهای جرقه زنی برای سوزاندن بنزین در یک فرآیند کنترل شده به نام deflagration طراحی شده اند . با این حال، مخلوط نسوخته ممکن است با فشار و گرما به تنهایی، به جای اینکه دقیقاً در زمان مناسب از شمع جرقه بزند ، خود اشتعال پیدا کند و باعث افزایش سریع فشار شود که می تواند به موتور آسیب برساند. این اغلب به عنوان ضربه موتور یا ضربه پایان گاز شناخته می شود . کوبش را می توان با افزایش مقاومت بنزین در برابر احتراق خودکار کاهش داد که با درجه اکتان آن بیان می شود.

رتبه اکتان نسبت به مخلوطی از 2،2،4-تری متیل پنتان ( ایزومر اکتان ) و هپتان n اندازه گیری می شود . قراردادهای متفاوتی برای بیان رتبه های اکتان وجود دارد، بنابراین یک سوخت فیزیکی ممکن است بر اساس اندازه گیری مورد استفاده دارای چندین رتبه بندی اکتان متفاوت باشد. یکی از شناخته شده ترین آنها عدد اکتان تحقیقاتی (RON) است.

درجه اکتان بنزین معمولی تجاری موجود در کشور متفاوت است. در فنلاند ، سوئد و نروژ ، 95 RON استاندارد بنزین معمولی بدون سرب است و 98 RON نیز به عنوان گزینه گران‌تر موجود است.

در بریتانیا، بیش از 95 درصد بنزین فروخته شده دارای 95 RON است و به عنوان بدون سرب یا بدون سرب ممتاز به بازار عرضه می شود. Super Unleaded، با RON 97/98 و سوخت های مارک دار با عملکرد بالا (به عنوان مثال، Shell V-Power، BP Ultimate) با 99 RON تعادل را تشکیل می دهند. بنزین با 102 RON ممکن است به ندرت برای اهداف مسابقه ای موجود باشد. [83] [84] [85]

در ایالات متحده، رتبه بندی اکتان در سوخت های بدون سرب بین 85 [86] و 87 AKI (91-92 RON) برای معمولی، 89-90 AKI (94-95 RON) برای درجه متوسط ​​(معادل معمولی اروپایی)، تا 90–94 AKI (95–99 RON) برای حق بیمه (حق بیمه اروپایی).


91

92

93

94

95

96

97

98

99

100

101

102

اسکاندیناوی

منظم

حق بیمه


انگلستان

منظم

حق بیمه

فوق العاده

با کارایی بالا

ایالات متحده آمریکا

منظم

متوسطه

حق بیمه


از آنجایی که بزرگترین شهر آفریقای جنوبی، ژوهانسبورگ ، در Highveld در ارتفاع 1753 متری (5751 فوت) از سطح دریا واقع شده است ، انجمن اتومبیل آفریقای جنوبی بنزین 95 اکتان در ارتفاع کم و 93 اکتان را برای استفاده در ژوهانسبورگ توصیه می کند زیرا "هرچه بالاتر باشد. در ارتفاع، فشار هوا کمتر می شود و نیاز به سوخت با اکتان بالا کمتر می شود زیرا افزایش عملکرد واقعی وجود ندارد. [87]

رتبه اکتان از آنجایی که ارتش در اواخر دهه 1920 و 1940 به دنبال خروجی بیشتر برای موتورهای هواپیما بود، اهمیت یافت. درجه اکتان بالاتر باعث افزایش نسبت تراکم یا تقویت سوپرشارژر و در نتیجه دما و فشار بالاتر می شود که به توان خروجی بالاتر ترجمه می شود. برخی از دانشمندان [ چه کسی؟ ] حتی پیش بینی کرد که کشوری با عرضه خوب بنزین با اکتان بالا از مزیت نیروی هوایی برخوردار خواهد بود. در سال 1943، موتور هوایی رولزرویس مرلین، 980 کیلووات (1320 اسب بخار) با استفاده از سوخت 100 RON از حجم متوسط ​​27 لیتر (1600 مکعب) تولید کرد. در زمان عملیات Overlord ، هم RAF و هم USAAF برخی عملیات را در اروپا با استفاده از سوخت 150 RON (100/150 avgas ) انجام می دادند که با افزودن 2.5 درصد آنیلین به اکتان 100 به دست می آمد. [88] در این زمان، رولزرویس مرلین 66 با استفاده از این سوخت 1500 کیلووات (2000 اسب بخار) تولید می کرد.

مواد افزودنی

ویرایش کنید

همچنین ببینید: فهرست افزودنی های بنزین

افزودنی های ضد ضربه

ویرایش کنید

سرب تترااتیل

ویرایش کنید

مقاله اصلی: سرب تترااتیل

بنزین، زمانی که در موتورهای احتراق داخلی با تراکم بالا استفاده می‌شود ، تمایل دارد خود به خود مشتعل شود یا "منفجر شود" و باعث ضربه زدن به موتور آسیب‌دیده شود (همچنین "پینگ" یا "پینگ" نامیده می‌شود. برای رفع این مشکل، سرب تترااتیل (TEL) به طور گسترده به عنوان یک افزودنی برای بنزین در دهه 1920 مورد استفاده قرار گرفت. با این حال، با آگاهی روزافزون از شدت آسیب های زیست محیطی و بهداشتی ناشی از ترکیبات سرب و ناسازگاری سرب با مبدل های کاتالیزوری ، دولت ها شروع به کاهش سرب بنزین کردند.

در ایالات متحده، آژانس حفاظت از محیط زیست مقرراتی را برای کاهش محتوای سرب بنزین سرب در طی یک سری مراحل سالانه صادر کرد، که قرار بود در سال 1973 آغاز شود، اما توسط دادگاه تجدید نظر تا سال 1976 به تعویق افتاد. در سال 1995، سوخت سرب تنها 0.6 درصد از کل را تشکیل می داد. فروش بنزین و زیر 1800 تن (2000 تن کوتاه؛ 1800 تن بلند) سرب در سال. از 1 ژانویه 1996، قانون هوای پاک ایالات متحده ، فروش سوخت سرب را برای استفاده در وسایل نقلیه جاده ای در ایالات متحده ممنوع کرد .

کشورهای اروپایی از اواخر دهه 1980 شروع به جایگزینی افزودنی های حاوی سرب کردند و در پایان دهه 1990 بنزین سرب در کل اتحادیه اروپا ممنوع شد. امارات متحده عربی در اوایل دهه 2000 شروع به روی آوردن به بدون سرب کرد. [89]

کاهش متوسط ​​محتوای سرب خون انسان ممکن است یکی از دلایل اصلی کاهش نرخ جرم و جنایت خشونت آمیز در سراسر جهان [90] از جمله آفریقای جنوبی باشد. [91] یک مطالعه نشان داد که بین مصرف بنزین سرب و جنایت خشونت آمیز همبستگی وجود دارد (به فرضیه سرب-جرم مراجعه کنید ). [92] [93] مطالعات دیگر هیچ ارتباطی پیدا نکردند.

در آگوست 2021، برنامه محیط زیست سازمان ملل متحد اعلام کرد که بنزین سرب در سراسر جهان ریشه کن شده است و الجزایر آخرین کشوری است که ذخایر خود را تخلیه کرده است. آنتونیو گوترش ، دبیرکل سازمان ملل متحد، ریشه کنی بنزین سرب را یک "داستان موفقیت بین المللی" خواند. وی همچنین افزود: با پایان دادن به مصرف بنزین سرب از بیش از یک میلیون مرگ زودرس در سال در اثر بیماری های قلبی، سکته و سرطان جلوگیری می شود و از کودکانی که ضریب هوشی آنها در معرض سرب آسیب می بیند، محافظت می کند. صلح سبز این اعلامیه را "پایان یک دوره سمی" نامید. [94] با این حال، بنزین سرب دار همچنان در کاربردهای هوانوردی، مسابقات اتومبیل رانی و خارج از جاده استفاده می شود. [95] استفاده از افزودنی های سرب هنوز در سرتاسر جهان برای فرمولاسیون برخی از گریدهای بنزین حمل و نقل هوایی مانند 100LL مجاز است ، زیرا بدون استفاده از افزودنی های سرب دستیابی به درجه اکتان مورد نیاز دشوار است.

افزودنی های مختلف جایگزین ترکیبات سرب شده اند. محبوب ترین افزودنی ها عبارتند از هیدروکربن های معطر ، اترها ( MTBE و ETBE )، و الکل ها ، معمولاً اتانول .

بنزین جایگزین سرب

ویرایش کنید

بنزین جایگزین سرب (LRP) برای وسایل نقلیه طراحی شده برای کار با سوخت های سرب و ناسازگار با سوخت های بدون سرب طراحی شده است. به جای تترا اتیل سرب، حاوی فلزات دیگری مانند ترکیبات پتاسیم یا متیل سیکلوپنتادینیل منگنز تری کربنیل (MMT) است. به نظر می‌رسد که اینها دریچه‌ها و صندلی‌های اگزوز نرم را بافر می‌کنند تا به دلیل استفاده از سوخت بدون سرب دچار رکود نشوند.

LRP در طول و پس از حذف تدریجی سوخت موتورهای سرب در بریتانیا، استرالیا ، آفریقای جنوبی و برخی از کشورهای دیگر به بازار عرضه شد. [ مبهم ] سردرگمی مصرف کننده منجر به ترجیح اشتباه گسترده برای LRP به جای بدون سرب شد، [96] و LRP 8 تا 10 سال پس از معرفی بدون سرب حذف شد. [97]

بنزین سربدار پس از 31 دسامبر 1999 از فروش در بریتانیا خارج شد، هفت سال پس از اینکه مقررات EEC پایان تولید خودروهای دارای بنزین سرب را در کشورهای عضو اعلام کرد. در این مرحله، درصد زیادی از خودروهای دهه 1980 و اوایل دهه 1990 که با بنزین سرب کار می‌کردند، همراه با خودروهایی که می‌توانستند با سوخت بدون سرب کار کنند، همچنان در حال استفاده بودند. با این حال، کاهش تعداد چنین خودروهایی در جاده های بریتانیا باعث شد که بسیاری از جایگاه های بنزین LRP را تا سال 2003 از فروش خارج کنند. [98]

MMT

ویرایش کنید

متیل سیکلوپنتادینیل منگنز تری کربونیل (MMT) در کانادا و ایالات متحده برای افزایش رتبه اکتان استفاده می شود. [99] استفاده از آن در ایالات متحده توسط مقررات محدود شده است، اگرچه در حال حاضر مجاز است. [100] استفاده از آن در اتحادیه اروپا توسط ماده 8a دستورالعمل کیفیت سوخت [101] پس از آزمایش آن تحت پروتکل برای ارزیابی اثرات مواد افزودنی سوخت فلزی بر عملکرد آلایندگی خودروها محدود شده است. [102]

تثبیت کننده های سوخت (آنتی اکسیدان ها و غیرفعال کننده های فلزی)

ویرایش کنید

فنل های جایگزین و مشتقات فنیلن دی آمین آنتی اکسیدان های رایجی هستند که برای مهار تشکیل صمغ در بنزین استفاده می شوند.

رسوبات صمغی و چسبنده رزین ناشی از تخریب اکسیداتیو بنزین در طی نگهداری طولانی مدت است. این رسوبات مضر از اکسید شدن آلکن ها و سایر اجزای جزئی در بنزین [ نیازمند منبع ] به وجود می آیند (به روغن های خشک کن مراجعه کنید ). بهبود در تکنیک های پالایشگاهی عموماً حساسیت بنزین ها را به این مشکلات کاهش داده است. پیش از این، بنزین های ترک خورده به صورت کاتالیزوری یا حرارتی بیشترین حساسیت را به اکسیداسیون داشتند. تشکیل صمغ‌ها توسط نمک‌های مس تسریع می‌یابد که می‌توانند با افزودنی‌هایی به نام غیرفعال‌کننده‌های فلزی خنثی شوند .

از این تخریب می توان با افزودن 5 تا 100 پی پی ام آنتی اکسیدان ها مانند فنیل دی آمین ها و سایر آمین ها جلوگیری کرد . [74] هیدروکربن‌های با عدد برم 10 یا بالاتر را می‌توان با ترکیب فنل‌های بدون مانع یا تا حدی مانع و بازهای آمین قوی محلول در روغن، مانند فنل‌های مانع محافظت کرد. بنزین "کهنه" را می توان با آزمایش آنزیمی رنگ سنجی برای پراکسیدهای آلی تولید شده توسط اکسیداسیون بنزین تشخیص داد. [103]

بنزین‌ها همچنین با غیرفعال‌کننده‌های فلزی تصفیه می‌شوند ، که ترکیباتی هستند که نمک‌های فلزی را جدا می‌کنند (غیرفعال می‌کنند) و در غیر این صورت تشکیل باقی‌مانده‌های صمغی را تسریع می‌کنند. ناخالصی های فلزی ممکن است از خود موتور یا به عنوان آلاینده در سوخت ایجاد شود.

مواد شوینده

ویرایش کنید

بنزین، همانطور که در پمپ تحویل داده می شود، حاوی مواد افزودنی برای کاهش تجمع کربن داخلی موتور، بهبود احتراق و امکان شروع آسان تر در آب و هوای سرد است. سطوح بالایی از مواد شوینده را می توان در بنزین های شوینده سطح بالا یافت . مشخصات بنزین های شوینده درجه یک توسط چهار خودروساز توسعه داده شده است: GM ، هوندا ، تویوتا و BMW . طبق این بولتن، حداقل نیاز EPA ایالات متحده برای تمیز نگه داشتن موتورها کافی نیست. [104] شوینده‌های معمولی شامل آلکیلامین‌ها و آلکیل فسفات‌ها در سطح 50 تا 100 ppm هستند. [74]

اتانول

ویرایش کنید

تولید ذرت در مقابل اتانول در ایالات متحده

کل تولید ذرت ( بوشل ) (سمت چپ)

ذرت مورد استفاده برای سوخت اتانول (بوشل) (سمت چپ)

درصد ذرت مورد استفاده برای اتانول (سمت راست)

همچنین ببینید: سوخت اتانول و مخلوط سوخت اتانول معمولی

اتحادیه اروپا

ویرایش کنید

در اتحادیه اروپا، 5 درصد اتانول را می توان در مشخصات معمول بنزین (EN 228) اضافه کرد. مذاکرات برای اجازه دادن به مخلوط کردن 10 درصد اتانول (موجود در جایگاه های بنزین فنلاند، فرانسه و آلمان) ادامه دارد. در فنلاند، بیشتر جایگاه‌های بنزین 95E10 که 10 درصد اتانول است و 98E5 که 5 درصد اتانول است می‌فروشند. بیشتر بنزین های فروخته شده در سوئد 5 تا 15 درصد اتانول اضافه شده دارند. سه مخلوط مختلف اتانول در هلند فروخته می شود - E5، E10 و hE15. آخرین مورد از ترکیبات استاندارد اتانول-بنزین متفاوت است زیرا از 15 درصد اتانول آبدار (یعنی آزئوتروپ اتانول-آب ) به جای اتانول بی آب که به طور سنتی برای مخلوط کردن با بنزین استفاده می شود، تشکیل شده است.

برزیل

ویرایش کنید

آژانس ملی نفت، گاز طبیعی و سوخت های زیستی برزیل (ANP) به بنزین برای استفاده در خودرو نیاز دارد که 27.5 درصد اتانول به ترکیب آن اضافه شود. [105] اتانول هیدراته خالص نیز به عنوان سوخت موجود است.

استرالیا

ویرایش کنید

قانون، خرده‌فروشان را ملزم می‌کند که سوخت‌های حاوی اتانول را روی دیسپنسر برچسب بزنند و مصرف اتانول را به 10 درصد از بنزین در استرالیا محدود می‌کند. چنین بنزینی معمولاً توسط مارک های بزرگ E10 نامیده می شود و ارزان تر از بنزین معمولی بدون سرب است.

ایالات متحده

ویرایش کنید

استاندارد سوخت تجدیدپذیر فدرال (RFS) به طور موثری به پالایشگاه ها و مخلوط کن ها نیاز دارد که سوخت های زیستی تجدیدپذیر (عمدتاً اتانول) را با بنزین ترکیب کنند، که برای برآورده کردن هدف رو به رشد سالانه کل گالن های مخلوط کافی است. اگرچه این دستور به درصد خاصی از اتانول نیاز ندارد، افزایش سالانه هدف همراه با کاهش مصرف بنزین باعث شده است که محتوای معمولی اتانول در بنزین به 10 درصد نزدیک شود. بیشتر پمپ های سوخت برچسبی را نشان می دهند که نشان می دهد سوخت ممکن است تا 10 درصد اتانول داشته باشد، اختلاف عمدی که نشان دهنده درصد واقعی متفاوت است. تا اواخر سال 2010، خرده فروشان سوخت فقط مجاز به فروش سوخت حاوی 10 درصد اتانول (E10) بودند، و اکثر ضمانت نامه های خودرو (به استثنای خودروهای سوخت انعطاف پذیر) سوخت هایی را مجاز می دانستند که حاوی 10 درصد اتانول نباشد. [ نیاز به نقل از ] در بخش‌هایی از ایالات متحده، اتانول گاهی اوقات به بنزین اضافه می‌شود، بدون اینکه نشانی از جزء بودن آن باشد.

هند

ویرایش کنید

در اکتبر 2007، دولت هند تصمیم گرفت که پنج درصد اتانول (با بنزین) را اجباری کند. در حال حاضر محصول مخلوط اتانول 10 درصد (E10) در نقاط مختلف کشور به فروش می رسد. [106] [107] حداقل در یک مطالعه اتانول به مبدل های کاتالیزوری آسیب می رساند. [108]

رنگ ها

ویرایش کنید

مقاله اصلی: رنگهای سوختی

اگرچه بنزین به طور طبیعی مایعی بی رنگ است، اما بسیاری از بنزین ها در رنگ های مختلف رنگ می شوند تا ترکیب و کاربردهای قابل قبول آنها را نشان دهد. در استرالیا، پایین‌ترین گرید بنزین (RON 91) با سایه روشن قرمز/نارنجی رنگ‌آمیزی می‌شد، اما در حال حاضر همان رنگ با درجه متوسط ​​(RON 95) و اکتان بالا (RON 98) است که به رنگ زرد رنگ می‌شوند. [109] در ایالات متحده، بنزین هوانوردی ( avgas ) رنگ می شود تا رتبه اکتان آن مشخص شود و آن را از سوخت جت مبتنی بر نفت سفید که بی رنگ می ماند متمایز کند. [110] در کانادا، بنزین برای استفاده دریایی و مزرعه به رنگ قرمز است و مشمول مالیات غیر مستقیم سوخت در اکثر استان ها نمی شود. [111]

ترکیب اکسیژن

ویرایش کنید

مخلوط کردن اکسیژن ترکیبات حاوی اکسیژن مانند MTBE ، ETBE ، TAME ، TAEE ، اتانول و بیوبوتانول را اضافه می کند . وجود این اکسیژن ها باعث کاهش مقدار مونوکسید کربن و سوخت نسوخته در اگزوز می شود. در بسیاری از مناطق در سراسر ایالات متحده، ترکیب اکسیژن توسط مقررات EPA برای کاهش مه دود و سایر آلاینده های موجود در هوا الزامی است. به عنوان مثال، سوخت در کالیفرنیای جنوبی باید حاوی دو درصد اکسیژن وزنی باشد که در نتیجه مخلوطی از 5.6 درصد اتانول در بنزین حاصل می شود. سوخت حاصل اغلب به عنوان بنزین فرموله شده (RFG) یا بنزین اکسیژن دار، یا در مورد کالیفرنیا، بنزین فرموله شده مجدد کالیفرنیا (CARBOB) شناخته می شود. الزام فدرال مبنی بر اینکه RFG حاوی اکسیژن باشد در 6 می 2006 حذف شد زیرا صنعت RFG کنترل شده با VOC را توسعه داده بود که به اکسیژن اضافی نیاز نداشت. [112]

MTBE در ایالات متحده به دلیل آلودگی آب های زیرزمینی و مقررات و دعاوی ناشی از آن حذف شد. اتانول و تا حدودی ETBE مشتق از اتانول جایگزین های رایجی هستند. مخلوط متداول اتانول و بنزین از 10 درصد اتانول مخلوط با بنزین گازوهول یا E10 نامیده می شود و مخلوط اتانول و بنزین از 85 درصد اتانول مخلوط با بنزین E85 نامیده می شود . بیشترین استفاده از اتانول در برزیل صورت می گیرد ، جایی که اتانول از نیشکر به دست می آید . در سال 2004، بیش از 13 میلیارد لیتر (3.4 × 109 گال آمریکا) اتانول در ایالات متحده برای استفاده از سوخت تولید شد که بیشتر از ذرت بود و به عنوان E10 فروخته شد. E85 به آرامی در بسیاری از ایالات متحده در دسترس می شود، اگرچه بسیاری از ایستگاه های نسبتا معدود فروش E85 برای عموم مردم باز نیستند. [113]

استفاده از بیواتانول و متانول زیستی، به طور مستقیم یا غیرمستقیم با تبدیل اتانول به bio-ETBE، یا متانول به bio-MTBE توسط دستورالعمل اتحادیه اروپا در مورد ترویج استفاده از سوخت های زیستی و سایر سوخت های تجدید پذیر برای حمل و نقل تشویق می شود . از آنجایی که تولید اتانول زیستی از قندها و نشاسته های تخمیری مستلزم تقطیر است ، اما مردم عادی در بسیاری از اروپا نمی توانند به طور قانونی اتانول زیستی خود را تخمیر و تقطیر کنند (بر خلاف ایالات متحده، جایی که دریافت مجوز تقطیر BATF از زمان بحران نفتی 1973 آسان بوده است ). .

ایمنی

ویرایش کنید

HAZMAT کلاس 3 بنزین

سمیت

ویرایش کنید

برگه اطلاعات ایمنی یک بنزین بدون سرب تگزاس در سال 2003 حداقل 15 ماده شیمیایی خطرناک را نشان می دهد که در مقادیر مختلف از جمله بنزن (تا پنج درصد حجمی)، تولوئن (تا 35 درصد حجمی)، نفتالین (تا یک درصد حجمی) وجود دارد. تری متیل بنزن (تا هفت درصد حجمی)، متیل ترت بوتیل اتر (MTBE) (تا 18 درصد حجمی، در برخی ایالت ها)، و حدود 10 مورد دیگر. [114] هیدروکربن‌های موجود در بنزین عموماً سمیت حاد کمی از خود نشان می‌دهند، با LD50 700-2700 میلی‌گرم بر کیلوگرم برای ترکیبات معطر ساده. [115] بنزن و بسیاری از افزودنی های ضد ضربه سرطان زا هستند .

افراد می توانند در محیط کار از طریق بلعیدن بنزین، تنفس بخارات، تماس با پوست و تماس با چشم در معرض بنزین قرار گیرند. بنزین سمی است. موسسه ملی ایمنی و بهداشت شغلی (NIOSH) نیز بنزین را به عنوان یک سرطان زا معرفی کرده است. [116] تماس فیزیکی، بلعیدن یا استنشاق می تواند باعث مشکلات سلامتی شود. از آنجایی که مصرف مقادیر زیاد بنزین می تواند باعث آسیب دائمی به اندام های اصلی شود، تماس با مرکز کنترل مسمومیت محلی یا مراجعه به اورژانس نشان داده شده است. [117]

برخلاف تصور غلط رایج ، بلعیدن بنزین به طور کلی نیاز به درمان اورژانسی خاصی ندارد و القای استفراغ کمکی نمی کند و می تواند آن را بدتر کند. به گفته براد دال متخصص سموم، «حتی دو لقمه تا زمانی که به معده شما پایین می‌رود و در آنجا باقی می‌ماند یا ادامه می‌دهد، آنقدر خطرناک نخواهد بود». آژانس ثبت بیماری‌ها و مواد سمی CDC ایالات متحده می‌گوید که نباید استفراغ، شستشو ، یا زغال فعال مصرف کنید . [118] [119]

استنشاق برای مسمومیت

ویرایش کنید

بخار بنزین استنشاقی یک مسموم کننده رایج است . كاربران بخار بنزين را به نحوي تغليظ و استنشاق مي كنند كه سازنده آن را براي ايجاد سرخوشي و مسموميت در نظر نگرفته است . استنشاق بنزین در برخی از جوامع فقیرتر و گروه های بومی در استرالیا، کانادا، نیوزیلند و برخی جزایر اقیانوس آرام همه گیر شده است. [120] تصور می‌شود که این عمل باعث آسیب شدید اعضای بدن، همراه با اثرات دیگری مانند ناتوانی ذهنی و سرطان‌های مختلف می‌شود . [121] [122] [123] [124]

در کانادا، کودکان بومی در جامعه منزوی لابرادور شمالی در دیویس اینلت در سال 1993 کانون نگرانی ملی قرار گرفتند، زمانی که مشخص شد بسیاری از آنها بنزین را بو می کنند. دولت‌های کانادا و استان‌های نیوفاندلند و لابرادور در چندین نوبت مداخله کردند و بسیاری از کودکان را برای معالجه فرستادند. علیرغم انتقال به جامعه جدید ناتواشیش در سال 2002، مشکلات جدی سوء مصرف استنشاق همچنان ادامه دارد. مشکلات مشابهی در Sheshatshiu در سال 2000 و همچنین در Pikangikum First Nation گزارش شد . [125] در سال 2012، این موضوع بار دیگر در رسانه های خبری در کانادا مطرح شد. [126]

همچنین ببینید: بومیان استرالیا § سوء مصرف مواد

استرالیا مدت هاست که با مشکل بوییدن بنزین (بنزین) در جوامع بومی منزوی و فقیر روبرو بوده است . اگرچه برخی منابع استدلال می‌کنند که استشمام توسط سربازان آمریکایی مستقر در تاپ‌اند کشور در طول جنگ جهانی دوم [127] یا از طریق آزمایش‌های کارگران کارخانه‌های چوب بری شبه جزیره کوبورگ در دهه 1940 معرفی شد، [128] منابع دیگر ادعا می‌کنند که سوء استفاده از مواد استنشاقی (مانند استنشاق چسب) ) در اواخر دهه 1960 در استرالیا ظهور کرد. [129] به نظر می رسد استشمام مزمن و سنگین بنزین در میان جوامع بومی فقیر و دورافتاده رخ می دهد ، جایی که دسترسی آماده به بنزین به تبدیل آن به یک ماده رایج برای سوء استفاده کمک کرده است.

در استرالیا، بوییدن بنزین اکنون به طور گسترده در سراسر جوامع بومی دور افتاده در قلمرو شمالی ، استرالیای غربی ، بخش‌های شمالی استرالیای جنوبی و کوئینزلند رخ می‌دهد . [130] تعداد افرادی که بنزین را استشمام می کنند به مرور زمان کم و زیاد می شود زیرا جوانان آزمایش می کنند یا گهگاه بو می کشند. "رئیس" یا مزمن، sniffers ممکن است به داخل و خارج از جوامع حرکت کنند. آنها اغلب مسئول تشویق جوانان به انجام آن هستند. [131] در سال 2005، دولت استرالیا و BP استرالیا استفاده از سوخت اوپال را در مناطق دورافتاده مستعد بوییدن بنزین آغاز کردند. [132] اوپال یک سوخت غیر قابل بو کردن است (که بسیار کمتر احتمال دارد باعث بالا رفتن شود) و در برخی از جوامع بومی تفاوت ایجاد کرده است.

اشتعال پذیری

ویرایش کنید

سوختن کنترل نشده بنزین باعث تولید مقادیر زیادی دوده و مونوکسید کربن می شود .

بنزین به دلیل نقطه اشتعال پایین آن 23- درجه سانتیگراد (9- درجه فارنهایت) بسیار قابل اشتعال است. مانند سایر هیدروکربن ها، بنزین در محدوده محدودی از فاز بخار خود می سوزد و همراه با فرار آن، نشت را در صورت وجود منابع اشتعال بسیار خطرناک می کند. بنزین دارای حد پایین انفجاری 1.4 درصد حجمی و حد بالای انفجار 7.6 درصد است. اگر غلظت آن زیر 1.4 درصد باشد، مخلوط هوا و بنزین خیلی کم چرب است و مشتعل نمی شود. اگر غلظت بالاتر از 7.6 درصد باشد، مخلوط خیلی غنی است و همچنین مشتعل نمی شود. با این حال، بخار بنزین به سرعت با هوا مخلوط شده و پخش می شود و بنزین بدون محدودیت را به سرعت قابل اشتعال می کند.

اگزوز بنزین

ویرایش کنید

گاز خروجی حاصل از سوختن بنزین هم برای محیط زیست و هم برای سلامت انسان مضر است. پس از استنشاق CO به بدن انسان، به راحتی با هموگلوبین خون ترکیب می شود و میل ترکیبی آن 300 برابر اکسیژن است. بنابراین، هموگلوبین موجود در ریه ها به جای اکسیژن با CO ترکیب می شود و باعث هیپوکسی بدن انسان ، سردرد، سرگیجه، استفراغ و سایر علائم مسمومیت می شود. در موارد شدید ممکن است منجر به مرگ شود. [133] [134] هیدروکربن ها تنها زمانی بر بدن انسان تأثیر می گذارند که غلظت آنها بسیار بالا باشد و سطح سمیت آنها به ترکیب شیمیایی بستگی دارد. هیدروکربن های تولید شده در اثر احتراق ناقص شامل آلکان ها، آروماتیک ها و آلدئیدها هستند. در میان آنها، غلظت متان و اتان بیش از 35 گرم بر متر مکعب (0.035 اونس بر متر مکعب فوت) باعث از دست دادن هوشیاری یا خفگی می شود، غلظت پنتان و هگزان بیش از 45 گرم در متر مکعب (0.045 اونس بر متر مکعب فوت) می شود اثر بی حسی دارند و هیدروکربن های معطر اثرات جدی تری بر سلامتی، سمیت خون، سمیت عصبی و سرطان خواهند داشت. اگر غلظت بنزن از 40 ppm بیشتر شود، باعث سرطان خون و زایلن می‌تواند باعث سردرد، سرگیجه، حالت تهوع و استفراغ شود. قرار گرفتن انسان در معرض مقادیر زیاد آلدهیدها می تواند باعث تحریک چشم، حالت تهوع و سرگیجه شود. علاوه بر اثرات سرطان زا، قرار گرفتن در معرض طولانی مدت می تواند باعث آسیب به پوست، کبد، کلیه ها و آب مروارید شود. [135] پس از ورود NOx به آلوئول ها، اثر تحریک کننده شدیدی بر بافت ریه دارد. این می تواند ملتحمه چشم را تحریک کند، باعث ریزش اشک شود و باعث صورتی شدن چشم شود. همچنین اثر محرکی بر روی بینی، حلق، گلو و سایر اندام ها دارد. این می تواند باعث خس خس حاد، مشکلات تنفسی، قرمزی چشم، گلودرد و سرگیجه و مسمومیت شود. [135] [136]

اثرات زیست محیطی

ویرایش کنید

در سال های اخیر با توسعه سریع اقتصاد وسایل نقلیه موتوری، تولید و استفاده از وسایل نقلیه موتوری به طور چشمگیری افزایش یافته است و آلودگی ناشی از اگزوز وسایل نقلیه موتوری به محیط زیست بیش از پیش جدی شده است. آلودگی هوا در بسیاری از شهرهای بزرگ از آلودگی زغال‌سوز به «آلودگی وسایل نقلیه موتوری» تغییر کرده است. در ایالات متحده، حمل و نقل بزرگترین منبع انتشار کربن است که 30 درصد از کل ردپای کربن ایالات متحده را تشکیل می دهد [137] احتراق بنزین 2.35 کیلوگرم در لیتر (19.6 پوند / گال آمریکا) دی اکسید کربن، یک گاز گلخانه ای تولید می کند. . [138] [139]

بنزین نسوخته و تبخیر از مخزن ، هنگامی که در اتمسفر است ، در برابر نور خورشید واکنش نشان می دهد تا دود فتوشیمیایی تولید کند . فشار بخار در ابتدا با افزودن مقداری اتانول به بنزین افزایش می یابد، اما این افزایش در 10 درصد حجمی بیشتر است. [140] در غلظت های بالاتر اتانول بالای 10 درصد، فشار بخار مخلوط شروع به کاهش می کند. در اتانول 10 درصد حجمی، افزایش فشار بخار ممکن است به طور بالقوه مشکل مه دود فتوشیمیایی را افزایش دهد. این افزایش فشار بخار را می توان با افزایش یا کاهش درصد اتانول در مخلوط بنزین کاهش داد. خطرات اصلی چنین نشت هایی از وسایل نقلیه نیست، بلکه تصادفات کامیون های حمل بنزین و نشت از مخازن ذخیره سازی است. به دلیل این خطر، اکثر مخازن ذخیره سازی (زیرزمینی) در حال حاضر اقدامات گسترده ای برای شناسایی و جلوگیری از هرگونه نشت مانند سیستم های نظارتی (Veeder-Root، Franklin Fueling) دارند.

تولید بنزین بر اساس مسافت طی شده 1.5 لیتر در هر کیلومتر (0.63 گالری آمریکا در مایل) آب مصرف می کند. [141]

استفاده از بنزین اثرات مخرب مختلفی برای جمعیت انسانی و به طور کلی آب و هوا دارد. مضرات تحمیل شده شامل نرخ بالاتر مرگ و میر زودرس و بیماری‌هایی مانند آسم ، ناشی از آلودگی هوا ، هزینه‌های بیشتر مراقبت‌های بهداشتی برای عموم مردم، کاهش محصول ، غیبت در روزهای کار و مدرسه به دلیل بیماری، افزایش سیل و سایر رویدادهای شدید آب و هوایی است. با تغییرات آب و هوایی جهانی و سایر هزینه های اجتماعی مرتبط است. هزینه های تحمیل شده بر جامعه و کره زمین 3.80 دلار برای هر گالن بنزین تخمین زده می شود، علاوه بر قیمتی که کاربر در پمپ پرداخت می کند. آسیب به سلامت و آب و هوا ناشی از یک وسیله نقلیه بنزینی بسیار بیشتر از آسیب های ناشی از وسایل نقلیه الکتریکی است. [142] [143]

دی اکسید کربن

ویرایش کنید

حدود 2.353 کیلوگرم در لیتر (19.64 پوند / گال آمریکا) دی اکسید کربن (CO 2 ) از سوختن بنزینی که حاوی اتانول نیست تولید می شود. [139] بیشتر بنزین خرده فروشی که اکنون در ایالات متحده فروخته می شود حاوی حدود 10 درصد اتانول سوخت (یا E10) حجمی است. [139] سوزاندن E10 حدود 2.119 کیلوگرم در لیتر (17.68 پوند / گال آمریکا) CO 2 تولید می کند که از محتوای سوخت فسیلی ساطع می شود. اگر انتشار CO 2 حاصل از احتراق اتانول در نظر گرفته شود، آنگاه حدود 2.271 کیلوگرم در لیتر (18.95 پوند/گال آمریکا) CO 2 هنگام احتراق E10 تولید می شود. [139]

در سراسر جهان به ازای هر 100 کیلومتر رانندگی با خودروها و وانت ها 7 لیتر بنزین می سوزد . [144]

همچنین آژانس بین‌المللی انرژی در سال 2021 اعلام کرد: «برای اطمینان از مؤثر بودن استانداردهای مصرف سوخت و انتشار CO2، دولت‌ها باید به تلاش‌های نظارتی برای نظارت و کاهش شکاف بین مصرف سوخت در دنیای واقعی و عملکرد رتبه‌بندی شده ادامه دهند». [144]

آلودگی خاک و آب

ویرایش کنید

بنزین از طریق خاک، آب های زیرزمینی، آب های سطحی و هوا وارد محیط می شود. بنابراین، انسان ممکن است از طریق روش هایی مانند تنفس، غذا خوردن و تماس با پوست در معرض بنزین قرار گیرد. به عنوان مثال، استفاده از تجهیزات پر از بنزین، مانند ماشین های چمن زنی، نوشیدن آب آلوده به بنزین نزدیک به نشت بنزین یا نشت به خاک، کار در پمپ بنزین، استنشاق گاز فرار بنزین هنگام سوخت گیری در پمپ بنزین ساده ترین راه است. در معرض بنزین [145]

استفاده و قیمت

ویرایش کنید

مقالات اصلی: مصرف بنزین و گازوئیل و قیمت گذاری و پیک روغن

آژانس بین‌المللی انرژی در سال 2021 اعلام کرد که «سوخت‌های جاده‌ای باید با نرخی مشمول مالیات شوند که تأثیر آن بر سلامت مردم و آب و هوا را منعکس کند». [144]

اروپا

ویرایش کنید

کشورهای اروپایی در مقایسه با ایالات متحده، مالیات‌های قابل ملاحظه‌ای بر سوخت‌هایی مانند بنزین اعمال می‌کنند. قیمت بنزین در اروپا به دلیل این تفاوت معمولاً بالاتر از ایالات متحده است. [146]

ایالات متحده

ویرایش کنید

این بخش باید به روز شود . ( آوریل 2016 )

قیمت های معمولی بنزین ایالات متحده تا سال 2018

قیمت بنزین RBOB

RBOB به اضافه مالیات غیر مستقیم بر بنزین منعکس کننده قیمت های پرداخت شده در پمپ است

از سال 1998 تا 2004، قیمت بنزین بین 0.26 تا 0.53 دلار در هر لیتر (1 و 2 دلار به ازای هر گال آمریکا) در نوسان بود. [147] پس از سال 2004، قیمت تا زمانی افزایش یافت که متوسط ​​قیمت بنزین در اواسط سال 2008 به 1.09 دلار در هر لیتر (4.11 دلار به ازای هر گال آمریکا) رسید، اما تا سپتامبر 2009 به حدود 0.69 دلار در هر لیتر (2.60 دلار به ازای هر گال آمریکا) رسید. [147] ] ایالات متحده افزایش قیمت بنزین را تا سال 2011 تجربه کرد، [148] و تا اول مارس 2012، میانگین ملی 0.99 دلار در هر لیتر (3.74 دلار به ازای هر گال آمریکا) بود. قیمت های کالیفرنیا بالاتر است زیرا دولت کالیفرنیا فرمول ها و مالیات های منحصر به فرد بنزین کالیفرنیا را الزامی می کند. [149]

در ایالات متحده، بیشتر کالاهای مصرفی دارای قیمت های قبل از مالیات هستند، اما قیمت بنزین با احتساب مالیات ثبت می شود. مالیات ها توسط دولت های فدرال، ایالتی و محلی اضافه می شود. در سال 2009 ، مالیات فدرال 0.049 دلار در هر لیتر (0.184 دلار به ازای هر گال آمریکا) برای بنزین و 0.064 دلار در هر لیتر (0.244 دلار به ازای هر گال آمریکا) برای گازوئیل (به استثنای گازوئیل قرمز ) بود. [150]

به گفته اداره اطلاعات انرژی، حدود 9 درصد از کل بنزین فروخته شده در ایالات متحده در ماه مه 2009 درجه ممتاز بود. مجله Consumer Reports می‌گوید: «اگر [دفترچه راهنمای مالک شما] می‌گوید از سوخت معمولی استفاده کنید، این کار را انجام دهید—درجه بالاتر هیچ مزیتی ندارد.» [151] آسوشیتدپرس گفت که گاز ممتاز - که دارای رتبه اکتان بالاتر است و قیمت هر گالن آن بیشتر از گاز معمولی بدون سرب است - فقط در صورتی باید استفاده شود که سازنده بگوید "ضروری" است . [152] خودروهای با موتورهای توربوشارژ و نسبت تراکم بالا اغلب بنزین ممتاز را مشخص می‌کنند زیرا سوخت‌های اکتان بالاتر، وقوع «تق» یا سوخت را کاهش می‌دهند. [153] قیمت بنزین به طور قابل توجهی بین ماه های تابستان و زمستان متفاوت است. [154]

تفاوت قابل توجهی بین روغن تابستانی و روغن زمستانه در فشار بخار بنزین (Reid Vapor Pressure، RVP) وجود دارد، که معیاری است برای تبخیر آسان سوخت در یک دمای معین. هرچه نوسانات بنزین بیشتر باشد (RVP بالاتر)، تبخیر آن آسان تر است. تبدیل بین دو سوخت دو بار در سال، یک بار در پاییز (ترکیب زمستان) و دیگری در بهار (ترکیب تابستان) انجام می شود. سوخت ترکیبی زمستانی دارای RVP بالاتری است زیرا سوخت باید بتواند در دمای پایین تبخیر شود تا موتور به طور عادی کار کند. اگر RVP در یک روز سرد خیلی کم باشد، راه اندازی خودرو دشوار خواهد بود. با این حال، بنزین ترکیبی تابستانی دارای RVP کمتری است. از تبخیر بیش از حد در هنگام افزایش دمای بیرون جلوگیری می کند، انتشار ازن را کاهش می دهد و سطح مه دود را کاهش می دهد. در عین حال، قفل بخار در هوای گرم کمتر رخ می دهد. [155]