Bensin och Octane-betyg

Bensin består av en komplex blandning av kolväten. De flesta av dessa är alkaner med 4-10 kolatomer per molekyl. Mindre mängder aromatiska föreningar finns. Alkener och alkyner kan också finnas i bensin.

Bensin produceras oftast genom fraktionerad destillation av petroleum, även känd som råolja (den produceras också från kol och oljeskiffer). Råoljan separeras enligt olika kokpunkter i fraktioner. Denna fraktionerade destillationsprocess ger cirka 250 ml rinnande bensin för varje liter råolja. Utbytet av bensin kan fördubblas genom omvandling av högre eller lägre kokpunktsfraktioner till kolväten i bensinområdet. Två av de huvudsakliga processerna som används för att utföra denna konvertering är sprickbildning och isomerisering.

Hur knäckning fungerar

Vid krackning upphettas fraktioner och katalysatorer med hög molekylvikt till den punkt där kol-kol-bindningarna bryts. Produkter från reaktionen inkluderar alkener och alkaner med lägre molekylvikt än som fanns i den ursprungliga fraktionen. Alkanerna från krackningsreaktionen sätts till den rinnande bensinen för att öka bensinutbytet från råoljan. Ett exempel på en sprickreaktion är:

alkan C₁₃H₂₈ (l) → alkan C₈H₁₈ (l) + alken C₂H₄ (g) + alken C₃H₆ (G)

Hur Isomerisering fungerar

I isomeriseringsprocessen omvandlas rakkedjiga alkaner till isomerer med grenad kedja, som brinner mer effektivt. Exempelvis kan pentan och en katalysator reagera för att ge 2-metylbutan och 2,2-dimetylpropan. Vissa isomerisering sker också under sprickprocessen, vilket ökar bensinkvaliteten.

Octane-betyg och motorstopp

I förbränningsmotorer har de komprimerade bensin-luftblandningarna en tendens att antändas för tidigt snarare än att bränna smidigt. Detta skapar motor slå, ett karakteristiskt skramlande eller pingljud i en eller flera cylindrar. Oktanantalet bensin är ett mått på dess motståndskraft mot knackning. Oktantalet bestäms genom att jämföra egenskaperna hos en bensin med isooctan (2,2,4-trimetylpentan) och heptan. Isooctane tilldelas ett oktantal på 100. Det är en starkt grenad förening som bränner smidigt, med lite slag. Å andra sidan ges heptan en oktanklassificering av noll. Det är en ogrenad sammansättning och slår dåligt.

Rätt körd bensin har ett oktantal på ungefär 70. Med andra ord, rak körd bensin har samma knackningsegenskaper som en blandning av 70% isooctan och 30% heptan. Krackning, isomerisering och andra processer kan användas för att öka oktan-klassificeringen av bensin till cirka 90. Anti-knock-medel kan tillsättas för att ytterligare öka oktanklassificeringen. Tetraetyl bly, Pb (C2H5) 4, var ett sådant medel, som sattes till gas med en hastighet av upp till 2,4 gram per gallon bensin. Omkopplingen till blyfri bensin har krävt tillsats av dyrare föreningar, såsom aromater och starkt grenade alkaner, för att upprätthålla högt oktantal.

Bensinpumpar publicerar vanligtvis oktantal som ett genomsnitt av två olika värden. Ofta kan du se oktanklassificeringen citerad som (R + M) / 2. Ett värde är forskning oktan nummer (RON), som bestäms med en testmotor som körs med en låg hastighet på 600 varv / minut. Det andra värdet är motoroktanummer (MON), som bestäms med en testmotor som körs med en högre hastighet på 900 rpm. Om till exempel en bensin har en RON på 98 och en MON på 90, skulle det bokförda oktantalet vara medelvärdet av de två värdena eller 94.

Bensin med hög oktan överträffar inte vanlig oktanbensin för att förhindra att motoravlagringar bildas, vid borttagning eller rengöring av motorn. Moderna bränslen med högt oktan kan dock innehålla ytterligare tvättmedel för att skydda motorer med hög kompression. Konsumenterna bör välja det lägsta oktankvalitet där bilens motor går utan att slå. Ibland lätt knackning eller pingning skadar inte motorn och indikerar inte behov av högre oktan. Å andra sidan kan ett kraftigt eller ihållande slag slå motorns skador.

Ytterligare läsning av bensin och oktan

• American Petroleum Institute - API representerar den amerikanska olje- och naturgasindustrin.
• Vanliga frågor om fordonsbensin - Detta är Bruce Hamiltons mycket väl refererade artikel, omvandlad till HTML av Kyle Hamar.
• Vanliga frågor om bensin Del 1 - Utgångspunkt för Bruce Hamilton's (Industrial Research Limited) vanliga frågor om bensin.
• Vanliga frågor om bensin - Detaljerad information om oktanklassificering tillhandahålls.
• HowStuffWorks: Hur bilmotorer fungerar - Om du inte vet hur det fungerar är det här artikeln för dig! Grafiken är cool, men en utskrivbar version av artikeln är också tillgänglig.
• HowStuffWorks: Vad betyder Octane? - Detta är Marshall Brains svar på frågan.