Как производится бензин и что будет, если он исчезнет?

Как производится бензин и что будет, если он исчезнет?

В настоящее время во многих странах наблюдается повышение цен на бензин. Так, в середине мая стоимость топлива в США обновила исторический максимум — галлон бензина, что чуть меньше четырех литров, в среднем подорожал на 4,452 доллара. По данным аналитической компании Navigant Research, в мире насчитывается около 1,2 миллиарда машин, причем 95% из них это легковушки. Поэтому не удивительно, что за ценами на топливо следит настолько много людей и колебания стоимости заставляет людей нервничать. В 2022 году бензин стал довольно дорогим удовольствием, так что возникает вопрос — а что будет, если этот вид топлива полностью исчезнет? Давайте разберемся, как он производится, в каких сферах кроме автомобильной используется и существуют ли какие-либо хорошие альтернативы.

Бензин является самым популярным видом топлива, но когда-нибудь он исчезнет. А что потом?

Как производят бензин

Для начала стоит разобраться, откуда бензин берется. Сырьем для изготовления топлива является нефть, запасы которого в мире заметно сокращаются — то есть, в какой-то момент истории человечества, бензин действительно исчезнет. Существует два основных способа получения бензина, один старый и эффективный, а второй — новый и гораздо лучше.

Сырьем для производства бензина является нефть

Получение бензина путем прямой перегонки

Это самый древний способ получения бензина, который использовался во времена первых бензиновых двигателей. Суть этого метода заключается в банальном нагреве нефти и выпаривания из него нужных веществ. Химический процесс происходит в закрытой емкости с отведенной трубкой. Во время нагрева нефти при температуре от 35 до 200 градусов Цельсия, из него выпаривается бензин. Нагрев от 150 до 305 градусов дает керосин, а до 360 градусов — дизельное топливо.

Прямая перегонка нефти дает бензин плохого качества

Главный минус этого метода заключается в том, что в результате получается очень мало бензина. Из одного литра нефти выпаривается всего лишь примерно 150 миллилитров топлива. К тому же, полученный бензин имеет очень низкое качество — октановое число составляет 50 – 60 единиц. А ведь для современных автомобилей нужно топливо с октановым числом 92 – 95 единиц.

Октановое число — одно из главных свойств бензина

Октановое число — это показатель, который характеризует, насколько хорошо то или иное топливо устойчиво к возгоранию внутри топлива. Если октановое число меньше, чем требуется для определенного автомобиля, топливо начнет воспламеняться раньше необходимого. Это создает неконтролируемый взрыв, который усиливает нагрузку на цилиндро-поршневую группу.

Получение бензина при помощи крекинга

Сегодня бензин более эффективно получать путем крекинга. Если говорить просто, нефть разлагают на разные составные части при помощи химических и физических процессов. По сути, из сложных молекул углеводорода делают более простые, из которых состоит бензин. Такой подход позволяет получать из литра нефти гораздо больше топлива. Причем оно оказывается гораздо лучше по качеству — октановое число составляет около 70 – 80 единиц.

Сегодня бензин обычно производится путем каталитического крекинга

Чтобы полученным из нефти бензином можно было заправить автомобиль, его октановое число повышают до нужных показателей, добавляя вспомогательные вещества. Одним из таких веществ является тетраэтилсвинец — очень ядовитое соединение, которое уменьшает риск возникновения неконтролируемых взрывов.

ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ ЦЕНА НА НЕФТЬ? КАК ОНА ВЛИЯЕТ НА ЖИЗНЬ ЛЮДЕЙ? ЧИТАЙТЕ ТУТ.

Где используется бензин?

В конце XIX века, когда автомобили были редкостью, бензин использовался в качестве антисептика, средства для чистки и топлива для примусов. Для справки, примус — это нагревательный прибор, который работает на жидком топливе. В этих приборах было невозможно использовать керосин, потому что он слишком пожароопасен. Когда машины с двигателями внутреннего сгорания стали более распространены, бензин стал одним из основных видов топлива. Конкуренцию ему мог составить разве что дизель, который обладал более высоким коэффициентом полезного действия.

Бензиновый примус был обязательным атрибутом советского туриста

Помимо автомобилей, бензин используется в авиации — к этому топливу выдвигаются более высокие требования. Вдобавок к этому, в промышленности часто используются бензины-растворители, которые необходимы в производстве клеев и красок. Бензин является хорошим средством для обезжиривания тканей, кожи и других материалов. В общем, в отличие от конца девятнадцатого века, сегодня бензин играет очень важную роль в жизни людей.

Бензин бывает и авиационным

А ЧТО ВЫ ЗНАЕТЕ ПРО ЭТИЛИРОВАННЫЙ БЕНЗИН? УГАДАЙТЕ, ПОЧЕМУ ОН ЗАПРЕЗЕН ВО ВСЕМ МИРЕ? ВОТ ОТВЕТ.

Что использовать вместо бензина?

Запасы нефти в мире заканчиваются. На данный момент компании перерабатывают «легкую» нефть, которая добывается достаточно просто. Но через сотни или десятки лет нефть придется искать на очень больших глубинах, что еще сильнее увеличит ее стоимость. А в какой-то момент полезное ископаемое полностью исчезнет, а вместе с ним — и бензин. К счастью, сегодня уже существуют хорошие альтернативы.

С каждым годом нефти в мире становится все меньше

Газовое топливо для автомобилей

Некоторые автомобили уже сейчас оснащены двигателями, которые работают на пропан-бутане или метане. Первый вид топлива тоже изготавливается из нефти, поэтому он исчезнет вместе с бензином. А вот метан является природным и является хорошей альтернативой. Существует мнение, что газовое топливо портит двигатели. Но есть свидетельства, что газовые двигатели наоборот, работают без капитального ремонта на 2 года дольше, чем бензиновые. У газового топлива есть один плюс — он дешевле бензина. Минусом, как минимум на данный момент, является ограниченное количество заправочных станций. Но в будущем их может стать больше.

Существует много видов транспорта на метане

Биоэтанол как топливо

Биоэтанол — это этиловый спирт, который производится из растительного сырья вроде сахарного тростника и кукурузы. На биоэтаноле могут работать только автомобили «Flex-Fuel», которые оснащены многотопливным двигателем. Это довольно хороший вид топлива, но у него есть как минимум два больших минуса. Во-первых, биоэтанол не настолько эффективен, как бензин и другие виды горючего. Во-вторых, при его производстве вырубаются тропические леса, то есть наносится большой вред природе.

Автомобиль «Flex-Fuel», работающий на этаноле

Водородное топливо

Еще одной хорошей альтернативой бензину является водород. Пожалуй, это самый экологически чистый вид автомобильного топлива. Если говорить по-простому, вместо бензобака в автомобили ставятся топливные элементы, в которые под большим давлением заправляется водород. Когда водитель нажимает на педаль газа, водородный элемент взаимодействует с кислородом и вырабатывается электричество. Энергия раскручивает электромотор и транспорт начинает движение. У этого топлива тоже есть два минуса. Во-первых, добыча водорода стоит дорого. Во-вторых, топливные элементы с водородом могут взорваться.

Водородные автомобили обладают большими перспективами, но довольно опасны

Электрический транспорт

Наконец, в будущем люди могут пересесть на электрические автомобили. Многие компании уже начали выпускать модели с электрическими двигателями. Скорее всего, после исчезновения бензина, автомобили будут работать именно на электричестве — упомянутые выше альтернативы хороши, но имеют слишком много минусов и их производство плохо налажено. Впрочем, электромобили все чаще критикуются, потому что их аккумуляторы быстро выходят из строя и выбрасываются, после чего наносят природе непоправимый вред. Так что быть уверенными в их успехе полностью нельзя.

Самая популярная марка электрических автомобилей — это Tesla

ПОДПИШИТЕСЬ НА НАШ КАНАЛ В ДЗЕНЕ. ТАМ ЕСТЬ СТАТЬИ, КОТОРЫЕ ВЫ ЕЩЕ НЕ ВИДЕЛИ.

А как думаете вы, на какое топливо перейдет человечество в случае исчезновения бензина? Своим мнением делитесь в комментариях. Также читайте про автомобили на дровах — удивительно, но они существуют.

Автомобильные эксплуатационные материалы

Топлива предназначены для удовлетворения энергетических потребностей двигателя путем превращения химической энергии в тепловую, которая, в свою очередь, преобразуется в механическую энергию.
Жидкие нефтяные топлива получают при переработке нефти. Они являются основным источником энергии для современных двигателей внутреннего сгорания за счет превращения химической энергии окисляющихся углеводородов в тепловую.
На автомобильной технике применяются два основных класса жидкого нефтяного топлива: автомобильные бензины и дизельные топлива.

Классификация топлива

Топливо классифицируют по следующим показателям:

• естественное;
• искусственное.

По агрегатному состоянию:

• твёрдое;
• жидкое;
• газообразное.

По элементному составу:

• І класс. В химический состав входит углерод;
• ІІ класс. В химический состав входит углерод и водород;
• ІІІ класс. В химический состав входит углерод, водород и кислород.

Таблица 1. Основные виды топлива.

Естественное
Искусственное

Теплота сгорания топлива

Теплота сгорания топлива (Q) (энергоёмкость) служит для оценки экономической эффективности любого топлива.
Теплотой сгорания называют количество теплоты, которое выделилось при полном сгорании 1 кг твёрдого или жидкого и 1 м 3 газового топлива.
Единицей измерения теплоты служит кДж или ккал (1 ккал = 4,1867 Дж).

Различают высшую Q_В и низшую Q_Н теплоту сгорания.
Высшая теплота сгорания – это максимально возможное количество теплоты, полученное расчётным или экспериментальным способом, при этом учитывается и теплота, идущая на конденсацию паров воды.

Низшая теплота сгорания Q_Н не учитывает теплоту конденсации паров воды и всегда меньше высшей QВ на то количество тепла, которое было затрачено на испарение воды.
Для двигателей пользуются значениями Q_Н, т.к. продукты сгорания отводятся из цилиндров при температурах значительно больших, чем температура конденсации паров воды.

где К – коэффициент, зависящий от плотности бензина при 20 °С.
Для разных марок Q_Н практически одинакова: Q_Н = 43,5… 44,5 МДж/кг.

Нефть и её состав

Нефть – это основное сырьё для производства различного вида топлив и масел. Основу нефти и нефтепродуктов составляют следующие химические элементы:

То есть, основу нефти составляют углеводороды – парафиновые, нафтеновые, ароматические.

Парафиновые углеводороды, в составе которых от 1 до 4 атомов углерода, – это газы: метан, этан, пропан, бутан, изобутан. Их преимущество – высокая детонационная стойкость (ОЧ = 100). Если в составе парафиновых углеводородов от 5 до 15 атомов углерода, то это бензин и дизельное топливо. Наличие парафиновых углеводородов нежелательно в бензинах, так как они легко детонируют, а при низких температурах густеют и замерзают.

В бензинах желательно наличие изопарафиновых углеводородов, так как они устойчивы к действию кислорода при высоких температурах, т. е. такие бензины отличаются высокой химической стабильностью.

Наличие нафтеновых углеводородов (циклогексан) желательно в топливе для карбюраторных двигателей и в зимних сортах дизельного топлива (ДТ).

Ароматические углеводороды (бензол) желательны для бензина, так как их наличие повышает детонационную стойкость бензина и нежелательны в ДТ, т.к. обладают низкой воспламеняемостью.
Наличие соединений серы в топливе нежелательно, так как при увеличении серы в топливе мощность двигателя падает, увеличивается расход топлива. Кроме того, при сгорании топлива образуется серный ангидрид, который содержится в выхлопных газах, и наносит вред окружающей среде, а содержащийся в топливе сероводород и меркаптан вызывают коррозию топливной системы.
Содержание в топливе соединений кислорода ограничивается ГОСТом, так как наличие кислорода в топливе также приводит к коррозии.

Способы получения автомобильных топлив и масел из нефти

Автомобильные топлива и масла получают двумя способами:
1. Прямая перегонка
2. Крекинг .

Прямая перегонка нефти

Прямая перегонка нефти или дистилляция (стекание каплями) – это разделение нефти на фракции, отличающиеся по составу. Фракция – составная часть нефти с одинаковыми свойствами (температурой кипения, плотностью), которая выделяется при перегонке.

Атмосферно-вакуумная установка для прямой перегонки нефти состоит из трубчатой печи, теплообменника с ректификационной колонной, конденсатора, сепаратора, сборника соляра и вакуумной колонны (см. рис. 1).

Принцип прямой перегонки нефти заключается в следующем:

1. Нефть нагревается до температуры 330…350 °С в трубчатой печи. Здесь образуется смесь паров нефти и неиспарившегося жидкого остатка;

2. Далее пары нефти и жидкий остаток направляются в ректификационную колонну с теплообменниками. В колонне происходит разделение паров нефти на фракции (бензин, лигроин, керосин, газойль, солярку).

3. Неиспарившийся жидкий остаток отделяется от паров и в виде мазута (60…80 % от массы нефти) отводится в трубчатую печь и в вакуумную колонну для получения масел.

4. В вакуумной колонне происходит разделение мазута на составляющие фракции (лёгкие, средние, тяжёлые масла и масла для двигателей), а оставшийся в результате переработки мазута гудрон отправляется потребителю.

В результате прямой перегонки получают такие нефтепродукты, как:

• Бензин (температура кипения t_кип = 40…200 °С);
• Лигроин (t_кип = 110…230 °С);
• Керосин (t_кип = 140… 300 °С);
• Газойль (t_кип = 230…330 °С);
• Солярка (t_кип = 280 …350 °С);
• Различного рода масла .

Лигроин (тяжёлый бензин) имеет более высокую плотность; используется как дизельное топливо в тяжёлой технике и сельскохозяйственных машинах, а так же в качестве сырья для получения высокооктановых бензинов.
Газойль – промежуточный продукт между керосином и смазочным материалом – также является сырьем для получения высокооктановых бензинов.

Преимущество прямой перегонки нефти заключается в получении топлива с высокой химической стабильностью, т. е. способностью не окисляться.

Крекинг

Крекинг — разложение молекул сложных углеводородов в условиях высоких температур (t = 500…550 °С) и давлений (р = 5…20 МПа).
Существуют следующие виды крекинга:

Термический крекинг.
Этот вид крекинга был разработан в России ученым Шуховым в 1891 году, но впервые применён в США. Сырьём для него служат мазут, керосин, газойль. В результате крекинга при t = 500…550 °С и р = 5 МПа получают бензин с октановым числом (ОЧ) = 66…72.

Недостатки:
— Низкое октановое число (ОЧ);
— Низкая химическая стабильность, т. е. такой бензин легко окисляется. В результате появляется необходимость применения присадок, которые снизят процесс окисления, что экономически невыгодно (в качестве присадок используют древесно-смольный антиокислитель и антиокислитель ФЧ–16).

Каталитический крекинг. Этот вид крекинга осуществляется с использованием катализатора, который ускоряет процесс разложения молекул сырья. В качестве сырья используют газойль и солярку, из которых в присутствии алюмо-кобальто-молибденового катализатора получают бензин А76 и А80.

Преимущества:
— В результате образуются изопарафиновые и ароматические углеводороды, наличие которых повышает ОЧ и химическую стабильность бензина.

Риформинг — один из видов каталитического крекинга. Его проводят в среде водородосодержащего газа при t = 480…540 °С и р = 4 МПа в присутствии молибденового или платинового катализатора.
В качестве сырья используют бензин с низким октановым числом, получают бензины марок А92, А95, А98.

Как производятся и добываются бензин и дизельное топливо?

Как производятся два основных вида топлива – бензин и дизельное топливо? Что из двух требует больше всего изысканности и энергии?

Таким образом, полученная идея состоит в том, что для планеты более выгодно производить только бензин, менее очищенный и, следовательно, менее дорогой и экологически чистый в производстве. Но действительно ли разумно запретить производство дизельного топлива? Здесь мы снова увидим, что дизель еще далеко не мертв, если, конечно, он не будет произвольно осужден властями (что на данный момент выявляется) …

Извлечение бензина и дизельного топлива из нефти

Как вы знаете, по крайней мере, я надеюсь на вас, что оба эти топлива производятся из черного золота. Их извлекают путем так называемой перегонки, то есть просто путем нагревания сырой нефти с целью испарения и отделения составляющих ее веществ.

Это немного похоже на то, как если бы вы хотели собрать воду в приготовленной посуде, вам просто нужно нагреть ее, чтобы испарить воду, которую затем можно собрать под крышкой, закрывающей вашу кастрюлю (конденсат). Таким образом, здесь действует тот же принцип: мы поджигаем масло, а затем собираем газы для их охлаждения: конденсация, которая затем позволяет вернуть масло в жидкое состояние.

Для этого используются дистилляционные колонны, которые позволяют разделять различные компоненты паров нефти. Все нагревается до 400 °, после чего колонна позволяет разделить компоненты паров благодаря температуре, которая различается в зависимости от отсеков. В каждом отсеке будут конденсироваться разные вещества, поскольку каждое из них конденсируется при очень определенных температурах.

Различия между производством и добычей бензина и дизельного топлива

Но что же отличает извлечение дизельного топлива из нефти от бензина?

Это опять же довольно просто, поскольку в зависимости от температуры дистилляции вы будете извлекать то или другое: бензин испаряется / конденсируется между 20 и 70 °, а для дизельного топлива – между 250 и 350 ° (зависит от точного состава и давления воздуха). Таким образом, мы можем сделать вывод, что нам нужны одни и те же энергии, поскольку в промышленной практике мы начинаем с нагрева масла до 400 градусов, чтобы оно «выделялось» всеми этими веществами. И поэтому мы либо выбираем рекуперировать дизельное топливо, либо выбрасываем его в мусорное ведро …

Но теоретически мы все же можем признать, что для извлечения дизельного топлива требуется больше энергии, чем для бензина, потому что мы могли бы ограничиться нагреванием масла при низкой температуре, чтобы извлекать только пары бензина. Мы все равно подлимся маслом, и это не имеет никакого смысла.

Также обратите внимание, что дизельное топливо должно затем пройти «лечение серой», чтобы правильно работать в наших двигателях: гидрообессеривание.

Читайте также: технические отличия бензиновых и дизельных автомобилей

Разве добыча дизельного топлива не заключается в подливе масла?

Да… Вы не ослышались, в блоке сырой нефти одна часть – бензин, а другая – дизельное топливо (я упрощаю, потому что есть еще газ, керосин или даже мазут и битум).

Если бы мы переключили все двигатели на бензин, то в конечном итоге мы остались бы с частью неиспользованной сырой нефти, хотя котлы могли бы взять верх (но мы говорим об их запрете во Франции в ближайшие годы…).

В который раз могу только отметить, что желание исчезновения дизельного топлива – интеллектуальное заблуждение.

Что касается выбросов загрязняющих веществ, я повторяю это уже в который раз снова, дизельное топливо производит примерно то же самое, что и бензин, с того момента, как мы сравним два двигателя (бензиновый и дизельный), в которых используются одни и те же технологии: с прямым впрыском или с непрямым впрыском. На вредность выхлопных газов влияет тип впрыска, а не тип используемого топлива! Дизель выделяет больше черного дыма, но здесь он не играет решающей роли для здоровья, это прежде всего то, что не видно, что сильно вредит нашим легким (токсичный газ и невидимые мелкие частицы). Но наш вид еще не кажется достаточно развитым, чтобы различать этот вид изящества (я говорю здесь о журналистах и ​​широкой публике, эксперты очень хорошо знают, о чем они говорят. Я не претендую на то, чтобы быть одним из эксперты, кроме того, но я без колебаний проверяю то, что мне говорят, чтобы быть уверенным в данных).

Источник https://hi-news.ru/technology/kak-proizvoditsya-benzin-i-chto-budet-esli-on-ischeznet.html

Источник http://k-a-t.ru/PM.01_mdk.01.02/13-AEM_2/index.shtml

Источник https://avtotachki.com/kak-proizvodyatsya-i-dobyvayutsya-benzin-i-dizel-noe-toplivo/