Niejednokrotnie kiedy tankujemy samochód na stacji paliw to zastanawiamy się, skąd pochodzi benzyna, jakie ma właściwości i co sprawia, że musimy tak dużo za nią płacić. Większość z nas wie, że jest ona wysoce łatwopalna i nawet niewielkie źródło iskrzenia lub ognia może doprowadzić do jej zapłonu. Warto jednak poruszyć więcej informacji na temat benzyny i przyjrzeć się bliżej jej cechom.
Czym jest benzyna?
Benzyna (łac. benzoe, ang. gasoline) to mieszanina ciekłych węglowodorów – w tym alifatycznych o liczbie atomów węgla od 5 do 12, nienasyconych oraz aromatycznych. Dodatkowo to benzyny bezołowiowej dodaje się MMT, czyli trikarbonylek (metylocyklopentadieno)manganowy, które zadaniem jest ograniczenie spalania stukowego w silniku spalinowym.
Benzynę pozyskuje się w wyniku rektyfikacji ropy naftowej, czyli inaczej mówiąc, destylacji kaskadowej w rafineriach, podczas której każdy stopień procesu jest zasilany produktem poprzedniego. Średnio ze 160 litrów nieprzetworzonej ropy naftowej, można uzyskać 72 litry benzyny.
Obecnie benzyna znalazła bardzo szerokie zastosowanie, głównie w przemyśle motoryzacyjnym, jako paliwo napędowe pojazdów (najczęściej osobowych). Oprócz tego benzyna może służyć jako rozpuszczalnik (np. benzyna ekstrakcyjna lub lakowa).
Właściwości benzyny
Benzyna w normalnych warunkach jest silnie parującą cieczą, o charakterystycznym, drażniącym zapachu i lekko żółtawym odcieniu. Jej opary są bardzo łatwopalne, a z medycznego punktu widzenia – rakotwórcze (patrząc na powyższe, bardzo ważną rolę odgrywają systemy odciągania par benzyny na stacjach paliw).
| Temperatura wrzenia | 35–230 °C |
| Ciepło parowania | 315–350 kJ/kg |
| Ciepło (energia) spalania | ok. 42 MJ/kg (10 kcal/g) |
| Gęstość | 0,67–0,8 g/cm³ |
| Wartość opałowa | 42,6-44 MJ/kg – stan ciekły, 3,70 MJ/m³ – mieszanka stechiometryczna |
| Zawartość ołowiu | max. 5 mg/l |
| Zawartość siarki | max. 50 mg/kg |
| Indeks lotności (VLI) | max. 1150 |
Spalanie benzyny
W zależności od składu mieszanki stechiometrycznej, benzyna w silniku spalinowym spala się z prędkością ok. 16,5 m/s (przy kompresji 12:1 i prędkości obrotowej: 1500 obr./min). Temperatura spalania benzyny w silniku spalinowym wynosi ok. 1400 °C, jednak należy dodać do tego ok. 90–100 °C z uwagi na panujące podwyższone ciśnienie w komorze spalania.
Spalanie benzyny w silnikach spalinowych odbywa się w obecności powietrza atmosferycznego. Produktami spalania benzyny są m.in. dwutlenek węgla i woda w postaci pary wodnej. Reakcję spalania oktanu (głównego składnika benzyny) zapisuje się następująco:
2 C8H18 + 25 O2 → 16 CO2 + 18 H2O
W przeliczeniu wagowym, wydajność energetyczna benzyny wynosi 13 kWh/kg lub w przeliczeniu jednostkowym 3,70 MJ/m³ (mieszanka stechiometryczna). Wartość opałowa benzyny w stanie ciekłym to ok. 44 MJ/kg.
Liczba oktanowa benzyny
Liczba oktanowa benzyny określa odporność na niekontrolowany samozapłon tego paliwa podczas spalania w silniku spalinowym. Zbyt niska wartość oktanowa spowoduje, że mieszanka paliwowo-powietrzna ulegnie zapłonowi zbyt wcześnie i wystąpi tzw. spalanie stukowe (detonacyjne). Jest to zjawisko bardzo niekorzystne dla silnika, które w dłuższej perspektywie doprowadzi do poważnych usterek.
W celu podniesienia liczby oktanowej benzyny, dodaje się do niej śladowe ilości polepszaczy, tzw. środków przeciwstukowych. Najczęściej ich zawartość nie przekracza 1% ogólnej mieszanki. Dawniej jako środek przeciwstukowy wykorzystywano tetraetyloołów, który w wyniku spalania emitował do atmosfery szkodliwy dla zdrowia pył ołowiu. To głównie z tego powodu w połowie lat 80 XX w. opracowane mniej uciążliwe dla środowiska dodatki, które do dzisiaj znajdują się w benzynach bezołowiowych. Do takich uszlachetniaczy zaliczają się węglowodory aromatyczne, etery z grupami aromatycznymi oraz MMT.
Benzyna PB95 ma 95 oktanów, a PB98 analogicznie 98 oktanów. Tym samym silniki przystosowane do pracy na benzynie PB95 mogą bezpiecznie pracować na obu tych odmianach, ale samochody z silnikami sportowymi przystosowanymi do spalania benzyny PB98, nie powinny być zalewane benzyną o mniejszej liczbie oktanowej, np. PB95.
Oznaczenie benzyny
Benzynę oznacza się czarnym okręgiem z białym wypełnieniem i czarną literą „E” (etylina). Po literze „E” znajdziemy cyfrę, która stanowi o maksymalnej ilości biokomponentów wykorzystanych do produkcji benzyny:
- E5 dotyczy benzyny 95- i 98-oktanowej. Są to paliwa stworzone na bazie max. 5% biokomponentów.
- E10 dotyczy benzyny z 10% biokomponentów w swoim składzie (rzadko spotykana na polskich stacjach).
- E85 to benzyna, która składa się w dużej mierze z biokomponentów i przeznaczona jest dla silników flexifuel (nie znajdziemy jej na polskich stacjach paliw).
Podsumowanie – FAQ
- Czy benzyna paruje? Benzyna paruje zawsze, w mniej lub bardziej intensywnym stopniu, co zależy od temperatury otoczenia.
- Jaki jest termin przydatności benzyny? Przyjmuje się, że benzyna traci swoje właściwości w okresie od 3 do 6 miesięcy od momentu wlania do zbiornika (wietrzeje). Żeby temu zapobiec można zastosować specjalne stabilizatory, które przedłużają zdatność benzyny do użycia przez kolejne 12 miesięcy. Właściwie przechowywana, tj. w stałej temperaturze, powinna wytrzymać nawet przez 2 lata.
- Jak rozpoznać paliwo na stacji? Aby ułatwić rozpoznawanie paliw na stacjach benzynowych, w 2018 roku przyjęto ujednolicony system ich znakowania. Wszystkie benzyny oznaczane są symbolem okręgu, podczas gdy olej napędowy oznacza się kwadratem, a paliwa gazowe mają przypisany romb.
Sprawdź również:
- czym jest silnik Wankla?
- światła w samochodzie
- czym jest mazut?
- jak pracuje silnik dwusuwowy?
- jaki jest największy silnik diesla?
źródło: wikipedia.org
zdjęcie: unsplash.com