Kaip gaminamas benzinas? Viskas apie viską. Kaip gaminamas benzinas Kaip rafinuoti alyvą į benziną
Šiuolaikiniame pasaulyje benzino kainos nuolat kyla, nepaisant to, kad naftos kaina nuolat krenta.
Šiuo atžvilgiu daugelis pradeda galvoti, ar galima pasigaminti benzino namuose ir kaip tai padaryti.
Darinys iš anglies
Yra du veiksmingi ir patikrinti metodai. Abu šiuos metodus praėjusio amžiaus pradžioje sukūrė vokiečių mokslininkai.
Didžiojo Tėvynės karo metu beveik visa vokiečių technika buvo perkelta naudojant anglies kurą.
Juk Vokietijoje, kaip žinia, nėra naftos telkinių, bet yra įsitvirtinusi anglių kasyba. Vokiečiai iš rusvųjų anglių gamino dyzelinį ir benzininį sintetinį kurą.
Keista, bet chemijos požiūriu anglis nesiskiria nuo naftos, kaip daugelis žmonių mano. Jie turi tą patį pagrindą – vandenilio ir degių anglies junginių. Tiesa, anglies vandenilio yra mažiau. Degų mišinį galima gauti išlyginus vandenilio lygį.
Tai galite padaryti šiais būdais:
- hidrinimas ar kitoks skystinimas;
- dujofikavimas.
Kas yra hidrinimas
Iš vienos tonos anglies galima gauti apie 80 kg benzino. Tuo pačiu metu anglys turi turėti 35% lakiųjų medžiagų.
Norėdami pradėti perdirbti, anglys smulkiai sumalamos iki miltelių pavidalo. Tada anglies dulkės kruopščiai išdžiovinamos. Po to jis sumaišomas su mazutu arba aliejumi, kad gautųsi pastos pavidalo masė.
Hidrinimas yra trūkstamo vandenilio pridėjimas į anglies mišinį.Žaliavą dedame į specializuotą autoklavą ir pašildome. Temperatūra jame turi būti apie 500 laipsnių, o slėgis – 200 barų.
Kad susidarytų benzinas, turi praeiti dvi fazės:
- skystoji fazė;
- garų fazė.
Autoklave vyksta kelios gana sudėtingos cheminės reakcijos. Akmens anglys yra prisotintos reikiamu vandeniliu, o sudėtinės dalelės, esančios jos sudėtyje, suskaidomos į paprastas.
Dėl to gauname dyzelinį kurą arba benziną. Tai priklausys nuo paties proceso.
Dar kartą visas hidrinimo procesas po taško:
- anglies malimas iki dulkių;
- įpilant į jį aliejaus;
- kaitinimas autoklave aukštoje temperatūroje.
Labai svarbu pasigaminti tinkamą įrangą. Pačiam pasigaminti namuose gana sunku, nes autoklavuose slėgis didesnis nei deguonies balionuose.
Svarbu: Prisiminkite saugos priemones. Pats procesas yra gana sprogus. Jokiomis aplinkybėmis nerūkykite šalia įrenginio ir nekurkite ugnies.
Dujinimas
Dujinimas yra kietojo kuro skilimas į dujas.
Vėliau trūkstamos medžiagos pridedamos prie susidariusių dujų ir paverčiamos skysta būsena, gaminant benziną.
Yra keletas būdų, kaip anglį perdirbti į benziną naudojant dujofikavimą.
Pirmasis metodas teoriškai gali būti naudojamas namuose. Jis vadinamas Fischer-Tropsch metodu. Tačiau šis metodas yra gana daug darbo reikalaujantis, reikalaujantis pernelyg sudėtingos įrangos, o galų gale jis pasirodo nepelningas, nes iššvaistoma daug anglies, o gatavas benzinas yra pigesnis.
Be to, išsiskiria didelis kiekis anglies dioksido, perdirbimo procesas tampa labai pavojingas namuose. Todėl plačiau šio metodo nenagrinėsime.
Taip pat yra terminio dujofikavimo metodas. Tai atliekama kaitinant žaliavas visiškai nesant deguonies. Žinoma, tam reikia ir atitinkamos įrangos. Juk anglies skilimo į dujas temperatūra yra 1200 laipsnių.
Pagrindinis šio metodo privalumas yra tas, kad dalis dujų siunčiama benzino sintezei, o dalis – žaliavų šildymui. Tai padeda sumažinti išlaidas. Taigi, anglis šildo save.
Benzino gamyba iš senų padangų
Galite patys pasigaminti benziną naudodami senas gumines padangas.
Tam jums reikės:
- gumos atliekos;
- kepti;
- distiliuotojas;
- konteineriai, pagaminti iš ugniai atsparių medžiagų.
Eksperto patarimas: Jūs neturėtumėte gaminti benzino miesto bute. Procesą lydi dūmai su aštriu gumos kvapu.
Žingsnis po žingsnio instrukcijos, kaip gaminti benziną iš guminių padangų, yra šios:
- Būtina paruošti metalinę statinę su sandariu dangteliu. Be to, jums reikės karščiui atsparaus vamzdžio. Jis turi būti prijungtas iš viršaus prie dangčio. Taip bus sukurta naminė retorta. Tada jums reikia konteinerio kondensatui ir kito mažo indo su dviem vamzdeliais, kad būtų sukurtas vandens sandariklis. Vienas vamzdis nuleidžiamas į vandenį, o antrasis laikomas virš jo.
- Tada turite surinkti įrenginį, skirtą anglies gamybai skystoje formoje. Norėdami tai padaryti, mes prijungiame vamzdį nuo mūsų retortos prie kondensato. Tada taip pat sujungiame kondensatą ir vandens sandariklį su žarna. Antrą vamzdelį jungiame prie viryklės, ant kurios montuojame retortą. Rezultatas yra uždaro ciklo sistema, skirta įtrūkimams aukštoje temperatūroje.
- Įdėkite gumą į retortą ir sandariai uždarykite dangtį, tada pakaitinkite ant stiprios ugnies. Esant aukštai temperatūrai, gumos molekulės sunaikinamos. Vyksta sublimacija, ty perėjimas iš kietos į dujinę būseną, apeinant skystąją stadiją. Tada šios dujos patenka į mūsų kondensatorių, kur temperatūra yra daug žemesnė. Garai kondensuojasi ir dėl to gauname skystą aliejų.
- Gauta medžiaga turi būti išgryninta, tam jums reikės distiliatoriaus, kuris dažnai naudojamas naudojant moonshine distiliatorius. Suspensija užvirinama 200 laipsnių temperatūroje ir gaunamas benzinas.
Pastaba: Distiliavimo metu venkite atviros liepsnos. Geriausia naudoti elektrinę viryklę.
Alternatyvūs metodai
Benzinas gaminamas ne tik iš anglies ir guminių padangų.
Jį galima gauti iš šiukšlių, malkų, granulių, lapų, riešutų kevalų, sėklų lukštų, kukurūzų burbuolių, durpių, šiaudų, nendrių, piktžolių, nendrių, senų pabėgių, sauso paukščių ir gyvulių mėšlo, plastikinių butelių, medicininių atliekų ir kt.
Aukščiau aptartas benzino gamybos namuose procesas nėra toks sudėtingas, kaip atrodo iš pirmo žvilgsnio. Tokie terminai kaip hidrinimas, dujinimas ir kt. gali būti klaidinantys. Tačiau iš tikrųjų sukurti gamybą ir pasigaminti benziną savo rankomis nėra taip sunku, kaip atrodo.
Atkreipiame jūsų dėmesį į įdomų pranešimą apie tai, kaip pasigaminti benziną namuose:
Rusijoje benzino kaina nuolat augo nuo šių metų pradžios. Automobilių kainos kelia nerimą daugeliui rusų, taip pat degalinėse perkamos prekės kokybė. Norėdami sužinoti, kaip 95-asis ir 92-asis gaminamas iš „juodojo aukso“, aplankykime Maskvos naftos perdirbimo gamyklą.
Trumpai apie augalą
Iš pradžių gamykla ketinta gaminti kurą iš Baku naftos, vėliau ji buvo rekonstruota ir sumontuota nauja įranga. Šiandien įmonės gavybos pajėgumai yra 12 milijonų tonų naftos per metus.
Visoje įmonės teritorijoje (350 hektarų) ir net po žeme yra vamzdžiai, kuriais teka vanduo, nafta ir kiti reikalingi komponentai. Gamykloje veikia praėjimo kontrolė, išduodama speciali apranga, naujokams vedama paskaita apie technologijas.
Ne visi įmonės objektai yra prieinami žurnalistams ir svečiams, todėl ne visi gali pamatyti naftos perdirbimo procesus.
Benzino gamybos technologija
Benzino gamybos schema
Aliejus yra distiliuojamas atmosferiniu-vakuuminis, po kurio jis paskirstomas į procesus. Viena dalis perdirbama į benziną eksportui, kita – į Euro-3 dyzeliną, taip pat reaktyviniams varikliams. Benzino gamyba skirstoma į katalizinį riformingą ir krekingą, tada sumaišoma ir skirstoma į atitinkamas rūšis.
Naftos perdirbimas ir rafinavimas vyksta specialiose talpyklose, o procesas rodomas kompiuterių monitoriuose specialistų, kurie stebi viską, kas vyksta jų kambariuose. Kas dvi valandas operatorius tikrina įrangą ir prietaisus, nes gali suveikti slėgio jutikliai, tačiau tai neatsispindės monitoriuje.
Įmonėje yra rezervuarų parkas, kuriame yra keturios pagrindinės žaliavų saugyklos ir dar keturios mažesnės. Likusios talpyklos yra skirtos komerciniams produktams ir puskomponentėms, pavyzdžiui, mazutui.
Alyvos laikymo rezervuarai
Čia saugoma nafta, dviem naftotiekiais tiekiama į įmonę, kuri sumaišoma ir šiek tiek nusėda.
Sumaišius ir nusodinus, „juodasis auksas“ yra apdorojamas pirminiu būdu, tai yra, nusūdomas ir dehidratuojamas. Norėdami tai padaryti, į baką įpilama vandens, o tada į jį tiekiama elektra, dėl kurios druskų perteklius nusėda ant dugno ar sienelių, tai yra, aliejus nuplaunamas.
Pirminio apdorojimo sistema. Atmosferinis-vakuuminis distiliavimas
Toliau seka atmosferinis-vakuuminis distiliavimas, kai aliejus kaitinamas ir suskirstomas į rūšis. Po pirminio patikrinimo tiesioginio distiliavimo benzinas atskiriamas ir eksportuojamas. Likusios žaliavos toliau apdorojamos. Tokio distiliavimo likučiai patenka į vakuuminį įrenginį. Darbą turi lydėti speciali apranga, pakeista čia į janom.
Verta žinoti, kad tokiais degalais automobilis kol kas nevažiuos.
Pirminę apdorojimo sistemą sudaro daug ląstelių su labai siaurais vamzdžiais. Po vakuuminio ir terminio apdorojimo iš jų išsiskiria dujos, dyzelinas, benzinas ir kiti komponentai.
Vakuuminiame bloke visi verdantys komponentai vėl veikiami aukštų temperatūrų, todėl gaunami lengvieji naftos produktai, tinkami dyzeliniam kurui.
Čia būsimas benzinas vėl išvalomas, po to išsiskiria 92 ir 95 frakcijos. Tačiau tai ne paskutinis gamybos etapas.
Katalizinis riformingas ir krekingas
Kataliziniame riformingame benzino frakcijoms priskiriamas oktaninis skaičius, ty etiketės 92 ir 95.
Taigi prasideda antrinis distiliavimas ir katalizinis riformingas. Didžioji dalis produkto po apdorojimo atmosferiniu vakuumu patenka į katalizinio krekingo sistemą. Šio proceso metu suskaidomas sunkusis aliejus (rišamasis mišinys, kuris yra drumstos žalsvos spalvos). Skystyje, kuriame yra daug molekulių, ryšiai nutrūksta, ir medžiagos gaunamos ten, kur mažai molekulių ir jos labai lengvos. Jie gamina dyzelinio kuro ir benzino dujines frakcijas.
Taigi dviejose skirtingose augalų sistemose aliejus vienu metu veikiamas cheminių procesų, susijusių su perdirbimu. Taip išsiskiria dyzelinas, benzinas ir dujos.
Krekingas pašalina sierą iš aliejaus, o riformingas suteikia skysčiui oktaninį skaičių.
Specialiais skaičiavimais sumaišomos benzino rūšys ir keli komponentai ir gaunamas galutinis produktas. Kalbant apie laiką, tai yra maždaug 6 valandos, o su visais reikalingais patikrinimais - diena.
Iš 1 tonos naftos po perdirbimo parduodama tik 72%, likusi dalis vadinama mazutu. Iš 72 % maždaug 30 % sudaro dyzelinas, 24 % – benzinas, 11 % – aviacinis kuras ir 8 % – dujos.
Kontrolė ir tikrinimas
Įmonė turi savo laboratoriją, kurioje tiriama ir nafta, ir jos perdirbti produktai. Laboratorijos specialistai tikrina ne tik į gamyklą patenkančias žaliavas, bet ir kiekvieno perdirbimo etapo produktus.
Pavyzdžiui, benzino analizė užtrunka maždaug tris valandas. Specialistai teigia, kad pagal kvapą benzino kokybės patikrinti neįmanoma, pirmiausia reikia atkreipti dėmesį į tai, ar jame nėra priemaišų ir vandens.
Benzinas turi būti skaidrus ir švarus. Tačiau dyzeliniam kurui leidžiamas šiek tiek gelsvas atspalvis.
Žibalas tikrinamas griežčiausiai. Į gamyklą jos stebėti atvyksta karinis atstovas, nes žibalas naudojamas ir karinei technikai, ir aviacijoje.
Iš akies nustatyti dyzelinio kuro ar benzino kokybę beveik neįmanoma. Specialiais prietaisais mėginio sudėtį galima nustatyti per kelias minutes.
Suimtas
Kitas svarbus dalykas: šios įmonės gamyboje nėra AI-98 benzino.
Jie tiekia įmonėms tik 92 ir 95, o jie savo ruožtu neteisėtai padidina iki 98.
Kalbant apie dyzelinio variklio ekologiškumą, jis jau atitinka visus Euro-4 reikalavimus ir standartus. Nuo 2012 m. tai bus taikoma ir benzinui. Pasak Maskvos naftos perdirbimo gamyklos atstovų, perėjimas prie Euro-5 bus įmanomas tik iki 2015 m., nes tam reikia labai brangios įrangos.
Benzinas - vairuotojui sunku prisiminti ką nors labiau pažįstamo. Kasdien automobiliai sudegina šimtus tūkstančių litrų šio kuro, tačiau apie jo gamybą, kuro sudėties ypatybes ir kitus aspektus rimtai susimąstė nedaugelis automobilių savininkų.
Tam tikra terminija
- Aromatinis;
- Olefino;
- Parafinas ir kt.
Šie angliavandeniliai turi degių savybių. Mišinio virimo temperatūra svyruoja nuo 33 iki 250 °C, tai priklauso nuo naudojamų priedų.
Iš ko gaminamas benzinas?
Benzino gamybos schema
Kuras gaminamas naftos perdirbimo gamyklose. Pats gamybos procesas yra labai sudėtingas ir suskirstytas į kelis ciklus.
Žalia nafta iš pradžių vamzdynais patenka į gamyklą, pumpuojama į didžiulius rezervuarus, o vėliau nusėda. Toliau prasideda alyvos plovimas - į jį įpilama vandens, o tada praleidžiama elektros srovė. Dėl to druskos nusėda ant rezervuarų dugno ir sienelių.
Vėlesnės atmosferinės vakuuminės distiliacijos metu aliejus pašildomas ir padalijamas į keletą tipų. Yra 2 apdorojimo etapai:
- Vakuuminis;
- Šiluminis.
Pasibaigus pirminiam rafinavimo procesui, prasideda katalizinis riformingas, kurio metu toliau valomas benzinas ir išgaunamos 92, 95 ir 98 markės benzino frakcijos.
Nuotrauka: aif.ru
Šis procesas, dar vadinamas perdirbimu, apima 2 pagrindinius etapus:
- Krekingas – alyvos valymas nuo sieros priemaišų;
- Reformavimas reiškia, kad medžiagai suteikiamas oktaninis skaičius.
Vaizdo įrašas: kaip iš naftos gaminamas benzinas. Tiesiog kažkas sudėtingo
Pasibaigus šiems etapams, atliekama kuro kokybės kontrolė, kuri trunka kelias valandas.
Pastebėtina, kad vietinės gamyklos (dauguma) iš 1 tonos naftos pagamina 240 litrų benzino. Likusią dalį sudaro dujos, mazutas ir aviacinis kuras.
Kas yra oktaninis skaičius
Ši frazė yra žinoma daugeliui žmonių, tačiau ne visi žino, ką tiksliai reiškia šis terminas ir kodėl jis toks svarbus.
Oktaninis skaičius yra kuro (įskaitant benziną) gebėjimas atsispirti savaiminiam užsidegimui esant slėgiui. Kitaip tariant, jo atsparumas detonacijai.
Variklio veikimo metu stūmoklis suspaudžia kuro ir oro mišinį (suspaudimo taktas). Šiuo metu, kai gatavame mišinyje yra slėgis, jis gali savaime užsidegti dar prieš uždegimo žvakei dar neįsiplieskiant. Žmonės šį reiškinį vadina vienu žodžiu – . Būdingas detonacijos požymis yra triukšmas variklyje – metalinis skambėjimas.
Todėl kuo didesnis oktaninis skaičius, tuo didesnis kuro gebėjimas atsispirti detonacijai.
Benzino ženklinimas
Degalinėse galite rasti įvairių pavadinimų, neišskiriant tų, kurie yra labiausiai žinomi daugumai vairuotojų. Paprastai benzinas žymimas raidėmis „A“ ir „AI“. Jų dekodavimas:
- „A“ – šis žymėjimas tai rodo;
- „AI“ – raidė „I“ reiškia metodą, kuriuo buvo nustatytas oktaninis skaičius.
Yra 2 oktaninio skaičiaus nustatymo būdai – tiriamasis (AI) ir motorinis (AM).
Tyrimo metodas – nustatomas bandant degalus vieno cilindro elektrinėje, veikiant kintamam suspaudimo laipsniui, alkūninio veleno sukimosi dažnis 600 aps./min, uždegimo laikas 13° ir oro (įsiurbimo) temperatūra 52°C. Šios sąlygos panašios į lengvas ir vidutines apkrovas.
Variklio metodas - jo nustatymas atliekamas panašiame įrenginyje, tačiau kitos sąlygos skiriasi. Oro (įsiurbimo) temperatūra 149 °C, alkūninio veleno sukimosi greitis 900 aps./min., o uždegimo laikas kintamas. Šis režimas panašus į dideles apkrovas – važiuojant įkalne, veikiant varikliui esant apkrovai ir pan.
Vadinasi, AM skaičius visada yra mažesnis nei AI, o rodmenų skirtumas rodo kuro jautrumą maitinimo bloko darbui skirtingais režimais. Pažymėtina, kad kai kuriose Vakarų šalyse oktaninis skaičius apibrėžiamas kaip vidurkis tarp „AM“ ir „AI“ verčių. Rusijos Federacijoje nurodoma tik didesnė „AI“ reikšmė, kurią galima pamatyti visose degalinėse.
Benzino prekės ženklai
Buitinėse degalinėse dažniausiai sutinkami šie pavadinimai:
- AI-98 benzinas. Skirtingas Skirtingai nuo AI-95, kuris gaminamas pagal GOST, 98-asis gaminamas pagal TU 38.401-58-122-95, taip pat TU 38.401-58-127-95. Gaminant šios markės benziną alkilšvino antidetonacinių medžiagų naudojimas draudžiamas. Šis didelio oktaninio skaičiaus benzinas gaminamas naudojant daugybę komponentų – tolueną, izopentaną, izooktaną ir alkilbenziną.
- Extra AI-95 yra patobulintos kokybės benzinas, kuris pasiekiamas naudojant antidetonuojančius priedus. Pagaminta iš distiliato žaliavų, katalizinio krekingo benzino, pridedant izoparafino elementų (aromatinių) ir dujinio benzino. Sudėtyje nėra švino, kuris užtikrina aukštos kokybės benziną.
- AI-95 - pagrindinis skirtumas nuo Extra AI-95 yra švino koncentracija, kuri yra 30% didesnė;
- AI-93 – suskirstytas į 2 kategorijas: švino ir bešvinio. Degalai su švinu gaminami iš katalizinio riformingo benzino (lengvojo režimo) pagrindu, pridedant tolueno ir alkilo benzino, taip pat butano-butileno frakcijos. Bešvinis gaminamas iš to paties katalizinio riformingo benzino (kietojo režimo), pridedant butano-butileno frakcijos, alkilbenzino ir izopentano;
- AI-92 yra labiausiai paplitęs vidutinės kokybės benzinas rinkoje, turintis antidetonacinių priedų. Didžiausias tankis – 0,77 g/cmA-923. Gali būti švinuotas arba bešvinis;
- AI-91 – skiriasi antidetonacinių priedų kiekiu. Tai bešvinis benzinas, kurio tankis nestandartizuotas ir sudėtyje yra tam tikras procentas švino;
- A-80 - šio benzino sudėtis yra panaši į AI-92. Didžiausias tankis – 0,755g/cmA-803;
- A-76 – dažniausiai naudojamas žemės ūkyje. Gaminamas nestandartinio tankio švininis ir bešvinis A-76. Jame yra įvairių tipų (antioksidacinių ir antidetonacinių) priedų, tiesioginio distiliavimo benzino, taip pat galutinio, pirolizės ir krekingo (terminio ir katalizinio).
Vaizdo įrašas: AI-92 ar AI-95? Įsibėgėjimas iki 100 km ir degalų sąnaudos „Mazda Demio“ („Ford Festiva Mini Wagon“)
Kokio tipo benziną turėčiau naudoti?
Daugelis žmonių ieško atsakymo į šį klausimą, kad netyčia nepakenktų varikliui. Šiuo atveju viskas paprasta – degalų reikalavimai nurodyti konkretaus automobilio eksploatavimo instrukcijoje, taip pat dubliuojami galinėje dujų bako dangtelio pusėje. Jei gamintojas nurodė AI-95 kaip rekomenduojamą kurą, 92 degalų pilkite tik rizikuodami ir rizikuodami. Tačiau verta atminti, kad instrukcijoje ir etiketėje gali būti nurodytas ir oktaninis skaičius, ir degalų markė.
Taip pat instrukcijoje gali būti įrašyti skirtingi benzino tipai. Pavyzdžiui:
- AI-92 – priimtina;
- AI-95 – rekomenduojamas;
- AI-98 - pagerinti našumą.
Kaip matote, į baką tereikia įpilti automobilio gamintojo rekomenduojamų degalų. Tačiau naudojant benziną su didesniu oktaniniu skaičiumi variklis nepakenks. Juk kuo didesnis oktaninis skaičius, tuo lėtesnis degimo greitis ir didesnis degalų efektyvumas, o tai turi teigiamos įtakos variklio darbui, efektyvumui ir kitiems aspektams. Paprastai galios ir efektyvumo padidėjimas siekia 7%. Be to, šiuolaikiniuose automobiliuose yra sumontuoti ECU, kurie atsižvelgia į degalų kokybę ir jo oktaninį skaičių, reguliuoja nustatymus.
Tai reiškia, kad AI-95 turi būti pilamas į modernaus automobilio su atmosferiniu varikliu baką kokybiškoje degalinėje. Kraštutiniu atveju leidžiama naudoti AI-92. Taip pat galite sutelkti dėmesį į suspaudimo laipsnį - jei jis yra mažesnis nei 10 vienetų, galite užpildyti AI-92. Jei aukščiau – tik 95-as.
Kalbant apie variklius su turbokompresoriumi, jiems rekomenduojamas kuras yra AI-98 arba Extra AI-95, bet ne AI-92.
Ar galima maišyti benziną?
Daugelis žmonių užduoda šį klausimą. Apskritai maišant kurą su skirtingu oktaniniu skaičiumi nieko katastrofiško nenutiks, bet tik jei sumaišysite rekomenduojamą benziną su didesniu oktaniniu skaičiumi. Pavyzdžiui, automobiliui rekomenduojamas 92 turėtų būti maišomas su 95. Tačiau nėra reikalo žeminti. Taip pat verta prisiminti, kad benzino su skirtingu oktaniniu skaičiumi tankis skiriasi, todėl jo maišymasis gali visai neįvykti – didesnio oktaninio skaičiaus degalai tiesiog atsidurs bako viršuje, o mažesnio – apačioje. .
Senas geras benzinas yra populiariausias degus skystis automobiliams mūsų planetoje. Kasdien apie 800 milijonų ištroškusių automobilių sunaudoja 7 milijardus litrų šio skysčio, o nenumaldomas troškulys nuolat auga. Pasaulio dujotiekių saugumas, kai jais teka labai degūs skysčiai, yra neįtikėtinai sudėtingas ir potencialiai rizikingas verslas. Tam reikia puikių inžinerinių įgūdžių, cheminių įgūdžių, taip pat ištvermės ir kantrybės. Taigi iš ko gaminamas benzinas?
Teksasas, JAV. Jums gali būti atleista, kad galvojate apie šią karštą, negyvą, vėjo skleidžiamą vietovę kaip kaimo apylinkes. Tačiau iš tikrųjų tai yra viena turtingiausių vietų pasaulyje, nes Teksasas yra Amerikos naftos pramonės gimtinė.
Nafta čia išgaunama nuo 1894 m. Tačiau tikrasis naftos bumas prasidėjo 1901 m., kai Lucas Gusher kompanija iš karto tris kartus padidino naftos gavybą JAV.
Nuo to laiko iš Teksaso dirvožemio buvo išpumpuota beveik 60 milijardų barelių, o jei naftos kompanijos teisingai paskaičiavo, dar liko išgauti apie 10 milijardų. Juos traukiantis klampus, nemalonaus kvapo juodas skystis yra žalia nafta – žaliava benzinui gaminti. Susidarė iš smulkių jūrinių augalų ir gyvūnų liekanų permo laikotarpiu. Po 250 milijonų metų, veikiami karščio ir slėgio, jie tapo vienu iš svarbiausių pasaulio energijos šaltinių. Tai juodasis auksas, Teksaso arbata, geriausia. Ji kvepia supuvusiais kiaušiniais, bet ir pinigais.
Karštą, drėgną Teksaso rytą įrenginio įgula ruošiasi gręžti dar vieną gręžinį. Kas mėnesį Teksase išgręžiama daugiau nei du tūkstančiai naujų gręžinių, iš kurių per dieną išpumpuojama daugiau nei devyni šimtai tūkstančių barelių žalios naftos. Siekdami išlaikyti tokio lygio naftos gavybą, gamintojai, tokie kaip „Occidental Petroleum“, kasdien gręžia vidutiniškai vieną naują gręžinį. Čia dirbantiems darbuotojams karštas, triukšmingas, sunkus darbas yra visiškai normalu. „Man labai patinka šis darbas ir dirbu jį jau 11 metų“, – sako vienas iš jų. „Didžiuojamės savo darbu bokšte. Esame kaip viena didelė šeima“.
Tačiau komanda susiduria su daug darbo reikalaujančia naftos gavybos užduotimi. Šioje vietovėje, vadinamajame Permės baseine, iki keturių kilometrų gylyje slypi žalia nafta, apsupta maždaug 542 milijonų metų senumo uolų. Norėdami patekti į jį, bokštas naudoja didžiulius variklius, kad nuleistų šoną deimantu giliai į žemę.
Dėl trinties labai pakyla temperatūra, todėl aukštu slėgiu į vamzdį nuolat pumpuojamas vanduo, kad atvėstų gręžimo galvutė. Tada vanduo kaip gręžimo skystis išstumia gręžimo atraižas į paviršių.
Tai triukšmingas, pavojingas darbas. Darbuotojai turi palaikyti tinkamą grąžto slėgį. Jei jis per mažas, įrenginys negręžs, o jei per didelis – sulūžs. Be to, darbuotojai turi būti nuolat budrūs dėl dujų išmetimo, galinčio sukelti katastrofiškus sprogimus. „Darbas su gręžimo įrenginiu yra tikrai pavojingas, todėl turime būti ypač atsargūs. Gręžimo metu įgula turi nuolat pratęsti naują devynių metrų gręžimo vamzdį, naudodama didžiulę penkių tonų automatinę vamzdžio žnyplę, vadinamąją „geležies asistentą“. Kadangi gręžimo galvutė įgilina apie 5 metrus per valandą, šį sunkų darbą reikia kartoti kas dvi valandas visą dieną. Jei galiausiai jiems pasiseks, jie atras naftos šaltinį.
Pirma, alyva, esanti slėgiui, išspaudžiama per mažas skylutes gatavame vamzdyje ir skuba į paviršių. Tačiau šis natūralus slėgis trunka neilgai, todėl, kad aliejus nenutrūkstamai tekėtų, naudojamos siurbimo rankenos arba „galva kinkantis asilas“. Sukamasis smagračio judesys paverčiamas vertikaliu, o jis, kaip didžiulis metalinis švirkštas, traukia alyvą į paviršių. Išsibarstę po dykumą, šios ramios, atkaklios, galvą linguojančios buros skina juodąjį Teksaso auksą.
Tačiau šie naftos telkiniai yra daug kilometrų nuo ten, kur reikia žalios naftos.
Taigi serija siurblių pumpuoja jį į vamzdyną ir siunčia į ilgą tūkstančių kilometrų kelionę į paskirties vietą, kitoje JAV dalyje – į blizgančių sidabrinių vamzdžių citadelę – Baytown miestą.
Jis yra mažiau nei penkiasdešimt kilometrų nuo Hiustono ir atrodo kaip futuristinis rinkinys iš filmo „Bėgantis ašmenimis“. Tai vienintelė didžiausia naftos perdirbimo gamykla JAV. Jis užima daugiau nei dešimties kvadratinių kilometrų plotą. Su daugiau nei aštuonių tūkstančių kilometrų ilgio metaliniais vamzdžiais ir kasdien gali perdirbti daugiau nei 562 tūkstančius barelių žalios naftos. Ne tik nepaprastai karšta, bet ir triukšmas yra toks kurtinantis, kad 4000 darbuotojų per metus susidėvi daugiau nei milijoną ausų apsaugos priemonių.
Įmonė tokia didžiulė, kad įsisavina ne tik vietinę produkciją, bet ir perdirba iš viso pasaulio atvežamą naftą. Siekdami patenkinti Baytown poreikius, didžiuliai 300 metrų laivai čia atplaukia į specialiai tam skirtas prieplaukas. Kas mėnesį atplaukia daugiau nei 20 šių galingų laivų. Kiekvienas iš savo didžiulių triumų iškrauna apie tris milijonus barelių naftos – tiek pat, kiek kiekviena platforma Teksase pagamina per tris su puse dienos.
Bet visą šį aliejų reikia rafinuoti, nes jis tikrai neperdirbtas, žalias. Jis negali būti naudojamas kaip automobilio kuras. Naftos perdirbimo gamyklos centre yra laboratorija. Jis kontroliuoja žalios naftos pavertimo tinkamais produktais procesą.
Tai žalia nafta ir tokioje būsenoje ji nėra labai naudinga. Jei supilsite jį į baką, tada, deja, niekur negalėsite eiti.
Faktas yra tas, kad žalia nafta susideda iš angliavandenilių mišinio, kurių kiekvienas turi skirtingą anglies atomų skaičių. Jie turi skirtingą svorį. Lengviausias yra propanas, o sunkiausias naudojamas asfaltui gaminti.
Gaminti benziną iš šio mišinio yra sudėtinga ir reikalingi sudėtingi cheminiai procesai. Didžiausioje augalo dalyje, blizgančioje kaip mėnulis ir aukštoje kaip katedra struktūra, atskiriama žalia nafta. Jis pašildomas iki aukštesnės nei 370 laipsnių Celsijaus temperatūros ir pumpuojamas į bokšto pagrindą. Iš ten kyla garai, tarsi iš katilo. Terminio apdorojimo metu molekulės kondensuojasi. Pirma, patys sunkiausi, bituminiai, prie pagrindo. Lengvesnės benzino ir reaktyvinių degalų molekulės kyla tol, kol jos pernelyg suskystėja ir gali būti išsiurbtos.
Tačiau įvairių rūšių benzino gamybos sunkumas yra tas, kad dabar jis tampa neįprastai sprogiu skysčiu. Na, žinoma, benzino sugebėjimas sprogti daro jį tokiu naudingu. Kad įsitikintų, ar jis pakankamai sprogus, darbuotojai atsargiai nuneša mėginį į laboratoriją analizei. Iš kiekvieno rezervuaro, kurio tūris yra 191 litras žalios naftos, gaminama:
88 litrai benzino
48 litrai dyzelinio kuro
apie 26 litrus reaktyvinio kuro ir mazuto
apie 7 litrus propano
dar 32 litrus kitų produktų, tokių kaip tepalai ir plastikai.
Ši gamykla kasdien pagamina tiek benzino, kad automobilis į Mėnulį ir atgal nuskristų 770 kartų. Laboratorija atlieka galutinę visų perdirbimo gamykloje gaminamų produktų analizę ir, jei ji neatitinka klientų reikalavimų, nepalieka perdirbimo vartų. Degalai tikrinami pilant juos į benzino vertinimo prietaisus.
Vienas iš jų – pasenęs, bet stiprus variklis, kurio atsparumas detonacijai yra išbandytas. Variklis skleidžia trankymą, kai degalai savaime užsiliepsnoja, kai yra suspausti variklio cilindre. Priešlaikinio užsidegimo priežastis – per daug heptano ir per mažai oktano mišinyje. Padidinus oktaninį procentą, mišinį galima pagerinti tol, kol nustos beldimas.
Tada laboratorija siunčia duomenis atgal į pagrindinę naftos perdirbimo gamyklą, kad ištaisytų visas maišymo klaidas ir gautų tobulą mišinį.
Kai gamykloje baigiamas distiliavimas, kai kurie iš penkių šimtų vožtuvų atidaromi ir benzinas teka požeminiu vamzdynu, kuriuo jis tiekiamas į daugybę terminalų, pavyzdžiui, esantį Pietų Hiustone.
Iš čia jis pumpuojamas į didžiules kuro cisternas, skirtas transportuoti keliu.
Tačiau užpildyti autocisterną yra sudėtingiau nei tiesiog užpildyti automobilį. Tai gali būti pavojinga veikla, todėl cisternos vairuotojas turi būti labai atsargus ir dėmesingas. Vežant šimtus litrų greitai išgaruojančio krovinio vairuotojas turi griežtai laikytis saugos priemonių. Klaida pakraunant ir iškraunant baką gali sukelti sprogimą, todėl pavojingų avarijų neturėtų būti. Metalinis korpusas gali generuoti kibirkštis iš statinės elektros, todėl pirmiausia priekabos įžeminimui pritvirtinamas laidas, o kiekvieno skyriaus viršuje prijungiami zondai, kad būtų galima valdyti perpildymą. Kad išvengtumėte degių garų, pritvirtinkite antrą garų surinkimo žarną. Jis išpumpuoja visus nuotėkius, kurie kitu atveju galėtų patekti į atmosferą. Tik sumontavęs ir prijungęs visas šias smulkmenas vairuotojas gali prijungti žarnas ir pradėti siurbti benziną.
Kasdien vien iš šio terminalo į vietines degalines saugiai tiekiama daugiau nei milijonas litrų benzino. Į didžiulę degalinės baką supiltas benzinas pagaliau paruoštas vartoti. Taigi kitą kartą, kai pilsite į automobilį degalų ir nustebsite kaina, pasiguoskite ir pagalvokite, kiek daug darbo įdėjote, kad jūsų automobilio ratai apsisuktų.
Finansų krizė rodo nemalonią situaciją: naftos kainos krenta, bet benzino kaina didėja. Sukūrimui nereikia savo gamyklos su sudėtingais mechanizmais ir specialiomis žiniomis - benzino gamybos procesas yra gana paprastas.
Kaip benzinas gaminamas pramonėje
Degalai automobiliams gaminami iš alyvos, kuri, savo ruožtu, susideda iš dviejų komponentų:
- Anglies kiekis apie 85%;
- Vandenilio kiekis apie 15%.
Du būtini komponentai yra glaudžiai susiję. Jie susijungia molekuliniu lygiu ir sudaro angliavandenilį. Skysčio kategorija priklauso nuo vieno iš dviejų komponentų kiekio, taip pat nuo kompozicijos sudėtingumo.
Benzinas iš naftos išgaunamas dviem būdais – tiesioginiu distiliavimu arba krekingu. Antrasis procesas yra populiaresnis, taip pat technologiškai pažangus, todėl naudojamas pramonėje.
Kiek degalų galite gauti iš žalios naftos barelio?
Vienoje statinėje yra 159 litrai. Apdorojant šį tūrį, alyvos kiekis padidėja iki 168 litrų, iš kurių galite pagaminti:
- 102 litrai benzino mišinio;
- 30 l dyzelino;
- 25 litrai aviacinio kuro;
- 11 litrų naftos perdirbimo gamyklos dujų, gautų po distiliavimo;
- 10 litrų naftos kokso - antrinis produktas;
- 5,6 litro mazuto, kuris naudojamas namams šildyti arba laivams, lokomotyvams ir generatoriams šildyti;
- 4,5 l suskystintų dujų;
- pusantro kilogramo anglies;
- 12 propano dujų balionų;
- Litras variklio alyvos.
Tiesioginis distiliavimo procesas benzinui gaminti
Šis metodas yra paprasčiausias ir buvo atrastas anksčiau nei kiti. Šiam procesui būdingas mažas naftos distiliavimo į kurą efektyvumas, tačiau jį galima atkurti savarankiškai.
Distiliavimo esmė – kaitinti aliejų. Esant aukštai temperatūrai reikalingi elementai savo ruožtu išgaruoja, galiausiai paliekant benziną. Procesas vyksta uždarame inde, kuriame yra specialus atmosferos slėgis. Dujos pašalinamos per specialų vamzdelį. Gauto mišinio sudėtis priklauso nuo temperatūros:
- 35–200°C temperatūroje gaminamas benzinas;
- 150–305°C temperatūroje - žibalas;
- 150–360 °C temperatūroje - .
Tiesioginio aliejaus distiliavimo trūkumai:
- Gautas nedidelis kuro kiekis. Iš vienos statinės paruoštos alyvos galima pagaminti maždaug 25 litrus benzino – apie 15% pradinio tūrio.
- Gautas kuras turi mažą oktaninį skaičių (rodiklis, rodantis kuro atsparumą užsidegimui suspaudimo metu. Kuo didesnis koeficientas, tuo degalai atsparesni detonacijai) – apie 50–60 vnt. Norėdami jį padidinti iki įprasto 92–95, turėsite pridėti daug priedų ir alkoholių.
Distiliavimo procesas jau seniai pasenęs – masinei gamybai šis metodas yra nuostolingas. Tačiau šį procesą galima pakartoti ir savarankiškai, nes tam nereikia brangios įrangos ar specialių įgūdžių.
Reformavimas
Aukštųjų technologijų procesas, naudojamas aukštos kokybės benzinui ir kitokiam kurui, taip pat aromatiniams angliavandeniliams gaminti. Tai labai sudėtinga, bet principas toks: nafta skaidoma į sudedamąsias dalis, vykstant cheminėms reakcijoms, sumažinant joje esantį vandens kiekį ir atsikratant tam tikrų junginių, todėl mišinys tampa paprastesnis, iš kurio susidaro kuras.
Reformavimo pranašumai:
- Didelis efektyvumas - benzino išeiga sudaro iki 40–50% pradinio alyvos tūrio. Tai vidutiniškai tris kartus efektyviau nei distiliavimas. Taigi iš statinės gaunama apie 80 litrų degalų, o tai leidžia racionaliau naudoti ribotą naftos kiekį.
- Didesnis oktaninis skaičius, siekiantis 80 vienetų. Žinoma, toks benzinas negali būti naudojamas iš karto, tačiau jam reikia mažiau priedų, o tai leidžia sumažinti gamybos sąnaudas ir padaryti patį benziną kokybiškesnį ir „natūralesnį“.
Šiuolaikiniai naftos perdirbimo specialistai stengiasi visiškai atsisakyti priedų naudojimo. Šiuo tikslu kuriamos tokios technologijos kaip krekingas, platforminga ir kt.
Yra tik vienas šio metodo trūkumas, kalbant apie patiems gamintis benziną. Šis procesas yra labai sudėtingas, reikalaujantis tikslios kontrolės ir rimto pasiruošimo – įrangos ir žinių.
Kuro oktaninis skaičius
Kuo didesnis oktaninis skaičius, tuo saugesnis benzinas degalų sistemai. Labai prastos kokybės degalai kelia variklio sprogimo pavojų. Oktaniniam skaičiui padidinti naudojami papildomi komponentai:
- Alkoholiai;
- esteriai;
- alkilai;
- Atsparumą šalčiui didinantys priedai.
Padidina oktaninį skaičių įvairiais būdais
Anksčiau taip pat buvo naudojamas tetraetilšvinas. Tai atliko puikų darbą, tačiau turėjo neigiamos įtakos vairuotojų sveikatai ir gamtai apskritai, įsitvirtino plaučiuose ir sukėlė vėžį. Patvirtinti priedai leidžia sukurti saugius ir aplinkai nekenksmingus degalus tiek laboratorijoje, tiek savarankiškai.
Kokybės kontrolė. Kuro tikrinimas
Kiekvienos gamyklos teritorijoje yra laboratorija. Ji stebi naftos ir iš jos gaunamų produktų kokybę. Kiekvienas kuro kūrimo etapas yra kontroliuojamas – nuo žaliavų tiekimo iki galutinio mišinio.
Galutinis benzino tyrimas laboratorijoje trunka tris valandas. Ekspertai daugiausia dėmesio skiria spalvai, taip pat kompozicijai - kure neturėtų būti vandens ir priemaišų, viršijančių normą. Išvaizda, benzinas turi būti skaidrus ir be nuosėdų. Dyzelinas gali būti gelsvos spalvos.
Žibalas išbandomas rimčiausiai. Šios rūšies kuras yra naudojamas aviacijoje, todėl turi turėti . Gamyboje lankosi karinis atstovas, kuris stebi žibalo analizę.
Po laboratorinių tyrimų degalai bandomi specialiame variklyje. Bandomieji degalai lyginami su etaloniniais degalais, kurių oktaninis skaičius yra 100. Atsižvelgiant į tai, kaip gerai veikia bandomasis variklis, palyginti su etaloniniu, gaunamas pagamintos degalų partijos OC.
Savarankiška benzino gamyba
Ištyrę naftos distiliavimo procesą, galite suprasti, kad kuro gamybai nebūtina turėti gamyklos ir laboratorijos. Tai galima padaryti vasarnamyje ar bet kurioje kitoje vietoje naudojant paprastą įrenginį ir minimalias žinias. Žinoma, pradinė tokių degalų kokybė paliks daug norimų rezultatų – jį reikės sutvarkyti su įvairiais priedais.
Ko jums reikės:
- Sandariai uždarytas indas su dujų išleidimo vamzdeliu. Tiks bet kokia geležinė statinė su sandariu dangčiu ir suvirinta išleidimo anga;
- Pramoninis termometras, kuris stebės temperatūrą šio indo viduje;
- Kondensatorius – bet kokia talpykla, į kurią distiliuojant tekės dujos iš pirmo;
- Distiliuotojas (tiks ir paprastas mėnulis);
- Kaitinimo elementas – tiks net virtuvės elektrinė viryklė;
- Trečiasis konteineris, kuris tarnauja kaip vandens sandariklis;
- Naftos arba naftos perdirbimo gamyklų atliekos (įskaitant senas padangas ar panaudotą alyvą).
Montavimo surinkimas
Paruošę visus tris konteinerius, galite pradėti surinkti. Pirmasis indas (retortas) yra prijungtas prie antrojo (kondensatoriaus) per dujų išmetimo vamzdį. Ši konstrukcija yra pagrindinė distiliavimo proceso dalis. Kondensatoriaus bake turi būti žarna, kuri jungiasi prie vandens sandariklio vamzdžio (vienas iš dviejų) – abi jos yra žemiau vandens lygio. Antrasis vandens sandarinimo vamzdis yra prijungtas prie krosnies, ant kurios dedama retorta. Ši konstrukcija yra uždara ir leidžia distiliuoti naftos produktus. Procesas turi vykti lauke arba patalpoje su galingu gaubtu – benzino garai yra sprogūs!
Jei įprasto aliejaus rasti nepavyks, tiks antriniai produktai. Tai gali būti mazutas, panaudota variklinė alyva, senos padangos ir kitos atliekos. Žinoma, naudojant tokias medžiagas, galutinis kuro kiekis bus net mažesnis nei 15% pradinio tūrio.
Kaip naudotis distiliavimo mašina
Į retortą dedamas aliejus arba antriniai jo produktai. Talpykla dedama ant ugnies (jei naudojama virtuvės viryklė, joje turi būti elektriniai degikliai – dujų degikliai kelia pavojų užsidegti benzino garams). Kondensatorius turi būti patalpintas vėsioje patalpoje (apie +5°C). Jei tai neįmanoma, tuomet reikia bent jau retortą jungiantį vamzdelį uždengti ir kondensatorių uždengti ledu.
Galite gauti gana tinkamo kuro
Pirmoji talpa turi būti kaitinama 35–200°C temperatūroje. Jei viršysite du šimtus laipsnių, gausite ne benziną, o kitos rūšies kurą – dyzeliną ar žibalą. Dujos per vamzdelį tekės į atvėsintą antrąjį indą, kuris kondensuojantis virsta skysčiu – benzino pagrindu. Dėl kaitinimo jo garai pakyla virš naftos produktų, nes jie yra lengvesni už kitas medžiagas. Retortoje liks aukštai verdantys junginiai: žibalas, naftos aliejus ir kt.
Prietaiso veikimo metu susidaro ne tik dujos, kurios yra benzino pagrindas, bet ir metanas (taip pat mažesniais kiekiais propanas ir butanas). Štai kodėl reikalingas vamzdis, kuris arba pašalina angliavandenilio dujas, arba nukreipia jas į krosnį, jei naudojama degimo sistema.
Norint gauti daugiau skysčio, pirmojo proceso likučius reikia sudėti į storasienį hermetišką indą ir pakaitinti iki 450 laipsnių. Sunkieji naftos produktų komponentai suyra, o gautą medžiagą galima vėl distiliuoti. Šis procesas yra supaprastinta krekingo versija, naudojama pramonėje.
Oktaninio skaičiaus padidėjimas
Formaliai kondensatoriuje gaunamas skystis yra benzinas. Jo oktaninis skaičius yra nepakankamas, todėl jis netinkamas kaip kuras. Taigi, tiesioginio deginimo benziną reikėtų praturtinti priedais (tinka net tetraetilšvinas – nedideliais kiekiais, reikalingais vieno automobilio eksploatacijai, jis pavojaus nekelia). Gautą benziną galima naudoti pagal paskirtį, tačiau jis greičiausiai netinka automobiliams su jautria kuro sistema – mažas oktaninis skaičius kartu su priemaišomis tiesiog sugadins brangią transporto priemonę.
Kalbant apie paprastus ir tuos, kurie turi išrankią kuro sistemą, jiems puikiai tinka naminis benzinas. Oktaninis skaičius padidinamas iki norimo lygio bandymų ir klaidų būdu, todėl neturėtumėte eksperimentuoti su jautriomis mašinomis.
Dyzelinio kuro ir žibalo gamyba nepriklausomai vyksta lygiai taip pat, išskyrus šildymo temperatūrą retortoje. Šioms degalų rūšims reikia atitinkamai 300 ir 350 laipsnių Celsijaus.
Išvada
Šiuolaikinės kurą gaminančios įmonės savo gaminiams nustato didžiulius antkainius. Norėdami sutaupyti, galite patys sukurti benziną ir kitus degalus, naudodami seną, bet paprastą sistemą - tiesioginio distiliavimo procesą. Distiliuojant iš antrinių naftos produktų, galima tikėtis apie 10 % tūrio efektyvumo.
Darbai turi būti atliekami vėdinamoje patalpoje su galingu išmetimo gaubtu arba gryname ore. Saugumo sumetimais labai nerekomenduojama naudoti atviros ugnies šaltinių – indų šildymo procesas turėtų vykti ant viryklės su elektriniu degikliu arba ant viryklės.
Straipsniai šia tema
