Wie wird Benzin hergestellt? Was sind Oktanzahl?

Benzin besteht aus einer komplexen Mischung von Kohlenwasserstoffe. Die meisten davon sind Alkane mit 4-10 Kohlenstoffatomen pro Molekül. Kleinere Mengen von aromatische Verbindungen sind anwesend. Alkene und Alkine können auch in Benzin vorhanden sein.

Benzin wird am häufigsten von der fraktionierte Destillation von Petroleum, auch als Rohöl bekannt (es wird auch aus Kohle und Ölschiefer hergestellt). Das Rohöl wird nach unterschiedlichen Siedepunkten in Fraktionen getrennt. Dieser fraktionierte Destillationsprozess ergibt ungefähr 250 ml Straight-Run-Benzin pro Liter Rohöl. Die Benzinausbeute kann verdoppelt werden, indem Fraktionen mit höherem oder niedrigerem Siedepunkt in Kohlenwasserstoffe im Benzinbereich umgewandelt werden. Zwei der Hauptprozesse, die zur Durchführung dieser Umwandlung verwendet werden, sind Cracken und Isomerisierung.

Beim Cracken werden hochmolekulare Fraktionen und Katalysatoren werden bis zu dem Punkt erhitzt, an dem die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen brechen. Reaktionsprodukte umfassen Alkene und Alkane mit niedrigerem Molekulargewicht als in der ursprünglichen Fraktion vorhanden. Die Alkane aus der Crackreaktion werden dem geradlinigen Benzin zugesetzt, um die Benzinausbeute aus dem Rohöl zu erhöhen. Ein Beispiel für eine Crackreaktion ist:

Alkan C.₁₃H.₂₈ (l) → Alkan C.₈H.₁₈ (l) + Alken C.₂H.₄ (g) + Alken C.₃H.₆ (G)

In dem Isomerisierungsprozessgeradkettige Alkane werden in verzweigtkettige umgewandelt Isomere, die effizienter brennen. Beispielsweise können Pentan und ein Katalysator unter Bildung von 2-Methylbutan und 2,2-Dimethylpropan reagieren. Während des Crackprozesses tritt auch eine gewisse Isomerisierung auf, was die Benzinqualität erhöht.

In Verbrennungsmotoren neigen die komprimierten Benzin-Luft-Gemische dazu, sich vorzeitig zu entzünden, anstatt reibungslos zu brennen. Dies schafft Motor klopfenein charakteristisches Rasseln oder Klingeln in einem oder mehreren Zylindern. Das Oktanzahl Benzin ist ein Maß für seine Schlagfestigkeit. Die Oktanzahl wird durch Vergleichen der Eigenschaften eines Benzins mit Isooctan (2,2,4-Trimethylpentan) und bestimmt Heptan. Isooctan wird eine Oktanzahl von 100 zugewiesen. Es ist eine stark verzweigte Verbindung, die mit einem kleinen Schlag glatt brennt. Andererseits erhält Heptan eine Oktanzahl von Null. Es ist eine unverzweigte Verbindung und klopft schlecht.

Geradliniges Benzin hat eine Oktanzahl von etwa 70. Mit anderen Worten, Benzin mit geradem Lauf hat die gleichen Klopfeigenschaften wie eine Mischung aus 70% Isooctan und 30% Heptan. Cracking, Isomerisierung und andere Prozesse können verwendet werden, um die Oktanzahl zu erhöhen Bewertung von Benzin bis etwa 90. Anti-Klopfmittel können hinzugefügt werden, um die Oktanzahl weiter zu erhöhen. Tetraethylblei, Pb (C 2 H 5) 4, war ein solches Mittel, das Gas mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2,4 g pro Gallone Benzin zugesetzt wurde. Die Umstellung auf bleifreies Benzin erforderte die Zugabe teurerer Verbindungen wie Aromaten und hochverzweigter Alkane, um eine hohe Oktanzahl aufrechtzuerhalten.

Benzinpumpen geben typischerweise Oktanzahlen als Durchschnitt von zwei verschiedenen Werten an. Oft wird die Oktanzahl als (R + M) / 2 angegeben. Ein Wert ist der Forschungsoktanzahl (ROZ), der mit einem Testmotor ermittelt wird, der mit einer niedrigen Drehzahl von 600 U / min läuft. Der andere Wert ist der Motoroktanzahl (MON), der mit einem Testmotor ermittelt wird, der mit einer höheren Drehzahl von 900 U / min läuft. Wenn beispielsweise ein Benzin einen ROZ von 98 und einen MON von 90 hat, wäre die angegebene Oktanzahl der Durchschnitt der beiden Werte oder 94.

Benzin mit hoher Oktanzahl übertrifft normales Benzin mit Oktanzahl nicht, da es die Bildung von Motorablagerungen verhindert, diese entfernt oder den Motor reinigt. Moderne Kraftstoffe mit hoher Oktanzahl können jedoch zusätzliche Reinigungsmittel enthalten, um Motoren mit hoher Kompression zu schützen. Verbraucher sollten die niedrigste Oktanzahl wählen, bei der der Motor des Autos ohne Klopfen läuft. Gelegentliches leichtes Klopfen oder Pingen schadet dem Motor nicht und weist nicht auf eine höhere Oktanzahl hin. Andererseits kann ein starkes oder anhaltendes Klopfen zu Motorschäden führen.

• American Petroleum Institute - Die API repräsentiert die US-amerikanische Öl- und Erdgasindustrie.
• FAQ zu Benzin für Kraftfahrzeuge - Dies ist Bruce Hamiltons sehr gut referenzierter Artikel, der von Kyle Hamar in HTML konvertiert wurde.
• FAQs zu Benzin Teil 1 - Ausgangspunkt für die umfassenden FAQs zu Benzin von Bruce Hamilton (Industrial Research Limited).
• Häufig gestellte Fragen zu Benzin - Detaillierte Informationen zu den Oktanzahlwerten werden bereitgestellt.
• HowStuffWorks: Wie Automotoren funktionieren - Wenn Sie nicht wissen, wie es funktioniert, dann ist dies der Artikel für Sie! Die Grafiken sind cool, aber eine druckbare Version des Artikels ist ebenfalls verfügbar.
• HowStuffWorks: Was bedeutet Oktan? - Dies ist Marshall Brains Antwort auf die Frage.