Hoe wordt benzine gemaakt? Wat zijn octaanbeoordelingen?

Benzine bestaat uit een complex mengsel van koolwaterstoffen. De meeste hiervan zijn alkanen met 4-10 koolstofatomen per molecuul. Kleinere hoeveelheden aromatische verbindingen zijn aanwezig. Alkenen en alkynen kunnen ook in benzine aanwezig zijn.

Benzine wordt meestal geproduceerd door de gefractioneerde destillatie van aardolie, ook bekend als ruwe olie (het wordt ook geproduceerd uit steenkool en leisteen). De ruwe olie wordt volgens verschillende kookpunten in fracties gescheiden. Dit fractionele destillatieproces levert ongeveer 250 ml directe benzine op voor elke liter ruwe olie. De opbrengst aan benzine kan worden verdubbeld door fracties met een hoger of lager kookpunt om te zetten in koolwaterstoffen in het benzinebereik. Twee van de belangrijkste processen die worden gebruikt om deze conversie uit te voeren, zijn kraken en isomerisatie.

Bij kraken, fracties met een hoog molecuulgewicht en katalysatoren worden verwarmd tot het punt waar de koolstof-koolstofbindingen breken. Producten van de reactie omvatten alkenen en alkanen met een lager molecuulgewicht dan aanwezig waren in de oorspronkelijke fractie. De alkanen van de kraakreactie worden toegevoegd aan de directe benzine om de benzine-opbrengst van de ruwe olie te verhogen. Een voorbeeld van een kraakreactie is:

alkaan C₁₃H₂₈ (l) → alkaan C₈H₁₈ (l) + alkeen C₂H₄ (g) + alkeen C₃H₆ (g)

In de isomerisatieprocesworden alkanen met rechte keten omgezet in vertakte ketens isomeren, die efficiënter branden. Pentaan en een katalysator kunnen bijvoorbeeld reageren om 2-methylbutaan en 2,2-dimethylpropaan op te leveren. Er treedt ook enige isomerisatie op tijdens het kraakproces, wat de kwaliteit van de benzine verhoogt.

Bij verbrandingsmotoren hebben de samengeperste benzine-luchtmengsels de neiging om voortijdig te ontbranden in plaats van soepel te branden. Hierdoor ontstaat een motor klop, een karakteristiek ratelend of pingelend geluid in een of meer cilinders. De octaangetal benzine is een maat voor de weerstand tegen kloppen. Het octaangetal wordt bepaald door de kenmerken van een benzine te vergelijken met isooctaan (2,2,4-trimethylpentaan) en heptaan. Isooctaan krijgt een octaangetal van 100 toegewezen. Het is een sterk vertakte verbinding die soepel brandt, met een beetje kloppen. Aan de andere kant krijgt heptaan een octaangetal van nul. Het is een onvertakte compound en klopt slecht.

Directe benzine heeft een octaangetal van ongeveer 70. Met andere woorden, directe benzine heeft dezelfde klopeigenschappen als een mengsel van 70% isooctaan en 30% heptaan. Kraken, isomerisatie en andere processen kunnen worden gebruikt om het octaan te verhogen beoordeling van benzine tot ongeveer 90. Er kunnen antiklopmiddelen worden toegevoegd om het octaangetal verder te verhogen. Tetraethyllood, Pb (C2H5) 4, was zo'n middel, dat aan gas werd toegevoegd met een snelheid van maximaal 2,4 gram per gallon benzine. Om over te schakelen op ongelode benzine moesten er duurdere verbindingen worden toegevoegd, zoals aromaten en sterk vertakte alkanen, om een ​​hoog octaangetal te behouden.

Benzinepompen posten doorgaans octaangetallen als een gemiddelde van twee verschillende waarden. Vaak wordt het octaangetal weergegeven als (R + M) / 2. Een waarde is de onderzoek octaangetal (RON), die wordt bepaald met een testmotor die draait op een laag toerental van 600 tpm. De andere waarde is de motor octaangetal (MON), die wordt bepaald met een testmotor die draait op een hoger toerental van 900 tpm. Als een benzine bijvoorbeeld een RON van 98 en een MON van 90 heeft, dan is het geposte octaangetal het gemiddelde van de twee waarden of 94.

Benzine met een hoog octaangetal presteert niet beter dan gewone octaanbenzine om te voorkomen dat er motorafzettingen ontstaan, deze te verwijderen of de motor te reinigen. Moderne brandstoffen met een hoog octaangehalte kunnen echter extra reinigingsmiddelen bevatten om motoren met hoge compressie te helpen beschermen. Consumenten moeten het laagste octaangetal kiezen waarbij de motor van de auto draait zonder te kloppen. Af en toe licht kloppen of pingelen zal de motor niet schaden en duidt niet op een behoefte aan hoger octaangehalte. Aan de andere kant kan een zware of aanhoudende stoot leiden tot motorschade.

• Amerikaanse Petroleum Instituut - De API vertegenwoordigt de Amerikaanse olie- en aardgasindustrie.
• Veelgestelde vragen over automotive benzine - Dit is het zeer goed gerefereerde artikel van Bruce Hamilton, door Kyle Hamar omgezet in HTML.
• Veelgestelde vragen over benzine Deel 1 - Uitgangspunt voor de veelgestelde vragen over benzine van Bruce Hamilton (Industrial Research Limited).
• Veelgestelde vragen over benzine - Er wordt gedetailleerde informatie over octaangetallen verstrekt.
• HowStuffWorks: hoe automotoren werken - Als je niet weet hoe het werkt, dan is dit het artikel voor jou! De graphics zijn cool, maar er is ook een printbare versie van het artikel beschikbaar.
• HowStuffWorks: Wat betekent octaan? - Dit is het antwoord van Marshall Brain op de vraag.