Азбука октановых чисел Часть 2

Азбука октановых чисел

Часть 2

Первая часть размещена здесь: https://www.mechanika.ru/blog/avtorskie-stati/avtorskie-stati_124.html.

А вы помните путаницу?

Итак, для маркировки октанового числа бензина по исследовательскому методу используются две буквы АИ. Но не так давно на некоторых АЗС встречались надписи А-80 и А-92. И тут же рядом на щите АИ-95. Что за путаница? Ведь все эти числа означают «исследовательское» октановое число RON, а вовсе не «моторное» MON.

Да, путаница с буквой «И» была. Дело в том, что в СССР действовали Технические Условия ТУ 38.001165-87 на экспорт бензина. Октановые числа в них были указаны по исследовательскому методу RON. Но для маркировки применяли букву А (автомобильный) – как «за бугром».

Эти ТУ регламентировали три марки топлива – А-80, А-92 и А-96. В какой-то момент эти бензины пошли на отечественный рынок. Но в накладных писали экспортную маркировку! «Восьмидесятый» бензин именовался А-80. А «девяносто второй» – А-92. Потом обозначения изменили согласно национальным стандартам, и эти бензины превратились в АИ-80 и АИ-92 соответственно. Выпуск А-96 прекратили, а его место занял АИ-95. Такая вот история. А мы вернемся к октановой азбуке.

2-Октан-2

Октановое число и технология

Все знают, что бензин – это смесь углеводородных соединений. Однако, несмотря на одинаковые «кирпичики», бензины бывают разные. Отличия бензинов друг от друга начинаются еще со скважины, с нефтяного месторождения.

Нефть нефти рознь. Одна богата циклопарафинами, другая – ароматическими углеводородами. Бывают нефти сернистые и малосернистые. А влияние той же «ароматики» и серы на свойства моторных топлив огромно.

Свою лепту вносит технология получения бензина. Начнем с того, что бензин можно получать первичной и (или) вторичной переработкой. К первичной относится прямая перегонка нефти с разделением по температурам кипения фракций (мазут, газойль, керосин, лигроин, бензин). Однако выход бензина здесь будет невелик – порядка 20%, а его качество оставит желать лучшего. Так, октановое число этого продукта не превысит 50 MON («моторных» единиц).

Вторичная переработка основана на разложении углеводородов на более летучие вещества. Хрестоматийным примером является крекинг – термический либо каталитический.

Термический крекинг основан на расщеплении тяжелых фракций (например, мазута) под действием высоких температур. Бензин, получаемый в результате этого процесса, содержит больше ненасыщенных углеводородов, нежели прямогонный «собрат», и имеет большее октановое число. Однако ненасыщенные углеводороды склонны к окислению, вызывающему осмоление бензина и образование отложений при хранении. Чтобы избежать этого, в продукт добавляют специальные антиокислители.

Каталитический крекинг, как и следует из названия, проводится в присутствии катализаторов. В отличие от термического крекинга, к реакциям расщепления здесь добавляются процессы образования разветвленных углеводородов, существенно повышающих октановое число. А вот ненасыщенных углеводородов при каталитическом крекинге образуется меньше, следовательно, такой бензин более устойчив при хранении.

К вторичным процессам относят и каталитический риформинг. Он заключается в нагревании бензина в присутствии платинового катализатора, – при этом происходят реакции превращения парафинов в ароматические углеводороды, существенно повышающие октановое число конечного продукта. Кстати, бензин риформинга получается малосернистым.

Но это еще не все – в производстве товарных марок топлива широко используется метод смешения прямогонных бензинов с продуктами вторичных процессов и специальными присадками.

Итак, разные природные месторождения, разные технологические процессы, разное оборудование… Не удивительно, что бензины одной и той же марки от разных производителей отличаются друг от друга. Плохо ли это? Нет, если они удовлетворяют требованиям стандартов. В том числе и по октановому числу.

2-Октан-3

Октановое число и присадки

Для повышения детонационной стойкости на нефтеперерабатывающих заводах в бензины вводят специальные присадки. К ним предъявляют жесткие экологические требования – например, из технологии изгнаны ядовитые этиловые жидкости (антидетонаторы, содержащие свинец). Иными словами, этилированный бензин на нашем рынке недопустим.

В качестве замены присадок со свинцом применяют кислородосодержащие соединения: спирты и эфиры. Например метилтретбутиловый эфир (МТБЭ). Кроме того, используют азотсодержащие ароматические соединения: амины (АДА), ксилидины, а также антидетонационные присадки на основе марганца и железа – но в безопасных дозах, о чем мы еще скажем.

Любопытно, что каждая присадка изменяет детонационную стойкость бензина по-своему. Например, запрещенный тетраэтилсвинец существенно уменьшает чувствительность, сближая «исследовательское» и «моторное» октановые числа.

Что касается МТБЭ, то он привносит в топливо высокооктановую составляющую. Все просто: этот эфир выкипает при 55° C, т.е. находится в головной фракции топлива, а потому улучшает антидетонационные свойства легкокипящих составляющих бензина. Иными словами, он обеспечивает высокое фронтальное октановое число – именно это обусловливает его широкое применение. Однако МТБЭ имеет невысокую теплоту сгорания, и его содержание в бензине ограничивается.

Присадки на основе марганца или упоминавшаяся АДА относятся к высококипящим и повышают октановое число «хвостовых» фракций бензина.

Надо сказать, что металлосодержащие присадки усиленно критикуются в прессе и в социальных сетях. И поделом. Их избыток чрезвычайно вреден для двигателя. Это оборачивается, в частности, шунтированием свечей, когда продукты окисления металла выстраивают «мостик» между электродами.

Но мы намеренно подчеркиваем – вредны не присадки как таковые, а их избыток. Это как лекарство: малые дозы лечат, а большие – калечат. И если иному «бодяжнику» пришло в голову «повысить октан» лошадиной дозой металлосодержащего препарата, при чем тут присадка как таковая? Разве в пересоленном супе виновата соль? Нет, только шеф-повар!

2-Октан-4

Что такое качественный бензин?

Ну, это же «дважды два», – воскликнет читатель и начнет сыпать терминами «высокооктановый», «высокосортный», «чистый», искренне считая их синонимами понятия «качественный».

Резонно спросить: а что, бензин АИ‑92 не может быть качественным? Или высокооктановый АИ‑98 не бывает грязным?

Да и расхожее выражение «высокосортный бензин» требует уточнения. Если подходить формально, сортность – это характеристика авиационных бензинов. Она показывает, как будет вести себя двигатель, выдавая нужную мощность на богатой смеси, – например, при взлете. Чем выше сортность, тем меньше вероятность детонации на экстремальных режимах. Например, марку авиационного бензина Б‑95/130 следует расшифровывать так. В числителе октановое число по моторному методу (именно моторному!), в знаменателе – сортность.

А вот для автомобильных бензинов сортность никак не нормируется. Поэтому утверждать, что АИ‑98 является высокосортным, а, положим, АИ‑92 – низкосортным, неверно. Нет у этих бензинов такого показателя – «сортность», «сорт»…

2-Октан-5

Так что же такое качество бензина? Думаем, не ошибемся, если скажем: это соответствие требованиям, записанным в нормативной документации.

А рождаются эти требования из реалий автомобильного парка. Иными словами, каков автомобиль, таков и бензин. Так принято во всем мире, и наша страна не исключение. Хотим мы этого или не хотим, но громадная часть российского автопарка была создана под бензины А-76 и АИ‑80. Поэтому заливать в баки ГАЗ‑53 современный АИ‑95 – все равно что топить печь ассигнациями: можно, конечно, но зачем? Эти грузовики должны работать если не на бензине АИ‑80 (его уже не найти), то на АИ-92. Но в любом случае на качественном, отвечающим требованиям двигателя.

А иномарка, созданная под АИ‑98, должна работать на качественном АИ‑98. И если ее владелец заявит: «мне нужен более качественный бензин, чем грузовику», мы ему не поверим. Как не поверим жителю Экваториальной Африки, если тот начнет доказывать: «Эта меховая куртка не качественная – я в ней потею…». Парень, у тебя 48 градусов в тени! Надень качественную легкую рубашку! А качество меховых курток мы обсудим с жителем Аляски.

А теперь выводы. Во-первых, АИ‑92 может быть «качественнее», чем АИ‑98, если первый получен с соблюдением технологии, а последний – с ее нарушениями. Во-вторых, каждому мотору – своя куртка, простите, свой бензин со своим октановым числом.

В следующий раз мы продолжим топливную тему.

Юрий Буцкий

Памяти моего учителя Вячеслава Евгеньевича Емельянова, доктора технических наук, профессора, заведующего отделом ВНИИ НП (1942–2015)

Комментарии
Здесь еще никто не оставлял комментариев. Вы можете быть первым