Benzinai ir jų savybės

        Benzinas – tai angliavandenilių mišinys, kuris susideda iš maždaug 200-300 skirtingų junginių, kurių virimo temperatūros yra apytikriai tarp 30 ir 215 oC. Šiame mišinyje yra ir komponentų, kurių virimo temperatūros yra žemesnės, tačiau jų kiekį prekiniame benzine riboja tokie kokybės rodikliai kaip sočiųjų garų slėgis. Vairuotojui ir vartotojui nėra labai svarbi benzino sudėtis, – svarbiausiai jo eksploatacinės savybės. Benzinui taikoma daug įvairių kokybės rodiklių, kurių visi faktiniai dydžiai nurodomi kokybės pažymėjime, kuris lydi kiekvieną išsiunčiamą produkcijos siuntą. Benzinai gaminami juos maišant iš atskirų komponentų siekiant kad atskiros benzino frakcijos turėtų panašias eksploatacines charakteristikas. Tai yra būtina, kadangi skirtinguose naftos perdirbimo procesuose gaunamos skirtingų charakteristikų benzino frakcijos. Jas būtina derinti ir maišyti atitinkamais santykiais.

        Kokybės rodiklius galima santykinai suskirstyti į kelias grupes: 
eksploataciniai – oktaninis skaičius, distiliacijos charakteristikos, oksidacinis stabilumas, vario plokštelės bandymas;  
ekologiniai – sieros junginių kiekis, aromatinių junginių kiekis, benzeno kiekis; 
svarbūs sandėliuojant ir transportuojant – esamų dervų kiekis, sočiųjų garų slėgis (lakumo indeksas);
reikalingi apskaičiuoti/perskaičiuoti komponentų ar priedų kiekius – tankis, deguonies kiekis, etanolio kiekis ir t.t.  

       Nuo 2007 metų Lietuvos rinkai tiekiamas Benzinas maišomas su denatūruotu biologinės kilmės etanoliu. Etanolis kaip priedas pradėtas naudoti siekiant užtikrinti įsipareigojimus ES dėl kuro pagaminto iš atsinaujinančių šaltinių panaudojimo. Etanolis turi taip pat didelį oktano skaičių, tačiau didesnius jo kiekius benzine riboja padidėjęs mišinio garavimo intensyvumas (sočių garų slėgis). Jis ribojamas siekiant išvegti nuostolių sandėliavimo metu ir dujų kamščių kuro padavimo sistemoje.    

Pagrindiniai benzino eksploataciniai-techniniai rodikliai

       Oktaninis skaičius. Jis nusako benzino savybę vidaus degimo variklyje sudegti be detonacijos. Detonacija – savaiminis ir priešlaikinis benzino garų ir oro mišinio užsidegimas ne nuo žvakės, bet nuo suspaudimo bei įkaitusių cilindro dalių. Minėtojo mišinio atsparumas savaiminei detonacijai nusakomas oktaniniu skaičiumi. Oktaninis skaičius nustatomas dviem būdais: varikliniu (charakterizuoja važiavimą miesto sąlygomis) ir tiriamuoju (greitkelio sąlygomis). Kuo šis rodiklis aukštesnis, tuo didesnis galimas variklio suspaudimo laipsnis ir galia. Pagal oktano skaičių benzinai skirstomi į markes. Pvz., 95 markė reiškia, kad benzino atsparumas detonacijai yra ne mažesnis kaip 95.

       AB „Mažeikių nafta“ jau nuo 1995 metų oktano skaičiaus didinimui nenaudoja etiliavimo (tetraetilšvino). Vietoj jo aukštaoktaniniams benzinams (A98) naudojamas metiltretbutilo eteris (MTBE) ir etiltretbutilo eteris (ETBE). Jų oktano skaičius yra apie 118 ir jo kiekis benzine neviršija 7-10 procentų. Reiktų atkreipti dėmesį, kad tokio benzino nereikėtų ilgai sandėliuoti nesandariuose induose, nes didžioji dalis MTBE/ETBE nugaruos (šių eterių virimo temperatūros yra žemesnės už nulį).

       Distiliacijos charakteristikos – virimo pradžios, 50 proc nudistiliavimo temperatūra ir pan. charakteristikos nieko konkretaus nepasako vartotojui. Realiai nustatant šiuos rodiklius brėžiama distiliacijos kreivė iš kurios galima nusakyti kai kurias eksploatacines savybes. Ši kreivė reikalinga gamybos procesui koreaguoti. Iš trijų taškų esančių kokybės sertifikate – realiai nieko negalima nusakyti. Didėjant benzino poreikiui distiliacijos charakteristikos keitėsi – didėjo virimo pabaigos temperatūra. Šiuo metu ji įvairiose šalyse siekia 210 oC. (anksčiau buvo 180 oC). Pradėjus naudoti MTBE/ETBE nebenaudojamas virimo pradžios temperatūros rodiklis, kadangi šių medžiagų virimo temperatūra žemesnė už nulį. .

       Korozinis benzino aktyvumas. Jį charakterizuoja cheminių reakcijų greitis tarp benzino, jo degimo produktų ir medžiagų, iš kurių pagamintos visos sistemos, kuriomis produktai cirkuliuoja: kuro padavimo, išmetimo sistemos, degimo kameros. Korozinis aktyvumas nustatomas vario plokštelės korozijos bandymu. Tai bandymas, kurio metu sudaromos geros sąlygos korozijai. Nušlifuota varinė plokštelė išlaiko 50 oC temperatūros benzine tris valandas. Apie korozinį aktyvumą sprendžiama iš vario plokštelės spalvos pasikeitimo. Variui koroduojant jo paviršius keičia spalvą taigi rezultatai matomi vizualiai ir lyginami su standartine palete. Tai santykinis bandymas, kuris leidžia palyginti vieną benziną su kitu ir nurodo tendenciją, tačiau konkretaus korozijos aktyvumo nenurodo. 
       Korozinis aktyvumas priklauso nuo benzino rūgštingumo, bendro sieros kiekio, sieros vandenilio, merkaptaninės sieros, vandenyje tirpių rūgščių ir šarmų kiekio.

       Sieros junginių kiekis visų rūšių degaluose mažinamas siekiant mažinti atmosferos taršą, nes sudegus sieros junginiams susidaro SO2 ir SO3, sudarantys rūgščią aplinką, kurios pasekmė — dirvos rūgštėjimas ir spartesnė metalų korozija. Šiuo metu prieita tam tikra technologinė riba, kadangi daugiau išvalyti šviesiuosius naftos produktus nuo sieros junginių nėra galimybių ir prasmės – taršos sumažėjimas bus neadekvatus technologinėms išlaidoms. Faktiniai sieros junginių kiekiai šiuo metu neviršija 10 ppm. (0,001 proc.).

      Oksidacinis stabilumas nusako benzino sugebėjimą išlaikyti savo cheminę sudėtį jį laikant (sandėliuojant). Tai imitacinis bandymo metodas, kuris imituoja idealias benzino senėjimo (oksidacijos) sąlygas. Benzino mėginys patalpinamas į tam tikrą indą su deguonimi ir dideliame slėgyje (1 Mpa). Stebima po kiek laiko deguonies slėgis inde ims staigiai kristi tai yra deguonis virsta deguoninias junginiais – dervomis. Iš pradžių susidaro peroksido tipo junginiai, kurie spartina deguoninių junginių susidarymą benzine. Vizualiai senstantis benzinas keičia spalvą – tamsėja. Būtent dėl šios savybės benzinai priskiriami gendančių produktų kategorijai. Nepatariama jo sandėliuoti, ypač nesant galimybės užtikrinti deguonies atskyrimą nuo benzino.

      Benzinų kokybės sertifikatų pavyzdžiai (kai kurie rodikliai gali būti pasikeitę, tačiau tai neesminiai pasikeitimai neturintys įtakos eksploataciniams rodikliams):

95 oktano benzinas
98 oktano benzinas

     Benzinų saugos duomenų lapo pavyzdys

Saugos duomenų lapas