Октановое число
Октановое число численно равно процентному содержанию изооктана в эталонной смеси с н.гептаном, которая по детонационной стойкости в условиях стандартного одноцилиндрового двигателя эквивалентна испытуемому образцу.[ …]
Октановое число имеет большое значение при оценке качества моторного топлива. Оно определяет режим работы двигателя на данном топливе.[ …]
Октановое число обычных бензинов редко превышает 70, а для современных авиадвигателей требуется октановое число 100 и более. Поэтому путем промышленного синтеза производят высокооктановые углеводороды и применяют их в отдельности или в смеси с бензинам, или добавляют в бензин антидетонаторы, например, тетраэтилсвинец [РЬ(С2Н6)4].[ …]
Октановые числа одного и того же бензина, определяемые моторным и исследовательским методами, отличаются между собой. Так, для АИ — 93 октановое число, определенное по исследовательскому методу, на 5-8 единиц выше, чем по моторному методу. Разность между октановыми числами, определенными по моторному и исследовательскому методам, называют чувствительностью бензина.
[ …]
Октановое число смешения основного носителя антидетонационных свойств присадки — монометиланилина в газоконденсатных бензиновых фракциях составляет 500-600 единиц, что примерно в 6 раз выше эффективности МТБЭ. При фракционировании бензина в процессах смесеобразования присадка испаряется с хвостовыми фракциями топлива, повышая тем самым детонационную стойкость более низкооктановых фракций газоконденсатных бензинов; коэффициент распределения детонационной стойкости по фракциям бензина АГ-76 с экстралином, полученный из Средне-Вилюйского конденсата , составлял 0,87.[ …]
Октановое число — условная величина, численно равная процентному (по объему) содержанию изооктана в такой его смеси с нормальным гептаном, которая по своей детонационной стойкости в стандартных условиях испытания на специальной моторной установке эквивалентна испытуемому топливу.[ …]
К числу наиболее серьезных изменений в композиционном составе экологически чистого бензина относится высокая доля кислородсодержащих соединений типа МТБЭ, что способствует уменьшению выбросов окиси углерода, снижению отношения воздух/ топливо, повышению октанового числа и позволяет вывести из состава бензинового фонда канцерогенный бензол.
Эти соединения фотохимически менее активны, чем углеводороды, и, следовательно, имеют более низкую смогообразующую активность. МТБЭ и другие эфиры могут входить в состав экологически чистого бензина в количестве до 15%.[ …]
| Октановое число этилированных нормальных парафиновых углеводородов (по исследовательскому методу). |
Влияние на октановое число топлива. Существует несколько причин для того, чтобы отказаться от применения добавок свинца. Во-первых, возможно, свинец представляет более серьезную опасность для здоровья, чем газообразные выделения; во-вторых, двигатели станут чище и будут дольше служить; наличие свинца непригодно для каталитических систем. В связи с этим необходимо пойти на повышение стоимости очистки и при перспективном планировании связывать требования к октановому числу с изменениями в нефтеперерабатывающей промышленности.[ …]
Наибольшее октановое число в регулярном бензине имеет метанол, но он обладает рядом существенных недостатков.
Это, прежде всего, его способность впитывать в себя воду из воздуха, что приводит к коррозии и высокой испаряемости. Следующим по октановому числу идет этанол, который в качестве добавки широко применяется в США. Более тяжелые спирты также находят применение, однако по мере увеличения углеводородной группы октановое число спиртов падает. Большинство нефтяных компаний смешивают бензин с кислородсодержащими добавками, учитывая специфику районов, где они будут продавать свою продукцию. В районах с повышенным содержанием СО в воздухе количество кислорода в бензине должно составлять не менее 2,7%. В сельскохозяйственных штатах содержание кислорода в бензине должно быть не выше 2,0%, так как повышение концентрации кислорода в бензине обусловливает предельное количество озона в воздухе.[ …]
Наибольшим октановым числом обладают первые два эфира, однако метил-тре?72-бутиловый эфир имеет наибольшее применение как добавка к бензину вследствие большей дешевизны и более легкого способа получения.
[ …]
Для повышения октанового числа вырабатываемых на НПЗ бензинов и улучшения их эксплуатационных свойств на этил-смесительных установках в бензин добавляют тетраэтилсвинец РЬ (С2Н5)4 — ТЭС. В процессе этилирования образуется незначительное количество сточных вод, в которых обнаруживается ТЭС. Так, на НПЗ производительностью 12 млн. т в год в среднем образуется 15 м3/сут таких сточных вод. Половину этого количества составляет подтоварная вода из резервуаров этилированного бензина, другая половина складывается из сбросов от охлаждения сальников насосов и случайных разливов этилированного бензина. Загрязненность стоков ТЭС, как правило, незначительна и колеблется в пределах 1—5 мг/л.[ …]
В зависимости от октанового числа по исследовательскому методу установлено четыре марки бензинов: «Нормаль-80», «Регуляр-91», «Премиум-95» и «Супер-98». Бензин «Нормаль-80» предназначен для использования на грузовых автомобилях наряду с бензином А-76. Неэтилированный бензин «Регуляр-91» предназначен для эксплуатации автомобилей взамен этилированного АИ-93.
Автомобильные бензины «Премиум-95» и «Супер-98» полностью отвечают европейским требованиям, конкурентоспособны на нефтяном рынке и предназначены в основном для зарубежных автомобилей, ввозимых в Россию. Характеристики данных бензинов представлены в таблице 4.8.[ …]
В бензин для повышения октанового числа добавляют тетраэтилсвинец (СгНб РЬ. Свинец, содержащийся в бензине, после сгорания топлива выбрасывается с выхлопными газами, загрязняя воздух, оседает на растительности и почве вдоль транспортных магистралей. При сгорании 1 кг этилированного бензина в атмосферу выбрасывается 1,0 г свинца. ПДК свинца в воздухе населенных пунктов установлена 0,0007 мг/м3 Следовательно, это количество свинца (1,0 г) способно загрязнить на уровне ПДК около 1400 тыс. м3 воздуха.[ …]
Получается 50% бензина с октановым числом 60-70, 28% керосина, 15% пропанобутановой смеси, 6% парафина и 2% церезина. Реакция происходит в мягких условиях без применения давления, экзо-термична, не требует дополнительных энергозатрат.
При использовании других катализаторов можно получать углеводороды, более пригодные для нефтехимии (ароматические, алканы нормального строения и т.п.). Перегонкой продукта реакции Фишера-Тропша выделяют целевые фракции. В условиях высоких цен на нефть цена синтина и соответствующих стандартных продуктов переработки определяется только ценой синтез-газа.[ …]
ТЭС эффективно повышает октановое число бензина при добавлении до 3-4 г/л (0,3-0,4%). Дальнейшее повышение концентрации ТЭС малоэффективно.[ …]
Влияние тетраэтилсвинца на октановое число некоторых продуктов показано на рис.[ …]
Непосредственным способом увеличения октанового числа бензина в процессе переработки нефти является проведение рифор-минга в более жестком режиме, что приводит к увеличению содержания ароматических углеводородов. По мере ужесточения режима риформинга нафтены сначала преобразуются в ароматические углеводороды с завершением реакции при достижении «чистых» октановых чисел (т. е. без свинца) порядка 80—90 для основного количества товарного продукта.
Дальнейшее повышение октановых чисел происходит при превращении парафинов в ароматические углеводороды в процессе гидрокрекинга.[ …]
В зависимости от необходимого прироста октанового числа, с учетом технико-экономических ограничений каждого из способов, они могут применяться как отдельно, так и в комплексе. При изменении октанового числа за счет ширины бензиновой фракции используется характерная для ряда прямогонных бензинов зависимость снижения октанового числа (04) с утяжелением фракционного состава. Этот эффект дает возможность получить увеличение 04 до 4-5 единиц при облегчении фракционного состава на 20°С (по концу кипения) и может изменяться в зависимости от качества газоконденсата. Для ряда образцов Уренгойского газоконденсата фракция НК-140 имела ОЧ/М 72-74 единицы. Увеличение октанового числа бензина за счет повышения содержания в топливе бутана ограничивается (10% для зимнего вида) нормами показателя давления насыщенных паров, нестабильностью аитидетонационных свойств топлива, повышением опасности образования паровых пробок.
[ …]
Современный бензин без добавок свинца имеет октановое число 90—91. Путем очистки бензина оно может быть увеличено до 95 и более. Принимая во внимание, что увеличение стоимости очистки отразится на стоимости топлива и соответственно на потребителях, уместно выяснить ее целесообразность.[ …]
У экспортных бензинов цифра означает величину октанового числа по исследовательскому методу.[ …]
| 9 |
Установлено, что работа двигателя на чистом бензине с октановым числом до 97 обеспечивает экономию топлива более чем на 15% по сравнению с работой на бензине с октановым числом 91. Эти исследования показали, что по мере увеличения октанового числа требования к сырой нефти для удовлетворения потребностей в бензине снижаются, что является важным фактором в решении энергетической проблемы.[ …]
Смешивание различных сортов бензина приводит к изменению октанового числа. Большая примесь низкооктанового бензина к высокооктановому может существенно снизить его октановое число и наоборот.
Повышение или понижение октанового числа бензина относительно нормы одинаково нежелательно, так как это ухудшает условия работы двигателя.[ …]
Обычно бензиновые фракIдай газовых конденсатов имеет низкое октановое число и высокие температур начала кипения я выкипания 10? — точки.[ …]
При работе на бензине с пониженным содержанием свинца и небольшим октановым числом увеличивается выброс газообразных оксидов азота. Если снизить степень компрессии, выделения N0 уменьшаются.[ …]
Смесь летучих веществ имеет высокую калорийность (около 10 400 кал.), высокое октановое число (130) и является поэтому весьма хорошим моторным горючим. Она может быть использована в виде добавок к обычным бензинам для повышения их октанового числа.[ …]
Маркируются авиабензины буквой Б и цифровым индексом, выраженным дробным числом: числитель — величина октанового числа по моторному методу, знаменатель — сортность бензина.[ …]
Качественное горение топлива в карбюраторном двигателе сопровождается невысоким числом детонаций.
Критерием качества топлива является октановое число. Оно соответствует процентному содержанию изооктана (октановое число 100) в модельной смеси с нормальным гептаном (октановое число 0), которая показывает такое же число детонаций, что и исследуемый образец. Мощные двигатели работают с высокими степенями сжатия, а последние возможно достичь только при использовании высокооктанового бензина.[ …]
Согласно исследованиям ряда специалистов, добавка 5% водорода уменьшает требования к октановому числу на 10%. Опытная эксплуатация автомобиля на бензиноводородной смеси показала, что индикаторный КПД двигателя с оптимальными добавками водорода увеличивается на 25%, эксплуатационный расход топлива уменьшается на 25-40%. При работе двигателя на холостом ходу практически исключается выброс токсичных веществ с отработавшими газами.[ …]
Бензин, полученный в процессе прямой перегонки нефти, в основном состоит из парафинов с октановым числом в пределах 50—70. Такое низкооктановое топливо ограничивает степень сжатия и термодинамическую эффективность двигателя.
В современных сортах бензина такие недостатки устраняются обработкой, в результате которой углеводороды изомеризуются с образованием более благоприятных структур, а также путем использования добавок для повышения октанового числа.[ …]
Расход энергии зависит от ассортимента и качества вырабатываемых продуктов; с увеличением октанового числа бензина на 3—4 пункта расход нефти возрастает на 2,5—3,5%, включая топливо и потери. Это объясняется увеличением мощности процессов по углублению переработки нефти и облагораживанию полуфабрикатов и компонентов, используемых для приготовления товарных бензинов.[ …]
Первоначально этилированные сорта заменялись регулярными бензинами с относительно низким октановым числом (82— 86 м. м.). Это было связано с отставанием темпов наращивания мощностей производства высокооктановых компонентов от требований по снижению норм этилирования. Однако дефицит высокооктановых неэтилированных бензинов был временным. Доля этилированных бензинов на протяжении 80-х годов ежегодно снижалась в среднем на 5-6%.
В 1995 г. доля неэтилированных бензинов достигла 65% от общего потребления, а к 2000 г. — более 90%. Основным видом неэтилированных бензинов должен стать премиальный бензин “европремиум” (табл. 4.10, 4.11).[ …]
Парафины с нормальной и с разветвленной цепями весьма чувствительны к свинцу. При добавлении свинца октановое число нефтенов значительно повышается; олефины и ароматические соединения с высоким октановым числом, напротив, мало чувствительны к свинц/.[ …]
Эффект постепенного исключения свинца из топлива можно проследить на рис. Показано, что очищенный от свинца бензин с октановым числом 91, производимый с 1971 г., может удовлетворить 30% существующих автомобилей и 60% автомобилей, у которых задержка момента зажигания находится в допустимых пределах. Из рисунка видно, что частичное уменьшение количества свинца сравнительно мало влияет на октановое число, и транспортный парк большинства стран может легко приспособиться к такому топливу. В идеальном случае автомобильная промышленность должна развиваться с учетом требований к топливу по октановому числу и при отсутствии свинца.
Это позволит применять каталитическую очистку выхлопных газов с целью уменьшения выделений.[ …]
Альтернативные предложения- Свинец является лишь добавкой к бензину. Поскольку в настоящее время нет других добавок, предложено увеличить октановое число путем добавления этанола или метанола к бензину, однако для достижения значительного эффекта необходимы добавки около 10%.[ …]
К органическим антидетонаторам относятся: метиланилин, ксилидин, экстра-лин. При добавлении этих антидетонаторов к бензину в количестве 2 % об. октановое число возрастает на 4-5 пунктов, а при добавлении 5 % — на 7-8 пунктов.[ …]
Детонационную характеристику топлива определяют в стандартном одноцилиндровом опытном двигателе при переменном давлении и оценивают значением октанового числа. Это эмпирическая шкала, введенная в 1927 г., определяет расчетную величину от нуля для н-гептана, весьма подверженного детонации, до 100 — для изооктана (2, 2, 4-триметилпентана), который является углеводородом, стойким к детонации.
Октановое число данного топлива означает содержание изооктана (в %) в смеси с я-гепга-ном, обладающей такими же детонационными характеристиками, как и горючее в опытном двигателе, работающее при заданных условиях. Со времени введения шкалы были найдены эталоны, превосходящие изооктан, и октановая шкала в настоящее время экстраполирована до 120.[ …]
Значительной дополнительной проблемой являются высокотоксичные добавки (например, тетраэтилсвинец), являющиеся очень выгодным способом повышения октанового числа бензина. Их широкое использование, в том числе нелегальное, создает серьезные дополнительные проблемы.[ …]
Прямогонные фракции нефтей Урало-волжского бассейна, Татарстана, многих месторождений Западной Сибири в основном состоят из нормальных парафиновых углеводородов и имеют низкие октановые числа: 40-50 ед. по моторному методу. В товарные бензины вовлекаются только низкокипящие прямогонные фракции этих нефтей, выкипающих в пределах 30-62°С и имеющие октановые числа 60-75 ед.
[ …]
Уже в течение многих лет известно, что спирты являются хорошим высокооктановым топливом для двигателей с искровым зажиганием. Тем не менее, открытие тетраэтилсвинца (ТЭС), используемого с 1930-х гг. для повышения октанового числа бензина, эффективно оставило «не у дел» спиртовые топлива во многих странах мира. Для поддержания высокого октанового числа в топливах, не содержащих ТЭС, первоначально требовались высокие уровни концентрации ароматических соединений. Однако обеспокоенность по поводу возможного вредного воздействия бензола и ароматических соединений в целом привела во многих странах к ограничениям содержания ароматики в бензине. Метилтетрабутиловый эфир (МТБЭ) обеспечивает получение высокого октанового числа, и он применялся для производства высокооктановых сортов топлива. В настоящее время, ввиду воздействия МТБЭ на фунтовые воды, он исключен из вновь разработанного в Калифорнии состава бензина.[ …]
Наиболее токсичными и опасными в эколого-гигиеничес-ком плане являются этилированные бензины, содержащие тетраэтилсвинец и специальные вещества-выносители (бромистый этил, дибромэтан, дихлорэтан и др.
) для повышения октанового числа топлива.[ …]
Позиция нефтеперерабатывающей промышленности убеждает в том, что предложения по ограничению содержания свинца в топливе остаются пока без внимания. Это объясняется тем, что добавки свинца к бензину — наиболее дешевый способ повышения октанового числа на 6—8 единиц. Современный рынок поставляет бензин с октановым числом 98, близким к оптимальной величине для получения прибыли, если принять во внимание потребление топлива, его эффективность при работе двигателя, стоимость очистки сырой нефти. Таким образом, владельцы нефтеперерабатывающих предприятий считают, что снижение содержания свинца вызовет повышение цен и большие потери сырой нефти.[ …]
Использование комбинированных и новых видов топлива. В качестве комбинированного топлива наиболее употребительны смеси на основе бензина и спиртов (метанол, этанол). При содержании в топливе до 10% спирта не требуется изменять конструкции ДВС. Введение спирта способствует повышению октанового числа с 88 до 94 при одновременном снижении содержания в отработавших газах оксидов азота и углеводородов.
Наибольший интерес вызывает использование в качестве топлива метилового (метанола) и этилового (этанола) спиртов. Плотность метанола несколько больше плотности бензина, но его энергоемкость в 2 раза меньше. Следовательно, для сохранения дальности пробега по топливу бак для метанола должен быть в 2 раза больше по объему. Важное качество метанола состоит в том, что в отработавших газах в 2…3 раза меньше токсичных компонентов, чем при использовании бензина. Этанол имеет энергоемкость на 25…30% выше, чем метанол, и, следовательно, требует пропорционально менее вместительного топливного бака. Экологические характеристики этанола и метанола аналогичны.[ …]
В определенных условиях нормальное сгорание переходит в детонационное, которое сопровождается появлением ударных волн (рисунок 5, 2), скорость сгорания возрастает и составляет 1500-2500 м/с. Тепловой режим двигателя нарушается, мощность его уменьшается. Возникновение детонационного сгорания во многом зависит от химического состава бензинов.
Октановое число бензинов, характеризующее их антидетонационные свойства, должно быть оптимальным и не вызывать нарушения нормального сгорания на всех режимах работы двигателя.[ …]
Во многих странах автомобильные фирмы платят огромные штрафы; особенно жесткие требования предъявляются именно к бензину — он не должен содержать канцерогенные вещества (бензол и конденсированные ароматические углеводороды). Бензин с ароматическими углеводородами получают при каталитическом риформинге нефти, без них бензин имеет низкое октановое число и непригоден для автомобильных двигателей. Замена каталитического риформинга (алкилированием, изомеризацией, синтезом оксигенатов), как и перестройка всей нефтеперерабатывающей промышленности, весьма дорога (в США, по некоторым оценкам, она обошлась в 300 млрд. долл.). Даже высокоразвитые страны (например, Япония) пока не решаются делать этого. Чтобы уменьшить затраты, нефтедобывающие компании (как правило, объединенные с перерабатывающими) должны способствовать снижению себестоимости добычи нефти и повышению полноты ее извлечения из скважин.
Проще всего достичь этого при добыче легкой ближневосточной нефти (поэтому именно ее добыча так стремительно возросла). США потребляют не столько собственную нефть, сколько нефть Ближнего Востока (потреблялась до войны с Ираком в 2003 г.), Мексики, Венесуэлы; однако и у американцев в недалеком будущем возникнут проблемы в связи с исчерпанием ресурсов нефти.[ …]
Высокооктановые компоненты по углеводородному составу делятся на две группы: алифатические и ароматические. Первая включает в себя: изопентан, изо-меризат, алкилат (алкилбензин), вторая- толуол, пиробензол и смеси ароматических углеводородов С6 и выше. Октановые числа вышеперечисленных ВОК представлены в таблице 4.5.[ …]
Промышленность пока не может удовлетворить э о требование, но с вводом установок по переработке нефти для производства высокооктанового топлива, оно сможет быть удовлетворено. Рассматриваются и другие способы контроля состава топлива. С ограничением концентрации олефинов и ароматических веществ могло бы уменьшиться образование фотохимического смога, но вводить подобные ограничения при современной технологии очистки и требованиях к октановому числу не представляется целесообразным.
В настоящее время возможно снижение допустимого содержания серы в бензине по сравнению с существующим средним уровнем. Введение новой технологии очистки позволит автоматически снизить содержание серы, поэтому в будущем эти требования будут легко удовлетворены.[ …]
| Главная Вокруг авто Общий тюнинг Автолегенды Практические советы Полезно знать | ||
|
 Детонация (франц. detoner — взрываться, от латин. detono — гремлю) — процесс самопроизвольного воспламенения
топливовоздушной смеси не от искры
свечи, а от теплоты сжимаемой поршнем части рабочей смеси, горение которой приобретает взрывной характер, сопровождается характерным
металлическим стуком, повышением токсичности отработавших газов и температуры в цилиндрах двигателя. При этом скорость распространения
пламени в камере сгорания увеличивается с 15-20 м/с до 1500-2500 м/с. Мгновенное повышение температуры и возникновение ударных волн о
стенки цилиндров может привести к перегреву и оплавлению днища поршней, прогару прокладки головки блока цилиндров, разрушение поршневых
колец, ускоренному износу вкладышей коленвала. Процентное содержание изооктана в полученной смеси как раз и является октановым числом бензина. Определяют октановое число двумя методами —
моторным и исследовательским на специальной моторной установке. При моторном методе имитируются более жесткие условия работы двигателя, при
которых топливная смесь после карбюрации нагревается до 150°С, а частота вращения выдерживается постоянной — 900 об/мин. При исследовательскому
методе частота вращения снижается до 600 об/мин, а смесь не подогревается.Технология определения октанового числа такова. Испытательный стенд — это одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания с карбюратором. Запускают его на исследуемом бензине, а уровень детонации фиксируют спецдатчики. После подбирается смесь эталонного топлива — изооктана и н-гептана, на котором двигатель работает так, как и на исследуемом топливе. Полученное процентное содержание изооктана в подобранной эталонной смеси и является характеристикой детонационной стойкости бензина. То есть если в смеси 95% изооктана, то и октановое число будет 95.  При моторном методе испытания режимы и параметры моторной установки позволяют выявить взрывчатые свойства бензина при эксплуатации автомобиля в городских условиях (движение с переменною скоростью). Исследовательский метод имеет менее жесткий режим испытания, что позволяет исследовать процесс сгорания бензина при эксплуатации авто при постоянных режимах работы мотора. Таким образом, октановое число по исследовательскому методу на 5-10 единиц выше, чем по моторному. Октановое число определяют не одним методом, потому что двигатели бывают разными, и условия их работы тоже разные. Одно — сгорания топлива в двигателе тяжелого грузовика, другое — детонация в двигателе форсированного легкового автомобиля, у которого стрелка тахометра не выходит из красной зоны. В советские времена, октановое число автомобильных бензинов А-72 и А-76 измерялось по моторному методу, а бензины АИ-93, АИ-95, АИ-98 испытывались по исследовательскому, потому добавлена буква «И» в обозначении марки бензина.  Сейчас выпускаются пять типов бензина —
А-76, А-80, А-92, А-95, А-98. За исключением А-76, все определяются по исследовательскому методу.Так как двигатели стали технологично совершеннее и имеют высокую степень сжатия, то нужен высокооктановый бензин. Чтобы получить такое топливо переработкой нефти, затраты будут больше и в продаже оно будет значительно дороже, поэтому используются различные присадки, повышающие октановое число. Самым эффективным был тетраэтилсвинец. Он не только ядовит сам по себе, но и быстро выводит из строя каталитические нейтрализаторы и лямда-зонды, которые сейчас являются обязательными элементами конструкции автомобиля. Также применялись присадки на основе марганца, но сейчас они запрещены. Еще для повышения октанового числа иногда используют присадку — ферроцен. Плохо что она имеет в своем составе железо и создает трудноудалимый токопроводящий налет на свечах (красного оттенка цвет), который уменьшает срок их службы.  В наше время он наиболее широко
применяется в Украине, России и Европе.Приблизительно определить октановое число можно, воспользовавшись специальными приборами, потому что они дают погрешность в октановых числах на 5-10 единиц. Поэтому, проще говоря, проверить качество бензина нет возможности без лаборатории. И тут уже нужно внимательно прислушиваться к словам своего соседа или товарища, который заправился на одной из АЗС либо доверится бренду и самому проверять какой завоз углеводородов попался. | |
| (c) moskvich3140.ru | ||
Дорога к высокооктановому топливу
Мир биотоплива гудит разговорами о высокооктановом топливе. Группы по торговле этанолом недавно обсудили с регулирующими органами роль топлива с более высоким октановым числом в достижении целевых показателей экономии топлива. Их интерес к бензину и экономии топлива может показаться странным, за исключением того, что их план состоит в том, чтобы производить бензин с более высоким октановым числом за счет увеличения количества добавляемого в него этанола.
Октан — это запутанная техническая тема со сложными последствиями для этанола и эффективности транспортных средств. В зависимости от того, кого вы спросите, смеси высокооктанового бензина с большим количеством этанола либо имеют решающее значение для того, чтобы автомобили могли обеспечить столь необходимые улучшения экономии топлива, либо являются тупиковой стратегией, которую Конгресс должен заблокировать, требуя, чтобы смеси этанола никогда не превышали 10 процентов. Как обычно, аргументы самых крайних сторонников той и другой стороны склоняются к ажиотажу, так что вот 9вещи, которые вам нужно знать о высокооктановом топливе, и мой взгляд на путь вперед.
Высокооктановое топливо позволяет использовать более мощные или более эффективные двигатели
Я по образованию химик, поэтому, когда я слышу октановое число, я думаю о молекуле насыщенного углеводорода с 8 атомами углерода. Но в контексте двигателей октановое число является стандартной мерой для топлива, которое описывает их способность сгорать без детонации в двигателях с высокой степенью сжатия[1].
Топливо с более высоким октановым числом позволяет двигателям работать с более высокой степенью сжатия, что повышает мощность и производительность. Когда бензин впервые перегоняется из нефти, его октановое число составляет около 70. Но топливо с таким низким октановым числом серьезно ограничивает эффективность двигателей, поэтому процессы нефтепереработки и присадки используются для повышения октанового числа примерно до 87 для обычного бензина и до 9.1 для премиум[2].
Автопроизводители оценят топливо с более высоким октановым числом
Топливо с более высоким октановым числом облегчает жизнь автопроизводителям. Автопроизводители все чаще внедряют турбонаддув и другие технологии двигателей для повышения мощности и эффективности использования топлива, и эти технологии лучше работают с топливом с более высоким октановым числом[3]. Однако более высокие цены на высокооктановое топливо, доступные в настоящее время, отбивают у потребителей желание покупать его, ограничивая его использование в основном роскошными или высокопроизводительными автомобилями.
Если бы топливо с более высоким октановым числом было широко доступно по привлекательным ценам, автопроизводители могли бы выжимать больше производительности и эффективности из технологий, которые они уже начинают использовать.
Производители этанола в восторге от высокооктанового топлива.
Существует множество возможных присадок для повышения октанового числа, но этанол находится во главе пакета. Сложный набор технических и нормативных ограничений ограничивает комбинации присадок, которые можно использовать в бензине. За последнее десятилетие этанол стал основной присадкой к высокооктановому топливу. Сегодня большая часть бензина, продаваемого в Соединенных Штатах, содержит 10% этанола, но если бы уровень содержания этанола в смеси был увеличен с 10% до 30% без внесения других изменений в топливо, октановое число увеличилось бы примерно на 6 пунктов (или с 87). до 93)[4]. Более того, этанол, как правило, дешевле бензина, поэтому смеси с более высоким содержанием этанола могут продаваться дешевле, чем обычный бензин, что обещает получение топлива с более высоким октановым числом по более низким ценам.
Этанол более ценен как источник октана, чем как источник энергии. концентрированная смесь под названием E85 (которая на самом деле представляет собой 51%-85% этанола). Одна важная причина связана с доступом к рынку. E10 совместим со всеми автомобилями и продается почти на всех заправочных станциях[5], в то время как E85 совместим только с транспортными средствами с гибким топливом (FFV), которые составляют 6% автопарка, и продается только на 2% бензина. станций[6], часто по неконкурентоспособным ценам. Получается, что Е10 используется практически везде, а Е85 практически нигде. Но хотя эти логистические проблемы являются значительными, существует более фундаментальная причина конкурентного преимущества E10 перед E85.
Этанол играет две роли в бензиновых смесях: действует как добавка для повышения октанового числа, а также действует как источник энергии. В E10 этанол является конкурентоспособным по стоимости источником октана, и без этанола переработчикам или производителям смеси необходимо увеличить использование других высокооктановых компонентов смешения, которые являются более дорогими, чем этанол [7].
Но в E85 этанол составляет большую часть топлива, и в этом случае более низкая плотность энергии этанола по сравнению с бензином приводит к тому, что FFV проезжает примерно на 25% меньше миль на галлон на E85, чем на E10. Чтобы компенсировать это, E85 должен продаваться с соответствующей скидкой, чтобы быть рентабельным. Дело в том, что когда этанол используется для получения октанового числа, он увеличивает стоимость, но когда он используется в качестве топлива, например E85, полученное топливо должно продаваться с большой скидкой. Так что имеет смысл использовать этанол в качестве октаноповышающей добавки, а высокооктановый бензин расширяет эту возможность.
Высокооктановые смеси этанола, используемые в оптимизированных транспортных средствах, уравновешивают более высокое октановое число с меньшим потреблением энергии
Одной из причин привлекательности высокооктановых смесей этанола является то, что они уравновешивают интересы водителей и автопроизводителей. Согласно недавним исследованиям, оптимизированный двигатель с высокой степенью сжатия, использующий высокооктановую смесь этанола с содержанием этанола от 20 до 40%, будет иметь прирост эффективности, который примерно компенсирует более низкое содержание энергии в смешанном топливе[8].
Это немного сбивает с толку, потому что в игре есть несколько связанных показателей эффективности: объемная эффективность (или мили на галлон), экономическая эффективность (или мили на доллар), энергоэффективность (или мили на единицу энергии) и углеродоемкость (глобальное потепление). выбросы загрязняющих веществ на милю). Оптимизированный двигатель с высокой степенью сжатия, работающий на смеси этанола с высоким октановым числом среднего уровня, улучшит энергоэффективность и снизит интенсивность выброса углерода, но из-за более низкой плотности энергии этанола объемный КПД будет недостаточным. Цены на этанол и бензин со временем меняются, но, как правило, этанол дешевле бензина, поэтому рентабельность также, вероятно, улучшится.
Если все пойдет по плану, водители смогут покупать более дешевое топливо без штрафа за километраж, автопроизводители увидят большую выгоду от уже внедряемых технологий снижения выбросов, таких как турбонаддув, эффективность комбинированной топливной системы автомобиля улучшится, а выбросы сократятся .
Общее влияние улучшений незначительно. Недавние исследования показывают, что автомобили, оптимизированные для E25, снизят углеродоемкость примерно на 5% по сравнению с E10. Это может показаться довольно скромным улучшением, но каждая мелочь помогает. И вместе с другими улучшениями в обычных транспортных средствах, большем количестве электромобилей и очистке всего нашего топлива, высокооктановое топливо может помочь сократить потребление нефти и уменьшить загрязнение окружающей среды от глобального потепления от транспорта.
Но хотя влияние высокооктанового топлива на общую эффективность автомобиля невелико, эти виды топлива оказывают существенное влияние на добавленный этанол. Переход от E10 к E25 без оптимизации сохранит ту же энергоэффективность, но ожидается, что объемная эффективность снизится примерно на 5% из-за более низкой плотности энергии этанола. Это означает, что автомобиль, который проедет 300 миль на 10 галлонах E10, проедет около 285 миль на 10 галлонах E25. Но оптимизация двигателя (особенно сжатия) для использования более высокого октанового числа E25 может повысить энергоэффективность примерно на 5%, что достаточно, чтобы компенсировать более низкую плотность энергии, поэтому автомобиль может проехать 300 миль на 10 галлонах E25.
Это означает, что дополнительные 1,5 галлона этанола в E25 по сравнению с E10 позволят вам проехать 45 миль в оптимизированном автомобиле вместо 30 миль в неоптимизированном автомобиле, то есть на 50% дальше! Этанол является гораздо более конкурентоспособным топливом в автомобилях, оптимизированных для октанового числа, поэтому мир этанола так воодушевлен им.
Чтобы добиться успеха с использованием высокооктанового топлива, нам необходимо оптимизировать всю систему.
Транспортная топливная система сложна и обширна, и для перехода на высокооктановое топливо необходимо скоординировано изменить множество элементов. Автопроизводители должны начать продавать оптимизированные автомобили, заправочные станции должны обеспечить доступность высокооктанового топлива для этих оптимизированных транспортных средств, продолжая поставлять соответствующее топливо для существующего автопарка, а производители и дистрибьюторы топлива должны скорректировать свою деятельность в соответствии с растущим спросом.
Такой переход может показаться сложным, но в прошлом мы несколько раз меняли наши топливные смеси, в том числе кардинальные изменения, такие как замена этилированного газа на неэтилированный, и изменения, которые происходили за кулисами, такие как снижение содержания серы. При координации, заблаговременном планировании и соответствующем обучении потребителей этот процесс может стать управляемым, но он не может произойти за одну ночь.
Сегодня у нас еще нет согласованной цели по оптимальным свойствам высокооктанового топлива, не говоря уже о соглашении о том, как лучше управлять переходом. Министерство энергетики возглавляет проект по совместной оптимизации топлива и двигателей, и технические обсуждения ведутся в таких местах, как Общество автомобильных инженеров, Координационный исследовательский совет и ASTM International, чтобы понять плюсы и минусы различных подходов. и разработать техническое задание. Правила и политика в отношении топлива на уровне штата и на федеральном уровне также должны быть скорректированы.
Только после того, как эти процессы будут запущены, автопроизводители и розничные продавцы топлива смогут начать корректировать свою деятельность, что в конечном итоге приведет к более заметным изменениям по мере выхода на рынок высокооктанового топлива и оптимизированных автомобилей. Даже если согласованные действия начнутся сейчас, этот процесс займет около десяти лет, поэтому мы можем ожидать, что высокооктановое топливо окажет значительное влияние примерно до 2026 года.
Переход с E10 на E25 не означает, что на 150 % больше этанола
До сих пор я только обсуждал, как мы используем этанол как часть нашего топливного баланса, но многие из наиболее сложных и противоречивых вопросов об этаноле относятся к тому, как он сделан и из чего он сделан, а не как он используется. Переход на E10 произошел в основном между 2005 и 2010 годами, и, хотя это было не очень заметно для водителей, увеличение потребления кукурузы для производства этанола коренным образом изменило сельскохозяйственные рынки США и землепользование и вызвало негативную реакцию против этанола, которая продолжает отражаться[9].
]. Поэтому понятно, что смешивание большего количества этанола с бензином вызывает опасения по поводу того, откуда будет поступать весь этанол, и связанного с этим воздействия на цены на зерно, загрязнение воды и среду обитания диких животных.
Конечно, если бы за одну ночь весь бензин сменился с E10 на E25, потребовалось бы в два с половиной раза больше этанола, что было бы большой проблемой. Большая часть этанола, используемого сегодня в США, производится из кукурузы, а поскольку E10 уже составляет почти 40 процентов урожая кукурузы, быстрый переход на E25 окажет сильное давление на рынки кукурузы с глобальными разветвлениями и вызовет множество проблем. Но по логистическим причинам, которые я объяснил выше, изменения в поставках топлива не произойдут в одночасье. На самом деле пройдет десятилетие, прежде чем автомобили, оптимизированные для высокооктанового топлива, и заправочная инфраструктура для доставки этих видов топлива получат широкое распространение, и пройдет еще несколько лет после этого, прежде чем на эти новые автомобили будет приходиться большая часть потребления топлива.
Из-за постоянного прогресса в области топливной экономичности автомобили, которые продаются в период с 2026 по 2036 год, будут намного эффективнее, чем автомобили, которые они заменяют, а это означает, что общее потребление топлива будет падать. Например, если автомобиль, проданный в 2016 году, который расходует 25 миль на галлон бензина E10, заменить в 2026 году автомобилем, расходующим 50 миль на галлон топлива E25, он будет потреблять всего на 25 % больше этанола и почти на 60 % меньше бензина для того же движения. расстояние, как автомобиль, который он заменяет[10].
Точные прогнозы того, как спрос на различные виды топлива будет меняться с течением времени, намного сложнее, поскольку они должны учитывать не только эффективность использования топлива и смешивание этанола, но также увеличение использования электромобилей и многие другие факторы. В недавнем исследовании Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии эти вопросы были подробно изучены[11].
Получение максимальной пользы для климата от каждого галлона этанола означает отказ от кукурузы
Сегодня большая часть этанола производится из кукурузы и сахара, но, поскольку мы смотрим в будущее чистого транспорта, становится ясно, что мы можем и должны добиться большего.
В США достаточно ресурсов биомассы для производства достаточного количества целлюлозного этанола для смесей среднего уровня без использования кукурузы, но коммерческое производство целлюлозного этанола началось совсем недавно. Потребуется еще несколько лет, прежде чем миллиарды галлонов целлюлозного этанола станут доступны для смешивания с высокооктановым топливом. То, насколько быстро масштабируется производство целлюлозного этанола, во многом зависит от восприятия инвесторами будущего спроса на этанол, который в последнее время довольно сбивает с толку. Дорожная карта для высокооктанового топлива прояснит ожидания рынка этанола и облегчит инвестиции в производство целлюлозного этанола.
Обмануть меня дважды? Вырвав поражение из пасти победы с помощью лазеек для экономии топлива
Многие эксперты по эффективности транспортных средств глубоко скептически относятся к высокооктановым смесям этанола из-за неудачного опыта в отношении политики использования гибких топливных транспортных средств (FFV).
Их скептицизм вполне обоснован, поскольку мы все еще не оправились от катастрофической лазейки FFV, которая была введена еще в конце 1980-х годов. В недальновидных усилиях по продвижению альтернативных видов топлива, таких как E85, Конгресс создал лазейку, которая предоставила автопроизводителям кредит в соответствии с правилами экономии топлива (CAFE) для продажи автомобилей с гибким топливом, которые могли работать на E85, но также могли работать на обычном бензине. Автопроизводители действительно продали довольно много FFV (более 16 миллионов FFV в период с 2004 по 2014 год[12]), но водители FFV почти никогда не заправлялись топливом на E85, так что с точки зрения сокращения потребления бензина эта стратегия была катастрофой. Основное влияние лазейки FFV заключалось в том, что автопроизводители продавали менее эффективные автомобили, что увеличивало общее потребление масла в автопарке.
Путь к высокооктановому топливу
Этанольная и автомобильная промышленность уже начинают спорить о том, что высокооктановое топливо следует каким-то образом поддержать в среднесрочном обзоре стандартов экономии топлива и выбросов парниковых газов на 2022–2025 годы.
Я согласен с тем, что оптимизация транспортных средств и топлива как системы имеет большой смысл. Но поскольку до появления на рынке нового высокооктанового топлива осталось не менее десяти лет, было бы серьезно преждевременно приписывать какие-либо улучшения эффективности, связанные с топливом с более высоким октановым числом сейчас. Предоставление кредитов заранее, скорее всего, приведет к неприятным последствиям, как и лазейка FFV. Кредитование сокращения выбросов до того, как они действительно появятся, также является плохой ставкой для климата, поскольку увеличение выбросов из-за более слабых стандартов гарантировано, но потенциальные выгоды от перехода на высокооктановое топливо могут никогда не реализоваться.
Мы рекомендуем регулирующим органам основывать среднесрочный обзор на топливе, представленном в настоящее время на рынке. Как объяснил мой коллега Дэвид Кук, у автопроизводителей есть технология, позволяющая соответствовать существующим стандартам и даже превосходить их с топливом, которое у нас есть сегодня.
Забегая вперед, имеет смысл посмотреть, какие возможности открывает высокооктановое топливо, чтобы сделать автомобили еще более эффективными, что следует учитывать в следующем раунде стандартов для транспортных средств (2026 г. и далее). Хорошо реализованное внедрение высокооктанового топлива может ускорить повышение эффективности обычных транспортных средств, но изменения в стандартах должны основываться на фактически используемом топливе, а не на выдаче желаемого за действительное.
[1] На самом деле существует пара тестов, проводимых в разных условиях, которые определяют октановое число по исследовательскому методу (или RON) и октановое число по мотору (MON). Антидетонационный индекс (AKI), который является основным октановым индексом, используемым для бензина в Соединенных Штатах, представляет собой среднее значение двух показателей. Октановое число сравнивает сложную смесь углеводородов и других компонентов в бензине с топливом, состоящим только из изооктана и гептана, с чистым октановым числом, присвоенным 100.
[2] См. FAQ по автомобильному бензину Брюса Гамильтона для получения дополнительной полезной информации на http://www.faqs.org/faqs/autos/gasoline-faq/.
[3] По данным Управления энергетической информации (EIA), продажи двигателей с турбонаддувом увеличились с 3% в 2010 модельном году (МГ) до 17% в 2014 МГ, и они прогнозируют, что к 2025 МГ более 80% двигатели будут с турбонаддувом, EIA. Today in Energy за 6 апреля 2016 г. «Тенденции в конструкции двигателей приводят к увеличению спроса на бензин с более высоким октановым числом» Интернет по адресу http://www.eia.gov/todayinenergy/detail.cfm?id=25692 .
[4] Дж. Ф. Томас, Б.Х. Уэст С.П. Хафф. 2015. Влияние смесей высокооктанового этанола на четыре устаревших автомобиля с гибким топливом и автомобиль GDI с турбонаддувом. Доступно в Интернете по адресу: https://www.fueleconomy.gov/feg/pdfs/ORNL_High_Octane_Legacy_Vehicles_Report(final).pdf
[5]. На самом деле спецификация ASTM для бензина допускает использование до 10 % этанола, поэтому совместимость E10, по сути, является то же самое, что совместимость с бензином.
[6] http://www.fuelsinstitute.org/researcharticles/e85_amarketperformanceanalysisforecast.pdf
[7] Ирвин С. и Д. Гуд. «Конкурентное положение этанола как усилителя октанового числа». farmdoc daily (6):22, факультет экономики сельского хозяйства и потребительской экономики, Иллинойсский университет в Урбана-Шампейн, 3 февраля 2016 г.
[8] Т.Г. Леоне, Дж. Э. Андерсон, Р.С. Дэвис, А. Икбал, Р.А. Риз II, М.Х. Шелби и В.М. Студзински. «Влияние степени сжатия, октанового числа топлива и содержания этанола на эффективность двигателя с искровым зажиганием. Окружающая среда. науч. Технол. 2015, 49, 10778−10789
[9] Подробности см. в моем недавнем отчете «Заправляя экологически чистое транспортное будущее».
[10] Автомобиль на 25 миль на галлон, проезжая 12 тысяч миль, использует 480 галлонов E10 или 432 галлона бензина и 48 галлонов этанола. Замена этого автомобиля на тот, который расходует 50 миль на галлон на Е25, сократит потребление топлива до 240 галлонов, 180 галлонов бензина и 60 галлонов этанола.
Таким образом, в то время как смешивание этанола увеличилось на 150%, потребление этанола увеличилось только на 25%, в то время как использование нефти сократилось почти на 58%.
[11] К. Джонсон, Э. Ньюс, А. Брукер, Р. Маккормик. С. Петерсон, Пол Лейби, Росио Уриа Мартинес, Г. Оладосу М.Л. Коричневый. 2015. Оценка рынка высокооктановых смесей этанола среднего уровня Национальная лаборатория возобновляемых источников энергии. Доступно в Интернете по адресу http://www.afdc.energy.gov/uploads/publication/high-octane_mid-level_ethanol_mkt_assessment.pdf
[12] Информационное управление США. Альтернативные данные о топливном транспортном средстве. Доступно в Интернете по адресу: http://www.eia.gov/renewable/afv/supply.cfm?fs=a&sfueltype=e85
Октановое число в руководстве соответствует насосу? | Факты о топливе | Артикул
Штатный писатель
5 августа 2022 г.
|
Суноко,
Спонсорский контент,
Факты о топливе
| Опубликовано в
Новости и заметки
| Из номера за март 2020 г.
| Никогда не пропустите статью
Рекламный контент, представленный Sunoco.
Когда придет время заправляться, рекомендуемый вид топлива указан прямо в руководстве по эксплуатации. Но что, если это не так просто? Показательный пример: наш Porsche 911 1984 года выпуска. В руководстве по эксплуатации рекомендуется октановое число 96, а не менее 91 октановое число.
Значит ли это, что Porsche рекомендует гоночное топливо с октановым числом 96? Нет. «Насосы в США — это ОПП», — объясняет Закари Сантнер, старший специалист по качеству Sunoco. «Остальной мир использует RON».
RON, сокращение от Исследовательское октановое число, — это всего лишь один из способов измерения октанового числа, и это в значительной степени мировой стандарт. Однако американское и канадское топливо измеряется с использованием антидетонационного индекса, среднего значения RON и другого октанового числа, называемого моторным октановым числом.
Как правило, показатель RON на 4 пункта выше, чем показатель AKI.
Еще не запутались? Вероятно. Вот вывод: выясните, какая шкала октанового числа используется в ваших рекомендациях по топливу, чтобы вы могли выбрать правильную форсунку. Например, наша рекомендация Porsche представлена в виде числа RON, поэтому нам следует искать американские насосы с октановым числом 9.2 или выше, минимум 87.
Жителям Западного побережья, однако, нужно приспособиться. «В зависимости от того, где вы находитесь в стране, 89, 90 и 91 могут считаться топливом премиум-класса без этанола или лучшим, что может получить местный терминал», — объясняет Сантнер. «На Западном побережье топливо с октановым числом 91 — 10% этанола — является самым высокооктановым топливом для насосов. Скорее всего, это бензин 89 без этанола, смешанный с 10 % этанола».
А как насчет того факта, что наша машина была построена до того, как сегодняшнее топливо, обогащенное этанолом, стало нормой? «По моему профессиональному мнению, вы должны использовать топливо без этанола», — продолжает Сантер.
Комментарии
Просмотр комментариев на форумах CMS
рдстр
Новый читатель
27.04.22 11:37
Использование этанолового топлива в самолетах запрещено законом
ГеоВеб
Новый читатель
27.04.22 11:58
««В зависимости от того, где вы находитесь в стране, 89, 90 и 91 могут считаться топливом премиум-класса без этанола или лучшим, которое может получить местный терминал», Сантнер объясняет».