Benzíny a oktany Zpracovala: Ing. Štěpánka Janstová 2.1.2012 Určeno pro 9. ročník ZŠ V/II,EU-OPVK,35/CH9/Ja Seznámení s výrobou, zkvalitňováním a dělením benzínů a motorové nafty, oktanové a cetanové číslo Autorem všech částí učebního materiálu, není-li uvedeno jinak, je Ing. Štěpánka Janstová. Dostupné na požádání na zs.tisa@volny.cz
Kvalita benzínu a nafty oktanové a cetanové číslo Obr. 1
Benzín Je směs kapalných uhlovodíků s 5 až 11 uhlíky v molekule. Je to látka vysoce hořlavá, barví se pro lepší rozlišení jednotlivých druhů benzínů Jeho složení závisí na ropě, z které se získává Chování benzínu v motoru určuje tzv. oktanové číslo. Obr. 2
Pokusy s benzínem Odpovězte na následující otázky. Jak vypadá benzín? Podle čeho jej poznáme? Je rozpustný ve vodě? Je benzín hořlavý? Kterými ze symbolů nebezpečnosti by jste opatřili cisternu s benzínem?
Těžba ropy Obr. 3
Výroba benzínu Frakční destilací ropy Co je to frakční destilace? Krakováním Co je to krakování?
Skladování ropy Obr. 4
Rafinerie Kralupy nad Vltavou Obr. 5
Kralupy nad Vltavou Obr. 6
Oktanové číslo Oktanové číslo je jedna z hlavních vlastností paliva do zážehového motoru. Vyjadřuje odolnost proti samozápalu při kompresi ve válci, které se projevuje jako tzv. klepání motoru Udává procentuální obsah iso-oktanu, může však být i vyšší než 100%, což znamená, že je proti samozápalu ještě odolnější než isooktan. U nás je nejpoužívanější benzín s oktanovým číslem 95 Obr. 7 Obr. 8
Obr. 9 Antidetonační přísady Čistý benzín má velmi malé oktanové číslo a tyto přísady ho zvyšují. Dříve se používaly sloučeniny jedovatého olova (tetraethyl olova a tetramethyl olova), jenže potom na jeden litr benzínu připadlo i několik desetin gramu toxického olova. Dnes již jsou příměsi na bázi olova zakázány. Dnes se používají převážně organokovové sloučeniny manganu, aromatické aminy či halogenidy přechodných kovů. Obr. 10
Oktanová čísla některých paliv Automobilový benzín: 87 100 (u nás nejčastěji minimálně 95, v USA min. 87) Letecký benzín: 87 107 Závodní benzín: 95 130 Benzín používaný v F1: 95 102 (pravidla) Obr. 11
Motorová nafta Získává se se destilací ropy. Obsahuje uhlovodíky s 12 až 22 atomy uhlíku. Je to látka zdraví škodlivá. U benzínových stanic má označení DIESEL. Barví se na zeleno, aby se na pohled odlišila od benzínu. Používá se v zážehových motorech.
CN Veličina označována značkou CN, udává kvalitu nafty po vznětové stránce. Je paralelou oktanového čísla u zážehových motorů. Udává množství n-hexadekanu (cetanu) v objemových procentech ve směsi s aromatickým uhlovodíkem 1-metylnaftalenem která má stejnou vznětovou charakteristiku jako srovnávaný vzorek skutečné pohonné látky (nafty). Cetanové číslo 0 odpovídá motorové naftě, která má stejné charakteristiky jako čistý metylnaftalen; cetanové číslo 100 odpovídá čistému cetanu (hexadekanu).
Cetanové číslo Jako u oktanového čísla, čím větší je cetanové číslo, tím motor lépe startuje, má vyšší výkon, tišší spalování, méně nežádoucích zplodin hoření a pozitivní dopad na spotřebu. To vše vede ke snižování zátěže životního prostředí. U nafty se běžně cetanové číslo neudává, avšak dnešním standardem je hodnota 50-60. Cetanové číslo lze podobně jako oktanové číslo u benzínu zvyšovat přídavkem speciálních přísad, např. alkylnitrátů nebo di - terc. - butylperoxidu.
Automobilový katalyzátor Slouží ke zmenšení množství unikajících výfukových zplodin, tvořených oxidem uhelnatým, oxidy dusíku a zbytky nespálených uhlovodíků. Dochází v něm k reakci, kdy z toxických látek vznikají látky méně toxické oxid uhličitý, voda, dusík. CO,NO X, uhlovodíky Katalyzátor CO 2,N 2,H 2 O
Benzín Obr. 12 Nafta Obr. 13
Co se může stát když Snaha pomoci druhému za každou cenu pořádně pokazila druhou polovinu letních prázdnin sedmnáctiletému Jirkovi z Ostravska. Když za ním přišel kamarád ze sousedství s prosbou o benzin do sekačky na trávu, měl už celý kanystr přelitý do nádrže svého traktoru. Vzpomněl si ale na způsob, který si oblíbili zejména zloději pohonných hmot. Vzal jsem hadičku, jeden konec strčil do nádrže a druhým jsem odsával vzduch ústy. Dlouho se nic nedělo, pak mi však benzin vystříkl do pusy. Okamžitě jsem začal plivat a ústa vyplachovat, ale je možné, že jsem v první chvíli i něco spolkl. Nemohl jsem dýchat, všechno jsem slyšel sedmkrát a viděl tisíckrát, popisuje dramatické chvíle školák a dodává, že vykašlával krev a moč se mu zbarvila dočerna.
Životní zkušenost. Udělali mi odběry a dostal jsem infuzi. Vyšetření mi dopadla dobře, akorát jsem měl zvětšenou slinivku a dodnes se mi ještě upravují hodnoty u jater, líčí mladík, jenž si po desetidenní hospitalizaci musel další dva týdny odpustit fyzickou zátěž, zejména fotbalové tréninky. Menší děti se zpravidla omylem napijí látky v garáži, u větších dětí a dospělých jde většinou o následek přečerpávání látky, kdy se inspirují metodou často používanou u lihovin, Lékaři upozorňují, že po požití kerosinových preparátů, kterými jsou právě benzin nebo třeba nafta, nehrozí ani tak poškození zažívacích cest, které před selháním životních funkcí chrání hleny. Může ale dojít k rozpadu červených krvinek a poškození jater, ledvin či slinivky. Hrozí i mozkové projevy s křečemi a bezvědomím, případně postižení srdce,
Zdroje: Ondřej Noskievič - webeditor Moravskoslezského deníku. Wikipedia (http://cs.wikipedia/wiki/benzin) Chemie - základy přírodovědného vzdělávání pro SOŠ Obrázky (http://commons.wikimedia.org)
Zdroje obrázky: Obr. 1 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:anacortes_refinery_3201.jpg) Obr. 2 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:hydrocarbon_gas.jpg) Obr. 3 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:oil_well_11.jpg) Obr. 4 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:anacortes_refinery_oil_storages.jpg) Obr. 5 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:kralupy_nad_vltavou_01.jpg) Obr. 6 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:kralupy_nad_vltavou_stavba_08.jpg) Obr. 7 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:shell_gasoline_pump.jpg) Obr. 8 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:octane_number01.png) Obr. 9 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:chevrolet_impala_black.jpg) Obr. 10 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:chevy_aveo_basic.jpg) Obr. 11 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:shell_power_de.jpg) Obr. 12 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:gasoline_exhaust.jpg) Obr. 13 (http://commons.wikimedia.org/wiki/file:diesel_exhaust.jpg)