Бензин - Gasoline

Бензин в керамическая посуда

Типичный контейнер для бензина вмещает 1,03 галлона США (3,9 л).

Бензин (/ˈɡæsəляп/), или же бензин (/ˈпɛтрəл/) (см. этимология для обозначения различий) является четким нефть -полученный горючая жидкость который используется в основном как топливо в большинстве с искровым зажиганием двигатель внутреннего сгорания. Он состоит в основном из органические соединения полученный фракционная перегонка нефти, обогащенный различными добавки. В среднем 160-литровый (42-галлон США) бочка из сырая нефть может дать до 72 литров (19 галлонов США) бензина после обработки в нефтеперегонный завод, в зависимости от анализ сырой нефти и из каких других продуктов нефтепереработки также добываются.^[1]Свойство конкретной бензиновой смеси сопротивляться преждевременному воспламенению (что вызывает стучать и снижает эффективность в поршневые двигатели ) измеряется его октановое число, который выпускается нескольких марок. Когда-то широко использовавшийся для увеличения октанового числа, тетраэтилсвинец и другие соединения свинца больше не используются в большинстве областей (они все еще используются в авиации^[2]и автогонки^[3]). В бензин часто добавляют другие химические вещества для улучшения химической стабильности и эксплуатационных характеристик, контроля коррозионной активности и очистки топливной системы. Бензин может содержать кислородсодержащие химические вещества, такие как этиловый спирт, МТБЭ или же ETBE для улучшения сгорания.

Бензин может попадать в окружающую среду несгоревшим, как в жидком, так и в парообразном виде, в результате утечки и обращения во время производства, транспортировки и доставки (например, из резервуаров для хранения, в результате разливов и т. Д.). В качестве примера усилий по контролю такой утечки, многие подземные резервуары-хранилища должны иметь обширные меры для обнаружения и предотвращения таких утечек.^[4] Бензин содержит бензол и другие известные канцерогены.^[5][6][7]

Этимология

«Бензин» - это английское слово, обозначающее топливо для автомобили. В Оксфордский словарь английского языка датирует свое первое зарегистрированное использование 1863 годом, когда он был написан «газолен». Термин «бензин» впервые был использован в Северной Америке в 1864 году.^[8] Это слово является производным от слова «газ» и химических суффиксов «-ол» и «-ин» или «-ен».^[9]

Однако на этот термин также могло повлиять товарный знак «Cazeline» или «Gazeline». 27 ноября 1862 года британский издатель, торговец кофе и общественный деятель Джон Касселл разместил рекламу в Времена Лондона:

Запатентованное масло Cazeline Oil, безопасное, экономичное и блестящее… обладает всеми необходимыми качествами, которые так давно были необходимы для создания мощного искусственного света.^[10]

Это самое раннее обнаруженное слово. Касселл обнаружил, что владелец магазина в Дублине по имени Сэмюэл Бойд продавал поддельный казелин и написал ему, чтобы попросить его прекратить. Бойд не ответил и заменил каждую букву «C» на «G», таким образом образовав слово «газелина».^[10]

В большинстве Содружество В странах этот продукт называется «бензин», а не «бензин». «Бензин» впервые был использован примерно в 1870 году как название очищенного нефтепродукта, продаваемого британским оптовиком. Карлесс, Кейпел и Леонард, который продвигал его как растворитель.^[11] Когда позже продукт нашел новое применение в качестве моторного топлива, Фредерик Симмс, партнер Готлиб Даймлер, предложил Carless зарегистрировать торговую марку "бензин",^[12] но к тому времени это слово уже было в употреблении, возможно, вдохновленное французским петроль,^[9] и регистрация не была разрешена. Компания Carless зарегистрировала несколько альтернативных названий продукта, но, тем не менее, термин «бензин» стал общепринятым термином для топлива в Британском Содружестве.^[13][14]

Британские нефтепереработчики первоначально использовали «моторный спирт» как общее название автомобильного топлива и «авиационный дух» для авиационный бензин. Когда Carless было отказано в использовании товарного знака «бензин» в 1930-х годах, его конкуренты перешли на более популярное название «бензин». Однако «моторный дух» уже вошел в законы и постановления, поэтому этот термин по-прежнему используется в качестве официального названия бензина.^[15][16] Этот термин наиболее широко используется в Нигерии, где крупнейшие нефтяные компании называют свой продукт «автомобильный спирт премиум-класса».^[17] Хотя «бензин» проник в нигерийский английский язык, «моторный дух премиум-класса» остается официальным названием, которое используется в научных публикациях, правительственных отчетах и ​​газетах.^[18]

Использование слова бензин вместо бензин редко встречается за пределами Северной Америки,^{[нужна цитата ]} хотя бензина используется в испанском и португальском языках, особенно учитывая обычное сокращение бензин к газ, потому что различные формы газообразный продукты также используются в качестве автомобильного топлива, например сжатый природный газ (CNG), сжиженный природный газ (СПГ) и сжиженный углеводородный газ (LPG).

На многих языках название продукта происходит от бензол, Такие как Бензин на персидском (Персидский: بنزین) и немецкий, бензина на итальянском или бенсин на индонезийском; но в Аргентине, Уругвае и Парагвае разговорное название нафта происходит от химического нафта.^[19]

История

Первые двигатели внутреннего сгорания, подходящие для использования на транспорте, так называемые Двигатели Отто, были разработаны в Германии в последней четверти XIX века. Топливо для этих ранних двигателей было относительно непостоянным. углеводород получен из угольный газ. С точка кипения около 85 ° C (185 ° F) (октан кипит примерно на 40 ° C выше), он хорошо подходил для раннего карбюраторы (испарители). Разработка карбюратора с распылительной форсункой позволила использовать менее летучие виды топлива. Дальнейшие улучшения эффективности двигателя были предприняты при более высоких степени сжатия, но первые попытки были заблокированы преждевременным взрывом топлива, известным как стучать.

В 1891 г. Шуховский процесс взлома стал первым в мире коммерческим методом расщепления более тяжелых углеводородов в сырой нефти для увеличения процента более легких продуктов по сравнению с простой перегонкой.

1903-1914 гг.

Развитие бензина последовало за эволюцией нефти как основного источника энергии в индустриальном мире. До Первой мировой войны Великобритания была крупнейшей индустриальной державой мира и зависела от своего военно-морского флота в защите доставки сырья из своих колоний. Германия также переживала индустриализацию и, как и Британия, испытывала недостаток во многих природных ресурсах, которые нужно было отправлять в страну происхождения. К 1890-м годам Германия начала проводить политику глобального признания и начала строить военно-морской флот, чтобы конкурировать с британским. Уголь был топливом, питавшим их флот. Хотя и Великобритания, и Германия имели природные запасы угля, новые разработки в области нефти в качестве топлива для кораблей изменили ситуацию. Корабли, работающие на угле, были тактической слабостью, потому что процесс загрузка угля был чрезвычайно медленным и грязным и оставил корабль полностью уязвимым для нападения, а ненадежные поставки угля в международные порты делали дальние рейсы непрактичными. Преимущества нефтяной нефти вскоре обнаружили, что военно-морские силы мира переходят на нефть, но у Великобритании и Германии было очень мало внутренних запасов нефти.^[20] Британия в конечном итоге решила свою зависимость от морской нефти, получив нефть от Роял Датч Шелл и Англо-персидская нефтяная компания и это определило, откуда и какого качества будет поступать его бензин.

На раннем этапе развития бензиновых двигателей самолеты были вынуждены использовать автомобильный бензин, поскольку авиационного бензина еще не существовало. Эти первые виды топлива назывались «прямогонными» бензинами и представляли собой побочные продукты перегонки одной сырой нефти для производства керосин, который был основным продуктом, который искали для сжигания в керосиновые лампы. Производство бензина не превосходило производство керосина до 1916 года. Первые прямогонные бензины были результатом перегонки восточной сырой нефти, и не было смешивания дистиллятов из разных видов нефти. Состав этих ранних видов топлива был неизвестен, а качество сильно варьировалось, поскольку сырая нефть из разных нефтяных месторождений появлялась в различных смесях углеводородов в разных соотношениях. Эффекты двигателя, вызванные ненормальным сгоранием (стук двигателя и предварительное зажигание ) из-за некачественного топлива еще не было идентифицировано, и в результате не было никакой оценки бензина с точки зрения его устойчивости к ненормальному сгоранию. Общая спецификация, по которой измерялись первые бензины, заключалась в удельный вес через Шкала Боме а позже непостоянство (склонность к испарению), определяемая с точки зрения температуры кипения, которая стала основным приоритетом для производителей бензина. Эти ранние восточные нефтяные бензины имели относительно высокие результаты испытаний по Боме (от 65 до 80 градусов Боме) и назывались бензинами Пенсильвании "High-Test" или просто "High-Test". Они часто используются в авиационных двигателях.

К 1910 году увеличение производства автомобилей и, как следствие, увеличение потребления бензина привело к увеличению спроса на бензин. Кроме того, растущая электрификация освещения привела к падению спроса на керосин, создав проблемы с поставками. Оказалось, что растущая нефтяная промышленность окажется в ловушке чрезмерного производства керосина и недостаточно производимого бензина, поскольку простая дистилляция не может изменить соотношение двух продуктов из любой данной сырой нефти. Решение появилось в 1911 году, когда разработка Процесс Бертона допустимый термическое растрескивание сырой нефти, что увеличило процентный выход бензина из более тяжелых углеводородов. Это сочеталось с расширением зарубежных рынков для экспорта излишков керосина, в котором внутренние рынки больше не нуждались. Считалось, что эти новые термически "крекированные" бензины не имеют вредных воздействий и будут добавлены к прямогонным бензинам. Также существовала практика смешивания тяжелых и легких дистиллятов для достижения желаемых показателей Боме, и все вместе они назывались «смешанными» бензинами.^[21]

Постепенно волатильность стала более предпочтительной по сравнению с тестом Бауме, хотя оба эти критерия по-прежнему будут использоваться в комбинации для определения бензина. Еще в июне 1917 г. Стандартное масло (крупнейший переработчик сырой нефти в Соединенных Штатах в то время) заявил, что наиболее важным свойством бензина является его летучесть.^[22] Подсчитано, что номинальный эквивалент этих прямогонных бензинов варьировался от 40 до 60 октановым числом, а «High-Test», иногда называемый «боевым качеством», вероятно, имел в среднем октановое число от 50 до 65.^[23]

Первая Мировая Война

До Вступление Америки в Первую мировую войну, европейские союзники использовали топливо, полученное из сырой нефти с Борнео, Явы и Суматры, что дало удовлетворительные характеристики их военной авиации. Когда Соединенные Штаты вступили в войну в апреле 1917 года, США стали основным поставщиком авиационного бензина для союзников, и было отмечено снижение характеристик двигателей.^[24] Вскоре выяснилось, что автомобильные топлива непригодны для авиации, и после потери ряда боевых самолетов внимание обратилось на качество используемых бензинов. Более поздние летные испытания, проведенные в 1937 году, показали, что снижение октанового числа на 13 пунктов (со 100 до 87) снизило характеристики двигателя на 20 процентов и увеличило взлетную дистанцию ​​на 45 процентов.^[25] Если произойдет ненормальное сгорание, двигатель может потерять мощность, достаточную для того, чтобы взлететь было невозможно, и разбег при взлете стал угрозой для пилота и самолета.

2 августа 1917 г. Горное управление США организовал исследование топлива для самолетов в сотрудничестве с Авиационной секцией Корпус связи армии США и общий обзор пришел к выводу, что не существует надежных данных о надлежащем топливе для самолетов. В результате начались летные испытания на месторождениях Лэнгли, Маккука и Райта, чтобы определить, как разные бензины работают в разных условиях. Эти испытания показали, что на некоторых самолетах автомобильные бензины работали так же, как "High-Test", но на других типах приводили к горячему запуску двигателей. Также было обнаружено, что бензины из ароматической и нафтеновой сырой нефти из Калифорнии, Южного Техаса и Венесуэлы приводили к плавной работе двигателей. Эти испытания привели к появлению первых государственных спецификаций на автомобильные бензины (авиационные бензины использовали те же спецификации, что и автомобильные бензины) в конце 1917 года.^[26]

США, 1918–1929 гг.

Конструкторы двигателей знали, что, согласно Цикл Отто, мощность и КПД увеличивались с увеличением степени сжатия, но опыт с ранними бензинами во время Первой мировой войны показал, что более высокие степени сжатия увеличивают риск ненормального сгорания, производя более низкую мощность, более низкий КПД, горячие двигатели и потенциально серьезные повреждения двигателя. Чтобы компенсировать это плохое топливо, в ранних двигателях использовалась низкая степень сжатия, что требовало относительно больших тяжелых двигателей для обеспечения ограниченной мощности и эффективности. В Братья Райт Первый бензиновый двигатель имел степень сжатия 4,7: 1, развивал всего 12 лошадиных сил (8,9 кВт) из 201 кубического дюйма (3290 куб. см) и весил 180 фунтов (82 кг).^[27][28] Это было серьезной проблемой для авиаконструкторов, и потребности авиационной промышленности вызвали поиск топлива, которое можно было бы использовать в двигателях с более высокой степенью сжатия.

С 1917 по 1919 год количество утилизированного бензина термического крекинга почти удвоилось. Также использование природный бензин сильно увеличился. В течение этого периода многие штаты США установили спецификации на автомобильный бензин, но ни один из них не согласился и не был удовлетворительным с той или иной точки зрения. Более крупные нефтеперерабатывающие предприятия начали указывать ненасыщенный процентное содержание материала (продукты термического крекинга вызвали смолистость как при использовании, так и при хранении, а ненасыщенные углеводороды более реакционноспособны и имеют тенденцию соединяться с примесями, что приводит к смолу) В 1922 году правительство США опубликовало первые спецификации для авиационных бензинов (две марки были обозначены как «боевой» и «отечественный» и определялись температурой кипения, цветом, содержанием серы и тестом на образование смол) вместе с одной маркой «моторный». для автомобилей. Испытание на смолу по существу исключило использование бензина термического крекинга в авиации, и, таким образом, авиационные бензины вернулись к фракционированию прямогонной нафты или смешиванию прямогонной и сильно обработанной нафты термического крекинга. Такое положение сохранялось до 1929 года.^[29]

Автомобильная промышленность с тревогой отреагировала на рост объемов бензина термического крекинга. При термическом крекинге образуется большое количество как мононуклеоз- и диолефины (ненасыщенные углеводороды), которые увеличивают риск образования смол.^[30] Кроме того, летучесть снижалась до такой степени, что топливо не испарялось и прилипало. Свечи зажигания и засоряют их, затрудняя запуск и неравномерную работу зимой, прилипая к стенкам цилиндров, обходя поршни и кольца и попадая в масло картера.^[31] В одном журнале говорилось: «... на многоцилиндровом двигателе дорогостоящего автомобиля мы разбавляем масло в картере на 40 процентов за 200 миль пробега, так как анализ масла в масле - пан показывает ".^[32]

Будучи очень недовольны последующим снижением качества бензина в целом, производители автомобилей предложили ввести стандарты качества для поставщиков масла. Нефтяная промышленность, в свою очередь, обвинила автопроизводителей в том, что они не делают достаточно для повышения экономичности транспортных средств, и спор стал известен в двух отраслях как «топливная проблема». Между отраслями росла враждебность, каждая из которых обвиняла другую в том, что она ничего не делает для решения проблем, и отношения ухудшались. Ситуация разрешилась только тогда, когда Американский нефтяной институт (API) инициировал конференцию, посвященную проблеме топлива, и в 1920 году был создан Комитет по совместным исследованиям в области топлива (CFR) для наблюдения за совместными исследовательскими программами и решениями. Помимо представителей двух отраслей, Общество Автомобильных Инженеров (SAE) также сыграла инструментальную роль, с Бюро стандартов США быть выбранной в качестве беспристрастной исследовательской организации для проведения многих исследований. Изначально все программы касались волатильности и расхода топлива, легкости запуска, разжижения картерного масла и разгона.^[33]

Споры о свинцовом бензине, 1924–1925 гг.

С увеличением использования бензинов термического крекинга возникла повышенная озабоченность по поводу его воздействия на аномальное сгорание, что привело к исследованиям антидетонационных присадок. В конце 1910-х годов такие исследователи, как А.Х. Гибсон, Гарри Рикардо, Томас Мидгли младший и Томас Бойд начал исследовать аномальное горение. Начиная с 1916 г., Чарльз Ф. Кеттеринг начал исследовать добавки, основанные на двух направлениях: решение с «высоким процентным содержанием» (где большое количество этиловый спирт были добавлены) и «низкопроцентный» раствор (где требовалось всего 2–4 грамма на галлон). Решение с «низким процентом» в конечном итоге привело к открытию тетраэтилсвинец (TEL) в декабре 1921 года, результат исследований Мидгли и Бойда. Это нововведение положило начало циклу улучшений в эффективность топлива это совпало с масштабным развитием нефтепереработки, чтобы производить больше продуктов с температурой кипения бензина. Этанол нельзя было запатентовать, а TEL - можно, поэтому Кеттеринг получил патент на TEL и начал продвигать его вместо других вариантов.

Опасности соединений, содержащих вести к тому времени были хорошо зарекомендовали себя, и Роберт Уилсон из Массачусетского технологического института, Рид Хант из Гарварда, Янделл Хендерсон из Йельского университета и Чарльз Краус из Потсдамского университета в Германии прямо предупредили Кеттеринга о его использовании. Краус много лет работал над тетраэтилсвинцом и назвал его «ползучим и злобным ядом», убившим члена его диссертационного комитета.^[34][35] 27 октября 1924 г. в газетных статьях по всей стране говорилось о рабочих нефтеперерабатывающего завода Standard Oil недалеко от г. Элизабет, Нью-Джерси, которые производили TEL и страдали от отравление свинцом. К 30 октября число погибших достигло пяти.^[35] В ноябре Комиссия по труду Нью-Джерси закрыла нефтеперерабатывающий завод в Бэйуэй, и было начато расследование большим жюри, по результатам которого к февралю 1925 года обвинения не были предъявлены. Продажа свинцового бензина была запрещена в Нью-Йорке, Филадельфии и Нью-Джерси. Дженерал Моторс, DuPont, и Standard Oil, которые были партнерами в Ethyl Corporation, компания, созданная для производства TEL, начала утверждать, что не существует альтернативы этилированному бензину, которая сохраняла бы топливную эффективность и все же предотвращала бы детонацию двигателя. После того, как некорректные исследования определили, что бензин, обработанный TEL, не представляет проблемы для общественного здравоохранения, споры утихли.^[35]

США, 1930–1941 гг.

За пятилетний период до 1929 г. было проведено большое количество экспериментов по различным методам испытаний для определения устойчивости топлива к аномальному сгоранию. Оказалось, что детонация двигателя зависит от множества параметров, включая степень сжатия, опережение зажигания, температуру цилиндров, двигатели с воздушным или водяным охлаждением, форму камеры, температуру впуска, обедненную или богатую смесь и другие. Это привело к появлению сбивающего с толку множества тестовых движков, которые давали противоречивые результаты, а стандартной шкалы оценок не существовало. К 1929 году большинством производителей и пользователей авиационного бензина было признано, что в правительственные спецификации должны быть включены какие-то антидетонационные характеристики. В 1929 г. октановое число шкала была принята, и в 1930 году была установлена ​​первая спецификация октана для авиационного топлива. В том же году ВВС армии США определенное топливо с октановым числом 87 для его самолетов в результате проведенных исследований.^[36]

В течение этого периода исследования показали, что углеводородная структура чрезвычайно важна для антидетонационных свойств топлива. Прямая цепь парафины в интервале кипения бензин обладал низкими антидетонационными свойствами, в то время как кольцевые молекулы, такие как ароматические углеводороды (пример бензол ) имел более высокую устойчивость к ударам.^[37] Это развитие привело к поиску процессов, которые позволили бы производить больше этих соединений из сырой нефти, чем достигается при прямой перегонке или термическом крекинге. Исследования основных нефтеперерабатывающих предприятий привели к разработке процессов, включающих изомеризацию дешевых и распространенных бутан к изобутан, и алкилирование присоединиться к изобутану и бутилены образовывать изомеры октан Такие как "изооктан ", который стал важным компонентом смешивания авиационного топлива. Чтобы еще больше усложнить ситуацию, по мере увеличения характеристик двигателя, высота, на которой самолет может достичь, также увеличивалась, что вызвало опасения по поводу замерзания топлива. Среднее снижение температуры составляет 3,6 ° F ( 2,0 ° C) на 1000 футов (300 метров) увеличения высоты, а на высоте 40 000 футов (12 км) температура может приближаться к -70 ° F (-57 ° C). Добавки, такие как бензол, с температурой замерзания 42 ° F (6 ° C), замерзнет в бензине и забьет топливные магистрали. Замещенные ароматические углеводороды, такие как толуол, ксилол и кумол в сочетании с ограниченным количеством бензола решила проблему.^[38]

К 1935 году существовало семь различных авиационных классов на основе октанового числа, два армейских класса, четыре военно-морских и три коммерческих сорта, включая введение 100-октанового авиационного бензина. К 1937 году армия установила 100-октановое число в качестве стандартного топлива для боевых самолетов, и, чтобы добавить путаницы, правительство теперь признало 14 различных марок в дополнение к 11 другим в зарубежных странах. Поскольку некоторым компаниям требовалось хранить 14 марок авиатоплива, ни один из которых не подлежал обмену, эффект для нефтепереработчиков был отрицательным. Нефтеперерабатывающая промышленность не могла сконцентрироваться на процессах преобразования большой мощности для такого количества различных сортов, и необходимо было найти решение. К 1941 году, в основном благодаря усилиям Совместного комитета по исследованию топлива, количество марок авиационного топлива было сокращено до трех: с октановым числом 73, 91 и 100.^[39]

Разработка 100-октанового авиационного бензина в экономическом масштабе была частично связана с Джимми Дулиттл который стал авиационным менеджером Shell Oil Company. Он убедил Shell инвестировать в перерабатывающие мощности для производства 100-октанового числа в масштабах, которые никому не нужны, поскольку не существовало самолетов, которые требовали бы топлива, которое никто не производил. Некоторые сослуживцы назвали бы его усилия «ошибкой Дулитла на миллион долларов», но время покажет, что Дулиттл прав. До этого армия рассматривала 100-октановые испытания с использованием чистого октана, но цена за галлон 25 долларов не позволяла этого сделать. В 1929 году Stanavo Specification Board, Inc. была организована компаниями Standard Oil из Калифорнии, Индианы и Нью-Джерси для улучшения авиационного топлива и масел и к 1935 году выпустила на рынок свое первое топливо с октановым числом 100, Stanavo Ethyl Gasoline 100. Оно использовалось. Армией, производителями двигателей и авиакомпаниями для испытаний, а также для воздушных гонок и рекордных полетов.^[40] К 1936 году испытания на Райт-Филд с использованием новых, более дешевых альтернатив чистому октановому числу доказали ценность топлива с октановым числом 100, и Shell и Standard Oil выиграли контракт на поставку контрольных количеств топлива для армии. К 1938 году цена упала до 17,5 цента за галлон, что всего на 2,5 цента больше, чем топливо с октановым числом 87. К концу Второй мировой войны цена упадет до 16 центов за галлон.^[41]

В 1937 г. Юджин Гудри разработал процесс Houdry каталитический крекинг, который дает высокооктановое базовое сырье бензина, которое превосходит продукт термического крекинга, поскольку он не содержит высокой концентрации олефинов.^[21] В 1940 году в США действовало всего 14 единиц Houdry; к 1943 году их количество увеличилось до 77, по способу Хаудри, либо по типу каталитического или жидкого катализатора Thermofor.^[42]

Поиск топлива с октановым числом выше 100 привел к расширению шкалы путем сравнения выходной мощности. Топливо марки 130 будет производить на 130 процентов больше мощности двигателя, чем на чистом изооктане. Во время Второй мировой войны топливам с октановым числом выше 100 были присвоены две категории: богатая и бедная смесь, и они были названы «числами производительности» (PN). 100-октановый авиационный бензин будет относиться к классу 130/100.^[43]

Вторая Мировая Война

Германия

Нефть и ее побочные продукты, особенно высокооктановый авиационный бензин, могут стать движущей силой того, как Германия вела войну. В результате уроков Первой мировой войны Германия создала запасы нефти и бензина для своих нужд. блицкриг наступление и аннексия Австрии, добавляя 18 000 баррелей в день добычи нефти, но этого было недостаточно для поддержания запланированного завоевания Европы. Поскольку захваченные припасы и нефтяные месторождения были необходимы для подпитки кампании, немецкое верховное командование создало специальный отряд нефтяных специалистов, набранных из рядов отечественной нефтяной промышленности. Их отправили тушить нефтяные пожары и как можно скорее возобновить производство. Но захват нефтяных месторождений оставался препятствием на протяжении всей войны. Вовремя Вторжение в Польшу, Немецкие оценки потребления бензина оказались сильно заниженными. Хайнц Гудериан и его Танковые дивизии потреблял почти 1 галлон США на милю (2,4 л / км) бензина на пути к Вена. Когда они сражались на открытой местности, потребление бензина увеличилось почти вдвое. На второй день боя часть XIX корпуса была вынуждена остановиться, когда у нее закончился бензин.^[44] Одной из основных целей польского вторжения были их нефтяные месторождения, но Советы вторглись и захватили 70 процентов польской добычи, прежде чем немцы смогли добраться до них. Сквозь Германо-советское торговое соглашение (1940 г.) Сталин дал расплывчатое согласие на поставку в Германию дополнительной нефти, равной объему добычи на ныне оккупированных Советским Союзом польских месторождениях Дрогобыч и Борислав в обмен на каменный уголь и стальные трубы.

Даже после того, как нацисты завоевали огромные территории Европы, дефициту бензина это не помогло. До войны этот район никогда не был обеспечен нефтью. В 1938 году территория, которая станет оккупированной нацистами, будет производить 575 000 баррелей в день. В 1940 году общий объем производства под контролем Германии составил всего 234 550 баррелей (37 290 м3).³) - дефицит на 59%.^[45] К весне 1941 года и истощению немецких запасов бензина, Адольф Гитлер рассматривал вторжение России с целью захвата польских нефтяных месторождений и российской нефти на Кавказе как решение проблемы нехватки бензина в Германии. Уже в июле 1941 г., после начала 22 июня Операция Барбаросса, некоторые эскадрильи люфтваффе были вынуждены свернуть наземные миссии поддержки из-за нехватки авиационного бензина. 9 октября немецкий генерал-квартирмейстер оценил, что армейские машины были в 24000 стволов (3800 м³) бочки не хватает бензина.^[46]

Практически весь авиационный бензин в Германии производился на заводах по производству синтетического масла, которые гидрировали уголь и угольные смолы.Эти процессы были разработаны в 1930-х годах в целях достижения топливной независимости. В Германии было произведено два сорта авиационного бензина в больших объемах: B-4 (синий) и C-3 (зеленый), на долю которых приходилось около двух третей всего производства. B-4 был эквивалентен с октановым числом 89, а C-3 был примерно равен 100-октановому числу в США, хотя бедная смесь была оценена около 95-го октана и была хуже, чем в США. Максимальный выход, достигнутый в 1943 году, достиг 52 200 баррелей за день до этого. Союзники решили атаковать заводы по производству синтетического топлива. Благодаря захваченным самолетам противника и анализу обнаруженного в них бензина как союзники, так и державы оси знали о качестве производимого авиационного бензина, и это побудило к гонке октанового числа для достижения преимущества в летных характеристиках самолетов. Позже, во время войны, сорт C-3 был улучшен до уровня 150 США (рейтинг богатой смеси).^[47]

Япония

Япония, как и Германия, почти не имела внутренних поставок нефти и к концу 1930-х гг. Производила только 7% собственной нефти, а остальную часть импортировала - 80% из США. По мере роста японской агрессии в Китае (Инцидент с USS Panay ) и до американской общественности дошли новости о бомбардировках японцами гражданских центров, особенно о бомбардировке Чункина, общественное мнение начало поддерживать эмбарго США. Опрос Gallup в июне 1939 года показал, что 72 процента американской общественности поддерживают эмбарго на поставки военных материалов в Японию. Это усиление напряженности в отношениях между США и Японией привело к тому, что США ввели ограничения на экспорт, а в июле 1940 года США выпустили прокламацию, запрещающую экспорт авиационного бензина с октановым числом 87 или выше в Японию. Этот запрет не помешал японцам, поскольку их самолеты могли работать на топливе с октановым числом ниже 87, и при необходимости они могли добавить ТЕЛ для повышения октанового числа. Как оказалось, Япония закупила на 550% больше авиационного бензина с октановым числом ниже 87 за пять месяцев после запрета на продажу в июле 1940 года бензина с более высоким октановым числом.^[48] Возможность полного запрета на поставку бензина из Америки вызвала трения в японском правительстве по поводу того, какие действия предпринять, чтобы обеспечить больше поставок из Голландской Ост-Индии, и потребовала увеличения экспорта нефти от изгнанного голландского правительства после Битва за Нидерланды. Это действие побудило США перебросить свой тихоокеанский флот из Южной Калифорнии в Перл-Харбор, чтобы укрепить британскую решимость остаться в Индокитае. С Японское вторжение во французский Индокитай В сентябре 1940 г. возникли большие опасения по поводу возможного вторжения Японии в Голландскую Индию с целью обезопасить себя от нефти. После того, как США запретили весь экспорт стали и лома чугуна, на следующий день Япония подписала Трехсторонний пакт и это заставило Вашингтон опасаться, что полное нефтяное эмбарго США подтолкнет японцев к вторжению в голландскую Ост-Индию. 16 июня 1941 года Гарольд Икес, который был назначен координатором по нефти для национальной обороны, остановил поставку нефти из Филадельфии в Японию в связи с нехваткой нефти на восточном побережье из-за увеличения экспорта в страны союзников. Он также телеграммировал всем поставщикам нефти на восточном побережье, чтобы они не отправляли нефть в Японию без его разрешения. Президент Рузвельт отменил приказ Икеса, сказав Икесу, что «... у меня просто не хватает флота для обхода, и каждый маленький эпизод в Тихом океане означает меньше кораблей в Атлантике».^[49] 25 июля 1941 года США заморозили все японские финансовые активы, и лицензии потребовались бы для каждого использования замороженных средств, включая покупку нефти, которая могла бы производить авиационный бензин. 28 июля 1941 года Япония вторглась в Южный Индокитай.

Дебаты внутри правительства Японии по поводу ситуации с нефтью и бензином привели к вторжению в Голландскую Ост-Индию, но это означало бы войну с США, чей Тихоокеанский флот представлял угрозу для их фланга. Эта ситуация привела к решению атаковать флот США в Перл-Харборе, прежде чем продолжить вторжение в Голландскую Ост-Индию. 7 декабря 1941 года Япония напала на Перл-Харбор, а на следующий день Нидерланды объявили войну Японии, которая положила начало Голландская Ост-Индская кампания. Но японцы упустили прекрасную возможность в Перл-Харборе. «Во времена Перл-Харбора вся нефть для флота находилась в надводных танках», - сказал позже адмирал Честер Нимиц, ставший главнокомандующим Тихоокеанским флотом. "У нас было около 4 ¹⁄₂ миллионов баррелей [720,000 м³] нефти, и все это было уязвимо для пуль .50 калибра. Если бы японцы уничтожили нефть, - добавил он, - это продлило бы войну еще на два года ».^[50]

Соединенные Штаты

В начале 1944 года Уильям Бойд, президент Американского института нефти и председатель Военного совета нефтяной промышленности, сказал: «Союзники, возможно, плыли к победе на нефтяной волне в Первой мировой войне, но в этой бесконечно великой Второй мировой войне, мы летим к победе на нефтяных крыльях ». В декабре 1941 года в Соединенных Штатах было 385 000 нефтяных скважин, добывающих 1,4 миллиарда баррелей нефти в год, а мощность производства 100-октанового авиационного бензина составляла 40 000 баррелей в день. К 1944 году США производили более 1,5 миллиарда баррелей в год (67 процентов мирового производства), а в нефтяной промышленности было построено 122 новых завода по производству 100-октанового авиационного бензина с производительностью более 400000 баррелей в день, что на порядок больше. более чем в десять раз. Было подсчитано, что США производили достаточно 100-октанового авиационного бензина, чтобы позволить сбрасывать 20 000 коротких тонн (18 000 метрических тонн) бомб на врага каждый день в году. Учет потребления бензина армией до июня 1943 года был нескоординированным, так как каждая служба снабжения армии закупала собственные нефтепродукты, а централизованной системы контроля и учета не существовало. 1 июня 1943 года армия создала Подразделение горюче-смазочных материалов квартирмейстерского корпуса, и из их отчетов они подсчитали, что армия (без учета горюче-смазочных материалов для самолетов) закупила более 2,4 миллиарда галлонов бензина для доставки на зарубежные театры военных действий в период с 1 июня 1943 года. до августа 1945 года. Эта цифра не включает бензин, используемый армией в Соединенных Штатах.^[51] Производство моторного топлива снизилось с 701 миллиона баррелей в 1941 году до 608 миллионов баррелей в 1943 году.^[52] Вторая мировая война стала первым случаем в истории США, когда бензин был нормирован, а правительство ввело контроль над ценами для предотвращения инфляции. Потребление бензина на автомобиль снизилось с 755 галлонов в год в 1941 году до 540 галлонов в 1943 году с целью сохранения резины для шин, поскольку японцы отключили США от более 90 процентов своих поставок резины, которые поступали с Востока Нидерландов. Промышленность синтетического каучука в Индии и США находилась в зачаточном состоянии. Средние цены на бензин упали с рекордно низкого уровня в 0,1275 доллара за галлон (0,1841 доллара с налогами) в 1940 году до 0,1448 доллара за галлон (0,2050 доллара с налогами) в 1945 году.^[53]

Даже при крупнейшем в мире производстве авиационного бензина американские военные обнаружили, что необходимо больше. На протяжении всей войны запасы авиационного бензина всегда отставали от требований, и это сказывалось на обучении и боевых действиях. Причина этой нехватки возникла еще до начала войны. Свободный рынок не поддерживал расходы на производство 100-октанового авиационного топлива в больших объемах, особенно во время Великой депрессии. Изооктан на ранней стадии разработки стоил 30 долларов за галлон, и даже к 1934 году он все еще составлял 2 доллара за галлон по сравнению с 0,18 доллара за автомобильный бензин, когда армия решила провести эксперименты со 100-октановым числом для своих боевых самолетов. Хотя только 3 процента боевых самолетов США в 1935 году могли полностью использовать преимущества более высокого октанового числа из-за низких степеней сжатия, армия увидела необходимость увеличения производительности, что оправдало затраты, и приобрело 100000 галлонов. К 1937 году армия установила 100-октановое топливо в качестве стандартного топлива для боевых самолетов, и к 1939 году его производство составляло всего 20 000 баррелей в день. Фактически, армия США была единственным рынком для 100-октанового авиационного бензина, и когда в Европе разразилась война, возникла проблема с поставками, которая сохранялась на протяжении всего времени.^[54][55]

Когда война в Европе в 1939 году стала реальностью, все прогнозы потребления 100-октана превзошли все возможные производственные показатели. Ни армия, ни флот не могли заключить контракт на топливо более чем за шесть месяцев вперед и не могли предоставить средства для расширения завода. Без долгосрочного гарантированного рынка нефтяная промышленность не стала бы рисковать своим капиталом для расширения производства продукта, который покупало бы только государство. Решением для расширения складских помещений, транспортировки, финансов и производства стало создание 19 сентября 1940 года корпорации Defense Supplies Corporation. Корпорация Defense Supplies Corporation будет покупать, транспортировать и хранить весь авиационный бензин для армии и флота по себестоимости плюс плата за перевозку. .^[56]

Когда прорыв союзников после Дня Д обнаружил, что их армии растягивают свои линии снабжения до опасной точки, временным решением было Красный Болл Экспресс. Но даже этого вскоре оказалось недостаточно. Грузовикам в конвоях приходилось преодолевать большие расстояния по мере продвижения армий, и они потребляли больший процент того же бензина, который пытались доставить. В 1944 году Третья армия генерала Джорджа Паттона, наконец, остановилась недалеко от границы с Германией из-за того, что у нее закончился бензин. Генерал был так расстроен приездом грузовика с пайками вместо бензина, что, как сообщается, крикнул: «Черт, они присылают нам еду, когда знают, что мы можем сражаться без еды, но не без масла».^[57] Решению пришлось ждать ремонта железнодорожных линий и мостов, чтобы более эффективные поезда могли заменить автоколонны, потребляющие бензин.

США, с 1946 г. по настоящее время

Разработка реактивных двигателей, сжигающих керосиновое топливо во время Второй мировой войны для самолетов, позволила создать более эффективную двигательную установку, чем двигатели внутреннего сгорания, и вооруженные силы США постепенно заменили свои поршневые боевые самолеты самолетами с реактивным двигателем. Эта разработка по существу устранила бы военную потребность во все более увеличивающемся октановом числе топлива и устранила бы государственную поддержку нефтеперерабатывающей промышленности для проведения исследований и производства таких экзотических и дорогих видов топлива. Коммерческая авиация медленнее адаптировалась к реактивному движению и до 1958 года, когда Боинг 707 Первыми поступившими на коммерческую эксплуатацию авиалайнеры с поршневым двигателем все еще использовали авиационный бензин. Но у коммерческой авиации были большие экономические проблемы, чем максимальная производительность, которую могли себе позволить военные. По мере увеличения октанового числа росла и стоимость бензина, но прирост эффективности снижается по мере увеличения степени сжатия. Эта реальность установила практический предел того, насколько высокая степень сжатия может увеличиться по сравнению с тем, насколько дорогим станет бензин.^[58] Последний выпускался в 1955 году. Pratt & Whitney R-4360 Оса Майор был использован авиационный бензин 115/145 и производил 1 л.с. на кубический дюйм при степени сжатия 6,7 (турбонаддув увеличил бы это) и 1 фунт веса двигателя для выработки 1,1 лошадиных сил. Это можно сравнить с двигателем братьев Райт, которому для выработки 1 лошадиных сил требуется почти 17 фунтов веса двигателя.

Автомобильная промышленность США после Второй мировой войны не могла использовать в своих интересах высокооктановое топливо, доступное в то время. Степень сжатия в автомобилях увеличилась с 5,3 к 1 в 1931 году до 6,7 к 1 в 1946 году. Среднее октановое число автомобильного бензина обычного сорта за это же время увеличилось с 58 до 70. Военные самолеты использовали дорогие двигатели с турбонаддувом, которые стоили как минимум в 10 раз больше на одну лошадиную силу, чем автомобильные двигатели, и их приходилось ремонтировать каждые 700–1000 часов. Автомобильный рынок не мог поддерживать такие дорогие двигатели.^[59] Только в 1957 году первый производитель автомобилей в США смог серийно производить двигатель, который производил бы одну лошадиную силу на кубический дюйм, вариант двигателя V-8 Chevrolet мощностью 283 л.с. / 283 кубических дюйма в Corvette. При цене 485 долларов это был дорогой вариант, который могли себе позволить немногие потребители, и он понравится только потребительскому рынку, ориентированному на производительность, готовому платить за необходимое топливо премиум-класса.^[60] Этот двигатель имел заявленную степень сжатия 10,5: 1, а в спецификациях AMA 1958 года указано, что октановое число составляет 96-100 RON.^[61] При 535 фунтах (243 кг) (1959 г. с алюминиевым впуском) потребовалось 1,9 фунта (0,86 кг) веса двигателя для создания 1 лошадиных сил (0,75 кВт).^[62]

В 1950-х годах нефтеперерабатывающие заводы начали уделять особое внимание высокооктановому топливу, а затем в бензин добавляли детергенты для очистки жиклеров карбюраторов. 1970-е годы стали свидетелями повышенного внимания к экологическим последствиям сжигания бензина. Эти соображения привели к постепенному отказу от TEL и его замене другими антидетонационными составами. Впоследствии был введен бензин с низким содержанием серы, отчасти для сохранения катализаторов в современных выхлопных системах.^[63]

Химический анализ и производство

Некоторые компоненты бензина: изооктан, бутан, 3-этилтолуол, а усилитель октана МТБЭ

А насосная станция В Соединенных Штатах

Нефтяная вышка в Мексиканский залив

Товарный бензин представляет собой смесь большого количества различных углеводородов. Бензин производится в соответствии с множеством технических характеристик двигателя, и возможны самые разные его составы. Следовательно, точный химический состав бензина не определен. Технические характеристики также меняются в зависимости от сезона, с более летучими смесями (из-за добавления бутана) зимой, чтобы иметь возможность запустить холодный двигатель. На нефтеперерабатывающем заводе состав варьируется в зависимости от сырой нефти, из которой она производится, типа технологических установок, присутствующих на нефтеперерабатывающем заводе, от того, как эти установки работают, и какие углеводородные потоки (смеси) нефтеперерабатывающий завод предпочитает использовать при смешивании конечного продукта. .^[64]

Бензин производится в нефтеперерабатывающие заводы. Примерно 19 галлонов США (72 л) бензина получается из барреля объемом 42 галлона (160 л). сырая нефть.^[65] Материал, отделенный от сырой нефти через дистилляция, называемый первичным или прямогонным бензином, не соответствует спецификациям для современных двигателей (особенно октановое число; см. ниже), но может быть добавлен к смеси бензина.

Основная часть типичного бензина состоит из однородной смеси небольших, относительно легких углеводороды от 4 до 12 углерод атомов на молекулу (обычно обозначаются как C4 – C12).^[63] Это смесь парафинов (алканы ), олефины (алкены ) и циклоалканы (нафтены). Использование терминов парафин и олефин вместо стандартной химической номенклатуры алкан и алкен, соответственно, относится к нефтяной промышленности. Фактическое соотношение молекул в любом бензине зависит от:

• нефтеперерабатывающий завод, который производит бензин, поскольку не все НПЗ имеют одинаковый набор технологических установок;
• то сырая нефть сырье, используемое на НПЗ;
• марка бензина (в частности, октановое число).

Для получения бензина смешиваются различные потоки нефтеперерабатывающих заводов, которые имеют разные характеристики. Некоторые важные потоки включают:

• прямогонный бензин, обычно называемый нафта, который перегоняется непосредственно из сырой нефти. Когда-то он был ведущим источником топлива, его низкое октановое число требовало добавок свинца. Он с низким содержанием ароматических углеводородов (в зависимости от качества потока сырой нефти) и не содержит циклоалканов (нафтенов) и не содержит олефинов (алкенов). От 0 до 20 процентов этого потока объединяется в готовый бензин, потому что количество этой фракции в сырой нефти меньше, чем потребность в топливе, и фракция РОН слишком низко. Химические свойства (а именно RON и Давление паров по Рейду ) прямогонного бензина можно улучшить за счет реформирование и изомеризация. Однако перед подачей в эти установки нафту необходимо разделить на легкую и тяжелую. Прямогонный бензин также может быть использован в качестве сырья для установок парового крекинга для производства олефинов.
• переформатировать, произведенный в установка каталитического риформинга, имеет высокое октановое число с высоким содержанием ароматических веществ и относительно низким содержанием олефинов. Большинство из бензол, толуол и ксилол (так называемой BTX углеводороды) более ценны в качестве химического сырья и поэтому до некоторой степени удаляются.
• бензин каталитического крекинга, или каталитический крекинг нафта, произведенный с установка каталитического крекинга, имеет умеренное октановое число, высокое содержание олефинов и умеренное содержание ароматических веществ.
• гидрокрекинг (тяжелые, средние и легкие), произведенные с установка гидрокрекинга, имеет октановое число от среднего до низкого и умеренный уровень ароматичности.
• алкилировать производится в алкилирование блок, используя изобутан и олефины в качестве исходного сырья. Готовый алкилат не содержит ароматических углеводородов или олефинов и имеет высокое значение MON.
• изомер получают путем изомеризации низкооктанового прямогонного бензина в изопарафины (нецепочечные алканы, такие как изооктан ). Изомеризат имеет средние значения RON и MON, но не содержит ароматических углеводородов или олефинов.
• бутан обычно смешивается с бензиновым пулом, хотя количество этого потока ограничено спецификацией RVP.

Вышеупомянутые термины - это жаргон, используемый в нефтяной промышленности, и терминология варьируется.

В настоящее время во многих странах установлены ограничения на бензин. ароматика в целом, бензола, в частности, и олефинов (алкенов). Такие правила привели к возрастающему предпочтению изомеров алканов, таких как изомерит или алкилат, поскольку их октановое число выше, чем у н-алканов. В Европейском союзе лимит бензола установлен на уровне 1% по объему для всех марок автомобильного бензина. Обычно это достигается за счет исключения подачи C6, в частности циклогексана, в установку риформинга, где он может быть преобразован в бензол. Таким образом, в установку риформинга подается только (десульфурированная) тяжелая первичная нафта (HVN). ^[64]

Бензин может также содержать другие органические соединения, Такие как органические эфиры (добавлено намеренно), плюс небольшие уровни загрязняющих веществ, в частности сераорганическая соединения (которые обычно удаляются на нефтеперерабатывающем заводе).

Физические свойства

А Ракушка автозаправочная станция в Хиросима, Япония

Плотность

В удельный вес бензина от 0,71 до 0,77,^[66] с более высокой плотностью и большим объемом ароматических углеводородов.^[67] Готовый товарный бензин продается (в Европе) со стандартным эталоном 0,755 кг / л (6,30 фунта / галлон США), и его цена повышается или понижается в зависимости от его фактической плотности.^{[требуется разъяснение ]} Из-за своей низкой плотности бензин плавает на воде, поэтому воду, как правило, нельзя использовать для тушения бензина, если она не применяется в тонком тумане.

Стабильность

Качественный бензин должен быть стабильным в течение шести месяцев при правильном хранении, но поскольку бензин представляет собой смесь, а не одно соединение, со временем он будет медленно разрушаться из-за разделения компонентов. Бензин, хранившийся в течение года, скорее всего, можно без особых проблем сжечь в двигателе внутреннего сгорания, но последствия длительного хранения будут становиться все более заметными с каждым месяцем, пока не наступит время, когда бензин следует разбавлять любым -увеличение количества свежеприготовленного топлива, чтобы можно было израсходовать старый бензин. Если его оставить неразбавленным, произойдет неправильная работа, в том числе повреждение двигателя из-за пропусков зажигания или отсутствие надлежащего действия топлива в течение впрыск топлива системы и бортового компьютера, пытающегося компенсировать (если применимо к автомобилю). Бензин в идеале следует хранить в герметичном контейнере (во избежание окисление или водяной пар, смешивающийся с газом), который может выдерживать давление газа бензина без вентиляции (для предотвращения потери более летучих фракций) при стабильной низкой температуре (для уменьшения избыточного давления от расширения жидкости и уменьшения скорости любых реакций разложения). При неправильном хранении бензина могут образоваться смолы и твердые частицы, которые могут вызвать коррозию компонентов системы и накапливаться на влажных поверхностях, что приводит к состоянию, называемому «несвежим топливом». Бензин, содержащий этанол, особенно подвержен поглощению атмосферной влаги с последующим образованием смол, твердых частиц или двух фаз (углеводородная фаза, плавающая поверх водно-спиртовой фазы).

Присутствие этих продуктов разложения в топливном баке или топливных магистралях, а также в карбюраторе или компонентах впрыска топлива затрудняет запуск двигателя или приводит к снижению его характеристик. При возобновлении нормальной эксплуатации двигателя отложения могут быть удалены или не удалены потоком свежего бензина. Добавление стабилизатора топлива к бензину может продлить срок службы топлива, которое не хранится или не может храниться должным образом, хотя удаление всего топлива из топливной системы является единственным реальным решением проблемы длительного хранения двигателя или двигателя. машина или транспортное средство. Типичные стабилизаторы топлива представляют собой запатентованные смеси, содержащие минеральные духи, изопропиловый спирт, 1,2,4-триметилбензол или же другие добавки. Стабилизаторы топлива обычно используются для небольших двигателей, таких как двигатели газонокосилок и тракторов, особенно когда они используются нерегулярно или сезонно (практически не используются в течение одного или нескольких сезонов в году). Пользователям рекомендуется держать емкости с бензином более чем наполовину заполненными и должным образом закрытыми, чтобы уменьшить воздействие воздуха, избежать хранения при высоких температурах, запустить двигатель в течение десяти минут, чтобы обеспечить циркуляцию стабилизатора по всем компонентам перед хранением, и запустить двигатель. через определенные промежутки времени для продувки несвежего топлива из карбюратора.^[63]

Требования к стабильности бензина устанавливаются стандартом. ASTM D4814. Этот стандарт описывает различные характеристики и требования к автомобильному топливу для использования в широком диапазоне условий эксплуатации в наземных транспортных средствах, оборудованных двигателями с искровым зажиганием.

Содержание энергии

Двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине, получает энергию от сгорания различных углеводородов бензина с кислородом из окружающего воздуха, давая углекислый газ и воды как выхлоп. При сгорании октана, представительного вида, происходит химическая реакция:

${displaystyle {ce {2 C8H18 + 25 O2 -> 16 CO2 + 18 H2O}}}$

По весу в бензине содержится около 46,7MJ /кг (13.0 кВтч /кг; 21,2 МДж /фунт ) или по объему 33,6 мегаджоули на литр (9,3 кВтч / л; 127 МДж / галлон США; 121 000 британских тепловых единиц / галлон США), что указывает на низкую теплотворную способность.^[68] Смеси бензина различаются, поэтому фактическое энергосодержание варьируется в зависимости от сезона и производителя на 1,75% больше или меньше среднего.^[69] В среднем около 74 л (19,5 галлона США; 16,3 имп гал) бензина доступно из барреля сырой нефти (около 46% по объему), что зависит от качества нефти и марки бензина. Остальные продукты - от дегтя до нафта.^[70]

Топливо с высоким октановым числом, такое как сжиженный газ (LPG), имеет общую более низкую выходную мощность при типичном соотношении 10: 1 коэффициент сжатия конструкции двигателя, оптимизированной для бензинового топлива. Двигатель настроен за СУГ Топливо за счет более высоких степеней сжатия (обычно 12: 1) улучшает выходную мощность. Это связано с тем, что топливо с более высоким октановым числом обеспечивает более высокую степень сжатия без детонации, что приводит к более высокой температуре цилиндра, что повышает эффективность. Кроме того, повышенный механический КПД создается за счет более высокой степени сжатия за счет сопутствующей более высокой степени расширения во время рабочего хода, что намного сильнее. Более высокая степень расширения позволяет извлекать больше работы из газа высокого давления, создаваемого в процессе сгорания. An Цикл Аткинсона двигатель использует синхронизацию срабатывания клапана, чтобы получить преимущества высокой степени расширения без недостатков, в основном детонации, высокой степени сжатия. Высокая степень расширения также является одной из двух ключевых причин эффективности дизельные двигатели, с устранением насосных потерь из-за дросселирования всасываемого воздушного потока.

Более низкая энергоемкость сжиженного нефтяного газа по объему жидкости по сравнению с бензином в основном объясняется его меньшей плотностью. Эта более низкая плотность является свойством более низких молекулярный вес из пропан (Главный компонент сжиженного нефтяного газа) по сравнению с бензином, состоящим из различных углеводородных соединений с более высокой молекулярной массой, чем пропан. И наоборот, содержание энергии в СНГ по весу выше, чем у бензина, из-за более высокой водород -к-углерод соотношение.

Молекулярные массы типичного октанового числа сгорания: C₈ЧАС₁₈ 114, О₂ 32, CO₂ 44, H₂O 18; поэтому 1 кг топлива реагирует с 3,51 кг кислорода с образованием 3,09 кг диоксида углерода и 1,42 кг воды.

Октановое число

Двигатели с искровым зажиганием предназначены для сжигания бензина в контролируемом процессе, называемом дефлаграция. Однако несгоревшая смесь может самовоспламеняться только под действием давления и тепла, а не воспламеняться от свеча зажигания в нужное время, вызывая резкое повышение давления, которое может повредить двигатель. Это часто называют стук двигателя или стук в конце газа. Детонацию можно уменьшить, увеличив сопротивление бензина к самовоспламенение, который выражается его октановым числом.

Октановое число измеряется относительно смеси 2,2,4-триметилпентан (ан изомер из октан ) и н-гептан. Существуют разные соглашения для выражения октанового числа, поэтому одно и то же физическое топливо может иметь несколько различных октановых чисел в зависимости от используемой меры. Одним из наиболее известных является октановое число по исследовательскому методу (RON).

Октановое число типичного коммерческого бензина зависит от страны. В Финляндия, Швеция и Норвегия, 95 RON является стандартом для обычного неэтилированного бензина, и 98 RON также доступен как более дорогой вариант.

В Соединенном Королевстве более 95% проданного бензина имеет RON 95 и продается как неэтилированный или неэтилированный премиум-класса. Неэтилированный бензин с октановым числом 97/98 и фирменное высокоэффективное топливо (например, Shell V-Power, BP Ultimate) с октановым числом 99 составляют баланс. Бензин с октановым числом 102 редко доступен для гоночных целей.^{[71] [72] [73]}

В Соединенных Штатах октановое число неэтилированного топлива колеблется в пределах 85^[74] и 87 AKI (91–92 RON) для обычного, 89–90 AKI (94–95 RON) для среднего класса (эквивалентно европейскому стандартному), до 90–94 AKI (95–99 RON) для премиум (европейский премиум) ).

Как крупнейший город Южной Африки, Йоханнесбург, расположен на Highveld на высоте 1753 метра (5751 фут) над уровнем моря Автомобильная ассоциация Южной Африки рекомендует использовать бензин с октановым числом 95 на малой высоте и с октановым числом 93 для использования в Йоханнесбурге, потому что «чем выше высота, тем ниже давление воздуха и тем меньше потребность в высокооктановом топливе, поскольку нет реального увеличения производительности».^[75]

Октановое число стало важным, поскольку военные стремились повысить производительность для авиационные двигатели в конце 1930-х - 1940-х гг. Более высокое октановое число позволяет коэффициент сжатия или же нагнетатель повышение и, следовательно, более высокие температуры и давления, что приводит к более высокой выходной мощности. Некоторые ученые^{[ВОЗ? ]} даже предсказал, что страна с хорошим запасом высокооктанового бензина будет иметь преимущество в авиации. В 1943 г. Роллс-Ройс Мерлин Авиационный двигатель производил 1320 лошадиных сил (984 кВт) при использовании топлива с октановым числом 100 при скромном рабочем объеме 27 литров. Ко времени Операция Оверлорд, и RAF, и USAAF проводили некоторые операции в Европе, используя топливо с октановым числом 150 (100/150 avgas ), полученный добавлением 2,5% анилин к 100-октановому среднему газу.^[76] К этому времени Rolls-Royce Merlin 66 на этом топливе развивал 2000 л.с.

Добавки

Антидетонационные добавки

Этот раздел должен быть обновлено. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. (Июль 2020)

Пластиковая емкость для хранения бензина, используемого в Германии.

Практически все страны мира отказались от автомобильного этилированного топлива. В 2011 году шесть стран^[77] по-прежнему использовали этилированный бензин: Афганистан, Мьянма, Северная Корея, Алжир, Ирак и Йемен. Ожидалось, что к концу 2013 года и в этих странах запретят этилированный бензин.^[78] но эта цель не была достигнута. Алжир заменил этилированное автомобильное топливо на неэтилированный только в 2015 году.^{[нужна цитата ]} Свинцовые соединения заменили различные добавки. К наиболее популярным добавкам относятся ароматические углеводороды, эфиры и алкоголь (обычно этиловый спирт или же метанол ). По техническим причинам использование этилированных добавок все еще разрешено во всем мире для приготовления некоторых сортов авиационный бензин Такие как 100LL поскольку требуемое октановое число было бы технически невозможно достичь без использования этилированных добавок.

Газовая канистра

Тетраэтилсвинец

Бензин при использовании всжатие двигатели внутреннего сгорания, как правило, самовоспламеняются или "детонируют", вызывая повреждение стук двигателя (также называется «пинг» или «пинк»). Чтобы решить эту проблему, тетраэтилсвинец (TEL) получил широкое распространение в качестве добавки к бензину в 1920-х годах. Однако с открытием серьезности ущерба окружающей среде и здоровью, причиняемого соединениями свинца, и несовместимости свинца с каталитические преобразователи, правительства начали требовать сокращения содержания свинца в бензине.

В Соединенных Штатах Агентство по охране окружающей среды издал правила по снижению содержания свинца в этилированном бензине в течение ряда ежегодных этапов, начало которых запланировано на 1973 год, но отложено по апелляциям суда до 1976 года. К 1995 году этилированное топливо составляло лишь 0,6 процента от общего объема продаж бензина и менее 2000 коротких тонн ( 1800 метрических тонн) свинца в год. С 1 января 1996 г. Закон США о чистом воздухе запретил продажу этилированного топлива для использования в дорожных транспортных средствах в США. Использование TEL также потребовало других добавок, таких как дибромэтан.

Европейские страны начали замену содержащих свинец присадок к концу 1980-х годов, а к концу 1990-х годов этилированный бензин был запрещен во всем Европейском союзе. ОАЭ начали переходить на неэтилированный бензин в начале 2000-х годов. ^[79]

Снижение среднего содержания свинца в крови человека считается основной причиной снижения уровня насильственной преступности во всем мире, в том числе в Соединенных Штатах.^[80] и Южная Африка.^[81] Была обнаружена статистически значимая корреляция между уровнем использования этилированного бензина и насильственными преступлениями: с учетом 22-летнего временного лага кривая насильственных преступлений практически повторяет кривую воздействия свинца.^[82][83]

Свинцовый бензин

Бензин с заменой свинца (LRP) был разработан для транспортных средств, предназначенных для работы на этилированном топливе и несовместимых с неэтилированным топливом. Вместо тетраэтилсвинца он содержит другие металлы, такие как калий соединения или метилциклопентадиенил трикарбонил марганца (MMT); они предназначены для амортизации мягких выпускных клапанов и седел, чтобы они не подвергались спаду из-за использования неэтилированного топлива.

LRP продавался во время и после прекращения использования этилированного моторного топлива в объединенное Королевство, Австралия, Южная Африка и некоторые другие страны.^{[нечеткий ]} Недоумение потребителей привело к широко распространенному ошибочному предпочтению LRP, а не неэтилированному.^[84] а LRP был прекращен через 8-10 лет после введения неэтилированного.^[85]

Этилированный бензин был снят с продажи в Великобритании после 31 декабря 1999 г., через семь лет после этого. ЕЭС правила сигнализировали о прекращении производства автомобилей, использующих этилированный бензин в государствах-членах. На этом этапе все еще использовался большой процент автомобилей 1980-х и начала 1990-х годов, которые работали на этилированном бензине, а также автомобили, которые могли работать на неэтилированном топливе. Однако в связи с уменьшением количества таких автомобилей на дорогах Великобритании к 2003 году многие заправочные станции сняли LRP с продажи.^[86]

MMT

Метилциклопентадиенил трикарбонил марганца (MMT) используется в Канаде и США для повышения октанового числа.^[87] Его использование в США было ограничено нормативными актами, хотя в настоящее время разрешено.^[88] Его использование в Европейском Союзе ограничено статьей 8a Директивы о качестве топлива.^[89] после испытаний в соответствии с Протоколом по оценке воздействия металлических присадок к топливу на выбросы транспортных средств.^[90]

Стабилизаторы топлива (антиоксиданты и деактиваторы металлов)

Заменен фенолы и производные от фенилендиамин являются распространенными антиоксидантами, которые используются для подавления образования смол в бензине.

Клейкие липкие отложения смолы в результате окислительный деградация бензина при длительном хранении. Эти вредные отложения возникают в результате окисления алкены и другие второстепенные компоненты в бензине (см. олифы ). Улучшения в технологиях нефтепереработки в целом снизили подверженность бензина этим проблемам. Раньше бензины каталитического или термического крекинга были наиболее подвержены окислению. Образование десен ускоряется солями меди, которые можно нейтрализовать добавками, называемыми дезактиваторы металла.

Это разложение можно предотвратить добавлением 5–100 ч / млн антиоксиданты, Такие как фенилендиамины и другие амины.^[63] Углеводороды с бромное число 10 или выше могут быть защищены комбинацией беспрепятственных или частично затрудненных фенолы и растворимые в масле сильные аминовые основания, такие как затрудненные фенолы. «Несвежий» бензин можно определить по колориметрический ферментативный тест на органические пероксиды производится окислением бензина.^[91]

Бензины также обрабатывают дезактиваторы металла, которые представляют собой соединения, которые связывают (дезактивируют) соли металлов, которые в противном случае ускоряют образование липких остатков. Металлические примеси могут возникать в самом двигателе или в качестве загрязняющих веществ в топливе.

Моющие средства

Бензин, поставляемый к насосу, также содержит присадки для уменьшения внутреннего накопления углерода в двигателе, улучшения горение и упрощают запуск в холодном климате. Высокий уровень моющего средства можно найти в Бензины с моющими присадками высшего уровня. Спецификация бензинов с моющими средствами высшего уровня была разработана четырьмя автопроизводителями: GM, Honda, Toyota, и BMW. Согласно бюллетеню, минимальный размер США EPA Требование не является достаточным для содержания двигателей в чистоте.^[92] Типичные моющие средства включают: алкиламины и алкилфосфаты на уровне 50–100 ppm.^[63]

Этиловый спирт

Евросоюз

В ЕС 5% этиловый спирт могут быть добавлены в общие спецификации бензина (EN 228). Обсуждается возможность 10% -ного смешивания этанола (доступного на автозаправочных станциях Финляндии, Франции и Германии). В Финляндии на большинстве автозаправочных станций продается 95E10, 10% этанол, и 98E5, 5% этанол. Большая часть бензина, продаваемого в Швеции, содержит 5–15% этанола. В Нидерландах продаются три различные смеси этанола - E5, E10 и hE15. Последняя из них отличается от стандартных смесей этанол-бензин тем, что состоит из 15% водный этанол (т.е. этанол – вода азеотроп ) вместо безводного этанола, традиционно используемого для смешивания с бензином.

Бразилия

В Бразильское национальное агентство нефти, природного газа и биотоплива (ANP) требует, чтобы в бензин для использования в автомобилях было добавлено 27,5% этанола.^[93] Чистый гидратированный этанол также доступен в качестве топлива.

Австралия

Законодательство требует от розничных продавцов маркировать топливо, содержащее этанол, на заправочной машине и ограничивает использование этанола 10% бензина в Австралии. Такой бензин обычно называют E10 основных марок и дешевле обычного неэтилированного бензина.

Соединенные Штаты

Федеральный Стандарт возобновляемого топлива (RFS) фактически требует, чтобы нефтепереработчики и смесители смешивали возобновляемые источники биотопливо (в основном этанол) с бензином, достаточное для достижения растущего годового целевого показателя общего количества смешанных галлонов. Хотя мандат не требует определенного процентного содержания этанола, ежегодное увеличение целевого показателя в сочетании с уменьшением расход бензина привело к тому, что типичное содержание этанола в бензине приблизилось к 10%. На большинстве топливных насосов есть наклейка, на которой указано, что топливо может содержать до 10% этанола, преднамеренное несоответствие, которое отражает различный фактический процент. До конца 2010 года розничным торговцам топливом было разрешено продавать только топливо, содержащее до 10 процентов этанола (E10), и большинство гарантий на автомобили (за исключением транспортных средств с гибким топливом) разрешали топливо, содержащее не более 10 процентов этанола.^{[нужна цитата ]} В некоторых частях США этанол иногда добавляют в бензин без указания того, что это компонент.

Индия

В октябре 2007 г. Правительство Индии решили сделать обязательным смешивание 5% этанола (с бензином). В настоящее время смесь 10% этанола (E10) продается в различных частях страны.^[94][95] По крайней мере, в одном исследовании было обнаружено, что этанол повреждает каталитические преобразователи.^[96]

Красители

Хотя бензин по своей природе является бесцветной жидкостью, многие бензины окрашены в различные цвета, чтобы указать на их состав и допустимое использование. В Австралии самый низкий сорт бензина (RON 91) был окрашен в светлый оттенок красного / оранжевого и теперь имеет тот же цвет, что и средний сорт (RON 95) и высокооктановый бензин (RON 98), окрашенные в желтый цвет.^[97] В США авиационный бензин (avgas ) окрашивается, чтобы определить его октановое число и отличить его от реактивного топлива на основе керосина, что очевидно.^[98] В Канаде бензин для морского и сельскохозяйственного использования окрашен в красный цвет и не облагается налогом с продаж.^[99]

Смешивание оксигенатов

Оксигенат смешивание добавляет кислород -содержащие соединения, такие как МТБЭ, ETBE, Приручить, TAEE, этиловый спирт и биобутанол. Присутствие этих оксигенатов снижает количество монооксид углерода и несгоревшее топливо в выхлопе. Во многих районах США смешивание оксигенатов предписано правилами EPA для уменьшения смога и других загрязняющих веществ в воздухе. Например, в Южной Калифорнии топливо должно содержать 2% кислорода по весу, в результате получается смесь 5,6% этанола в бензине. Получающееся в результате топливо часто называют бензином с измененным составом (RFG) или кислородсодержащим бензином, или в случае Калифорнии, Калифорния, бензин с измененным составом. Федеральное требование о содержании кислорода в РФГ было отменено 6 мая 2006 г., поскольку в отрасли ЛОС -управляемая РФГ, не нуждающаяся в дополнительном кислороде.^[100]

МТБЭ был прекращен в США из-за загрязнения грунтовых вод и связанных с этим постановлений и судебных исков. Этанол и, в меньшей степени, ЭТБЭ, полученный из этанола, являются обычными заменителями. Обычная смесь этанола и бензина, состоящая из 10% этанола, смешанного с бензином, называется бензин или E10, а смесь этанола и бензина из 85% этанола, смешанного с бензином, называется E85. Наиболее широко этанол используется в Бразилия, где этанол получают из сахарный тростник. В 2004 г. более 3,4 млрд галлонов США (2,8 млрд имп гал; 13 млн м3) этанола было произведено в Соединенных Штатах для использования в качестве топлива, в основном из кукуруза, и E85 постепенно становится доступным на большей части территории Соединенных Штатов, хотя многие из относительно немногих станций, торгующих E85, закрыты для широкой публики.^[101]

Использование биоэтанол и биометанол, прямо или косвенно путем преобразования этанола в био-ЭТБЭ или метанола в био-МТБЭ, поощряется Европейским Союзом. Директива о продвижении использования биотоплива и других возобновляемых видов топлива на транспорте. Поскольку производство биоэтанола из ферментированных сахаров и крахмалов связано с дистилляция однако в настоящее время обычные люди в большей части Европы не могут законно ферментировать и перегонять собственный биоэтанол (в отличие от США, где BATF разрешение на перегонку было легким, так как Нефтяной кризис 1973 года ).

Безопасность

Бензин HAZMAT класса 3

Экологические соображения

При сжигании бензина образуется 2,35 кг диоксида углерода на литр (19,6 фунта / галлон США). парниковый газ.^[102][103]

Основная проблема, связанная с воздействием бензина на окружающую среду, помимо сложностей его добычи и переработки, - это его влияние на климат за счет производства диоксида углерода.^[104] Несгоревший бензин и испарение из бака, когда в атмосфера, реагирует в Солнечный свет производить фотохимический смог. Давление паров сначала повышается при добавлении этанола к бензину, но наибольшее увеличение составляет 10% по объему.^[105] При более высоких концентрациях этанола выше 10% давление паров смеси начинает уменьшаться. При 10% -ном содержании этанола по объему повышение давления пара может потенциально увеличить проблему фотохимического смога. Это повышение давления пара можно уменьшить, увеличивая или уменьшая процентное содержание этанола в бензиновой смеси.

Основные риски таких утечек исходят не от транспортных средств, а от аварий грузовиков с бензином и утечек из резервуаров для хранения. Из-за этого риска в большинстве (подземных) резервуаров для хранения в настоящее время предусмотрены обширные меры по обнаружению и предотвращению любых таких утечек, такие как системы мониторинга (Veeder-Root, Franklin Fueling).

Производство бензина потребляет 15 децилитры на километр (0.63 Галлоны США на миля ) из воды пройденным расстоянием.^[106]

Токсичность

В паспорт безопасности за 2003 год Техасец в неэтилированном бензине содержится не менее 15 опасных химических веществ в различных количествах, включая бензол (до 5% по объему), толуол (до 35% к объему), нафталин (до 1% по объему), триметилбензол (до 7% к объему), метил терт-бутиловый эфир (МТБЭ) (в некоторых штатах до 18% по объему) и около десяти других.^[107] Углеводороды в бензине обычно обладают низкой острой токсичностью, с LD50 700–2700 мг / кг для простых ароматических соединений.^[108] Бензол и многие антидетонационные присадки канцерогенный.

Люди могут подвергнуться воздействию бензина на рабочем месте при его проглатывании, вдыхании паров, попадании на кожу и в глаза. Бензин токсичен. В Национальный институт охраны труда и здоровья (NIOSH) также назвал бензин канцерогеном.^[109] Физический контакт, проглатывание или вдыхание могут вызвать проблемы со здоровьем. Поскольку проглатывание большого количества бензина может вызвать необратимое повреждение основных органов, рекомендуется позвонить в местный токсикологический центр или посетить отделение неотложной помощи.^[110]

Вопреки распространенному заблуждению, проглатывание бензина обычно не требует особой неотложной помощи, а вызывание рвоты не помогает и может усугубить ситуацию. По словам специалиста по ядам Брэда Даля, «даже два глотка не были бы так опасны, если бы они опустились к вашему желудку и остались там или продолжали действовать». Соединенные штаты CDC Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний говорит не вызывать рвоту, промывание, или управлять активированный уголь.^[111][112]

Вдыхание при отравлении

Вдохнул (фыркнул) Пары бензина - обычное опьяняющее средство. Пользователи концентрируют и вдыхают пары бензина способом, не предназначенным производителем для производства эйфория и интоксикация. Вдыхание бензина стало эпидемией в некоторых более бедных общинах и группах коренного населения в Австралии, Канаде, Новой Зеландии и на некоторых островах Тихого океана.^[113] Считается, что эта практика вызывает серьезные повреждения органов, включая умственную отсталость.^{[114][115][116]}

В Канаде местные дети в изолированном северном лабрадорском сообществе Davis Inlet были в центре внимания страны в 1993 году, когда было обнаружено, что многие нюхают бензин. Канадский и провинциальный Ньюфаундленд и Лабрадор правительства несколько раз вмешивались, отправляя многих детей на лечение. Несмотря на то, что был переведен в новое сообщество Натуашиш в 2002 г. продолжались серьезные проблемы со злоупотреблением ингалянтами. Об аналогичных проблемах сообщалось в Шешатшиу в 2000 г., а также в Пикангикум Первая нация.^[117] В 2012 году об этом снова заговорили средства массовой информации Канады.^[118]

Австралия давно столкнулась с проблемой обнаружения бензина в изолированных и бедных абориген сообщества. Хотя некоторые источники утверждают, что обнюхивание было введено Соединенные Штаты военнослужащие размещен в национальном Верхний конец в течение Вторая Мировая Война^[119] или путем экспериментов 1940-х годов Полуостров Кобург рабочие лесопилки,^[120] другие источники утверждают, что злоупотребление ингалянтами (например, вдыхание клея) возникло в Австралии в конце 1960-х годов.^[121] Хронические тяжелые запахи бензина, по всей видимости, имеют место среди отдаленных, бедных местный общины, где легкая доступность бензина помогла сделать его обычным наркотиком.

В Австралии нюхание бензина сейчас широко распространено в отдаленных общинах аборигенов в Северная территория, Западная Австралия, северные части Южная Австралия и Квинсленд. Количество людей, нюхающих бензин, со временем увеличивается и уменьшается, поскольку молодые люди экспериментируют или нюхают время от времени. «Боссы», или хронические нюхатели, могут входить в сообщества и выходить из них; они часто несут ответственность за то, чтобы побудить молодых людей заняться этим.^[122] В 2005 г. Правительство Австралии и BP Австралия начал использование Опаловое топливо в отдаленных районах, склонных к нюханию бензина.^[123] Опал - это топливо, которое нельзя нюхать (вероятность того, что он вызывает кайф) гораздо меньше, и он изменил жизнь некоторых коренных общин.

Воспламеняемость

При неконтролируемом сжигании бензина образуются большие количества сажа и монооксид углерода.

Как и другие углеводороды, бензин горит в ограниченном диапазоне паровой фазы, что в сочетании с его летучестью делает утечки очень опасными при наличии источников возгорания. Бензин имеет нижний предел взрываемости 1,4% по объему и верхний предел взрываемости 7,6%. Если концентрация ниже 1,4%, смесь воздух-бензин слишком бедная и не воспламеняется. Если концентрация выше 7,6%, смесь слишком богатая и также не загорается. Однако пары бензина быстро смешиваются и распространяются с воздухом, в результате чего неограниченный бензин быстро воспламеняется.

Использование и цены

Европа

Страны Европы устанавливают значительно более высокие ставки налоги на топливо, такое как бензин, по сравнению с США. Цена на бензин в Европе обычно выше, чем в США из-за этой разницы.^[124]

Соединенные Штаты

Этот раздел должен быть обновлено. Обновите эту статью, чтобы отразить недавние события или новую доступную информацию. (Апрель 2016 г.)

Цены на бензин в США до 2018 г.

С 1998 по 2004 год цена на бензин колебалась между АМЕРИКАНСКИЙ ДОЛЛАР$ 1 и 2 доллара США за Галлон США.^[125] После 2004 года цена увеличивалась до тех пор, пока средняя цена на газ не достигла максимума в 4,11 доллара за галлон США в середине 2008 года, но к сентябрю 2009 года снизилась до примерно 2,60 доллара за галлон США.^[125] Совсем недавно в США до 2011 года наблюдался рост цен на бензин.^[126] а к 1 марта 2012 года средний показатель по стране составлял 3,74 доллара за галлон.

В Соединенных Штатах на большинство потребительских товаров указаны цены до налогообложения, но цены на бензин указаны с учетом налогов. Налоги добавляются федеральным правительством, правительством штата и местными властями. По состоянию на 2009 год федеральный налог составляет 18,4 цента за галлон бензина и 24,4 цента за галлон для бензина. дизель (без учета красный дизель ).^[127] Среди отдельных штатов самые высокие ставки налога на бензин, включая федеральные налоги по состоянию на октябрь 2018 г., находятся в Пенсильвания (77,1 ¢ / галлон), Калифорния (73,93 ¢ / галлон), и Вашингтон (67,8 ¢ / галлон).^[128]

По данным Управления энергетической информации, около 9 процентов всего бензина, проданного в США в мае 2009 года, было премиальным. Потребительские отчеты В журнале написано: «Если [в руководстве пользователя] сказано, что нужно использовать обычное топливо, делайте это - нет преимущества для более высокого класса».^[129] В Ассошиэйтед Пресс Указанный бензин премиум-класса, который имеет более высокое октановое число и стоит больше за галлон, чем обычный неэтилированный, следует использовать только в том случае, если производитель заявляет, что это «требуется».^[130] Автомобили с с турбонаддувом Двигатели и высокая степень сжатия часто указывают на премиальный газ, потому что топливо с более высоким октановым числом снижает вероятность «детонации» или предварительной детонации топлива.^[131] Цена на газ значительно варьируется между летними и зимними месяцами.^[132]

Производство бензина по странам

Производство углекислого газа

Около 2,353 кг на литр (19,64 фунта / галлон США) углекислый газ (CO₂) производятся при сжигании бензина, не содержащего этанола. Около 2,682 кг на литр (22,38 фунта / галлон США) CO₂ производятся на сжигании дизельного топлива.^[103]

Соединенные штаты. ОВОС По оценкам, потребление автомобильного бензина и дизельного (дистиллятного) топлива в США в 2015 году привело к выбросу около 1105 миллионов метрических тонн CO.₂ и 440 миллионов метрических тонн CO₂соответственно, всего 1,545 млн метрических тонн CO₂.^[103] Эта сумма была эквивалентна 83% от общего количества CO в транспортном секторе США.₂ выбросы и эквивалентны 29% от общего количества CO в США, связанного с энергетикой₂ выбросы в 2015 г.^[103]

Большая часть розничного бензина, продаваемого в настоящее время в Соединенных Штатах, содержит около 10% топливного этанола (или E10) по объему.^[103] Горение E10 производит около 2,119 кг на литр (17,68 фунта / галлон США) CO.₂ который выделяется из ископаемого топлива. Если СО₂ если учитываются выбросы от сжигания этанола, то около 2,271 кг на литр (18,95 фунта / галлон США) CO₂ образуются при сжигании E10.^[103] Около 1,525 кг на литр (12,73 фунта / галлон США) CO₂ производятся при сжигании чистого этанола.^[103]

Сравнение с другими видами топлива

Ниже представлена ​​таблица объемных и массовых плотность энергии различного транспортного топлива по сравнению с бензином. В рядах с валовой и сеть, они из Национальная лаборатория Окриджа Книга данных по транспортной энергии.^[134]

(*) Дизельное топливо не используется в бензиновых двигателях, поэтому его низкое октановое число не является проблемой; соответствующий показатель для дизельных двигателей - цетановое число.

Смотрите также

Рекомендации

Библиография

внешняя ссылка

• CNN / Деньги: Мировые цены на газ
• EEP: цены на газ в Европе
• Книга данных по транспортной энергии
• Каталог терминалов США с возможностью поиска по логистике энергоснабжения
• Высокооктановое топливо, этилированный бензин и бензин LRP - статья с сайта robotpig.net
• CDC - Карманный справочник NIOSH по химической опасности
• Карта авиационного топлива

Изображений

• По бензиновому следу Организация Handy Jam, 1935 (мультфильм)