Opracowanie:
Benzyna
Benzyna
PODSTAWOWE INFORMACJE O BENZYNIE
Nazwa benzyna pochodzi od łacińskiego słowa benzoe, które oznacza żywicę.
Benzyna jest paliwem wtórnym o dużej gęstości energii, które można traktować jako walutę energetyczną. Wykorzystywana jest do zasilania wielu silników cieplnych, a co najważniejsze pełni rolę paliwa dla dużej części samochodów. Benzyna powstaje, gdy ropa naftowa jest rozbijana na różne produkty naftowe w procesie destylacji frakcyjnej. Gotowy produkt jest następnie dystrybuowany do stacji benzynowych rurociągami. Benzyna jest niezbędna do napędzania większości samochodów z silnikiem spalinowym. Z tego powodu benzyna jest jednym z najczęściej stosowanych produktów naftowych. Benzyna stanowi około połowy wszystkich używanych produktów naftowych. Z kolei olej napędowy stanowił ok. 20%, a nafta (lub paliwo do silników odrzutowych) ok. 8%. Cena benzyny zmienia się drastycznie na całym świecie, co wpływa na koszty eksploatacji pojazdu. Ponadto gospodarka światowa coraz bardziej powiązana jest z produkcją ropy naftowej i cenami, wpływając tym samym na koszyk konsumencki.
Dokładny skład chemiczny benzyny różni się w zależności od jej gatunku lub liczby oktanowej, ale ogólnie rzecz biorąc jest to mieszanina palnych węglowodorów. Ta liczba oktanowa opisuje jakość paliwa, a wartość jest oparta na stosunkach dwóch związków w benzynie – konkretnie izooktanu, związku o tym samym wzorze chemicznym co oktan, ale o nieco innej strukturze i właściwościach oraz normalnym heptan. Im większa ilość oktanu w paliwie, tym większa liczba oktanowa i wyższa jakość paliwa. Wyższa jakość paliwa zapewnia, że zapłon paliwa następuje na czas w wyniku iskry ze świecy zapłonowej, a nie wcześniej w wyniku kompresji z tłoka. Ostatnio benzyna jest mieszana z biopaliwem znanym jako etanol. W Kanadzie benzyna 87-oktanowa może zawierać do 10% etanolu, ponieważ jest to najwyższy procent etanolu, na którym może nadal działać zwykły silnik samochodowy. Dodatkowo specyficzny skład benzyny skutkuje wysoką gęstością energii. Wysoka gęstość energii sprawia, że benzyna jest tak cennym paliwem, ponieważ stosunkowo niewielka objętość paliwa może zapewnić dużą ilość użytecznej energii.
Właściwości fizyczne benzyny mogą się różnić w zależności od jej składu, jednakże temperatura wrzenia wynosi od 35–230 °C, a gęstość 0,67–0,8 g/cm³.
JAK POWSTAJE BENZYNA?
Benzyna produkowana jest poprzez rektyfikację ropy naftowej. Jej skład zależy od początkowego. składu ropy i warunków rektyfikacji.
Każdego dnia rafinuje się 647 milionów galonów ropy. Odbywa się to w dużych, wieloaspektowych zakładach przetwórczych zwanych rafineriami ropy naftowej. W rafineriach zachodzą trzy podstawowe procesy: destylacja, konwersja i obróbka. Podczas destylacji ropa naftowa jest podgrzewana i oddzielana. Odbywa się to w wieżach surowych lub wieżach próżniowych. Podczas konwersji firmy dodają chemikalia, katalizatory, ciśnienie i ciepło do oleju w zbiornikach zwanych koksownikami lub krakerami wodnymi. Proces ten służy do „rozbijania” większych węglowodorów na mniejsze. Podczas obróbki (lub inaczej mieszania) pierwiastki są mieszane w celu wytworzenia różnego rodzaju produktów, które można wykorzystać jako paliwo silnikowe. Produkty końcowe są następnie dystrybuowane przez sprzedawców detalicznych jako coś, co możesz rozpoznać: benzyna wysoko- lub niskooktanowa, olej napędowy, biodiesel lub benzyna z etanolem. Jednakże nie są to jedyne produkty rafinacji ropy – mogą również powstać nafta, gazy rafineryjne i mazut. Co więcej, po poddaniu destylacji mazutu, uzyskiwana jest wazelina, parafina, asfalt, smary i smoła.
ZASTOSOWANIA BENZYNY W ŻYCIU CZŁOWIEKA
Najbardziej oczywistym zastosowaniem dla paliwa w życiu codziennym są samochody. Większość konsumentów używa benzyny nie tylko w samochodach, ale też lekkich ciężarówkach i motocyklach. Ludzie używają jej również w małych samolotach, łodziach i innych jednostkach pływających, a także w sprzęcie do pielęgnacji krajobrazu (takich jak np. kosiarki do trawy albo kosy spalinowe), ale też w sprzęcie rolniczym np. w traktorach, kombajnach itp. Na placach budowy sprzęty zasilane są olejem napędowym to koparko-ładowarki, wywrotki, dźwigi i inny sprzęt. Benzyna i olej napędowy to paliwa nieodnawialne.
Benzyna ekstrakcyjna używana jest przede do czyszczenia. Może również służyć jako rozcieńczalnik farb, lakierów olejnych i asfaltowych. Doskonale sprawdzi się także jako rozpuszczalnik zarówno w lakierniach samochodowych, jak i w gospodarstwie domowym. Benzyna ekstrakcyjna bez najmniejszego problemu usuwa zaschniętą farbę z różnych rodzajów powierzchni. Jest też dobrym rozpuszczalnikiem tłuszczy, wosków oraz smoły. Benzynę można też używać do konserwacji łańcuchów rowerowych.
POZYSKIWANIE ENERGI Z BENZYNY W SILNIKU – JAK TO DZIAŁA?
Silnik otrzymuje energię z benzyny, gdy ta się spala(spalanie się to reakcja chemiczna z tlenem pochodzącym z atmosfery). Cykle spalania się benzyny, która jest w silnikach są bardzo krótkie, więc proces ten musi przebiegać jak najszybciej, ale też równomiernie w całej objętości cylindrów silnika. Osiągnięcie tego możliwe jest poprzez mieszanie benzyny z powietrzem. Powstaje wtedy mieszanina paliwowo-powietrzna, która jest zawiesiną drobniutkich kropelek benzyny w powietrzu. Bardzo ważny wpływ na przebieg tej reakcji ma też skład chemiczny benzyny. Głównymi parametrami, które określają właściwości benzyny jako paliwa są wartość opałowa oraz liczba oktanowa.
ZAGROŻENIA ZWIĄZANE Z BENZYNĄ
Stosowanie benzyny przyczynia się do zanieczyszczenia powietrza
Benzyna jest toksyczną i wysoce łatwopalną cieczą. Opary wydzielające się kiedy benzyna odparowywuje oraz substancje powstające podczas spalania benzyny (tlenek węgla, tlenki azotu i inne) przyczyniają się do zanieczyszczenia powietrza. Spalanie benzyny wytwarza również dwutlenek węgla, gaz cieplarniany. Na szczęście powstały przepisy, takie jak ustawa o czystym powietrzu, które ograniczają negatywne skutki dla środowiska powodowane przez spalanie benzyny i inne czynności przez które powietrze jest zanieczyszczane.
Kolejnym zagrożeniem są wycieki benzyny. Zdarzają się one codziennie na stacjach benzynowych. Gdy ludzie napełniają zbiorniki paliwowe, benzyna kapie z dyszy na ziemię, a opary z otwartego zbiornika paliwowego wyciekają do powietrza. Wycieki benzyny mogą się również zdarzyć w rurociągach lub w podziemnych zbiornikach magazynowych, gdzie nie można ich zobaczyć. By zapobiec wyciekom, w 1990 roku wprowadzono przepis o tym, że wszystkie podziemne zbiorniki magazynowe musiały zostać zastąpione zbiornikami z podwójną wykładziną. Podwójna podszewka zapewnia dodatkowe zabezpieczenie zapobiegające wyciekom.
Jak wiemy, benzyna jest bardzo łatwopalna, a więc kiedy dojdzie do wycieku wystarczy iskra by doszło do wybuchu, w którym mogą ucierpieć ludzie.
Eter metylowo-tert-butylowy, jeden z chemikaliów dodawanych do benzyny w celu wspomagania spalania środka czyszczącego, jest bardzo toksyczny. Na szczęście został zastąpiony etanolem, który nie jest toksyczny.
WPŁYW BENZYNY NA ŚRODOWISKO
Spalanie benzyny jest znaczącym źródłem wytworzonego przez człowieka dwutlenku węgla (CO2). Podobnie jak w przypadku spalania każdego paliwa kopalnego, powstawanie tego dwutlenku węgla ma negatywny wpływ na klimat Ziemi i sprzyja globalnemu ociepleniu i zmianom klimatu. Całkowita ilość dwutlenku węgla emitowana podczas spalania benzyny zależy od masy użytego paliwa. W ten sposób samochód, który zużywa mniej benzyny, będzie emitował mniej emisji do środowiska. To sprawia, że konieczne jest projektowanie samochodów tak oszczędnych, jak to tylko możliwe, aby obniżyć koszty i ograniczyć emisje. Zwiększenie wydajności paliwowej (mpg pojazdu) zarówno oszczędza pieniądze, jak i zmniejsza emisje. Na przykład w okresie 10 lat prowadzenie samochodu z 30 MPG zamiast samochodu z 24 MPG pozwala zaoszczędzić ponad 4000 dolarów amerykańskich na kosztach paliwa, zakładając, że koszt paliwa jest stały i wynosi $1,20 za litr. Emituje się wtedy również ponad 8 000 kg mniej CO2.
Co więcej, kiedy dojdzie do wycieku ropy naftowej podczas wydobycia lub transportu rurociągiem przez np. morze lub ocean, ropa naftowa wypłynie na powierzchnię. Jest to ogromne zagrożenie dla stworzeń morskich, ponieważ plankton i inne zwierzęta potrzebują światła słonecznego do życia, a ropa naftowa całkowicie odcina jego dostęp. Kiedy natomiast jakiś ptak np. mewa nie zauważy, że na wodzie unosi się ropa naftowa i w nią wleci, to ptak ten będzie cały oblepiony ropą i nie będzie w stanie latać, co potem doprowadzi do jego śmierci.
PODSUMOWANIE
1.Benzyna to mieszanina ciekłych węglowodorów.
2.Benzyna jest paliwem wysoko energetycznym, co oznacza że przy jej spalaniu powstaje dużo energii.
3.Benzyna stanowi około połowy wszystkich używanych produktów pochodzących z destylacji nafty.
4.Z powodu że benzyna coraz bardziej drożeje, koszty eksploatacji pojazdów coraz bardziej wzrastają.
5.Im większa ilość oktanu w paliwie, tym większa liczba oktanowa i wyższa jakość paliwa.
6. Benzyna produkowana jest podczas ratyfikacji ropy naftowej. Nie jest jednak jedynym produktem, bo powstają też gazy rafineryjne, olej napędowy, nafta, mazut, a po dalszej destylacji mazutu uzyskiwana jest wazelina, parafina, asfalt, smary i smoła.
7.Benzyna ma szerokie zastosowania w życiu człowieka. Po pierwsze jest paliwem dla samochodów, ale też różnych innych pojazdów takich jaki ciężarówki, motocykle, łodzie. Benzynę wykorzystuje się jako paliwo również w kosiarkach do trawy, w sprzęcie rolniczym np. w traktorach czy kombajnach oraz sprzęcie budowlanym, takim jak koparki, ładowarki, dźwigi albo wywrotki.
8.Benzyna ekstrakcyjna używana jest jako rozcieńczalnik farb i lakierów. Jest też dobrym rozpuszczalnikiem tłuszczy i smoły. Używa się jej też do konserwacji łańcuchów rowerowych.
9.Benzyna i olej napędowy to paliwa nieodnawialne, ponieważ powstają z ropy naftowej.
10. Spalanie benzyny przyczynia się w dużym stopniu do zanieczyszczania powietrza, wydziela się wtedy również dwutlenek węgla, gaz cieplarniany.
11. Kolejnym zagrożeniem dla środowiska są wycieki benzyny na stacjach, czy wycieki ropy naftowej z rurociągów biegnących po dnie morza.