Darbelere karşı daha dayanıklı bir şey yerine neden "normal" benzin standardı?

Araç motorları için standart hafif petrol distilat olan "normal benzin", bir miktar heptan (C7) ve oktan (C8) karışımıdır (veya buna eşdeğerdir). Daha yüksek C8 oranları, daha yüksek sıkıştırma oranlarına ve böylece içten yanmalı motorlarda daha verimli enerji kullanımına izin veren, darbelere karşı daha dayanıklıdır.

Modern rafineriler damıtma, çatlama ve alkilasyon kombinasyonları ile istedikleri hidrokarbon karışımını hemen hemen hiç üretmiyor mu?

Öyleyse, neden bu miktarlarda "normal" benzin üretiliyor ve neden daha fazla darbeye dayanıklı ("yüksek oktan") harmanlar için prim yükleniyor? Örneğin, bir rafineri sadece bir hafif yakıt distilat üretmek zorunda kalsaydı, mevcut "87 oktan" kadar kolay ve ucuz bir şekilde "100 oktan" karışımı üretemez mi?

Ya öyle aslında "düşük oktanlı" yakıt üretmek üzere daha ucuz?

"100 oktan" ın% 100 oktan anlamına gelmediğine dikkat edin, çünkü bir hidrokarbonun "oktan" sayısı izomerlerine bağlıdır, daha yüksek dallanmış izomerler daha fazla vurma direncine sahiptir . Dolayısıyla 100 oktan yakıt birçok C7, C8 karışımı ile üretilebilir ve hatta daha hafif ve daha ağır hidrokarbonlar içerir.

Ham petrolün izomerik bileşenlerinin bir karakterizasyonu bu soruya cevap verebilir. Örneğin, ham hammadde daha doğrusal izomerlere sahip olma eğilimindeyse, daha fazla darbeye dayanıklı damıtık üretmek için enerjinin izomerizasyona sokulması gerekecektir.

Her şeyden önce, rafineriler bir iştir, bu yüzden onları en çok para yapan kararları almaları gerekir. Bunu göz önünde bulundurarak, kataliz yoluyla çatlama ve izomerizasyon hakkında düşünelim. Arıtıcı, ek reaktörler, borular ve pompalama, büyük olasılıkla ek damıtma kolonları, katalizör yüklemesi vb. Gerektirecektir. Damıtma yapmak için tek başına enerji genellikle çok külfetlidir ve izomerizasyonla uğraşıyorsanız, benzer kimyasallarla uğraşıyor olabilirsiniz. kolayca ayrılmayan (büyük enerji ve dolayısıyla parasal işletme maliyetleri anlamına gelir). Katalizörler genellikle ucuz olabilir, ancak genellikle nadir veya ağır metallerle katkılı zeolit ​​bazlarından yapılır ve kilogram başına 5 ila binlerce dolar arasında bir yere mal olabilir ve sonsuza kadar sürmezler (sinterleme, zehirlenme, vb.).

Böylece, sayılar olmadan bile, bir kurumun daha yüksek oktanlı materyalleri üretmesinin nereye çok karışabileceğini görebilirsiniz. Ama bunun için bir prim alabilir ve para kazanabilirlerse, doğru yaparlar (bazıları yapar)? İşte başka bir faktör: Biyoyakıtlar.

Biyoyakıtlar şu anda ABD yakıt tedariki ile karıştırılmak üzere Yenilenebilir Yakıt Standardı ile zorunlu tutulmaktadır. Bu birçok farklı yenilenebilir ve biyoyakıt içerir, ancak en belirgin olanı yakıt etanoldür (şu anda nişastadan, daha sonra selüloziktir). Aşağıdaki bağlantı RFS yetkisine genel bir bakış sunmaktadır. Bu biyoyakıtları karıştırmakla yükümlü olan tarafların , rafineri ve ham veya bitmiş petrol yakıt ürünlerinin ithalatçıları olduğuna dikkat etmek önemlidir .

https://www.epa.gov/renewable-fuel-standard-program/final-renewable-fuel-standards-2017-and-biomass-based-diesel-volume

Bu varlıkların yasa gereği (temiz hava yasası altında etkili bir şekilde) bu yakıtları harmanlaması gerektiğinden, bunları mümkün olan en iyi şekilde kullanmak en mantıklıdır. Etanol, nihai RON, MON veya kombine Oktan Sayısı düşük kaliteli benzin yakıtlarını büyük ölçüde etkileyebileceğinden rafinerilere çok özel bir avantaj sağlar.

Bu nedenle, iş açısından bakıldığında, oktan arttırıcı proses ekipmanına çok az sermaye yatırımı veya işletme gideri yatırmak veya harcamamak, zorunlu yükümlülüğü karşılamak ve aynı zamanda etanolü düşük kaliteli yakıt kesintileriyle karıştırmak, ancak distribütör / tüketici için rafa aynı oktan derecesi.

Bulunduğunuz yere bağlı olarak, "normal" otomotiv yakıtı 85 ile 95 arasında bir şeydir. Bununla birlikte, örneğin 95'in birçoğu, bunun% 95 oktan ve% 5 heptan karışımı olduğu anlamına gelmez. Sadece yakıtın bu karışıma benzer vurma direnci özelliklerine sahip olduğu anlamına gelir. Gerçek bileşim, izomerik hidrokarbonların herhangi bir karışımı olabilir.

Vurma direncini gösteren sayı arttıkça, karışımın üretimi giderek daha pahalı hale gelir.

Ayrıca, belirli bir içten yanmalı motor için ideal yakıt bileşiminin değişkenlere tabi olduğunu unutmayın. Örneğin hava basıncı bir faktördür. İdeal yakıt / hava karışımları farklı yakıt bileşimlerine göre değişir. Örneğin, 6000ft rakımda (yaşadığım yer) çeşitli yakıt karışımları deniz seviyesinde olduğundan farklı performans gösteriyor. Dolayısıyla, yakıt karışımlarının formüle edilmesi söz konusu olduğunda yerel koşullar da dikkate alınabilir.

Belirtildiği gibi; "Oktan" yapmak paraya mal olur. Ve bu çok oktan bileşenlerini yapmak için birçok işlem olduğundan, birçok farklı maliyet ve "öykü" vardır. Bir hikaye; ksilenler polyester hammaddesinde çok yüksek oktan ve anahtar bileşenlerdir, bu nedenle rekabet değeri çok yüksektir. İkinci hikaye; reform, birçok yüksek oktan bileşeni üretir, ancak yüksek hidrojen basıncı ve yüksek toplam basınç ve platin grubu katalizörü nedeniyle bunu pahalı bir işlem haline getirir. Belki rafinerilerin nasıl çalıştığı hakkında bir kitap edinin.

Basit cevap kar. Maliyet, artışa göreli olmasa bile, daha yüksek rakamlar için daha fazla ücret alabilirler. Yüksek oktan üretmenin ne kadar daha pahalı olduğunu söyleyemem, ancak ek masrafların olduğundan eminim.

Yukarıda belirtildiği gibi kış karışımları buharlaşma oranları için daha fazladır. Büyük bir şehrin yüzlerce benzin istasyonuna sahip olduğunu düşünüyorsanız, bu tankların tamamından buharlaşan toplam benzin önemlidir. Yakıtın buharlaşma hızı, sıcaklık ile doğrudan ilişkili olduğundan, kışın yaz aylarında olduğundan daha fazla evaporatif yakıt kullanabilirler.

Ayrıca oradaki benzin istasyonlarının yoğunluğu nedeniyle kışın bile daha ağır benzin kullanmak zorunda oldukları bölgeler var.

Tüm bunları, büyük petrol şirketlerine yönelik yakıt depolayan ve rafinerilerinden kamyonlara yüklenen terminallere aktaran bir boru hattı şirketi için çalışırken öğrendim. İlginç bir trivia, boru hatlarımdaki benzin, test ettiğimizde 60'larda oktan derecesine sahipti. Pompada gördüğünüz oktan oranı, kamyonları yüklerken terminalde ekledikleri etanolden. Bunun en büyük nedeni, dökme depolama tanklarında alkol istememenizdir, çünkü tanklardan muazzam miktarda su emer.

Henüz bahsedilmeyen bir başka neden de 'ağ etkisi'dir. Bir ABD devleti veya Avrupa ülkesi oktan gereksinimlerini makul bir şekilde artıramaz. Daha yüksek oktan oranlarını istemenizin nedeni, motorlarda daha yüksek sıkıştırma oranlarına izin vermesi ve yakıt verimliliğini arttırmasıdır. Çoğu motorda sıkıştırma oranı sabittir ve otomobilin satıldığı bölgede bulunan yakıt için optimize edilmiştir. (Sıkıştırma oranları bazen AB'deki yakıtın yüksek oktan değerleri nedeniyle aynı otomobilin AB ve ABD varyantları için farklılık gösterir.)

Eğer bir yerde oktan gereksinimi arttırılmışsa, bu sadece orada satılan yeni araçların daha yüksek bir sıkıştırma oranına sahip olarak daha yüksek oktanlı yakıt kullanmasına izin verecektir. Ancak, yalnızca bir ABD eyaleti veya AB ülkesi bu yüksek oktan gereksinimine sahip olsaydı, karşılık gelen daha yüksek sıkıştırma oranı kullanan otomobiller, düşük oktan oranını kullanan başka bir ülkeye / ülkeye sürüldüğünde iyi çalışmaz, bu nedenle otomobil üreticileri daha yüksek otomobilleri satmaya başlamaz geniş bir alan (örneğin ABD veya AB'nin tamamı) yakıt oktanını değiştirmedikçe sıkıştırma oranı. Ve bir kıtayı etkileyen değişiklikler, eğer olurlarsa, birçok paydaşla çok yavaştır.

Bu nedenle, oktan derecelendirmeleri ayarlandıktan sonra değiştirilmeleri zordur. Yakıt verimliliğine odaklanma muhtemelen nispeten yenidir (ancak bu oktan derecelendirmelerinin ne zaman standartlaştırıldığını bilmiyorum).