المجموعة الثانية وقود

وقود السيارات هو خليط مشتق من النفط يتكون في الاساس من الهيدروكربونات. يستخدم كوقود في محركات الاحتراق الداخلي. ويستتخدم مصطلح الجازولين كثيرا في مجال صناعه البترول، وحتى بين الشركات التي لا تعمل في الولايات المتحده . و”جاز” هو اختصار دارج للمصطلح جازولين. كما ان “موجاز” هو ايضا اختصار دارج للمصطلح “موتورجازولين”، للتفرقه بينه وبين المصطلح “افجاز” غاز طائره الذي يستخدم في الطائرات الخفيفه . ولا يجب الخلط بينه وبين انواع الوقود الغازي الاخرى الذي تستخدم في محركات الاحتراق الداخلي مثل البروبان.
وتستهلك الولايات المتحده 360 مليون جالون (1360 مليون لتر) من هذا الوقود كل يوم. كما ان الدول الغربيه من اكثر المناطق استهلاكا للبنزين. وقد كان لوضع الضرائب على البنزين في بعض الدول في اوروبا اثر كبير على تطور صناعه السيارات لانتاج سيارات اقل استهلاكا للوقود.
محتويات [اخف]
1 تحليل البنزين الكيميائي وتصنيعه
1.1 التطايريه
1.2 رقم الاوكتان
2 الاخطار
3 محتوى الطاقه
4 الاضافات
4.1 الرصاص
4.2 MMT
4.3 الخلط المتاكسج
5 تاريخ البنزين
5.1 استخدامات البنزين الصيدلانيه
5.2 اصل الكلمه
5.3 الحرب العالميه الثانيه والاوكتان
6 شاهد ايضا
7 وصلات خارجيه
7.1 معلومات
7.2 اخرى
7.3 صور
تحليل البنزين الكيميائي وتصنيعه[عدل]
وقود الطائرات هو من الوقود الاقل كثافه بين انواع الوقود المختلفه وهو نوع معدل من انواع البنزين. ينتج البنزين في مصافي الزيت. وهذه الايام يتم فصله بسهوله من الزيت الخام عن طريق التقطير، ويسمي بنزين طبيعي، ولكنه لا يكون له المواصفات المطلوبه (بالتحديد رقم الاوكتان، شاهد بالاسفل) بالنسبه للمحركات الجديده ، ولكن يمكن ان يكون جزء من المخلوط الذي يستخدم لها.
اغلبيه البنزين القياسي تتكون من هيدروكربونات تتراوح اطوال سلاسلها من 5 الى 12 ذره كربون في الجزيء.
وتنتج المصافي المختلفه مكونات لها تركيب متفاوت، وعند خلطها فانها تنتج بنزين بخصائص مختلفه . ومن اهم هذه المكونات:
“المصلحات”، والتي تنتج عن طريق المصلح الحفزي، ولها رقم اوكتان عالي ونسبه مكونات اروماتيه عاليه ، ونسبه قليله من الالكينات.
البنزين المتكسر حفزيا او النافثا المتكسره حفزيا، وينتج من التكسير الحفزي، وله رقم اوكتان متوسط، ونسبه عاليه من الاولفينات (الالكينات)، ومستوى متوسط من الاروماتيات.
البنزين الطبيعي (له عديد من الاسماء)، يتم الحصول عليه من الزيت الخام مباشره وله رقم اوكتان منخفض، وقليل من المكونات الاروماتيه (اعتمادا على نوه الزيت الخام، وبعض النافثانات (الكانات حلقيه ) ولا يحتوى على اولفينات (الكينات).
الكيلات، وتنتنج في وحده الالكله ، ولها رقم اوكتان عالي وهي من البارافينات (الكان) النقيه ، وغالبا ما تكون سلاسل متفرعه .
المتزامرات (ولها اسماء عديده ) ويتم الحصول عليها من عمليه ازمره البنزين الطبيعي لزياده رقم الاوكتان له، وتحتوى على نسبه مركبات اروماتيه وحلقات بنزين قليله . (المصطلحات المستخدمه ليست كلها المصطلحات الصحيحه كيميائيا. وهي مصطلحات قديمه ، ولكنها تستخدم حتى الان في مجال صناعه البترول. ومعناها الفني يختلف من شركه بترول لاخرى ايضا من بلد لاخرى)
وعموما فان البنزين العادي يتكون من خليط من البرافينات (الكانات)، النافثات (الكان حلقي)، المركبات اروماتيه ، الاولفينات (الكينات). وتعتمد نسبه كل منها على:
مصفاه الزيت التي انتجت البنزين، حيث ان عدد الوحدات الموجوده بكل مصفاه يختلف من واحده لاخرى.
نوع الزيت الخام المستخدم.
درجه البنزين بالنسبه الى رقم الاوكتان.
وحاليا فان الوقود المستخدم في كثير من الدول له حدود معينه لنسبه المكونات الاروماتيه بشكل عام، وبخاصه البنزين الحلقي، وكذلك نسبه المكونات الاولفينيه (الالكينات). وهذا يزيد الطلب على البرافينات العاليه الاوكتان، مثل الالكيلات، ويجبر المصافي لاضافه وحدات تنقيه اخرى للتخلص من البنزين (حلقه البنزين).
كما ان البنزين يمكن ان يحتوي على مركبات عضويه اخرى مثل: الاثير العضوي بالاضافه الى كميات قليله من الشوائب، وبالتحديد ميركبتانات الكبريت، سلفيد الهيدروجين والتي يجب ان تزال من البنزين لان لها تسبب تاكل المحركات.
التطايريه [عدل]
يتطاير البنزين اكثر من الديزل او الكيروسين، وليس فقط بسبب ترتيبه اثناء التقطير، ولكن بسبب الاضافات التي توضع اليه. والمتحكم النهائي في التطاير هو غالبا البيوتان. كما ان نسبه التطاير تعتمد على درجه الحراره المحيطه ، فكلما زادت درجه الحراره زاد التطاير. وفى بعض المناطق مثل استراليا هناك تغير شهري في معدلات التطاير، ولكن في معظم البلاد هناك حدود للتطاير تبعا لفصل الصيف والشتاء، وحد اخر وسيط بينهما.
وقد تم تقليل حدود التطاير للبنزين في معظم الدول في الوقت الحالي لتقليل الانبعاثات التي تحدث اثناء عمليات ملء السيارات بالبنزين.
رقم الاوكتان[عدل]
“لمزيد من المعلومات عن هذه النقطه راجع رقم الاوكتان”
اهم الخصائص للبنزين هو رقم الاوكتان، وهو مقياس لمقدره البنزين على مقاومه الاحتراق المبكر (طرقات المحرك). وهذا الرقم يقاس بالنسبه الى خليط من 4،2،2-ثلاثي ميثيل بينتان (احد متزامرات (isomer) الاوكتان) وان-هيبتان. فمثلا 87 اوكتان تعني ان البنزين له كفاءه تشغيل مثل خليط من 87% ايزو اوكتان، 13% ان-هيبتان. وهذا النظام تم عمله بواسطه [روسل ماركر].
الاخطار[عدل]
تتواجد في البنزين عديد من الهيدروكربونات (وخاصه الهيدروكربونات الحلقيه مثل البنزين الحلقي)، وهذه الهيدروكربونات مثل باقي الاضافات المقاومه لطرقات الموتور لها تاثير سرطاني. ولهذا السبب، فان التسريبات الكبيره او المستمره للبنزين تسبب تهديدا على الصحه العامه ، في حاله وصول البنزين لاي مصدر من مصادر المياه العامه . والخطر الرئيسي للبنزين من هذه التسريبات لا ياتى من السيارات، ولكن من حوادث صهاريج نقل البنزين ومن التسريبات التي يمكن ان تحدث من مستودعات التخزين. ونظرا لوجود مثل هذا الخطر، فام معظم مستودعات التخزين يتم متابعتها بصفه دوريه للتاكد من عدم حدوث ايه تسريبات مثل انود قربان. ونظرا لان البنزين متطاير بطبيعته، فان ذلك يستلزم ان تكون مستودعات التخزين وصهاريج النقل محكمه الغلق. ولكن هذا التطاير العالي للبنزين يمكنه من ان يشتعل في الجو البارد، بعكس الديزل. وعموما، فانه يجب عمل قياسات معينه للسماح بالتهويه الكافيه للبنزبن حتى لا يرتفع الضغط في مستودعات التخزين ويظل مساوي للضغط خراج المستودع. كما ان البنزين يتفاعل مع كيمياويات معينه شائعه الاستخدام مثل: تفاعل البنزين والدريانو المتبلر والذي ينتج عنه لهب مستمر. كما ان معظم مستودعات التخزين في هذه الايام بها الات قياس دقيقه لمراقبه ومنع اى تسريبات، مثل الانود القرباني، فمثلا يتفاعل البنزين وبللورات الدراينو معا عن طريق الاشتعال التلقائي.
البنزين ايضا من الغازات الملوثه للبيئه . فحتى البنزين الذي لا يحتوى على مركبات الرصاص او الكبريت، فانه ينتج ثاني اكسيد الكربون، ثاني اكسيد النيتروجين، اول اكسيد الكربون من عادم المحرك الذي يستخدمه في السيارات.
محتوى الطاقه [عدل]
يتحتوى البنزين على تقريبا 45 ميجا جول لكل كيلو جرام (MJ/kg) :
الكثافه الحجميه للطاقه في بعض انواع الوقود مقارنه بالبنزين:
نوع الوقود MJ/L BTU/جا BTU/جالون امريكي RON
البنزين 29.01 125،000 104،000 87-98
غاز البترول المسال 22.16 95،475 79،500 110
وقود الديزل 32.19 138،690 115،480 5-20
زيت تسخين 34.74 149،690 124،640
الايثانول 19.59 84،400 70،300 129
الميثانول 14.57 62،800 52،300 150
الوقود الكحولي (10% ايثانول + 90% بنزين) 28.06 120،900 100،700
يحتوى الوقود العالي الاوكتان مثل غاز البترول المسال على طاقه اقل من الوقود المنخفض الاوكتان مثل البنزين، مما ينتج عنه ان المحصله النهائيه للقوه تكون اقل. وعموما فانه بتعديل المحركات لتعمل بغاز البترول الطبيعي، فانه يمكن التغلب على مشكله قله محصله الطاقه الكليه . وهذا لان الوقود العالي الاوكتان يسمح بمزيد من الانضغاط وهذا يعني فراغ اقل في اسطوانه المحرك في شوط الاحتراق. وعلى هذا درجه حراره اعلى للاسطوانه . ونفايات هيدروكربونيه اقل (تلوث اقل، وطاقه مستخدمه اكثر)، اى مستويات طاقه اعلى مع مستويات تلوث اقل.
ويجب ملاحظه ان السبب الرئيسي لقله طاقه الغاز المسال ان له كثافه قليله . ومحتوى الطاقه له اعلى من البنزين (نسبه هيدروجين الى كربون اعلى). وبمعنى اكثر دقه يتم حرق الكتله ، وليس الحجم.
الاضافات[عدل]
الرصاص[عدل]
يتم الاعتراف بالخليط انه بنزين عند استخدامه للانضغاط في محركات الاحتراق الداخلي، وقد كان البنزين سابقا يسبب ما يسمى “طرقات” للمحرك (يسمى ايضا “ازيز” و”قرقعات”) نتيجه الاحتراق المبكر. وقد توصلت الابحاث التي اجراها كل من ايه. اتش. جيبسون وهارى ريكاردو في انجلترا، وتوماس ميدجلي، وتوماس بويد في الولايات المتحده في موضوع طرقات المحرك، بالتوصل الى ان اضافه مركبات الرصاص تساعد في علاج الطرقات، وتحسين اداء البنزين، مما ادى لانتشار استخدام مركبات الرصاص في العشرينات من القرن العشرين. ومن اشهر اضافات الرصاص تيترا-ايثيل رصاص. ونظرا لتاثير الرصاص على البيئه . ولان مركبات الرصاص لا تتوافق مع المحولات الحفزيه فقد قل استخدام مركبات الرصاص كاضافات منذ 1980 في معظم البلاد. وتم استبدال مركبات الرصاص بمركبات اخرى تقوم بنفس الوظيفه ، ومنها الهيدروكربونات الاروماتيه ، اللايثيرات، الوقود الكحولي (غالبا الايثانول، او الميثانول).
وكان اكبر تاثير لمنع استخدام الرصاص على المحركات، تاكل مقاعد صمامات المحرك حيث ان مركبات الرصاص كانت تساعد على حمايتها. واحتاج العديد ممن يقومون بجمع السيارات عمل بعض التعديلات لمحركاتها لتتوافق مع البنزين المعدل.
ويحتوى البنزين ايضا على اضافات تقلل من تواجد الكربون في المحرك، مما يحسن من عمليه الاحتراق ويسمح بتشغيل افضل في ظروف الجو البارده .
MMT[عدل]
ميثيل سيكلو بينتا داينيل منجنيز (MMT) يستخدم من عده سنين في كندا وحديثا في استراليا لتحسين الاوكتان. وتساعد ايضا السيارات القديمه المصممه للعمل بالوقود الذي به رصاص على العمل بالوقود الخالي من الرصاص بدون الحاجه لاضافات لمنع مشاكل التسريب من الصمامات.
وحاليا هناك جدل مستمر حول ما اذا كان MMT ضار بالبيئه ام لا.
الخلط المتاكسج[عدل]
الخلط المتاكسج هو اضافه الاكسجين للوقود بالمركبات الاكسيجينيه مثل MTBE، الايثانول، ETBE، وهذا يقلل كميه اول اكسيد الكربون وكميه الوقود الغير محترق الخارج مع العادم، وبالتالى يقلل الدخان. وفى عديد من المناطق في الولايات المتحده فان الخلط المتاكسج اجباري. فمثلا في جنوب كاليفورنيا، يجب ان يحتوى الوقود على 2% من الاكسجين بالوزن. ويعرف الوقود الناتج بالبنزين المعدل او البنزين المتاكسج.
MTBE يتم الاستغناء عنه نظرا لتاثيره الملوث على المياه الجوفيه . كما انه ممنوع في بعض المناطق. ويتم استخدام MTBE المحتوى على ايثانول كبديل. وخاصه الايثانول المستخرج من المكونات العضويه مثل الذره ، قصب السكر، ويسمى في هذه الحاله “ايثانول”-حيوي. ويطلق على مخلوط الايثانول-بنزين جازول. واكثر المناطق استخداما للايثانول في البرازيل، حيث يستخرج الايثانول من قصب السكر. واستخدام الايثانول-“الحيوي”، سواء بطريقه مباشره ، او بطريقه غير مباشره في MTBE-“الحيوي”، يتم تشجيعه بقوه من الاتحاد الاوربي للوقود الحيوي.
تاريخ البنزين[عدل]
يرجع الى القرون الوسطي
استخدامات البنزين الصيدلانيه [عدل]
قبل اختراع محركات الاحتراق الداخلي في منتصف القرن الثامن عشر، كان البنزين يباع في زجاجات صغيره كمانع للقمل. وفى هذا الوقت كانت الكلمه “بترول” اسم تجاري. ولم يستمر هذا الاستخدام للبنزين نظرا لقابليته للاشتعال واثاره المهيجه للجلد، كما ان البنزين ماده مسرطنه عند التعرض له لفترات طويله .
الكلمه “بترول” مشتقه من الكلمه الفرنسيه القديمه “بتروليه”، والتي تعنى النفط.
اصل الكلمه [عدل]
اصل الكلمه هنا يتحدث عن المرادف الامريكي لكلمه بنزين وهو “جازولين”، وقد تم بدء استخدام الكلمه عام 1865 من الكلمه غاز واضافه اللاحقه الكيميائيه ين. وتم استخدام النقط الحديث في عام 1871. وتم تسجيل الكلمه الانجليزيه الامريكيه عام 1905. [1]
وتم استخدام كلمه “بترول”Petrol” في البدايه للتعبير عن المواد المصفاه في عام 1892 (كانت تستخدم قبل ذلك للتعبير عن المواد الغير مصفاه ) وتم تسجيلها كاسم تجاري عن طريق بائع الجمله الانجليزي كارلس ليونارد. [2] [3]
وفى المانيا وبعض الدول العربيه يطلق عليه “بنزين”.
الحرب العالميه الثانيه والاوكتان[عدل]
احد الموضعات التاريخيه المتعلقه برقم الاوكتان حدثت اثناء الحرب العالميه الثانيه . حيث كانت امدادات المانيا من الزيت تاتى من رومانيا، كما قامت ببناء مصانع تقطير كبيره لانتاج البنزين من الفحم. وفى الولايات المتحده لم يكن الزيت “بالجوده الكافيه ” وكان لابد من استثمار كثير من المال على انظمه رفع كفاءه هذا الزيت. وقد كان لذلك فائده كبيره . اذ ان رقم الاوكتان لوقود الطائرات ارتفع الى 130 واحيانا 150، مما كان ينتج قوه اكبر من نفس المحركات الموجوده حيث زادت قابليته للاضغاط. وعلى العكس من ذلك لم يحاول الالمان البحث عن وسائل لرفع رقم الاوكتان لديهم حيث ان الزيت المستخدم لديهم كان جيد. وبالتالى فان الالمان اضطروا لاستخدام محركات ذات قدره اكبر للحصول على القوه المطلوبه .
وعموما، فان محركات الطائرات الالمانيه كانت تعمل بطريفه حقن الوقود المباشر ومن الممكن استخدام الحقن بالميثانول-ماء وحقن اكسيد النيتروز، مما كان يعطي المحرك قوه اكثر بنسبه 50% ولكن لمده 5 دقائق فقط اثناء المعارك الجويه . وكان هذا محدود بخمس مرات فقط، او بعد 40 ساعه طيران فان المحرك سيحدث به اعطال تحتاج اعاده بناء المحرك مره اخرى. وكانت معظم الطائرات الالمانيه تستخدم وقود برقم اوكتان 87 وكان يطلق عليه (B4)، وكانت بعض المحركات العاليه القوه تستخدم اوكتان 100 وكاب يسمى (C2/C3).
وهذه النظره التاريخيه مبنيه على فهم خاطيء منتشر عن رقم الاوكتان اثناء الحرب. فللوقود نوعان من رقم الاوكتان، احدهما للمخلوط الضعيف، والاخر للمخلوط القوي، وغالبا ما يكون المخلوط القوى اكبر. فمثلا، وقود الطيران البريطاني في نهايه الحرب كان 100\125. وسوء الفهم هنا ان الوقود الالماني له رقم اوكتان اقل (وبالتالي جوده اقل) قد ظهر لان الالمان حددوا رقم الاوكتان للمخلوط الضعيف على انه رقم الاوكتان لوقودهم بينما استخدم الحلفاء استخدموا رقم الاوكتان للمخلوط القوي لوقودهم. وكان وقود الطيران القياسي للالمان في اواخر الحرب (اطلق عليه C3) كان له رقم اوكتان ضعيف/قوي 100/130، وكان الالمان يستخدموا 100 على انه رقم الاوكتان، بينما الحلفاء استخدموا 130.
بعد انتهاء الحرب ارسلت البحريه الامريكيه بعض الفنيين لمقابله البتروكيماويين الالمان والتحقق من جوده الوقود الالماني. وقد كان تقريرهم بعنوان “تقرير فني 145-45 عن تصنيع بنزين الطيران الالماني” وقاموا بتحليل الانواع المختلفه للوقود كيميائيا واستنتجوا ان “في نهايه الحرب كان الوقود المستخدم في المقاتلات الالمانيه يشبه المستخدم عند الحلفاء”
شاهد ايضا[عدل]
ديزل
ايثانول
محطه تموين
قائمه العلامات التجاريه لوقود السيارات
مصفاه زيت
وصلات خارجيه [عدل]
معلومات[عدل]
البنزين- اسئله شائعه .
شكل تضخم اسعار البنزين في الفتره من 1970 الى 2005 واعلاها عام 1981.
البنزين عالي الاوكتان.
شهاده بيانات امان المواد- البنزين تتضمن احتياطات النقل، نقطه الوميض، وهكذا.
معلومات عن البنزين عالي الاوكتان.
مقدمه عن علم البترول الحديث، معلمومات عن النظريه الروسيه -الاوكرانيه .
ما الفرق بين البترول والغاز الطبيعي.
MMT-US EPA
بيانات
تحديثات البنزين ووقود الديزل.
اخرى[عدل]
الغاء حقيقه الاصل الحيوي للبترول الطبيعي.
معلومات عن كيفيه حدوث الطرقات للمحرك.
مقارنه لثبات اللدائن امام كل من الكحولات والبنزين، اى اللدائن افضل لتخزين البنزين.

• تحليل البنزين كيميائيا