بنزین برشی از نفت است که برای سوخت موتورهای مختلف مورد استفاده قرار می گیرد . این سئخت مخلوطی است از گروههای مختلف هیدروکربنی که در مولکولشان بین 4 تا 12 کربن دارند . نقطه های جوش آنها بین 30 تا 120 درجه سانتی گراد است .
دو نوع سوخت مونور در بازار عرضه می شود : 1 – بنزین معمولی 2 – بنزین سوپر ، که تفاوتشان در عدد اکتان (درجه آرام سوزی ) است . این دسته بندی بنزین اتومبیل بر مبنای عدد اکتان در حقیقت بر پایه مرغوبی بنزین است . زیرا هر چه عدد اکتان بنزین بالاتر باشد ، مرغوبتر است .
از دهه 1920 به بعد برای بالا بردن درجه اکتان از ترکیبات سرب دار مانند تترااتیل سرب ( TEL ) استفاده می شود . به علت سمی بودن این ماده و جلوگیری از آلودگی محیط زیست ، اغلب کشورهای صنعتی به تدریج استفاده از این ماده ممنوع شده است . به جای آن از بنزین بدون سرب استفاده می شود . در ایران پالایشگاه اراک ، اولین پالایشگاهی است که بنزین بدون سرب تولید می کند . بررسی مشخصات بنزینها معمولا از نظر کاربردشان در موتور مورد توجه قرار می گیرد . در زیر این گونه مشخصات ارائه گردیده است .
الف – چگالی نسبی
چگالی نسبی نمی تواند به تنهائی کیفیت یک بنزین را مشخص کند . چگالی نسبی بنزین معمولی 76/0 و در بنزین سوپر 77/0 می باشد .
ب – تقطیر
منحنی تقطیر ASTM انعکاسی از ترکیب بنزین است و اطلاعاتی درباره سهولت راه اندازی موتور در سرما ، رقیق شدن روغن و امکان فرسایش پوشش ها می دهد .
چنانچه دمای 10% تقطیر بین C 60-50 باشد ، مقدار حداقلی از برشهای سبک وجود دارد که تبخیرشان برای راه اندازی موتور در سرما کفایت می کند . اگر نقطه 50% بین C 110-90 باشد ، فراریت قسمت میانی بنزین مناسب است و تبخیر سوخت به خوبی صورت می گیرد ، در نتیجه امکان استفاده از حداکثر قدرت موتور میسر می شود . برای قسمت انتهایی بنزین نقطه 95% کمتر از c 205 در نظر گرفته شده است . در قسمت انتهایی ، هیدروکربن های سنگین قرار دارند که از نظر ارزش گرمائی مفیدند ولی فراریت اندکشان موجب بعضی اشکالات می شود از قبیل تبخیر نامناسب بنزین و تولید رسوب در نتیجه احتراق ناقص ، شستشوی پوششها و رقیق کردن روغن . این اشکالات بلافاصله پس از راه اندازی موتور به وجود می آید . همچنین تا زمانی که موتور به دمای عادیش نرسیده و جریان سوخت حاوی قطرات مایع است ، توزیع تترااتیل سرب در سیلندرها مناسب است زیرا دمای جوش این ماده C 200 است و دیرتر تبخیر می شود و در قطرات تبخیر نشده غلضتش افزایش می یابد و در مواقع خروج ، رسوبهایی بر روی سوپاپ ها به جا می گذارد .
با توجه به گستره تقطیر بنزین ، مشخص می شود که هیدروکربن های سازنده آن از C4 تاC12 می باشند و نقطه آنها میان 30 تا 210 درجه سانتیگراد است .
ج – فشار بخار
مواد فرار باعث سهولت راه اندازی موتور در زمستان می شوند ولی احتمال انجماد سوخت را نیز به وجود می آورند که با کاهش فشار بخار و افزایش ضد یخ به بنزین ، از این امر جلوگیری می شود . در تابستان نیز مقدار زیاد هیدروکربن های سبک به علت تشکیل سدی از بخار در لوله بنزین ، باعث توقف موتور می شود . در این حالت باید صبر کرد تا موتور سرد شود سپس آن را راه انداخت .
د – صمغها
غلظت صمغ موجود در بنزین نباید از 10 میلی گرم در cc 100 تجاوز کند .
صمغها ترکیباتی هستند که در اثر اکسید شدن و پلیمری شدن اولفین های ناپیدار ایجاد می شوند . اگر غلظتشان بیش حد مجاز باشد ، اشکالاتی پیش می آورند ، از جمله ایجاد رسوبهای بسیار مزاحم در نقاط داغ لوله ها که منجر به انسداد آنها می شود . مخزن بنزین نیز از یک ورقه صمغ پوشیده می شود که در صورت جدا شدن ، باعث انسداد لوله مکش خواهد شد .
چون واکنش های اکسید شدن و پلیمری شدن اولفین های موجود در بنزین ادامه می یابد ، بنابراین اندازه گیری صمغ موجود باید درست قبل از مصرف بنزین انجام شود و غلظت آن نباید از ml 10 در cc100 تجاوز نماید . در حالتی که بنزین باید مدتی نگهداری شود ، برای آگاهی از میزان صمغی که در این مدت تشکیل خواهد شد ، آزمایش صمغ بر پتانسیل که عبارت است از پیر کردن مصنوعی بنزین ، انجام می شود . تشکیل صمغ بر روی عدد اکتان میز تاثیر می گذارد ، بدین ترتیب که تبدیل اولفین ها به پلیمرها باعث کاهش عدد اکتان بنزین می شود . ( 2 تا 3 واحد )
این کاهش عدد اکتان را باید در موقع انبارکردن طولانی بنزین در نظر گرفت .
ه – پایداری
یکی از ویژگیهای بنزین ، پایداری آن در برابر اکسیژن است . برای تعیین این ویژگی ، بنزین را تحت psi100 و دمای C100 در ظرفی سربسته قرار می دهند . زمان را از شروع آزمایش تا هنگام افت فشار اکسیژن که نشانگر به پایان رسیدن مقاومت بنزین است ، تحت عنوان زمان پایداری بنزین گزارش می دهند .
برای بهبود پایداری می توان از مواد ضد اکسید شدن استفاده کرد .
و – گوگرد
حد مجاز مقدار گوگرد در بنزین معمولی 17/0% وزنی و در مورد بنزین سوپر 15/0% می باشد . با این مصرف بنزین هائی با 25/0% و حتی 4/0% گوگرد نیز اشکالات عمده به وجود نمی آورد .
بعضی اشکالات ناشی از حضور گوگرد در بنزین ها عبارتند از :
تولید اندیریدهای سولفورو و سولفوریک بر اثر احتراق ، این ترکیبات که در حضور بخار آب اسید سولفوریک رقیق بسیار خورنده تولید می کنند .
آلودگی محیط زیست بر اثر دودهای سولفور روی مسموم کننده .
کاهش حساسیت سرب بنزین . هر چه میزان گوگرد سوخت بیشتر باشد ، افزایش عدد اکتان سوخت به ازای مقدار معینی سرب ، کمتر خواهد بود . این کاهش حساسیت تابع نوع ترکیبات گوگردی است . مثلا برای بنزینی که 10/0% گوگرد دارد ، در صورتی که تمام این گوگرد به صورت مرکاپتان ها باشد ، 70% سرب بی اثر می شود . اگر گوگرد به صورت آزاد باشد 50% سرب بی اثر شده و اگر گوگرد تیوفنی باشد ، 40% سرب بی اثر می شود .
ز – عدد اکتان ( آرام سوزی )
همانگونه که بیان شد ، عدد اکتان معرف کیفیت احتراق بنزین است . با آن که در استانداردهای رسمی عدد اکتان را با روش پژوهش تعیین می کنند ، ولی اگر دو روش پژوهش ( F1 ) و موتور ( F2 ) استفاده شود ، تصور بهتری از آرام سوزی سوخت به دست خواهد آمد . اختلاف F1-F2 یاحساسیت سوخت تابع ترکیب شیمیائی آن است . هیدروکربن های پارافینی حساسیت خیلی کمی دارند ، در حالی که جساسیت آروماتیک ها زیاد است .
شرط مرغوبیت یک بنزین تنها بالا بودن عدد اکتان نیست . سایر ویژگیها نظیر فشار بخار ، منحنی تقطیر ، مقدار صمغ و گوگرد نیز باید در حد مطلوب باشند .