Benzyna — definicja, skład, klasy oktanowe i zastosowania
Dowiedz się, czym jest benzyna — skład, klasy oktanowe, dodatki i praktyczne zastosowania. Porównanie paliw oraz wskazówki wyboru dla kierowców.
Benzyna /ˈɡæsəliːn/, czyli benzyna /ˈpɛtrəl/, to łatwopalny, często bezbarwny lub jasnożółty płyn, stosowany przede wszystkim jako paliwo w silnikach spalinowych. Powstaje głównie w wyniku przetwarzania ropy naftowej, będącej paliwem kopalnym, chociaż część paliw zawiera też dodatki biokomponentów (np. bioetanol). W rafinerii ropa naftowa jest poddawana destylacji frakcyjnej: ogrzewana do wysokiej temperatury, a następnie rozdzielana na frakcje o różnych zakresach wrzenia. Frakcja benzynowa podlega dalszym procesom chemicznym (np. reformingowi, izomeryzacji, alkilacji, krakingowi) w celu uzyskania pożądanych własności paliwa. Produkcja benzyny jest złożona i kosztowna, ponieważ wymaga kontroli składu i parametrów lotności.
Benzyna jest mieszaniną wielu związków organicznych, przede wszystkim węglowodorów (alkanów, cykloalkanów, aromatów jak benzen, tolien, ksyleny oraz niewielkich ilości olefin). Związki te mają zwykle od C4 do C12 atomów węgla. W składzie benzyny znajduje się też m.in. izomer oktanu — oktan (C8H18) — który bywa używany jako punkt odniesienia przy określaniu odporności paliwa na spalanie stukowe, choć sam oktan stanowi jedynie jedną z wielu składowych mieszanki.
Klasy oktanowe i miary odporności na spalanie stukowe
Benzyna jest klasyfikowana według oktanowej lub innej miary odporności na spalanie stukowe (tzw. „stuk”). Wyższa liczba oktanowa oznacza większą odporność paliwa na samoczynne zapłony w cylindrze. Istnieją różne metody pomiaru:
- RON (Research Octane Number) — najczęściej stosowana w Europie; wartości typowe to np. 95 i 98 RON.
- MON (Motor Octane Number) — mierzona przy innych warunkach testowych, zwykle niższa od RON.
- AKI / (R+M)/2 — średnia arytmetyczna RON i MON, używana np. w USA; typowe wartości to 87 (zwykła), 91–93 (premium).
Producenci samochodów zalecają określone wartości oktanowe. Silniki o wysokim stopniu sprężania, turbodoładowane lub z zapłonem iskrowym o sportowym charakterze często wymagają paliwa o wyższej liczbie oktanowej, aby zapobiec spalaniu stukowemu i umożliwić sterowanie zapłonem na zaawansowanych mapach zapłonowych.
Dodatki i rodzaje paliw
Na stacjach paliwo sprzedawane jest często w kilku wariantach oktanowych — w Polsce typowo 95 i 98 RON — i zawiera dodatki do benzyny poprawiające m.in. stabilność, czystość układu paliwowego, własności przeciwstukowe oraz ograniczające odporność paliwa na utlenianie. Do dodatków należą detergenty, inhibitory korozji, środki antyutleniające i środki przeciwzamarzaniowe. W przeszłości stosowano paliwo ołowiowe (tetraetyloołów) jako dodatek zwiększający liczbę oktanową — zostało ono prawie całkowicie wycofane ze względu na toksyczność ołowiu.
Wielu producentów oferuje także mieszanki z tlenowcami (np. bioetanol: E5, E10, a w niektórych krajach E85 dla samochodów „flex-fuel”) zamiast dawniej stosowanego MTBE. Skład konkretnej benzyny może się różnić między stacjami oraz w zależności od regionu i przepisów.
Zastosowania
- Główne zastosowanie: paliwo do silników benzynowych w samochodach, motocyklach, łodziach, małych generatorach i urządzeniach ogrodniczych.
- Surowiec przemysłowy: używana w syntezach chemicznych i jako rozpuszczalnik (choć ze względu na toksyczność i alternatywy jej zastosowanie jako rozpuszczalnika jest ograniczane).
Bezpieczeństwo i wpływ na zdrowie oraz środowisko
Benzyna jest substancją łatwopalną i toksyczną. Jej pary tworzą z powietrzem wybuchowe mieszaniny; są też cięższe od powietrza i mogą gromadzić się w nisko położonych przestrzeniach. Długotrwałe wdychanie oparów lub kontakt ze skórą może powodować podrażnienia, zawroty głowy, uszkodzenia układu nerwowego, a niektóre składniki (np. benzen) są rakotwórcze. W związku z tym obowiązują surowe przepisy dotyczące przechowywania, transportu i sprzedaży paliw oraz norm emisji lotnych związków organicznych (VOC).
Spalanie benzyny w silnikach powoduje emisję dwutlenku węgla (CO2) — głównego gazu cieplarnianego — oraz innych zanieczyszczeń (tlenków azotu, tlenków węgla, cząstek stałych i nierozłożonych węglowodorów), które przyczyniają się do zanieczyszczenia powietrza i powstawania smogu.
Przechowywanie i sprzedaż
Benzyna jest dostępna na stacjach benzynowych, które oferują różne gatunki paliwa i kontrolują jakość oraz zgodność z normami krajowymi i europejskimi. Do krótkotrwałego przechowywania używa się pojemników dopuszczonych do kontaktu z paliwem, z dala od źródeł ciepła, iskier i otwartego ognia. Przy tankowaniu i transporcie ważne są zasady przeciwpożarowe i przeciwdziałania wyciekom (np. systemy odzysku par, separatory, plany awaryjne).
Podsumowanie: Benzyna to złożona mieszanina węglowodorów, kluczowa dla transportu spalinowego. Jej własności (lotność, odporność na spalanie stukowe — liczba oktanowa, zawartość dodatków) wpływają na osiągi i trwałość silnika oraz na emisje i bezpieczeństwo użytkowania. Wybór odpowiedniego gatunku paliwa zgodnie z zaleceniami producenta pojazdu oraz przestrzeganie zasad bezpieczeństwa minimalizuje ryzyko i negatywny wpływ na środowisko.
Kontener na benzynę
Stacja benzynowa w Hiroszimie, Japonia
Używa
Benzyna jest najczęściej stosowana w pojazdach takich jak samochody osobowe, furgonetki, itp. Benzyna może być używana w wielu innych rzeczach, których używamy na co dzień, takich jak kosiarki do trawy, dmuchawy do liści i silniki małych łodzi. Niektóre większe pojazdy, takie jak ciężarówki lub statki, mogą używać oleju napędowego zamiast benzyny.
Niebezpieczeństwa
Benzyna jest bardzo niebezpieczna. Może wybuchnąć, gdy zapali się iskra elektryczna. Jest również szkodliwa, gdy człowiek ją wypije lub gdy dostanie się na skórę. Rani środowisko naturalne i zdrowie człowieka, wytwarzając trujące gazy, takie jak tlenek węgla. Jeśli silnik benzynowy jest używany w pomieszczeniach zamkniętych, tlenek węgla może spowodować śmierć w ciągu kilku minut. Wiele osób umiera co roku z powodu używania generatorów zasilanych benzyną w pomieszczeniach zamkniętych lub pozostawienia pojazdów pracujących w garażu. Samochody elektryczne, takie jak Nissan Leaf, nie używają benzyny, nie wytwarzają tlenku węgla, są lepsze dla środowiska i można je bezpiecznie pozostawić uruchomione w garażu.
Zastosowanie i wycena
Stany Zjednoczone odpowiadają za około 44% światowego zużycia benzyny. W 2003 r. USA zużyły 476,474 gigadżuli (1,25871×1011 galonów USA; 1,04810×1011 imp. galonów), co odpowiada 1,3 gigolitra benzyny dziennie (ok. 360 mln USD lub 300 mln galonów cesarskich). Stany Zjednoczone zużyły około 510 mld litrów benzyny (138 mld galonów USA/115 mld galonów imperialnych) w 2006 r., z czego 5,6% to benzyna klasy średniej, a 9,5% to benzyna klasy premium.
Kraje zachodnie mają jeden z najwyższych wskaźników wykorzystania na osobę. []
Europa
W przeciwieństwie do USA, kraje europejskie nakładają znaczne podatki na paliwa takie jak benzyna. Na przykład cena benzyny w Europie jest ponad dwukrotnie wyższa niż w Stanach Zjednoczonych.
| Cena pompy (w Euro/litr) 2004-2011 bezołowiowa benzyna 95 Oktanowa w wybranych krajach europejskich. Aby przeliczyć cenę w Euro/litr na USD/gal, należy pomnożyć ją przez 5,7 (przy założeniu, że 1,5 USD = 1 EUR). | |||||||
| Kraj | Dec. 2004 | maj 2005 r. | lipiec 2007 r. | kwiecień 2008 r. | styczeń 2009 r. | Mar 2010 | Luty 2011 r. |
| 1.19 | 1.18 | 1.37 | 1.43 | 1.09 | 1.35 | 1.50 | |
| 1.05 | 1.15 | 1.31 | 1.38 | 1.07 | 1.35 | 1.53 | |
| 1.10 | 1.23 | 1.35 | 1.39 | 1.10 | 1.34 | 1.46 | |
| 1.26 | 1.33 | 1.51 | 1.56 | 1.25 | 1.54 | 1.66 | |
| 0.80 | 0.92 | 1.15 | 1.23 | 0.82 | 1.12 | 1.26 | |
| 0.92 | 0.98 | 1.06 | 1.14 | 0.88 | 1.12 | 1.29 | |
| 1.00 | 1.01 | 1.13 | 1.13 | 0.86 | 1.22 | 1.32 | |
Stany Zjednoczone
Ze względu na niskie podatki paliwowe cena detaliczna benzyny w USA podlega większym zmianom (niż poza USA), gdy jest obliczana jako procent kosztu na jednostkę. W latach 1998-2004 cena benzyny wynosiła od 1 USD do 2 USD za galon USA. Po 2004 r. cena rosła aż do momentu, gdy średnia cena gazu osiągnęła wysoki poziom 4,11 USD za galon USA w połowie 2008 r., po czym od września 2009 r. spadła o około 2,60 USD za galon USA. Ostatnio w USA odnotowano wzrost cen gazu o 13,51% od 31 stycznia do 7 marca 2011 roku.
Większość towarów konsumpcyjnych ma zaksięgowane ceny, które nie zawierają podatku; podatki są dodawane w oparciu o procent od ceny zakupu. Ze względu na prymitywne pompy benzynowe w latach dwudziestych XX wieku ceny benzyny w Stanach Zjednoczonych są księgowane z uwzględnieniem podatków, a podatki są ustalane w oparciu o centy za galon. Podatki są dodawane przez władze federalne, stanowe i lokalne. (Podatki te pobierają koszty utrzymania dróg.) Od 2009 roku podatek federalny wynosi 18,4 centów za galon benzyny i 24,4 centa za galon oleju napędowego (z wyłączeniem czerwonego oleju napędowego). Wśród stanów, najwyższe stawki podatku od benzyny, od stycznia 2011 roku, są Kalifornia (47,7¢/gal), Nowy Jork (47,3¢/gal), Hawaje (45,8¢/gal), i Connecticut (45,2¢/gal). Rząd federalny i wiele stanów nie zwiększa z czasem podatków od benzyny wraz z inflacją. Jednak niektóre stany pobierają również procentowy podatek od sprzedaży i różnią się jego wysokością w zależności od kosztów benzyny.
Około 9% całej benzyny sprzedanej w USA w maju 2009 r. było najwyższej jakości, jak podaje Energy Information Administration. Niektórzy producenci samochodów "zalecają" benzynę klasy premium, ale mają silniki sterowane komputerowo, które regulują rozrządy, aby uniknąć stukania. Tak więc, większość samochodów może spalić zwykłą benzynę klasy, ale przy nieco obniżonej wydajności. Associated Press powiedział gaz premium, który jest wyższy oktan i kosztuje kilka cent¨®w galon więcej niż regularne bezołowiowe powinny być używane tylko wtedy, gdy producent mówi, że jest "wymagane".
Aby zmniejszyć zużycie importowanej ropy naftowej, w USA stosuje się mieszaniny etanolu i benzyny Gasohol (10% etanolu) oraz E85 (85% etanolu).
Brazylia
Brazylia posiada największy krajowy przemysł paliwowo-etanolowy. Benzyna sprzedawana w Brazylii zawiera co najmniej 25% bezwodnego etanolu. Etanol bezwodny (około 95% etanolu i 5% wody) może być stosowany jako paliwo w ponad 90% nowych samochodów sprzedawanych w kraju. Brazylijski etanol jest produkowany z trzciny cukrowej i charakteryzuje się wysoką sekwestracją węgla.
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest benzyna?
O: Benzyna to toksyczna, przezroczysta ciecz, która jest najczęściej stosowana jako paliwo w silnikach spalinowych. Wytwarza się ją przez gotowanie ropy naftowej, paliwa kopalnego.
P: Jak powstaje benzyna?
O: Benzyna powstaje w procesie destylacji, w którym ropa naftowa jest podgrzewana do bardzo wysokiej temperatury, a następnie rozdziela się na składniki, z których jednym jest benzyna.
P: Jakie są główne składniki benzyny?
O: Głównym składnikiem benzyny jest oktan (C8H18), który jest węglowodorem.
P: Gdzie można kupić benzynę?
A: Benzynę można kupić na stacjach benzynowych lub stacjach paliw.
P: Jakie są różne klasy benzyny?
O: Benzyna jest klasyfikowana według liczby oktanowej, która określa, jak dobrze się pali. Większość silników samochodowych może spalać benzynę "zwykłą" o liczbie oktanowej 87, natomiast silniki precyzyjne wymagają lub preferują benzynę "premium" o liczbie oktanowej 93. Większość stacji oferuje trzy różne mieszanki z trzema różnymi klasami oktanowymi i cenami.
P: Czy dokładny skład benzyny każdej marki jest taki sam na wszystkich stacjach?
O: Nie, skład każdej marki może być nieco inny, w zależności od tego, jakie dodatki zawierają, aby prawidłowo spalać się w silnikach spalinowych o wysokim stopniu sprężania.
Przeszukaj encyklopedię