Как получают из нефти бензин

lipa-tequila › Блог › Немного о бензине: как получают и сколько это стоит?

Не секрет, что бензин – самое популярное топливо для автомобилей. Согласно статистике, 800 миллионов машин каждый день на нашей планете «съедают» более 7 миллиардов бензина – и в перспективе эта цифра будет лишь увеличиваться. Сохранить в безопасности все существующие в мире бензопроводы с дорогой горючей жидкостью внутри — довольно непростая задача, для решения которой необходима совокупность лучших инженерных умов, превосходное знание химии и небывалые упорство и настойчивость. Так из чего же состоит эта огнеопасная жидкость, какие процессы входят в производство топлива, сколько стоит литр бензина?

Из чего делают бензин
Основные компоненты бензина — это переработанная нефть, природный газ, газовый конденсат, уголь, торф, горючие сланцы, продукты синтеза водорода и окиси углерода. Более 20% полученного по всему миру «черного золота» используется для производства бензина. Залить нефть напрямую в бензобак, увы, нельзя: нефть состоит из смеси углеводородов, чьи молекулы, в свою очередь, имеют разное количество атомов углерода, разнящихся по атомной массе.

Каким образом делают бензин
Производство бензина из нефти условно можно разделить на 3 этапа:
1. Первичная обработка нефти. На нефтеперерабатывающих заводах разделяют нефть на несколько групп, разных по температуре кипения.
Чтобы «добыть» бензин из нефти, нужно провести довольно непростые химические процессы: на производстве дорогостоящую жидкость нагревают до 370 градусов по Цельсию — так при тепловой обработке конденсируются разные по весу молекулы. Тяжелые, битумные «тусуются» в основании (битум впоследствии используется для изготовления асфальта), а самые легкие молекулы поднимаются наверх – из них-то на выходе и получается бензин.

2. Вторичная обработка нефти. Происходит переработка групп, полученных в результатах первичного этапа. Так делают нефтепродукты, пригодные для продажи.
Каждая из групп проходит еще одну систему очистки и, как правило, получает присадку для увеличения октанового числа бензина.

3. На каждом нефтеперерабатывающем заводе за цехами производства закреплена своя лаборатория, где свежеполученный бензин досконально проверяется не менее 3 часов. Например, проверить бензин на запах не удастся — придётся изучать его внешние и внутренние характеристики. Навскидку можно оценить разве что чистоту полученного топлива — в отличие от дизеля, бензин непременно должен быть чистым и прозрачным.

Интересно, но из 1 тонны нефти можно получить лишь 72% конечного продаваемого продукта — остальное сбывают в качестве мазута. Из этих 72% делают лишь 24% бензина. Остальное – авиационное топливо, газ и дизель.

Сколько получается бензина из одного барреля нефти
Объем нефтяного барреля равен 159 литрам. Назвать точную цифру в литрах не получится: в этом уравнении слишком много переменных – от качества нефти до всевозможных способов её обработки.

Если говорить о прямом перегоне нефти, то выход бензина составит около 24% от первоначального объема, другими словами – примерно 40 литров. Но человечество шагнуло вперёд, и теперь прямой перегон нефти – это технология прошлого века. Современные технологии помогают получить до 80% бензина от первоначального объема – это около 125 литров!

Сколько на самом деле стоит бензин
Чтобы очень приблизительно посчитать, сколько же реально стоит бензин на выходе с производства, необходимо вникнуть во множество параметров.

Для начала необходимо определить факторы, влияющие на стоимость бензина.
Нефть. Расходы на добычу, административные траты, транспортные расходы;
Переработка нефти в бензин. Нужно знать, сколько стоит себестоимость добычи нефти — в докризисные времена в РФ эта цифра держалась в границах от 8 до 15 долларов за баррель. Кроме того, нужно учитывать энергонасыщенность нефти (это 10000 килокалорий на килограмм), объем барреля нефти (159 литров) и теплоотводную способность бензина (такая же, как и у нефти). В результате можно сделать вывод – из 1 килограмма нефти можно сделать 1 килограмм «условного бензина»;
Бензин и его транспортировка;
Заправка. Расходы автозаправочной станции несложно посчитать: около 11% — это расходы на розницу, НДС – 15%, Акцизные расходы – 12%, НДПИ (налог на добычу полезных ископаемых) – 16,9%. Если подумать — мы переплачиваем порядка 55% от начальной стоимости!

Сколько не считай, себестоимость не выявить – она настолько хорошо скрыта от глаз обывателей, что высчитать реальную цену на бензин на выходе практически невозможно!

В современном мире всё ещё остались автомобили, «поедающие» бензин с октановым числом А-80 и даже А-76, однако большинство современных машин заводятся от Аи-95 и Аи-92. Впрочем, есть и те, кто ниже Аи-98 не употребляет ничего. Чем выше октановое число бензина, тем лучше его очистка, тем, соответственно, сложнее производство, а значит – и цена. Как бы то ни было, производство бензина – это один из самых сложных и наиболее важных технологических процессов производства в современном мире.

Как делают бензин из нефти – топливо своими руками

Финансовый кризис демонстрирует неприятную ситуацию: цены на нефть падают, но стоимость бензина увеличивается. Создание автомобильного топлива не требует собственного завода со сложными механизмами и специальных знаний — процесс производства бензина достаточно простой.

Как делают бензин в промышленности

Топливо для автомобилей вырабатывается из нефти, которая, в свою очередь, состоит из двух компонентов:

  • Углерод — содержание около 85%;
  • Водород — содержание около 15%.

Два необходимых компонента тесно связаны между собой. Они соединяются на молекулярном уровне, образуя углеводород. От количества одного из двух компонентов, а также сложности состава зависит категория жидкости.

Бензин из нефти добывают двумя способами — прямой перегонкой или крекингом. Второй процесс является более популярным, равно как и технологически совершенным, поэтому используется в промышленности.

Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти

Один баррель содержит 159 литров. При переработке этого объёма количество нефти увеличивается до 168 литров, из чего можно произвести:

  • 102 литра бензиновой смеси;
  • 30 л дизельной;
  • 25 л авиационного топлива;
  • 11 л нефтезаводского газа, получаемого после перегонки;
  • 10 л нефтяного кокса — вторичный продукт;
  • 5,6 л мазута, который используется для отопления дома или питания кораблей, локомотивов и генераторов;
  • 4,5 л сжиженного газа;
  • Полтора килограмма древесного угля;
  • 12 баллонов газа пропан;
  • Литр моторного масла.

Процесс прямой перегонки для создания бензина

Этот способ является самым простым и был открыть раньше других. Такой процесс отличается малым КПД перегонки нефти в топливо, но может быть воспроизведён самостоятельно.

Суть перегонки заключается в нагревании нефти. При высоких температурах по очереди испаряются требуемые элементы, в конечном итоге оставляя бензин. Процесс проходит в закрытой ёмкости, которая имеет особое атмосферное давление. Отвод газов происходит через специальную трубку. От температуры зависит состав получаемой смеси:

  • При температуре 35–200°C производится бензин;
  • При 150–305°C — керосин;
  • При 150–360°C — дизельное топливо.

Недостатки прямой перегонки нефти:

  1. Малый объём полученного топлива. Из одного барелля подготовленной нефти можно произвести примерно 25 л бензина — около 15% от изначального объёма.
  2. Полученное горючее имеет низкое октановое число (показатель, который говорит о способности топлива сопротивляться воспламенению при сжатии. Чем больше коэффициент, тем более устойчиво к детонации топливо) — порядка 50–60 единиц. Для его повышения до привычных 92–95 понадобится добавить множество присадок и спиртов.

Процесс перегонки давно устарел — для массового производства такой способ невыгоден. Тем не менее, этот процесс можно повторить самостоятельно, ведь он не требует дорогого оборудования и особых умений.

Риформинг

Высокотехнологический процесс, который используется для получения высококачественного бензина и прочего топлива, а также ароматических углеводородов. Он является очень сложным, но принцип таков: нефть разделяют на составляющие части с помощью химических реакций, уменьшая в ней количество воды и избавляясь от тех или иных соединений, делая смесь более простой, что и образует топливо.

  1. Высокий КПД — бензина на выходе получается до 40–50% от первоначального объёма нефти. Это в среднем в три раза более эффективно, нежели перегонка. Так, из барреля получается около 80 литров горючего, что позволяет рациональнее расходовать ограниченную в количестве нефть.
  2. Более высокое октановое число, достигающее 80 единиц. Разумеется, такой бензин не может быть использован сразу, но он требует меньшего количества присадок, что позволяет сократить расходы при производстве, а сам бензин сделать более качественным и «натуральным».

Современные специалисты в области обработки нефти стремятся прийти к полному отказу от использования присадок. Для этого разрабатываются технологии вроде крекинга, платформинга и прочих.

Недостаток способа в плане производства бензина самостоятельно лишь один. Этот процесс является очень сложным, требуя точного контроля и серьёзной подготовки — оборудования и знаний.

Октановое число топлива

Чем больше показатель ОЧ, тем более безопасным для топливной системы является бензин. Горючее очень плохого качества создаёт риск взрыва двигателя. Для повышения октанового числа используются дополнительные компоненты:

  • Спирты;
  • Эфиры;
  • Алкилы;
  • Присадки, повышающие стойкость к замерзанию.

Повышается октановое число разными способами

Ранее также использовался тетраэтилсвинец. Он отлично справлялся с работой, но негативно влиял на здоровье водителей и природы в целом, оседая в лёгких и вызывая рак. Разрешённые присадки позволяют создавать безопасное как для двигателя, так и для экологии топливо как в лаборатории, так и самостоятельно.

Контроль качества. Проверка топлива

На территории каждого производства есть лаборатория. В ней отслеживается качество нефти и продуктов, получаемых из неё. Контролю подлежит каждый этап создания топлива от завоза сырья до окончательной смеси.

Конечная проверка бензина в лаборатории занимает три часа. Эксперты ориентируются на цвет, а также состав — топливо не должно содержать воду и примеси в количествах, превышающих норму. На вид бензин должен быть прозрачным и без осадка. Дизельное топливо может иметь желтоватый цвет.

Керосин проходит наиболее серьёзную проверку. Этот вид топлива используется в авиации, поэтому должен иметь высшее качество. Производство посещает военный представитель, который следит за анализом керосина.

После лабораторных анализов топливо подвергается испытанию в специальном двигателе. Исследуемое топливо сравнивается с эталонным, которое имеет октановое число 100. В зависимости от того, насколько хорошо работает испытательный двигатель относительно эталонного, получают ОЧ произведённой партии топлива.

Самостоятельное производство бензина

Изучив процесс перегонки нефти можно понять, что необязательно обладать заводом и лабораторией для создания топлива. Его можно сделать на даче или в любом другом месте, используя простой агрегат и минимальные знания. Разумеется, начальное качество такого горючего оставит желать лучшего — его придётся доводить до кондиции различными присадками.

  • Герметичная ёмкость с газоотводящей трубкой. Подойдёт любая железная бочка с плотной крышкой и приваренным отводом;
  • Промышленный термометр, который будет следить за температурой внутри этого сосуда;
  • Конденсатор — любая ёмкость, в которую при перегонке будет поступать газ из первой;
  • Дистиллятор (подойдёт обыкновенный самогонный аппарат);
  • Нагревающий элемент — подойдёт даже кухонная электрическая плита;
  • Третья ёмкость, которая выполняет функцию водяного затвора;
  • Нефть или отходы нефтепереработки (в том числе старые покрышки или отработанное масло).

Сбор установки

Подготовив все три ёмкости можно приступить к сборке. Первый сосуд (реторта) соединяется со вторым (конденсатором) посредством газоотводящей трубки. Эта конструкция является основной в процессе перегонки. Ёмкость конденсатора должна иметь шланг, который подсоединяется к трубке водяного затвора (одной из двух) — обе они располагаются под уровнем воды. Вторая трубка гидрозатвора соединяется с печью, на которую и ставится реторта. Такая конструкция является замкнутой и позволяет производить перегонку нефтепродуктов. Процесс должен проходить на открытом воздухе либо в помещении с мощной вытяжкой — пары бензина взрывоопасны!

Читайте также:  Как включить колонку бош

В случае если обычную нефть найти не удалось, подойдут вторичные продукты. Это может быть мазут, отработанное машинное масло, старые покрышки и прочие отходы. Разумеется, используя такие материалы, итоговое количество топлива составит даже менее 15% от первоначального объёма.

Как использовать аппарат для перегонки

В реторту помещается нефть или её вторичные продукты. Ёмкость ставится на нагревание (если используется кухонная плита, то она обязательно должна иметь электрические конфорки — газовые создают риск воспламенения паров бензина). Конденсатор необходимо поставить в прохладное помещение (около +5°С). Если нет такой возможности, то нужно как минимум обложить трубку, соединяющую реторту и конденсатор обложить льдом.

Можно получить вполне пригодное топливо

Первую ёмкость необходимо нагреть в диапазоне температур 35–200°С. При превышении двухсот градусов получится не бензин, а другой вид топлива — дизельное или керосин. Через трубку в охлаждённую вторую ёмкость будет поступать газ, который при конденсации превращается в жидкость — основу бензина. Его пары поднимаются над нефтепродуктами в результате нагревания, так как они легче остальных веществ. В реторте останутся высококипящие составы: керосин, нефтяное масло и прочее.

В процессе работы аппарата образуется не только газ, являющийся основой бензина, но и метан (а также пропан и бутан в меньших количествах). Именно поэтому нужна трубка, которая либо выводит углеводородные газы, либо направляет их в печь, если используется система сгорания.

Для того чтобы получить больше жидкости, следует остатки после первого процесса поместить в толстостенную герметичную ёмкость и нагреть до 450 градусов. Тяжёлые составляющие нефтепродуктов разложатся, а полученная субстанция может быть перегнана ещё раз. Этот процесс является упрощённой версией крекинга, который используют в промышленности.

Повышение октанового числа

Формально, жидкость, получаемая в конденсаторе, является бензином. Она имеет недостаточное октановое число, поэтому в качестве топлива не подходит. Так, бензин прямого перегона следует обогатить присадками (подойдёт даже тетраэтилсвинец — в малых количествах, которые требуются для работы одного автомобиля, он не представляет опасности). Полученный в итоге бензин можно использовать по прямому назначению, но он, скорее всего, не подойдёт для машин с чувствительной топливной системой — малое ОЧ вкупе с примесями просто испортит дорогое транспортное средство.

Что касается использования в простых и недорогих автомобилях, которые имеют непривередливую топливную систему — самодельный бензин отлично для них подходит. Повышение октанового числа до нужного показателя происходит методом проб и ошибок, поэтому не стоит экспериментировать на чувствительных машинах.

Получение дизельного топлива и керосина самостоятельно происходит точно таким же образом, за исключением температуры нагрева в реторте. Эти виды горючего требуют 300 и 350 градусов по Цельсию соответственно.

Заключение

Современные предприятия, производящие топливо, устанавливают огромную наценку на свою продукцию. В целях экономии создавать бензин и другое горючее можно самостоятельно, используя старую, но простую систему — процесс прямой перегонки. При перегонке из вторичных нефтепродуктов можно рассчитывать на эффективность около 10% объёма.

Работы должны выполняться в проветриваемом помещении с мощной вытяжкой или на свежем воздухе. В целях соблюдения безопасности крайне не рекомендуется использование открытых источников огня — процесс нагрева ёмкостей должен происходить на плите с электрической конфоркой либо на печи.

Как делают бензин

Бензин — топливная жидкость. Но всем интересно, как делают бензин . Методы изготовления такой смеси требуют строгого следования технологии, научного соблюдения химических законов и немалого труда специалистов. Рассмотрим, как и из чего делают бензин .

Как производят бензин в промышленности

Основой для получения бензина является нефть. После ее перегонки получают не только горючие смеси (бензин, керосин, дизельное топливо), но и много других полезных органических продуктов, например мазут. Ископаемое «черное золото» на 85% состоит из углерода и на 15% из водорода, которые создают сотни связей — углеводородов.

Методы производства бензина включают два основных способа: прямую перегонку и более совершенные технологии. Например:

  • термический крекинг;
  • каталитический крекинг;
  • каталитический риформинг;
  • гидрориформинг;
  • платформинг.

Очистка сырой нефти

Для производства бензина из нефти , которая содержит все углеводороды, нужно ее переработать. В результате получают сырье, из которого изготавливают полезные вещества. Очистка сырой нефти — разделение ее компонентов на фракции. Процесс получения бензина начинается с одного из двух способов очистки:

  1. Термическая фракционная перегонка, при которой различные вещества выделяются при разной температуре кипения. Это — старый и распространенный способ выделения из нефти необходимых фракций. При этом нефтяные испарения конденсируются в жидкость для дальнейшей переработки.
  2. Химическая фракционная обработка позволяет из одних компонентов получать другие. Такая очистка называется конверсией. В результате конверсии длинные углеводородные цепи разбиваются на более короткие.

Первичная переработка

Первая стадия технологии производства бензина из нефти — атмосферное фракционирование, при котором нефтяное сырье разделяется на фракции. Атмосферная перегонка проходит в заданном температурном интервале (не более 350°С), т. к. при температурах выше указанного значения углеводородные вещества разрушаются.

Первичная переработка включает 2 технологических процесса:

  • атмосферную перегонку;
  • вакуумную дистилляцию.

Нефтеперерабатывающие заводы эти процессы проводят в одной установке, которая называется АВТ, или атмосферно-вакуумной трубчаткой. Часто с аппаратом АВТ используется ЭЛОУ (электро-обессоливающая установка). Вакуумная дистилляция нужна для разделения на фракции остатка атмосферной переработки — мазута. При этом нефть нагревается до 600°С при пониженном давлении. В результате получают гудрон (темное высоковязкое вещество).

Вторичная переработка

Вторичные процессы при производстве бензина из нефти увеличивают количество видов моторного топлива. Во время вторичной переработки происходит химическая модификация углеводородных молекул, при которой они преобразуются в формы, удобные для дальнейшего окисления.

Вторичная переработка имеет 3 основных направления:

  1. Углубляющее — термический и каталитический крекинг, гидрокрекинг, висбрекинг, коксование, производство битума и др.
  2. Облагораживающее — гидроочистка, риформинг, изомеризация и другие процессы.
  3. Производство масел и ароматических веществ, алкилирование, МТБЭ и т. п.

Каталитический риформинг

В процессе каталитического риформинга происходит ароматизация, т. е. образование ароматических веществ, повышение содержания аренов и газов, содержащих водород.

С помощью риформинга получают:

  • неэтилированный высокооктановый бензин с повышением его октанового числа;
  • арены (ароматические углеводороды);
  • водосодержащий газ для последующей гидроочистки (изомеризации, гидрокрекинга и других процессов).

Жидкий риформат является высокооктановым компонентом авиационного и автомобильного топлива, а также из него выделяются ароматические вещества и газы, подвергающиеся разделению. Водород, выделяющийся при этом, дешевле, чем специально получаемый. В риформинге он используется для восполнения потери циркулирующих газов.

Каталитический крекинг

Каталитический крекинг — важный процесс термической переработки углеводородных фракций, при котором получают высокооктановое топливо, непредельные жирные газы и легкий газойль. При этом происходит глубокая переработка нефти с помощью эффективных катализаторов из алюмосиликатов, имеющих большой срок службы.

Процесс каталитического крекинга отличается эксплуатационной гибкостью и универсальностью. Он дает возможность разделять нефтяные фракции на высокооктановый бензин и газы, богатые пропиленом, бутенами и изобутаном. Крекинг легко совмещается со смежными процессами (гидроочисткой, гидрокрекингом, адсорбционной очисткой, алкилированием, деасфальтизацией и др.).

Основными реакциями при каталитическом крекинге являются:

  • перераспределение водорода — гидрирование и дегидрирование;
  • деалкилирование;
  • полимеризация;
  • дегидроциклизация;
  • изомеризация;
  • циклизация;
  • реакции с олефинами;
  • алкилирование;
  • получение тяжелых веществ, которые в дальнейшем конденсируются до образования кокса.

Процесс прямой перегонки

Распространенный физический метод извлечь бензин из нефти — прямая перегонка, при которой нефть разделяется на фракции при разной температуре кипения. При нагревании нефти образуются пары, которые собирают и частями конденсируют. При перегонке получаются дистилляты топлива и мазутный остаток, используемый для изготовления смазочных масел.

Прямая перегонка нефти — единый технологический процесс в установке непрерывного производства (испарения и фракционирования дистиллятов). Пар подогреваемой нефти поднимается наверх в специальном резервуаре, разделенном металлическими дисками, которые имеют отверстия с колпачками. Смесь поднимающихся паров при охлаждении конденсируется на тарелках резервуара.

Вверху резервуар орошается частью легкокипящих фракций, а пары выводятся, подвергаются охлаждению и, конденсируясь, превращаются в жидкое топливо. При прямой перегонке получается до 15% бензина (от массы перерабатываемого сырья), а также образуются многие полезные продукты, такие как керосин, лигроин, солярка и др.

На дне резервуара остается мазут, используемый при помощи дальнейшего нагревания (свыше 400°С) для производства масляных продуктов. Из остатков производства масел получают полугудрон и гудрон, после обработки которых серной кислотой изготовляют высоковязкое смазочное масло (в т. ч. авиационное).

Изомеризация

Преобразование линейных углеводородов в соединения более разветвленной цепи, имеющих высокое октановое значение, называется изомеризацией. Низкооктановые фракции при помощи катализаторов превращают сырье в высокооктановый бензин. Изомеризация сопровождает процесс переработки нефти (крекинг, пиролиз).

При помощи изомеризации получаются соединения с другим расположением групп атомов, но не изменяется состав и молекулярная масса вещества. Изомеризация извлекает из бензина ароматические углеводороды, легкие фракции с низким октановым числом, олефины и бензол.

Технология изомеризации использует катализаторы с заданными каталитическими и химическими характеристиками, которые устойчивы к действию ядов. Уникальность данного процесса — в сочетании с селективной жидкой адсорбцией на молекулярных ситах. Это увеличивает конверсию парафинов и повышает характеристику легкого бензина прямой перегонки.

Алкилирование

Производство высокооктанового бензина из непредельного углеводородного газа называется алкилированием. При соединении алкана и алкена происходит реакция, в результате которой получается алкан, где число атомов углерода равно сумме атомов в исходных алкене и алкане. Молекулы алканов имеют большее октановое число, чем у алкенов, поэтому получаемое топливо отличается теми же характеристиками.

Сырьем для алкилирования является ББФ (бутан-бутиленовая фракция), получаемая при каталитическом крекинге. Основные составляющие ББФ — бутилен и изобутан. В качестве катализаторов используются фтористоводородная и серная кислоты. Но большая токсичность и высокая летучесть фтора не позволяют широко его использовать в промышленности, поэтому в нефтепереработке применяется сернокислотное алкилирование.

Компаундирование

Управляемое смешение нефти называется компаундированием. С помощью этой технологии несколько потоков смешиваются в один. При неуправляемом смешении показатели качества нефти во времени не стабильны и варьируются в зависимости от разного режима перекачки. Тогда как при компаундировании происходит сглаживание нестабильного потока дозированной подкачкой высокосернистой смеси в поток нефти с запасом качества.

Для регулирования потоков устанавливаются заслонки. Само регулирование проходит в 3 этапа:

  • по отношению расходов потоков;
  • по давлению на входе потока;
  • по количеству серы на выходе.

В процессе компаундирования контролируются:

  • плотность в потоке;
  • температура в потоке;
  • расход нефти в потоке.

В процессе управляемого смешения сокращаются выбросы серы. Возрастает стабильность качества нефтяных продуктов. Тогда как при неуправляемом смешении отмечается неравномерность качественных характеристик сырья. Компаундирование позволяет сделать поставки потребителям стабильными и качественными.

Лабораторная проверка

Лабораторная проверка изучает параметры горючих и смазочных веществ. Исследованию подлежат:

  • бензин;
  • дизельное топливо;
  • керосин;
  • моторные масла;
  • нефть.

Перечень вопросов, стоящих перед экспертами, проводящими исследования:

  • соответствие технологии изготовления топлива или ГСМ принятым стандартам;
  • соответствие состава нефтепродуктов стандартам для этой марки;
  • возможность этого топлива или ГСМ стать причиной для выхода из строя двигателей или механических узлов.
Читайте также:  Как зажечь газовую колонку

Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти

При переработке барреля нефти (159 л) объем нефти увеличивается на 9 л (до 168 л). Из этого количества сырья производят:

  • бензина — 102 л;
  • дизельного топлива — 30 л;
  • авиационного бензина — 25 л;
  • газа после перегонки — 11 л;
  • кокса — 10 л;
  • мазута — 5,6 л;
  • сжиженного газа — 4,5 л;
  • древесного угля — 1,5 кг;
  • газа пропан — 12 баллонов;
  • моторного масла — 1 л.

Как производят бензин в домашних условиях

Методом прямой перегонки можно получить бензин в домашних условиях. При нагревании нефтяного сырья происходит испарение топлива, для чего из основной емкости в другую проводится трубка. При разных температурах получают различные нефтепродукты:

  • бензин — +35…+250°С;
  • керосин — +150…+305°С;
  • дизельное топливо — +150…+360°С.

Схема перегонного аппарата такая же, как и у самогонного. Но домашнее производство бензина имеет много недостатков. Это и малый выход топлива (150 мл из 1 л нефти), и низкое октановое число (не выше 60 ед.). Чтобы поднять октановый уровень до 92 или 95 бензина нужны добавки и присадки. Гораздо практичнее делать бензин из различных отходов, соломы, использованных шин, древесного угля и т. п.

Получение газового бензина

При извлечении углеводородов при переработке газов происходит их отбензинивание при помощи твердых сорбентов. Необходимо повысить поглощение активированным углем удельного количества углеводородов. Для этого в уголь добавляют растворитель типа толуола с дималеинимидом (0,1-1%). Затем через слой угля пропускают попутный или природный газ.

На специфически обработанном в течение 2 часов угле происходит удельное поглощение тяжелых углеводородов. Через насыщенный сорбент пропускают пар в таком же направлении, что и газ для отбензинивания. После чего сорбент сушат и используют в следующих циклах. Газоконденсат сепарируют. Это автоматически приводит к получению стабильного газового бензина.

Стоимость производства бензина из газа снижается за счет предварительной обработки сорбента и увеличения его поглотительного свойства больше чем на 50%. Это позволяет отказаться от применения пропускаемого через уголь стабильного вещества или уменьшить его количество. Уменьшаются затраты по использованию колонн и оснащенности аппаратурой.

Как из нефти производится бензин

Если бы можно было просто добыть нефть, залить ее в бак машины и сразу поехать, то в выигрыше оказались бы абсолютно все участники нефтяного рынка. Однако в реальности все гораздо сложнее, и для того, чтобы из черной вязкой жидкости получилось прозрачное качественное топливо, требуется приложить немало усилий.

Основные этапы переработки

Главным «инструментом» в производстве выступает нефтеперерабатывающий завод. Именно на нем производятся все технологические процессы.

На НПЗ нефть поставляется различными способами – автотранспортом, по железной дороге или нефтепроводу. На выбор конкретного способа поставок в большей степени влияет удаленность завода от месторождений.

Очистка

Первый этап переработки – очистка нефти от ненужных примесей – мелких капель воды и солей. Для этого в смесь добавляется обычная пресная вода, а затем она подвергается воздействию электричества. В результате происходит отделение влаги, и переход в нее солей и других твердых примесей.

Это лишь один из возможных вариантов, для обессоливания сырой нефти также может применяться подогрев, химическая обработка или метод гравитационного отстоя.

Отделение нефтепродуктов

Следующий этап – получение необходимых нефтепродуктов. Из смеси добывается не только бензин, но и ДТ, керосин, масла и ряд других продуктов. Раньше для их разделения использовался так называемая прямая перегонка (ректификация). Ее суть в том, что различные вещества имеют различную температуру кипения, что позволяет поочередно выпарить их из смеси и конденсировать в раздельных резервуарах.

При относительной простоте метод не является идеальным:

  • Из 1 л сырой нефти удается получить всего лишь около 150 мл бензина.
  • Октановое число получаемого топлива слишком низкое – всего 50-60 единиц.
  • Для его «поднятия» требуется большое количество химических присадок.

Ввиду этих недостатков более современные производства используют другие методы – каталитический риформинг и термический крекинг. Если не вдаваться в физико-химические подробности, их суть сводится к разделению исходной смеси на фракции под воздействием высоких температур с применением катализаторов. Их использование дает ряд преимуществ:

  • Из 1 л сырья удается получить до 800 мл бензина.
  • Октановое число существенно выше – порядка 70-80 единиц, а при каталитическом методе – выше 90.
  • Требуется минимальное количество присадок.

На выходе удается получить практически готовый бензин, однако в эксплуатацию его вводить еще рано.

На финишной прямой

Для получения топлива, полностью соответствующего установленным экологическим и качественным стандартам необходимо выполнить еще несколько действий.

Для начала в продукт добавляются присадки, обеспечивающие необходимые показатели детонационной стойкости и других характеристик. Например, так удается выполнить разделение полуготового продукта на всем известные марки АИ 92, 95 и 98, а также получить летнее и зимнее дизельное топливо.

И практически последний этап – удаление излишков серы для соответствия экологическому стандарту «Евро-5» – в 1 кг бензина должно содержаться не более 10 мг серы. Оно производится путем водородной очистки.

Готовая продукция обязательно подвергается тщательному анализу и лишь в случае полного соответствия отправляется на хранение и дальнейшую реализацию.

Универсальное сырье

Сырая нефть является достаточно универсальным продуктом: добытая масса «черного золота» используется практически полностью. В зависимости от ее качества от 15 до 80% сырья становится бензином и ДТ, порядка 11% – авиационным топливом, а 6% – газом. Оставшуюся массу составляют газойль, различные масла, гудрон и мазут, который раньше считался отходом производства, но сейчас является полноценным продуктом со своей сферой использования. Таким образом, процесс нефтепереработки получается практически безотходным.

Всё о производстве бензина: способы добычи и сколько можно получить из 1 барреля

В большинстве современных транспортных средств устанавливаются двигатели внутреннего сгорания, горючим для которых выступает бензин. Изготавливать его научились ещё в 19-м веке, когда его добывали примитивными методами перегона. С тех пор технологии шагнули далеко вперед, однако основой для производства бензина всё равно остаётся сырая нефть.

Сколько топлива можно получить из барреля сырой нефти

При том, что автомобили окружают нас повсюду в огромном количестве, мало кто досконально представляет себе, сколько из барреля нефти получается бензина и каким образом его вырабатывают. Основной технологический процесс — это так называемая «перегонка», после которой из остатков нефтепродуктов добывают и вспомогательную продукцию наподобие мазута, керосина и даже дизтоплива.

Несмотря на то, что для нас более привычной является физическая мера «1 тонна», в сфере нефтепродуктов получила общемировое распространение другая единица измерения. Поэтому, когда мы хотим понять, сколько из тонны получается бензина, то для начала должны вспомнить, что в каждой тонне порядка 7 баррелей, каждый из которых содержит в себе примерно 159 литров нефти.

Технологии, которые применяются на американских нефтеперерабатывающих заводах, позволили им увеличить объём продукта на выходе ещё на 9 литров. Таким образом, у них из барреля нефти получается уже 168 литров нефтепродуктов. Посмотрим, сколько и чего можно получить, исходя из категории продукции из каждого такого барреля:

  • около 5,5-5,6 литров горючего вещества, известного, как мазут. Он незаменим для отопления, но также им заправляют корабли и локомотивы;
  • почти 21 литр авиационного топлива. Для современного самолета это очень малый объем, на котором он не сможет пролететь даже пары километров;
  • 8,5 литров твердого нефтяного кокса, который выступает продуктом вторичной переработки. Применяется при производстве ферросплавов, электродов, а также в ряде других случаев;
  • порядка 9 литров газа, который добывают в процессе перегонки нефтепродуктов;
  • 25 литров солярки, которой повсеместно заправляют дизельные автомобили, грузовые и сельскохозяйственные авто;
  • 85 литров бензина — вот сколько литров его содержится в одном барреле. Для большинства авто среднего класса этого объема достаточно, чтобы преодолеть порядка 1000 километров пути;
  • 4500 миллилитров газа, приобретающего сжиженную форму. Данный продукт активно используется как автомобильное топливо, для отопительных приборов, при изготовлении аэрозолей;
  • дюжину баллонов, наполненных пропаном или 1,5 кг. брикетированного древесного угля;
  • 1 литр автомобильного моторного масла — таков будет выход из барреля нефти.

Это не единственные направления применения нефти и её производных. Из них изготавливаются также компоненты, в которых нуждается фармацевтическая и косметологическая индустрии, химическая и даже пищевая промышленности.

Как делают бензин в промышленности

Для производства используется чистая нефть, добытая из недр земли или шельфа. В ее составе пара основных составляющих: около 85% углерода и примерно 15% водорода. В процессе их соединения получаются углеводороды, на которых основан процесс прямой перегонки для создания бензина в промышленности. Таких процессов может быть несколько, и каждый из них основан на различных технологиях. Однако наиболее распространённые среди них — это платформинг, крекинг, термический или каталитический.

На заре освоения нефтепродуктов человеком прямая перегонка была простейшим химическим процессом, который при желании каждый может освоить у себя на дому. Она основана на нагревании нефти, в процессе которого из нее испаряются отдельные составляющие и получаются разные нефтепродукты. Сырье помещается в закрытую ёмкость, к которой подведена газоотводящая трубка. Как сделать бензин из нефти? Просто подогреть её до следующих температур:

  • бензин конденсируется через трубку от 35 до 200 градусов по Цельсию;
  • керосин выделяется при температурах от 150 до 305;
  • дизельное топливо начинает образовываться в диапазоне 150-360 градусов.

После этого останется изолировать полученный конденсат в отдельной ёмкости и охладить его. Но при кажущейся простоте процесса он не дает достаточно много горючего, а, значит, характеризуется малой экономической эффективностью. Выход готовых нефтепродуктов с 1 литра сырья не превышает 150 мл. Кроме того, октановое число будет очень маленьким — не более 50-60 единиц, а такое горючее сейчас не применяется. Чтобы повысить его значение, придётся добавлять множество присадок, что сделает производство ещё более невыгодным. На основе такого процесса получения бензина из нефти создать промышленное производство не получится.

Процесс так называемой «прямой перегонки» нефтесырья известен как основной метод, который широко применяется в современной промышленности. Это не что иное, как разделение сырья на отдельные фракции, которые отличаются одна от другой по характеристикам. Процесс прямой перегонки нефти для создания бензина при её переработке выглядит вкратце следующим образом: нефть нагревается, после чего выделяются её пары. Их, а также конденсат отбирают по отдельным емкостям. Таким образом, удаётся получить топливные дистилляты и мазут, из которого впоследствии производят смазочные материалы.

Для этих целей промышленность использует установки непрерывного действия, в которых испарение с дальнейшим разделением дистиллятов на фракции составляет единый технологический процесс. Дальше пары конденсируются и превращаются в жидкий бензин. Его выход в процессе перегонки может достигать 3-15% от изначального объема используемого сырья.

Современная промышленность использует каталитический и термический крекинг нефти. Первый метод получил широкое распространение ещё с начала 20-го века. Суть его заключается в расщеплении сырья на отдельные фракции с меньшей молекулярной массой. В числе таких фракций выступают отдельные виды нефтепродукции: бензин, масло, керосин, дизтопливо и пр. После формирования более легких фракций остаются самые устойчивые, температура горения которых достигает уже 350 градусов.

Читайте также:  Теплосберегающий раствор, его характеристики, применение, как сделать

Полученный при помощи крекинга бензин отличается более высокими качествами по сравнению с тем, что добывают путем прямого перегона. Связано это с тем, что в нём сохраняется больше разновидностей углеводородов. Охарактеризовать оба крекинга можно следующим образом:

  • термический — расщепление происходит вследствие воздействия высокой температурой (до 550 градусов Цельсия);
  • каталитический — разделение происходит благодаря присутствию катализаторов в процессе.

Второй метод считается более прогрессивным — таким способом вырабатывают горючее с высоким октановым числом. Гарантируется более глубокое и повышенной качество нефтепереработки. В качестве основного сырья для каталитического расщепления используют вакуумный газойль, а прочие виды сырья требуют предварительной подготовки. Базовым катализатором проведения процесса крекинга выступают алюмосиликаты.

При термическом крекинге важнейшими условиями технологии являются рабочая температура, длительность реакции и уровень давления. Этим методом обрабатывают нефтепродукты с меньшими молекулярными массами. К примеру, это может быть кокс или некоторые виды моторного топлива. Чтобы добиться на выходе качественных полимерных продуктов, важно обеспечить смену значений давления, чтобы иметь возможность оперативно влиять на проходящие вторичные реакции. Кроме крекинга термического и каталитического известны еще окислительный и электрический крекинги.

Октановое число топлива

Ещё один показатель, с которым приходилось сталкиваться каждому водителю, это так называемое «октановое число». На бензоколонках можно увидеть различные числа, например, 76, 92, 95 и так далее. Главным определением этого понятия является сопротивляемость горючего к детонации. Чем более высоким оно будет, тем длительнее будет процесс возгорания, а, значит, тем больше можно сжать топливо перед воспламенением. Это повышает его эффективность, поскольку в таких случаях от топлива можно получить больше энергии.

Выпускаются автомобильные двигатели, которые специально рассчитаны на бензин, который можно долго сжимать, без риска его взрыва. Процесс этот осуществляется прямо в камерах сгорания. Такое топливо принято называть высокооктановым и получают его на промышленном производстве бензина путем добавления в него специальных присадок.

Замерить октан-число можно при помощи специального измерительного устройства, которое называется октанометром. Однако этот показатель будет только приблизительным. Для профессионального замера необходимы лабораторные исследования. Это может осуществляться одним из 2-х методов:

  • исследовательским, при котором топливо сравнивается по его показателям с эталоном;
  • моторным — в этом случае используется одноцилиндровый силовой агрегат внутреннего сгорания, который может изменять степень сжатия.

Как может влиять октановое число при производстве бензина в нефть на показатели работы двигателя? Бензин с небольшим числом будет воспламеняться быстрее, а это приводит к его повышенному расходу и малой эффективности движка. Противоположными качествами обладает топливо с высоким числом октана: КПД мотора возрастает, расход снижается, хотя и незначительно. Многое зависит от расчетных значений, на которые предназначен тот или иной силовой агрегат. Если автомобиль, к примеру, рассчитан на 95-й бензин, а его заправили 92-м, то потребление горючего будет выше. В обратной ситуации автолюбитель не получит никакого ощутимого выигрыша.

Для того чтобы понимать целесообразность использования более дорогого высокооктанового горючего, можно обратить внимание на такой показатель как уровень сжатия двигателя. Нет смысла заправляться высокооктановым топливом, если автомобиль не рассчитан на него конструктивно. Единственным следствием станет перенастройка системы впускных и выпускных газов.

Технологии производства бензина, повышения его характеристик, непрерывно совершенствуются. Они необходимы ещё и потому, что производители автомобилей разрабатывают более инновационные, экономичные двигатели, которые требуют для своей работы эффективного топлива.

ЗА БАРАНКОЙ

Популярные статьи

Как делают бензин из нефти. Сколько можно получить из литра + подробное видео

Бензин дорожает – хотя нефть падает! Как то странно все устроено все в нашей стране. Ну да ладно, многие из нас с вами задумываются — а можно ли сделать бензин в домашних условиях? И как его делают вообще? Что же это за сложный технический процесс, после которого бензин сейчас стоит просто как «золото». Сегодня я решил написать небольшую статейку, где мы с вами рассмотрим процесс изготовления, этого топлива. Вы увидите, что не так все сложно, как кажется на самом деле …

Как известно бензин делают из нефти, если хотите, то это «заготовка» для будущего горючего.

В свою очередь нефть можно разложить на два основных составляющих, это – углерод (примерно 85%) и водород (примерно 15%). Они соединяются между собой сотнями связей, которые мы потом называем углеводороды – в свою очередь их также можно разделить на сложные и легкие составы — но все эти соединения, по сути, и есть нефть.

Бензин из нее добывают двумя основными способами – это процесс «прямой перегонки», и более совершенный который носит массу названий – платформинг, риформинг, гидрориформинг, но самые сейчас популярные – термический и каталитический крекинг. Теперь более подробно.

Процесс прямой перегонки

Это очень древний способ, его изобрели еще на заре бензиновых двигателей. Он если хотите не отличается супер технологиями, и его запросто можно повторить у каждого дома, про это чуть позже.

Сам физический процесс заключается в нагреве нефти и испарению из нее по очереди нужных составов. Процесс происходит при атмосферном давлении и закрытой емкости, в которую установлена газоотводящая трубка. При нагреве из нефти начинают испаряться летучие составы:

  • Температура от 35 до 200 °С – получаем бензин
  • Температура от 150 до 305 °С – керосин
  • От 150 до 360 °С – дизельное топливо.

После чего их просто конденсируют в другую емкость.

Но при таком методе есть очень много минусов:

  • Мы получаем очень мало топлива — так из одного литра получается всего 150 мл. бензина.
  • Полученный бензин очень низкого октанового числа, примерно около 50 – 60 единиц. Как вы понимаете чтобы его догнать до 92 – 95, нужно много присадок.

В общем, этот процесс безнадежно устарел, в современных условиях он просто коммерчески не выгоден. Поэтому многие перерабатывающие предприятия сейчас перешли на более выгодный, совершенный способ изготовления.

Термический и каталитический крекинг

Вот этот процесс получения бензина очень сложный, дома таким способом вам его не получить – однозначно! Не хочется лезть в дебри, грузить вас сложными химическими и физическими терминами. Поэтому постараюсь рассказать, что говорится «на пальцах».

Суть крекинга проста. Нефть химически и физически разлагают на составляющие – то есть из больших, сложных молекул углеводорода, делают более мелкие и простые, которые образуют бензин.

Что нам это дает, какие есть плюсы:

  • Выход бензина увеличивается в несколько раз, до 40 – 50%. ТО есть по сравнению с перегонкой мы имеем уже почти пол-литра топлива.
  • Октановое число намного, увеличено — обычно оно около 70 – 80 единиц. Ездить конечно на нем тоже нельзя, однако присадок до получения готового продукта нужно минимум.

В общем, за этим процессом однозначно будущее. Вот почему их так сегодня много — платформинг, риформинг, гидрориформинг, крекинг. Каждый процесс старается увеличить число получаемого топлива + улучшить октановое число, в идеале, чтобы вообще обойтись без присадок.

Октановое число и разбавление

Немного все же хочется поговорить про разбавление первоначального бензина. То есть как мы получаем октановое число равное 92, 95 и 98, применяемые сейчас.

Октановое число характеризует устойчивость бензинового топлива к детонации, простыми словами можно описать это так – в топливной смеси (бензин + воздух), которая сжимается в камере сгорания, пламя распространяется со скоростью 1500 – 2500 м/с. Если показатель давления при воспламенении смеси слишком велик, то начинают образовываться дополнительные перекиси, сила взрыва увеличивается – это простой процесс детонации, который никак неполезен для поршней двигателя.

Как раз стойкость топлива к детонации и оценивается октановым числом. Сейчас существуют установки, которые содержат эталонную жидкость – обычно это смесь изооктана (у него число равное «100») и гептана (у него ровно «0»).

Затем на стенде сравнивают два топлива один полученный из нефти (бензиновая смесь), второй из изооктана. Их сравнивают, если двигатели работают одинаково, смотрят на вторую смесь и на число изооктана в ней – таким образом, получают октановое число. Конечно это все в идеале, лабораторные испытания.

НА практике детонация может быть вызвана многими другими неисправностями двигателя, так например неправильное положение дроссельной заслонки, обедненная горючая смесь, неправильное зажигание, перегрев двигателя, нагары в топливной системе и т.д.

Если подвести итог — то сейчас в качестве присадок для повышения октанового числа применяют спирты, эфиры, алкилы, они очень экологичные, а также присадки дляустойчивости к замерзанию. Соотношение в составе примерно такое – состав католического крекинга (73 — 75%), алкилы (25 – 30%), бутиленовые фракции (5 – 7%). Для сравнения раньше для повышения октанового числа применяли тетраэтилсвинец, он прекрасно улучшает топливо, однако он наносит сильный вред экологии (всему живому), а также оседает в легких, может быть причиной рака. Поэтому сейчас от него отказались.

Как произвести бензин дома – инструкция

Знаете, мой дед бы легко и просто сделал бы бензиновое топливо у себя дома! Все потому что самогонный аппарат как нельзя кстати, подходит для этого мероприятия. Остается найти где-то сырую нефть!

ИТАК, процесс по пунктам:

  • Ищем герметичную емкость, обязательно должна быть сверху газоотводящая трубка, которая будет идти в другую емкость. Также должен быть установлен высокотемпературный термометр, который будет контролировать температуру внутри.
  • Теперь наливаем нефть в первую емкость, ставим на нагрев (можно даже на газ, но это взрывоопасно, ведь получаем бензин), лучше использовать электрический вариант. Вторую емкость ставим в холодное помещение, около + 5 градусов, если это не возможно тогда трубку, которая идет до емкости помещаем в холод, да хоть льдом от холодильника обкладываем.
  • В первой емкости у нас начинается нагрев, а как мы уже разобрали сверху нам достаточно температуры в 35 – 200 градусов, чтобы легкие фракции (бензин), начали испаряться. Обычно достаточно уже 100 – 120 градусов. Нагреваем и так как у нас через трубку пары поступают в холодную емкость или трубку, они конденсируются — выпадают в жидкое состояние, во вторую емкость.

Наше топливо готово! По сути, это есть метод прямой перегонки нефти. Однако он будет низкого октанового числа, как я уже указывал сверху около 50 – 60 единиц, для того чтобы его использовать нужно добавить присадки – спирты, алкилы, эфиры. Таким образом, мы получим нужный нам 92 – 95 показатель. Конечно, дома это достаточно сложно сделать, но методом проб и ошибок можно добиться до вполне рабочей формулы. Если честно, то метод прямой перегонки, простой как «три копейки».

Кстати если нагревать оставшиеся фракции при большей температуре (+ 300, + 350 градусов), то мы уже получаем керосин и дизель.

Сейчас небольшое видео, для тех, кому лень читать.


Ссылка на основную публикацию