Benzina.Benzina fara plumb.

Introducere

Dupa ce este extras din zacaminte, titeiul (petrolul brut) este supus unor tratamente speciale in instalatii de prelucrare a titeiului numite rafinarii. Prin incalzirea progresiva a titeiului, la presiune atmosferica sau la presiune joasa, se separa componentii sai dupa temperatura de fierbere. Aceasta operatie poarta numele de distilare fractionata, hidrocarburile care se separa in intervale diferite de temperatura numindu-se fractiuni de distilare.

Se considera fractiuni usoare cele cu punct final de distilare sub 200 ºC , fractiuni medii, cele care au acest punct final cuprins intre 200 si 360ºC si fractiuni grele, cele cu punctul final de distilare peste 360ºC.

Benzina – Definitie. Proprietati fizice. Proprietati chimice. Tipuri de benzine

Benzinele formeaza prima fractiune obtinuta la distilarea titeiului , fiind amestecuri complexe, de peste 500 de hidrocarburi. Acestea se gasesc sub forma lichida, sunt incolore si au un miros eterat, fiind alcatuite din componente care distila intre 30 si 150 - 200ºC, in functie de intrebuintare, si contin hidrocarburi volatile, inflamabile, cu 5-10 atomi de carbon in molecula.

In ce priveste separarea dupa punctele de fierbere , se deosebesc : - benzina usoara , fractiunea care distila intre 30 si 1000C , - benzina medie I , intre 100 si 1250C , si benzina medie II , intre 125 si 1500C - benzina grea I , intre 150 si 1750C si benzina grea II , intre 175 si 2000C .Caracteristicile principale ale benzinei sunt limitele de fierbere, punctul de fierbere fiind de 40 - 200ºC

si cifra octanica, care arata capacitatea unei benzine de a rezista combustiei premature si care poate fi modificata prin schimbarea proportiilor anumitor componente, precum izooctanul si heptanul.

Componentele principale ale benzinelor sunt hidrocarburile saturate ( 40 - 75%) si ciclice (20 - 60%). Continutul de hidrocarburi aromatice al benzinelor este, in medie, 10 - 12%. Exista insa si unele titeiuri care dau benzine ce contin pana la 40% hidrocarburi aromatice.

Exista situatii cand gazul natural contine un anumit procent de benzina naturala, ce poate fi recuperata prin condensare sau absorbtie. Cel mai comun proces de extragere a benzinei naturale consta in introducerea gazului de sonda intr-o serie de recipiente ce contin ulei usor, de culoarea paiului. Uleiul va absorbi benzina, care va fi ulterior distilata.

Benzina de o calitate superioara poate fi produsa si prin intermediul unui proces numit hidrofinare, care consta in hidrogenarea uleiurilor petroliere rafinate in conditii de presiune ridicata si in prezenta unui catalizator, precum oxidul de molibden. Prin intermediul hidrofinarii, nu numai ca uleiurile de calitate inferioara sunt transformate in benzina de calitate superioara, in acelasi timp benzina este purificata din punct de vedere chimic, fiind indepartate elementele nedorite precum sulful. Benzina se poate obtine si prin hidrogenarea carbunilor.

Utilizari ale benzinei

In functie de modul in care sunt utilizate, benzinele sunt de mai multe categorii. Astfel, benzina este folosita drept carburant (combustibil pentru motoarele cu explozie) la automobile si avioane, drept dizolvant.

Benzina a devenit combustibilul de baza al autumobilelor, deoarece prin ardere degaja foarte multa energie, amestecandu-se usor cu aerul in carburator.

Motor cu explozie – amestecul de benzina si aer este comprimat si supus aprinderii pentru a produce o explozie a carei energie este transformata in lucru mecanic.

1

La inceput, benzina avea un pret relativ scazut, datorita cantitatilor mari disponibile. In prezent insa, costurile au crescut simtitor, cu exceptia situatiilor in care este subventionata.

Din cauza cresterii numarului de automobile, camioane, aeroplane, al caror motoare intrebuinteaza benzina drept carburant, productia de benzina nu mai poate acoperi consumul. Prin distilare fractionata nu se poate obtine din titei mai mult de 20% benzina, motiv pentru care s-au cautat mijloace de a mari procesul de benzina.

Inca din anul 1891 s-a descoperit o metoda practica de descompunere a titeiului prin piroliza. Procedeul a fost ulterior perfectionat si numit proces de cracare. El se explica astfel:

- se stie ca benzinele sunt formate din hidrocarburi cu un numar mic de atomi de carbon in molecula- pentru a se obtine din titei o cantitate mai mare de asemenea hidrocarburi usoare, este necesar ca

hidrocarburile grele sa fie transformate in hidrocarburi usoare, prin ruperea moleculelor lorSe supun de obicei cracarii fractiuni grele de titei, mai putin valoroase, precum pacura si motorina. In

acest mod se obtine un amestec din care se pot separa prin distilare gaze, benzine etc.Dupa conditiile in care se lucreaza, cat si dupa natura procesului chimic, se deosebesc :- procedeee de cracare termica- procedeee de cracare cataliticaIn procedeele de cracare termica, materia prima – pacura sau motorina – in faza lichida, este incalzita la

460 - 560ºC, in autoclave, sub presiunea de 15 - 45 At.Cracarea termica se poate face si in faza de vapori, la temperaturi mai inalte ( 500 - 600ºC), dar la

presiuni mai mici ( 1 – 3 At.). In acest din urma caz, se formeaza hidrocarburi nesaturate, care, prin polimerizare, trec in hidrocarburi aromatice.

Procedeele de cracare termica prezinta dezavantajul ca, pentru a mari procentul de benzina, este necesra o temperatura mai ridicata sau un timp de cracare mai indelungat, ceea ce poate avea drept urmare si o condensare a hidrocarburilor aromatice in hidrocarburi mai grele si cocs.

Datorita acestui fapt se prefera cracarea catalitica. In acest procedeu, materia prima, in faza de vapori, este trecuta peste un strat fix de catalizator ( un silicat de aluminiu sau silicat de magneziu), la 470 - 500ºC si 1 – 15 At., sau catalizatorul solid se disperseaza in masa de materie prima lichida.

Prin cracarea catalitica se obtine un procent mai ridicat de benzine si mai mic de gaze decat prin cracarea termica. Benzinele de cracare catalitica contin hidrocarburi aromatice, precum si izoparafine, rezultate prin izomerizarea si hidrogenarea alchenelor formate intermediar.

Din gazele de cracare se pot obtine, prin diverse operatii, benzine sintetice.Benzinele de cracare, mai ales cele de cracare catalitica, au o cifra octanica mai ridicata decat benzinele

de distilare primara, acest lucru datorandu-se unui procent mai ridicat de izoparafine in benzine. Din acest motiv, pentru a imbunatati calitatea benzinelor primare, acestea se amesteca cu benzine de cracare catalitica. De obicei insa, marirea cifrei octanice a unei benzine se face prin adaugarea directa de 2,2,4, - trimetil-pentan, adica izooctan, care are cifra octanica 100, sau de tetraetil-plumb.

Molecula de izooctanUn exemplu pentru acest lucru il constituie benzina etilata, folosita drept carburant in motoarele cu

ardere interna si careia I s-a adaugat tetraetil – plumb pentru a i se imbunatati calitatile antidetonatoare. Datorita toxicitatii este colorata in rosu sau in albastru.

De cand a fost descoperit faptul ca emisia de plumb din benzine combinata cu substante precum trimetil – pentanul si tetraetil – plumbul dauneaza mediului inconjurator si omului, avand efecte precum cresterea tensiunii sangelui, folosirea plumbului pentru a schimba anumite componente ale benzinei a fost interzisa in majoritatea tarilor, utilizarea sa fiind in prezent limitata ca aditiv al benzinei folosite in aviatie.Benzinele de cracare, prin continutul lor ridicat in alchene, sunt mai putin stabile decat benzinele

obtinute prin distilare ( benzinele primare). Benzinele de cracare, ca si cele de distilare,sunt utilizate, in primul rand, drept carburanti.

2

Dupa separarea benzinei de cracare, se obtine o fractiune care distila intre 190 – 350ºC, corespunzand lampantului si motorinei. Din cauza caracterului nesaturat, aceasta fractiune este nestabila, ceea ce determina ca intrebuintarile ei sa fie limitate. In general, se foloseste drept combustibil in injectoare.

Reziduul ramas in instalatiile de cracare este o fractiune grea si vascoasa, din care se obtine cocsul de petrol, o masa solida, neagra, materie prima pentru fabricarea de electrozi. Cocsul de petrol se mai foloseste si drept combustibil, sub forma de brichete.

Alte utilizari ale benzinei:

Inainte de inventarea motoarelor cu combustie interna, benzina era vanduta in sticle mici, ca un tratament impotriva paduchilor si oualor acestora. Acest tratament nu mai este folosit in prezent decat foarte rar, datorita riscului mare de incendiu si riscului dermatitei.

In timpul Razboiului Franco – Prusac, desfasurat intre anii 1870 - 1871, benzina era adusa in Paris pentru a fi folosita impotriva unui posibil atac prusac impotriva orasului. Mai tarziu, in 1871, s-au raspandit zvonuri in oras, privind asa- numitele pétroleuses, femei care foloseau benzina pentru a incinera cladirile orasului.

Benzina este de asemenea utilizata ca inhalant psihoactiv.

Efecte negative ale utilizarii benzinei

Incepand cu mijlocul secolului XX, fumul produs prin arderea benzinei a devenit una dintre principalele cauze ale poluarii urbane a aerului.

Printre incercarile de a reduce dependenta fata de benzina, se numara folosirea unui amestec in proportie de 9 : 1 de benzina si etanol, precum si constructia autovehiculelor electrice.

Bibliografie* ,, Chimie organica’’ – E. Beral, M. Zapan

Editura Tehnica – Bucuresti - 1961* ,, Chimie si probleme de chimie’’ – I. Risavi, I. Ionescu

Editura Tehnica – Bucuresti – 1971* Dictionar Encic lopedic Britannica* DEX – Dictionarul Explicativ al Limbii Romane* Mic Dictionar Encic lopedic Editura Stiintifica si Encic lopedica – Bucuresti - 1978* Microsoft Encarta 2001

3