البنزين والذى يعهد في أمريكا الشمالية بإسم جازولين, أوبترول في إتحاد الكومونويلث, وفى بعض البلاد يطلق عليه (روح الموتور), هوسائل خليط مشتق من البترول يتكون في الأساس من الهيدروكربونات. يستخدم كوقود في محركات الإحتراق الداخلي. ويستتخدم مصطلح الجازولين كثيرا في مجال صناعة البترول, وحتى بين الشركات التى لا تعمل في الولايات المتحدة. و"جاز" هوإختصار دارج للمصطلح جازولين. كما حتى "موجاز" هوأيضا إختصار دارج للمصطلح "موتورجازولين", للتفرقة بينه وبين المصطلح "أفجاز" غاز طائرة الذى يستخدم في الطائرات الخفيفة. ولا يجب الخلط بينه وبين أنواع الوقود الغازي الأخرى الذي تستخدم في محركات الإحتراق الداخلي مثل البروبان.

وتستهلك الولايات المتحدة 360 مليون جالون (1360 مليون لتر) من البنزين جميع يوم. كما حتى الدول الغربية من اكثر المناطق إستهلاكا للبنزين. وقد كان لوضع الضرائب على البنزين في بعض الدول في أوروبا أثر كبير على تطور صناعة السيارات لإنتاج سيارات أقل إستهلاكا للوقود.

تحليل البنزين الكيميائي وتصنيعه

ينتج البنزين في مصافي الزيت. وهذه الأيام يتم فصله بسهولة من الزيت الخام عن طريق التقطير, ويسمي بنزين طبيعي, ولكنه لاقد يكون له المواصفات المطلوبة (بالتحديد رقم الأوكتان, شاهد بالأسفل) بالنسبة للمحركات الجديدة, ولكن يمكن حتىقد يكون جزء من المخلوط الذى يستخدم لها.

أغلبية البنزين القياسي تتكون من هيدروكربونات تتراوح أطوال سلاسلها منخمسة إلى 12 ذرة كربون في الجزيء.

وتنتج المصافي المتنوعة مكونات لها هجريب متفاوت, وعند خلطها فإنها تنتج بنزين بخصائص مختلفة. ومن أبرز هذه المكونات:

• "المصلحات", والتى تنتج عن طريق المصلح الحفزي, ولها رقم أوكتان عالي ونسبة مكونات أروماتية عالية, ونسبة قليلة من الألكينات.
• البنزين المتكسر حفزيا أوالنافثا المتكسرة حفزيا, وينتج من االتكسير الحفزي, وله رقم أوكتان متوسط, ونسبة عالية من الأولفينات (الألكينات), ومستوى متوسط من الأروماتيات.
• البنزين الطبيعي (له عديد من الأسماء), يتم الحصول عليه من الزيت الخام مباشرة وله رقم أوكتان منخفض, وقليل من المكونات الأروماتية (إعتمادا على نوه الزيت الخام, وبعض النافثانات (ألكانات حلقية) ولا يحتوى على أولفينات (ألكينات).
• ألكيلات, وتنتنج في وحدة الألكلة, ولها رقم أوكتان عالي وهى من البارافينات (ألكان) النقية, وغالبا ما تكون سلاسل متفرعة.
• المتزامرات (ولها أسماء عديدة) ويتم الحصول عليها من عملية أزمرة البنزين الطبيعي لزيادة رقم الأوكتان له, وتحتوى على نسبة مركبات أروماتية وحلقات بنزين قليلة.

(المصطلحات المستخدمة ليست كلها المصطلحات السليمة كيميائيا. وهى مصطلحات قديمة, ولكنها تستخدم حتى الأن في مجال صناعة البترول. ومعناها الفني يختلف من شركة بترول لأخرى أيضا من بلد لأخرى)

وعموما فإن البنزين العادي يتكون من خليط من البرافينات (ألكانات), النافثات (ألكان حلقي), المركبات أروماتية, الأولفينات (ألكينات). وتعتمد نسبة جميع منها على:

• مصفاة الزيت التى أنتجت البنزين, حيث حتى عدد الوحدات الموجودة بكل مصفاة يختلف من واحدة لأخرى.
• نوع الزيت الخام المستخدم.
• درجة البنزين بالنسبة إلى رقم الأوكتان.

وحاليا فإن الوقود المستخدم في كثير من الدول له حدود معينة لنسبة المكونات الأروماتية بشكل عام, وبخاصة البنزين الحلقي, وكذلك نسبة المكونات الأولفينية (الألكينات). وهذا يزيد الطلب على البرافينات العالية الأوكتان, مثل الألكيلات, ويجبر المصافي لإضافة وحدات تنقية أخرى للتخلص من البنزين (حلقة البنزين).

كما حتى البنزين يمكن حتى يحتوي على مركبات عضوية أخرى مثل: الإثير العضوي بالإضافة إلى كميات قليلة من الشوائب, وبالتحديد ميركبتانات الكبريت, سلفيد الهيدروجين والتى يجب ان تزال من البنزين لأن لها تسبب تآكل المحركات.

التطاير

يتطاير البنزين أكثر من الديزل أوالكيروسين, وليس فقط بسبب ترتيبه أثناء التقطير, ولكن بسبب الإضافات التى توضع إليه. والمتحكم النهائي في التطاير هوغالبا البيوتان. كما حتى نسبة التطاير تعتمد على درجة الحرارة المحيطة, فحدثا زادت درجة الحرارة قل التطاير. وفى بعض المناطق مثل أستراليا 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 الإنبعاثات التى تحدث أثناء عمليات مليء السيارات بالبنزين.

رقم الأوكتان

"لمزيد من المعلومات عن هذه النقطة راجع رقم الأوكتان"

أهم الخصائص للبنزين هورقم الأوكتان, وهومقياس لمقدرة البنزين على مقاومة الإحتراق المبكر (طرقات المحرك). وهذا الرقم يقاس بالنسبة إلى خليط من 4,2,2-ثلاثي ميثيل بينتان (أحد متزامرات (isomer) الأوكتان) وإن-هيبتان. فمثلا 87 أوكتان تعني حتى البنزين له كفاءة تشغيل مثل خليط من 87% أيزواوكتان, 13% إن-هيبتان. وهذا النظام تم عمله بواسطة روسل ماركر.

الأخطار

تتواجد في البنزين عديد من الهيدروكربونات (وخاصة الهيدروكربونات الحلقية مثل البنزين الحلقي), وهذه الهيدروكربونات مثل باقي الإضافات المقاومة لطرقات الموتور لها تأثير سرطاني. ولهذا السبب, فإن التسريبات الكبيرة أوالمستمرة للبنزين تسبب تهديدا على الصحة العامة, في حالة وصول البنزين لأي مصدر من مصادر المياه العامة. والخطر الرئيسي للبنزين من هذه التسريبات لا يأتى من السيارات, ولكن من حوادث صهاريج نقل البنزين ومن التسريبات التى يمكن حتى تحدث من مستونادىت التخزين. ونظرا لوجود مثل هذا الخطر, فإم معظم مستونادىت التخزين يتم متابعتها بصفة دورية للتأكد من عدم حدوث أية تسريبات مثل أنود قربان. ونظرا لأن البنزين متطاير بطبيعته, فإن ذلك يستلزم حتى تكون مستونادىت التخزين وصهاريج النقل محكمة الغلق. ولكن ولكن هذا التطاير العالي للبنزين يمكنه من حتى يشتعل في الجوالبارد, بعكس الديزل. وعموما, فإنه يجب عمل قياسات معينة للسماح بالتهوية الكافية للبنزبن حتى لا يرتفع الضغط في مستونادىت التخزين ويظل مساوي للضغط خراج المستودع. كما حتى البنزين يتفاعل مع كيمياويات معينة شائعة الإستخدام مثل: تفاعل البنزين والدريانوالمتبلر والذى ينتج عنه لهب مستمر. كما ان معظم مستونادىت التخزين في هذه الأيام بها ألات قياس دقيقة لمراقبة ومنع أى تسريبات, مثل الأنود القرباني, فمثلا يتفاعل البنزين وبللورات الدراينومعا عن طريق الإشتعال التلقائي.

البنزين أيضا من الغازات الملوثة للبيئة. فحتى البنزين الذى لا يحتوى على مركبات الرصاص أوالكبريت, فإنه ينتج ثاني أكسيد الكربون, ثاني أكسيد النيتروجين, أول أكسيد الكربون من عادم المحرك الذى يستخدمه.

محتوى الطاقة

يتحتوى البنزين على تقريبا 45 ميجا جول لكل كيلوجرام (MJ/kg) :

الكثافة الحجمية للطاقة في بعض أنواع الوقود مقارنة بالبنزين:

يحتوى الوقود العالي الأوكتان مثل غاز البترول المسال على طاقة أقل من الوقود المنخفض الأوكتان مثل البنزين, مما ينتج عنه حتى المحصلة النهائية للقوة تكون أقل. وعموما فإنه بتعديل المحركات لتعمل بغاز البترول الطبيعي, فإنه يمكن التغلب على معضلة قلة محصلة الطاقة الكلية. وهذا لأن الوقود العالي الأوكتان يسمح بمزيد من الإنضغاط وهذا يعني فراغ أقل في إسطوانة المحرك في شوط الإحتراق. وعلى هذا درجة حرارة أعلى للإسطوانة. ونفايات هيدروكربونية أقل (تلوث أقل, وطاقة مستخدمة أكثر), أى مستويات طاقة أعلى مع مستويات تلوث أقل.

ويجب ملاحظة حتى السبب الرئيسي لقلة طاقة الغاز المسال حتى له كثافة قليلة. ومحتوى الطاقة له أعلى من البنزين (نسبة هيدروجين إلى كربون أعلى). وبمعنى أكثر دقة يتم حرق الكتلة, وليس الحجم.

الإضافات

الرصاص

يتم الإعتراف بالخليط أنه بنزين عند إستخدامه للإنضغاط في محركات الإحتراق الداخلي, وقد كان البنزين سابقا يسبب ما يسمى "طرقات" للمحرك (يسمى أيضا "أزيز" و"قرقعات") نتيجة الإحتراق المبكر. وقد توصلت الأبحاث التى أجراها جميع من إيه. إتش. جيبسون وهارى ريكاردوفي إنجلترا, وتوماس ميدجلي, وتوماس بويد في الولايات المتحدة في موضوع طرقات المحرك, بالتوصل إلى حتى إضافة مركبات الرصاص تساعد في علاج الطرقات, وتحسين أداء البنزين, مما أدى لانتشار إستخدام مركبات الرصاص في العشرينات من القرن العشرين. ومن أشهر إضافات الرصاص تيترا-إيثيل رصاص. ونظرا لتأثير الرصاص على البيئة. ولأن مركبات الرصاص لا تتوافق مع المحولات الحفزية فقد قل إستخدام مركبات الرصاص كإضافات منذ 1980 في معظم البلاد. وتم إستبدال مركبات الرصاص بمركبات أخرى تقوم بنفس الوظيفة, ومنها الهيدروكربونات الأروماتية, اللإيثيرات, الوقود الكحولي (غالبا الإيثانول, أوالميثانول).

وكان اكبر تأثير لمنع إستخدام الرصاص على المحركات, تآكل مقاعد صمامات المحرك حيث حتى مركبات الرصاص كانت تساعد على حمايتها. واحتاج الكثير ممن يقومون بجمع السيارات عمل بعض التعديلات لمحركاتها لتتوافق مع البنزين المعدل.

ويحتوى البنزين أيضا عبى إضافات تقلل من تواجد الكربون في المحرك, مما يحسن من عملية الأحتراق ويسمح بتشغيل أفضل في ظروف الجوالباردة.

MMT

ميثيل سيكلوبينتا داينيل منجنيز (MMT) يستخدم من عدة سنين في كندا وحديثا في أستراليا لتحسين الأوكتان. وتساعد أيضا السيارات القديمة المصممة للعمل بالوقود الذى به رصاص على العمل بالوقود الخالي من الرصاص بدون الحاجة لإضافات لمنع مشاكل التسريب من الصمامات.

وحاليا هناك جدل مستمر حول ما إذا كان MMT ضار بالبيئة أم لا.

الخلط المتأكسج

الخلط المتأكسج هوإضافة الأكسجين للوقود بالمركبات الأكسيجينية مثل MTBE, الإيثانول, ETBE, وهذا يقلل كمية أول أكسيد الكربون وكمية الوقود الغير محترق الخارج مع العادم, وبالتالى يقلل الدخان. وفى عديد من المناطق في الولايات المتحدة فإن الخلط المتأكسج إجباري. فمثلا في جنوب كاليفورنيا, يجب حتى يحتوى الوقود على 2% من الأكسجين بالوزن. ويعهد الوقود الناتج بالبنزين المعدل أوالبنزين المتأكسج.

MTBE يتم الإستغناء عنه نظرا لتأثيره الملوث على المياه الجوفيه. كما انه ممنوع في بعض المناطق. ويتم إستخدام MTBE المحتوى على إيثانول كبديل. وخاصة الإيثانول المستخرج من المكونات العضوية مثل الذرة, قصب السكر, ويسمى في هذه الحالة "إيثانول"-حيوي. ويطلق على مخلوط الإيثانول-بنزين جازول. وأكثر المناطق إستخداما للإيثانول في البرازيل, حيث يستخرج الإيثانول من قصب السكر. وإستخدام الإيثانول-"الحيوي", سواء بطريقة مباشرة, أوبطريقة غير مباشرة في MTBE-"الحيوي", يتم تشجيعه بقوة من الإتحاد الأوربي للوقود الحيوي.

تاريخ البنزين

إستخدامات البنزين الصيدلانية

قبل إختراع محركات الإحتراق الداخلي في منتصف القرن الثامن عشر, كان البنزين يباع في زجاجات صغيرة كمانع للقمل. وفى هذا الوقت كانت الحدثة "بترول" إسم تجاري. ولم يستمر هذا الإستخدام للبنزين نظرا لقابليته للإشتعال وأثاره المهيجة للجلد, كما حتى البنزين مادة مسرطنة عند التعرض له لفترات طويلة.

الحدثة "بترول" مشتقة من الحدثة الفرنسية القديمة "بتروليه", والتى تعنى النفط.

أصل الحدثة

أصل الحدثة هنا يتحدث عن المرادف الامريكي لحدثة بنزين وهو"جازولين", وقد تم بدء إستخدام الحدثة عام 1865 من الحدثة غاز وإضافة اللاحقة الكيميائية ين. وتم إستخدام النقط الحديث في عام 1871. وتم تسجيل الحدثة الإنجليزية الأمريكية عام 1905. [1]

وتم إستخدام حدثة "بترول"Petrol" في البداية للتعبير عن المواد المصفاة في عام 1892 (كانت تستخدم قبل ذلك للتعبير عن المواد الغير مصفاة) وتم تسجيلها كإسم تجاري عن طريق بائع الجملة الإنجليزي كارلس ليونارد. [2] [3]

وفى ألمانيا وبعض الدول العربية يطلق عليه "بنزين".

الحرب العالمية الثانية والأوكتان

أحد الموضعات التاريخية المتعلقة برقم الأوكتان حدثت أثناء الحرب العالمية الثانية. حيث كانت إمدادات ألمانيا من الزيت تأتى من رومانيا, كما قامت ببناء مصانع تقطير كبيرة لإنتاج البنزين من الفحم. وفى الولايات المتحدة لم يكن الزيت "بالجودة الكافية" وكان لابد من إستثمار كثير من المال على أنظمة حمل كفاءة هذا الزيت. وقد كان لذلك فائدة كبيرة. إذ حتى رقم الأوكتان لوقود الطائرات إرتفع إلى 130 وأحيانا 150, مما كان ينتج قوة أكبر من نفس المحركات الموجودة حيث زادت قابليته للإضغاط. وعلى العكس من ذلك لم يحاول الألمان البحث عن وسائل لحمل رقم الأوكتان لديهم حيث حتى الزيت المستخدم لديهم كان جيد. وبالتالى فإن الألمان إضطروا لإستخدام محركات ذات قدرة أكبر للحصول على القوة المطلوبة.

وعموما, فإن محركات الطائرات الألمانية كانت تعمل بطريفة حقن الوقود المباشر ومن الممكن إستخدام الحقن بالميثانول-ماء وحقن أكسيد النيتروز, مما كان يعطر المحرك قوة أكثر بنسبة 50% ولكن لمدةخمسة دقائق فقط أثناء المعارك الجوية. وكان هذا محدود بخمس مرات فقط, أوبعد 40 ساعة طيران فإن المحرك سيحدث به أعطال بحاجة إعادة بناء المحرك مرة أخرى. وكانت معظم الطائرات الألمانية تستخدم وقود برقم أوكتان 87 وكان يطلق عليه (B4), وكانت بعض المحركات العالية القوة تستخدم أوكتان 100 وكاب يسمى (C2/C3).

وهذه النظرة التاريخية مبنية على فهم خاطيء منتشر عن رقم الأوكتان أثناء الحرب. فللوقود نوعان من رقم الأوكتان, أحدهما للمخلوط الضعيف, والأخر للمخلوط القوي, وغالبا ماقد يكون المخلوط القوى أكبر. فمثلا, وقود الطيران البريطاني في نهاية الحرب كان 100\125. وسوء الفهم هنا حتى الوقود الألماني له رقم أوكتان أقل (وبالتالي جودة أقل) قد ظهر لأن الألمان حددوا رقم الأوكتان للمخلوط الضعيف على أنه رقم الأوكتان لوقودهم بينما إستخدم الحلفاء إستخدموا رقم الأوكتان للمخلوط القوي لوقودهم. وكان وقود الطيران القياسي للألمان في أواخر الحرب (أطلق عليه C3) كان له رقم أوكتان ضعيف/قوي 100/130, وكان الألمان يستخدموا 100 على أنه رقم الأوكتان, بينما الحلفاء إستخدموا 130.

بعد إنتهاء الحرب أوفدت البحرية الامريكية بعض الفنيين للقاءة البتروكيماويين الألمان والتحقق من جودة الوقود الألماني. وقد كان تقريرهم بعنوان "تقرير فني 145-45 عن تصنيع بنزين الطيران الألماني" وقاموا بتحليل الانواع المتنوعة للوقود كيميائيا وإستنتجوا حتى "فى نهاية الحرب كان الوقود المستخدم في المقاتلات الألمانية يشبه المستخدم عند الحلفاء"

شاهد أيضا

• ديزل
• إيثانول
• محطة تموين
• قائمة العلامات التجارية لوقود السيارات
• مصفاة زيت

وصلات خارجية

معلومات

• البنزين- أسئلة شائعة.
• شكل تضخم أسعار البنزين في الفترة من 1970 إلى 2005 وأعلاها عام 1981.
• البنزين عالي الأوكتان.
• شهادة بيانات أمان المواد- البنزين تتضمن إحتياطات النقل, نقطة الوميض, إلى غير ذلك.
• معلومات عن البنزين عالي الأوكتان.
• مقدمة عن فهم البترول الحديث, مفهمومات عن النظرية الروسية-الأوكرانية.
• ما الفرق بين البترول والغاز الطبيعي.
• MMT-US EPA

بيانات

• تحديثات البنزين ووقود الديزل.

أخرى

• إلغاء حقيقة الأصل الحيوي للبترول الطبيعي.
• معلومات عن كيفية حدوث الطرقات للمحرك.
• مقارنة لثبات اللدائن أمام جميع من الكحولات والبنزين, أى اللدائن أفضل لتخزين البنزين.

صور

• صور لمحطات تموين البنزين الأمريكية من مسقط: http://www.coolstock.com
• "سقوط البنزين- رسوم متحركة من منظمة هاندى جام.

المصادر

• ويكيبيديا الإنجليزية.