مشخصات بنزین و استانداردهای آلایندگی

بنزین (Benzin) در اصل یک کلمۀ آلمانی است و در آمریکا به آن Gasoline و در بریتانیا و اروپا Petrol گفته می‌­شود. بنزین سوخت مایعی می­‌باشد که در موتور احتراق داخلی خودروها و برخی وسایل نقلیه استفاده می­‌گردد. بنزین در اصل بی رنگ است و به سبب شناخت راحت تر آن و تشخیص آن از دیگر مایعات و فراورده های نفتی معمولاً دارای رنگ مایل به صورتی یا قهوه ای می­‌باشد. در این مقاله سعی شده تا مشخصات بنزین و استانداردهای آلایندگی آن به صورت کامل بررسی گردد.

با افزایش استفاده از وسایل نقلیه، میزان تقاضا برای تولید بنزین از دهه های گذشته روند افزایشی داشته و هنوز هم رو به افزایش است. در سال­های اخیر، صنایع مختلف از جمله خودروسازان شدیداً به عنوان تولید سوخت جایگزین برای بنزین یا استفاده از تکنولوژی جدید برای تأمین انرژی مورد نیاز در خودروها بوده اند.

از جمله سوخت های جایگزین برای بنزین می­‌توان به گاز CNG، گاز مایع LPG، هیدروژن، اتانول و… اشاره نمود. همچنین اخیراً خودروهایی تحت عنوان خودروی هیبریدی یا خودروی برقی تولید شده اند که می‌­توانند با استفاده از نیروی برق ذخیره شده در باتری خود حرکت ­کنند. با وجود تولید و استفاده از سوخت های مختلف، هنوز هم بنزین به عنوان اصلی ترین و مهم ترین سوخت مورد استفاده در خودروها شناخته شده و از لحاظ کیفیت و راندمان هیچ سوختی قابلیت رقابت با آن را ندارد.

شما می توانید عدد اکتان بنزین و راه‌های بهبود آن را در مقاله لینک شده دنبال نمایید.

مشخصات انواع بنزین‌ ها

بنزین ها با توجه به کاربردی که در موتور خودرو دارند، دارای یک سری مشخصات هستند که در ادامه به آن­ها اشاره می­‌گردد.

1. چگالی

چگالی (Density) سوخت ها اصولاً به وسیلۀ پیکنومتر (Pycnometer) یا هیدرومتر (Hydrometer) اندازه گیری می‌­شود. اندازه گیری چگالی مرجع در دمای 60˚ F (15˚ C) و فشار اتمسفر انجام شده و برحسب kg/liter بیان می‌­شود. در مورد بنزین هرچه چگالی بالاتر باشد و به اصطلاح بنزین سنگین تر باشد، مصرف آن کمتر بوده و برای مصرف کنندگان مطلوب تر است. جدول زیر چگالی بنزین های مختلف را نشان می‌­دهد:

2. فشار بخار

فشار بخار رد یا (Reid Vapor Pressure (RVP در حقیقت فشاری است که در درجه حرارت معین، توسط بخار سوخت بر سطح آزاد مایع وارد می‌­شود. این فشار به وسیلۀ دستگاهی با همین نام اندازه گیری می‌­شود. هرچه فشار بخار یک مایع بیشتر باشد آن مایع فرار تر است. فراریت میزان تمایل سوخت به تبخیر شدن است و هرچه فراریت گاز بیشتر باشد، سوخت بهتر و کامل تر می­‌سوزد.

میزان فشار بخار استاندارد برای بنزین در دماهای مختلف متفاوت است. جدول زیر نشان دهندۀ حدود مجاز فشار بخار رد (RVP) بنزین در دماهای مختلف بر حسب درجۀ فارنهایت می­‌باشد.

علی رغم این که بالا بودن فشار بخار سبب بهتر سوختن بنزین می‌­شود، باید به این نکته توجه داشت که هرچه فشار بخار سوخت بالاتر باشد تبخیر و اتلاف آن بیشتر بوده و آلودگی بیشتری ایجاد می­‌نماید. پس لازم است تا با درنظر گرفتن همۀ شرایط، فشار بخار بنزین در شرایط بهینه تنظیم گردد.

3. میزان صمغ موجود در بنزین

صمغ ها (Gum) ترکیباتی هستند که در اثر اکسید یا پلیمری شدن اولفین های ناپایدار درون بنزین ایجاد می‌­شوند. غلظت صمغ موجود در بنزین نباید از 0.1 گرم بر لیتر بیشتر شود. افزایش میزان صمغ در بنزین می­تواند موجب اشکالاتی نظیر انسداد لوله های انتقال دهندۀ بنزین و انسداد و خرابی پمپ ها شود. از دیگر اشکالات ایجاد شده در اثر افزایش میزان صمغ در بنزین، کاهش عدد اکتان بنزین در حدود 2 تا 3 واحد خواهد بود.

با گذشت زمان، میزان صمغ موجود در بنزین افزایش می­‌یابد. برای جلوگیری از مشکلات یاد شده باید سعی داشت که حتی المکان میزان صمغ موجود در بنزین را کاهش داد و در صورتی که مقدار صمغ زیاد بود بنزین مورد نظر زودتر مصرف شده و ذخیره نگردد.

4. میزان گوگرد موجود در بنزین

بنزین خروجی از پالایشگاه با وجودی که مراحل تصفیه و گوگرد گیری را گذرانده، بازهم دارای مقدار اندکی گوگرد می‌­باشد. وجود گوگرد در بنزین سبب ایجاد اشکالات متعددی می‌­شود که عبارتند از:

• ایجاد خوردگی در باک، موتور و تجهیزات خودرو در اثر تشکیل اسید سولفوریک
• آلودگی محیط زیست به دلیل انتشار گازهای مسموم از اگزوز خودرو
• کاهش عدد اکتان بنزین

به همین دلایل باید مقدار گوگرد موجود در بنزین را تا جایی که امکان دارد کاهش داد. در گذشته مقدار مجاز گوگرد برای بنزین های معمولی 0.17 % و برای بنزین های سوپر 0.15 % بود که امروزه طبق استاندارد های جدید باید مقدار گوگرد از این مقادیر هم کمتر باشد.

5. عدد اکتان بنزین

همان گونه که در مقالۀ عدد اکتان بنزین و راه های بهبود آن اشاره شد، عدد اکتان (Octane Number) معیاری برای تعیین کیفیت احتراق سوخت در  موتورهای احتراق داخلی می‌­باشد. هرچه عدد اکتان بنزین بالاتر باشد، احتراق آن آرام تر بوده و بنزین با کیفیت تر می­‌باشد. بنزین ها از لحاظ عدد اکتان دارای دو نوع بنزین معمولی (دارای عدد اکتان بین 84 تا 92) و بنزین سوپر (دارای عدد اکتان بین 87 تا 97) هستند.

استانداردهای مربوط به کنترل آلایندگی سوخت بنزین

ترکیب بنزین شامل 150 نوع مادۀ مختلف است که در اثر سوختن، بسیاری از این مواد به صورت گازها و ترکیبات شیمیایی مختلف وارد محیط می­‌شوند. وجود یک سری ترکیبات خاص مانند گوگرد، سرب، کربن مونواکسید، نیتروژن اکسید و… در بنزین باعث ایجاد آلودگی هوا و خطرات فراوان برای سلامتی انسان ها می­شود. امروزه بسیاری از شهرهای بزرگ از جمله تهران به خصوص در فصول سرد سال به شدت درگیر مسأله­ آلودگی هوا هستند.

بنزین نامرغوب از مهم ترین دلایل آلودگی هوا است و همین امر موجب شده تا بعضی کشورها قوانین بسیار سختگیرانه ای در خصوص میزان آلاینده ها و کیفت بنزین تولیدی وضع کنند. در اوایل دهۀ 90 میلادی اتحادیۀ اروپا طی برگزاری جلسات مختلف، استانداردهایی برای میزان آلاینده های موجود در سوخت وسایل نقلیه وضع کرد. اولین استاندارد وضع شده توسط اتحادیۀ اروپا استاندارد یورو 1 (Euro 1) در سال 1993 میلادی و جدیدترین آن، استاندارد یورو Euro 6b در سال 2019 میلادی می­‌باشد.

جدول زیر میزان آلاینده های مجاز موجود در بنزین را برای خودروهای سواری با وزن بین 1300 تا 1760 کیلوگرم، نشان می‌­دهد. در این جدول که  استانداردهای یورو1 تا یورو 6 در آن ذکر شده است، میزان آلاینده ها بر حسب گرم بر کیلومتر مسافت پیموده شده توسط خودرو (gr/km)  بیان گردیده است.

CO = کربن مونو اکسید

THC = Total hydrocarbon هیدروکربن کل

NMHC = Non methane hydrocarbons هیدروکربن های غیر از متان

NO_x = گروه نیتروژن اکسیدها

HC + NO_x = هیدروکربن ها و نیتروژن اکسیدها

PM = ذرات ریز جامد

تأثیرات مخرب آلاینده ها بر سلامت انسان و محیط زیست

در صورتی که بنزین مصرفی خودروها دارای استانداردهای یورو نباشد و حاوی مواد آلاینده باشد، می­‌تواند اثرات مخرب و زیان باری بر سلامت انسان ها و محیط زیست بگذارد. بخش عمده ای از آلودگی هوا که امروزه دامن‌گیر شهرهای بزرگ جهان مانند تهران شده است، ناشی از عدم کیفیت و استاندارد نبودن بنزین مصرفی خودروها است.

آلاینده هایی مانند سرب موجود در بنزین، کربن مونواکسید (CO)، نیتروژن اکسیدها (NO_x)، گوگرد و… پس از احتراق بنزین از طریق اگزوز خودروها وارد محیط شده و سبب آلودگی هوا می­‌شوند. در فصول سرد سال به علت پدیدۀ وارونگی هوا، میزان آلاینده ها در محیط بیشتر شده و باعث ایجاد مشکلات فراوان برای سلامتی انسان ها و کلیۀ جانداران ساکن در منطقه می‌­شود.

خطرات و مضرات ناشی از آلاینده ها بر سلامت انسان شامل موارد زیر می­‌شود:

• ایجاد مشکلات عصبی و روانی مانند افسردگی و بی حوصلگی
• مشکلات پوستی مانند خارش، اگزما، کهیر زدن و التهاب پوست
• تأثیر بسیار مخرب بر ریه و افزایش احتمال بیماری آسم
• افزایش خطر بیماری های قلبی و سکتۀ قلبی
• سوزش و خارش چشم
• ایجاد مشکلات ناباروری

جمع بندی

بنزین مهم ترین و پر مصرف ترین فراورده­ی نفتی است و این مادۀ با ارزش به عنوان سوخت خودروها و وسایل نقلیۀ مختلف کاربرد دارد. کیفیت بنزین نکتۀ بسیار مهمی است که پالایشگاه های تولید کنندۀ بنزین باید توجه ویژه ای به آن داشته باشند. در برخی موارد به علت نیاز فراوان بازار به بنزین، پالایشگاه ها ظرفیت بهبود کیفیت بنزین را نداشته و مجبور می­شوند بنزین با مرغوبیت کمتر را به بازار عرضه کنند.

در سال­های اخیر پالایشگاه های مهم در کشورهای توسعه یافتۀ جهان تمرکز خود را بر واحدهای پالایشگاهی افزایندۀ عدد اکتان و واحد های تصفیۀ فراورده ها بیشتر کردند. اما در کشورهای در حال توسعه هنوز هم از مواد افزودنی ناسالم برای افزایش عدد اکتان استفاده شده و امکانات و تجهیزات مربوط به تصفیۀ سوخت مناسب و کامل نیست.

از آنجایی که عدم مرغوبیت و وجود آلاینده ها در بنزین تأثیر مستقیمی بر سلامت انسان ها دارد، باید سعی شود تا با انجام تدابیر مختلف و بهبود تجهیزات صنعت نفت، بنزین با استانداردهای جدید یورو و حداقل میزان آلایندگی تولید و به بازار عرضه گردد.