چگونه سوخت خودرو تولید و پالایش می‌شود؟

سوخت مورد استفاده در خودروهای مدرن، چه بنزین باشد، چه دیزل و حتی گاز مایع (LPG)، باید دارای استانداردهای بالای خلوص باشد تا موتور خودرو به‌طور روان کار کند.

سوخت‌های امروزی باید به اندازه کافی فرّار باشند تا حتی در شرایط نامساعد نیز به سرعت مشتعل شوند و ترکیب مناسبی از هیدروکربن‌ها را داشته باشند تا به‌طور یکنواخت بسوزند و توان مفیدی را در موتورهای احتراق داخلی تولید کنند. همچنین، سوخت باید دارای عدد اکتان مناسب باشد تا از پدیده «پینگ» یا احتراق زودهنگام که می‌تواند به موتور آسیب بزند، جلوگیری شود. به این پدیده در ایران اصطلاحا ناک‌زدن گفته می‌شود.

موتورهای احتراق داخلی برای کار با یک درجه مشخص از سوخت طراحی و تنظیم می‌شوند و این تنظیمات به‌گونه‌ای است که نزدیک به حد تحمل آن سوخت کار کنند. به همین دلیل، کیفیت پایدار سوخت برای خودروهای مدرن اهمیت بالایی دارد.

بنزین و گازوئیل هر دو از نفت خام به دست می‌آیند؛ نفت خام ترکیب پیچیده‌ای از صدها نوع هیدروکربن مختلف و محصولات جانبی است که باید در فرایند تصفیه جدا شوند. نفت خام بسته به منبع استخراج، ترکیب متفاوتی دارد؛ این ترکیب می‌تواند شامل مایعات سبک و فرّار مانند بنزین، و همچنین اجزای بسیار سنگین و تقریباً جامد مانند قیر باشد.

برای جداسازی و تصفیه بنزین و گازوئیل از نفت خام، فرایندهای پیچیده‌ای در پالایشگاه نفت انجام می‌شود.

فرایند پالایش

اصلی‌ترین روش پالایش، تقطیر جزء به جزء (Fractional Distillation) است. این روش بر اساس این اصل کار می‌کند که اجزای مختلف نفت خام در دماهای متفاوتی به جوش آمده و بخار می‌شوند.

این فرایند در برج تقطیر جزء به جزء انجام می‌شود؛ برجی استوانه‌ای به ارتفاع حدود ۷۵ متر که دارای ۳۰ تا ۴۰ سینی به نام «سینی‌های جزء‌گیری» است که روی هم قرار گرفته‌اند. پایین برج بسیار داغ نگه داشته می‌شود و هرچه به سمت بالا می‌رویم، دما کاهش می‌یابد.

نفت خام ابتدا تا دمای ۳۱۵ تا ۳۷۰ درجه سانتی‌گراد پیش‌گرم می‌شود تا تقریبا تمام اجزای سبک‌تر آن تبخیر شوند. سپس مخلوط گاز و مایع حاصل، از قسمت پایین برج وارد می‌شود. بخار نفت به سمت بالا حرکت کرده و در مسیر خود از سینی‌ها عبور می‌کند. اجزای سنگین‌تر که هنوز مایع هستند، به سمت پایین حرکت کرده و در پایین برج جمع می‌شوند.

هرگاه بخار به سینی‌ای برسد که دمای آن برابر نقطه جوش یکی از اجزای بخار باشد، آن جزء مایع شده و روی همان سینی جمع می‌شود. این کار باعث می‌شود اجزای مختلف نفت به‌صورت مجزا و به نام «برش‌ها» (Fractions) جدا شوند.

انواع برش‌ها

شش برش اصلی از این فرایند به دست می‌آید:

1. گاز پالایشگاهی که در بالاترین قسمت برج جمع می‌شود و به‌عنوان سوخت در خود پالایشگاه استفاده می‌گردد.
2. برش‌های بسیار سبک مایع که برای ترکیب در بنزین استفاده می‌شوند.
3. نفتا (برای تولید محصولات پتروشیمی یا ترکیب در بنزین)
4. کروزین (نفت سفید)
5. گازوئیل و روغن‌های سبک و سنگین صنعتی
6. قیر که سنگین‌ترین برش است و به‌صورت باقیمانده در پایین برج می‌ماند.

فرایند شکست (Cracking)

با وجود تقطیر، برخی برش‌ها ارزش بیشتری دارند. تقاضا برای بنزین بسیار بیشتر از قیر یا حتی دیزل است. بنابراین، بخشی از برش‌های سنگین‌تر در پالایشگاه به بنزین تبدیل می‌شوند؛ این کار از طریق فرایند «شکست» انجام می‌شود.

• شکست حرارتی: گرم کردن هیدروکربن‌ها تا دمای ۴۵۰ تا ۵۴۰ درجه سانتی‌گراد تحت فشار بالا، که منجر به تولید سوخت با کیفیت پایین می‌شود و سپس دوباره تصفیه می‌گردد.
• شکست کاتالیستی: افزودن کاتالیزور (معمولاً پودر آلومینیوم-سیلیکا) که باعث شکستن برش‌های سنگین به برش‌های سبک‌تر می‌شود و بازده بیشتری دارد.

در تصویر زیر می‌توانید با تمام مراحل پالایش آشنا شوید

ویژگی‌های بنزین

بنزین باید به‌طور یکنواخت در محدوده وسیعی از دور و توان موتور بسوزد و از احتراق زودهنگام جلوگیری کند. همچنین باید دارای اجزای فرّار کافی برای استارت آسان در هوای سرد باشد اما نه آنقدر فرّار که باعث تبخیر بیش از حد و ایجاد «قفل بخار» یا یخ‌زدگی کاربراتور شود.

کیفیت بنزین با عدد اکتان سنجیده می‌شود که بر اساس مقایسه با n-هپتان (عدد اکتان ۰) و ایزو-اکتان (عدد اکتان ۱۰۰) تعیین می‌گردد. بیشتر موتورهای خودرو به بنزینی با عدد اکتان بین ۹۰ تا ۱۰۰ نیاز دارند.

در گذشته برای جلوگیری از پینگ، ترکیبات سرب مانند تترااتیل یا تترا متیل سرب به بنزین اضافه می‌شد، اما به دلیل سمی بودن سرب، این روند از سال ۱۹۸۶ میلادی محدود شد و بنزین بدون سرب در بازار اروپا عرضه شد.

گازوئیل

گازوئیل سنگین‌تر و کم‌فرّارتر از بنزین است و در بخش پایین‌تری از برج تقطیر جدا می‌شود. کیفیت آن با عدد ستان سنجیده می‌شود. عدد ستان بالاتر به معنای روشن شدن آسان‌تر، احتراق روان‌تر و صدای کمتر موتور دیزلی است.

گازوئیل زمستانی باید دارای افزودنی‌های ضدیخ و ضد موم باشد تا از گرفتگی لوله‌ها و انژکتورها جلوگیری کند. گازوئیل «قرمز» مخصوص مصارف غیرجاده‌ای است و برای استفاده در جاده باید از گازوئیل «سفید» استفاده شود.

ذخیره و حمل‌ونقل

سوخت از پالایشگاه با تانکرهای مخصوص به پمپ‌بنزین‌ها منتقل می‌شود و در مخازن زیرزمینی ذخیره می‌گردد. بنزین و گازوئیل در مخازن جداگانه نگهداری می‌شوند و پمپ‌ها با علامت‌گذاری مشخص عرضه می‌شوند. برای جلوگیری از خطر انفجار، اتصالات شیلنگ‌ها معمولاً از برنج یا مواد غیرجرقه‌زا ساخته می‌شوند.

نکات مربوط به فرّاریت سوخت

فرّاریت سوخت باید در حدی باشد که موتور به راحتی روشن شود اما در گرما دچار تبخیر بیش از حد نشود. در مواردی، تبخیر می‌تواند باعث یخ‌زدگی کاربراتور شود. پمپ‌های بنزین می‌توانند از مخازن مختلف ترکیب سوخت ایجاد کنند، اما اصولا بنزین سرب‌دار و بدون سرب باید جداگانه ذخیره و عرضه شوند.

پالایشگاه‌های ایران بنزین را از نفت خام تولید و پس از پالایش و افزودن مواد افزودنی، در شبکه جایگاه‌های سوخت‌گیری سراسر کشور عرضه می‌کنند. با وجود منابع غنی نفت، کیفیت بنزین در ایران گاهی با استانداردهای جهانی فاصله دارد و موضوعاتی مانند عدد اکتان و میزان آلایندگی همواره مورد توجه مسئولان و مصرف‌کنندگان است. در سال‌های اخیر تلاش‌هایی برای ارتقاء کیفیت بنزین و کاهش آلودگی هوا انجام شده است که از جمله آنها می‌توان به تولید بنزین با استاندارد یورو ۴ و یورو ۵ اشاره کرد.

آیا شما از کیفیت بنزین ایران راضی هستید یا به خاطر کیفیت بنزین با مشکلاتی رو به رو شده‌اید؟ نظرات خود را از طریق بخش دیدگاه‌ها با ما و کاربران چرخان در میان بگذارید.

مطالب مرتبط:

1. سیستم ترمز خودروها چطور کار می‌کند؟
2. فناوری فرمان با سیم چطور کار می‌کند؟
3. پنج اشتباه بزرگ که موتور توربوشارژ خودروی شما را نابود می‌کند
4. هنگام تحویل خودرو از نمایندگی، مواظب باشید کلاه سرتان نرود!

Copy URL URL Copied