Tại sao tiêu chuẩn xăng xăng thường xuyên thay vì một thứ gì đó chống va đập mạnh hơn?

Chưng cất dầu nhẹ tiêu chuẩn cho động cơ xe, "xăng thông thường", (hoặc tương đương với) một số hỗn hợp heptan (C7) và octan (C8). Tỷ lệ C8 cao hơn có khả năng chống gõ mạnh hơn, cho phép tỷ lệ nén cao hơn và do đó sử dụng năng lượng hiệu quả hơn trong động cơ đốt trong.

Không phải các nhà máy lọc dầu hiện đại sản xuất khá nhiều hỗn hợp hydrocarbon mà họ muốn thông qua sự kết hợp của quá trình chưng cất, cracking và kiềm hóa?

Nếu vậy, tại sao xăng "thông thường" được sản xuất với số lượng như vậy, và tại sao phí bảo hiểm được tính cho hỗn hợp chống va đập mạnh hơn ("octan cao hơn")? Ví dụ, nếu một nhà máy lọc dầu chỉ phải sản xuất một sản phẩm chưng cất nhiên liệu nhẹ, thì nó có thể tạo ra hỗn hợp "100 octan" dễ dàng và rẻ như "87 octan" hiện tại không?

Hoặc nó thực sự rẻ hơn để sản xuất xăng "octan thấp hơn"?

Lưu ý rằng "100 octan" không có nghĩa là 100% octan, vì số "octan" của hydrocarbon phụ thuộc vào các đồng phân của nó, với các đồng phân phân nhánh cao hơn có khả năng chống va đập mạnh hơn . Vì vậy, nhiên liệu 100 octan có thể được sản xuất với nhiều hỗn hợp C7, C8, và thậm chí bao gồm các hydrocacbon nhẹ hơn và nặng hơn.

Một đặc tính của các thành phần đồng phân của dầu thô có thể trả lời câu hỏi này. Ví dụ, nếu nguyên liệu thô có xu hướng có nhiều đồng phân tuyến tính hơn, thì năng lượng sẽ phải được đưa vào đồng phân hóa để tạo ra các sản phẩm chưng cất kháng gõ hơn.

Đầu tiên và quan trọng nhất, các nhà tinh chế là một doanh nghiệp vì vậy họ phải đưa ra quyết định giúp họ kiếm được nhiều tiền nhất. Xem xét điều này, chúng ta hãy nghĩ về sự nứt và đồng phân hóa thông qua xúc tác. Nhà máy lọc sẽ yêu cầu thêm lò phản ứng, đường ống và bơm, rất có thể là cột chưng cất bổ sung, nạp chất xúc tác, v.v ... Năng lượng để làm chưng cất nói chung rất nặng nề và nếu bạn xử lý đồng phân hóa, bạn có thể xử lý các hóa chất tương tự không dễ dàng tách ra (có nghĩa là năng lượng lớn và do đó chi phí vận hành tiền tệ). Chất xúc tác thường có thể rẻ, nhưng thường được tạo ra từ các cơ sở zeolite pha tạp kim loại hiếm hoặc nặng, và có thể có giá từ 5 đến hàng ngàn đô la mỗi kg, và chúng không tồn tại mãi mãi (thiêu kết, ngộ độc, v.v.).

Vì vậy, ngay cả khi không có số, bạn có thể thấy nơi mà một thực thể có thể tham gia để tạo ra các vật liệu có chỉ số octan cao hơn. Nhưng nếu họ có thể nhận được phí bảo hiểm cho nó và kiếm tiền thì họ sẽ làm đúng (một số làm)? Đây là một yếu tố khác: Nhiên liệu sinh học.

Nhiên liệu sinh học hiện đang được ủy quyền thông qua Tiêu chuẩn nhiên liệu tái tạo để pha trộn vào nguồn cung cấp nhiên liệu của Mỹ. Điều này bao gồm nhiều nhiên liệu tái tạo và nhiên liệu sinh học khác nhau, nhưng nổi bật nhất là ethanol nhiên liệu (từ tinh bột hiện nay, xenluloza sau này). Liên kết dưới đây cung cấp một cái nhìn tổng quan về nhiệm vụ RFS. Điều quan trọng cần lưu ý là các bên bắt buộc phải pha trộn các nhiên liệu sinh học này là các nhà tinh chế và nhập khẩu các sản phẩm nhiên liệu dầu thô hoặc thành phẩm .

https://www.epa.gov/renewable-fuel-stiteria-program/final-renewable-fuel-stiterias-2017-and-biomass-basing-d Diesel-volume

Bởi vì các thực thể này được pháp luật yêu cầu (có hiệu quả theo đạo luật không khí sạch) để pha trộn các loại nhiên liệu này, nên việc sử dụng chúng theo cách tốt nhất có thể là điều hợp lý nhất. Ethanol cung cấp một lợi thế rất cụ thể cho các nhà tinh chế, vì nó có thể tác động mạnh mẽ đến RON, MON hoặc Số Octane cuối cùng của nhiên liệu xăng chất lượng thấp hơn.

Vì vậy, từ góc độ kinh doanh, sẽ hợp lý nhất khi đầu tư ít hoặc không có vốn hoặc chi phí vận hành vào thiết bị xử lý tăng cường octan, đáp ứng nghĩa vụ bắt buộc và đồng thời pha trộn ethanol với chất lượng nhiên liệu thấp hơn nhưng vẫn tạo ra cùng loại octan với giá đỡ cho nhà phân phối / người tiêu dùng.

Tùy thuộc vào vị trí của bạn, nhiên liệu ô tô "thông thường" là bất cứ thứ gì trong khoảng từ 85 đến 95. Tuy nhiên, một số, chẳng hạn, 95, không có nghĩa đó là hỗn hợp của 95% octan và 5% heptane. Nó chỉ có nghĩa là nhiên liệu có đặc tính kháng gõ tương tự như hỗn hợp này. Thành phần thực tế có thể là bất kỳ hỗn hợp hydrocacbon đồng phân.

Khi số lượng biểu thị điện trở gõ tăng lên, hỗn hợp ngày càng đắt hơn để sản xuất.

Cũng lưu ý rằng thành phần nhiên liệu lý tưởng cho động cơ đốt trong nhất định có thể thay đổi. Áp suất không khí, ví dụ, là một yếu tố. Hỗn hợp nhiên liệu / không khí lý tưởng khác nhau cho các thành phần nhiên liệu khác nhau. Tại, giả sử, độ cao 6000ft (là nơi tôi sống) các hỗn hợp nhiên liệu khác nhau thực hiện khác nhau so với chúng ở mực nước biển. Vì vậy, điều kiện địa phương cũng có thể được xem xét khi xây dựng hỗn hợp nhiên liệu.

Như đã lưu ý; Nó tốn tiền để làm "octan". Và bởi vì có nhiều quy trình để tạo ra nhiều thành phần octan này, nên có nhiều chi phí và "câu chuyện" khác nhau. Một câu chuyện; xlyenes là octan rất cao và các thành phần chính trong nguyên liệu polyester, vì vậy giá trị cạnh tranh rất cao. Câu chuyện thứ hai; cải cách tạo ra nhiều thành phần có chỉ số octan cao, nhưng do áp suất hydro cao và tổng áp suất cao và chất xúc tác nhóm bạch kim làm cho quá trình này trở nên đắt đỏ. Có thể lấy một cuốn sách về cách các nhà máy lọc dầu hoạt động.

Câu trả lời đơn giản là lợi nhuận. Họ có thể tính phí nhiều hơn cho những con số cao hơn ngay cả khi chi phí không liên quan đến mức tăng. Tôi không thể nói cho bạn biết chi phí sản xuất chỉ số octan cao là bao nhiêu, nhưng tôi tự tin sẽ có thêm chi phí.

Các hỗn hợp mùa đông như đã đề cập ở trên là nhiều hơn cho tốc độ bay hơi. Nếu bạn xem xét một thành phố lớn có hàng trăm trạm xăng thì tổng lượng xăng bốc hơi từ tất cả các bể đó là rất đáng kể. Vì tốc độ bay hơi của nhiên liệu tương quan trực tiếp với nhiệt độ, họ có thể sử dụng nhiên liệu bay hơi nhiều hơn vào mùa đông so với mùa hè.

Họ cũng có những khu vực mà họ phải sử dụng xăng nặng hơn ngay cả trong mùa đông do sự tập trung của các trạm xăng ở đó.

Tôi đã học được tất cả những điều này khi làm việc cho một công ty đường ống lưu trữ và chuyển nhiên liệu cho tất cả các công ty dầu lớn từ nhà máy lọc dầu của họ đến các nhà ga nơi họ được chất lên xe tải. Câu đố thú vị, xăng trong đường ống của tôi có chỉ số octan trong thập niên 60 khi chúng tôi thử nghiệm nó. Chỉ số octan mà bạn nhìn thấy ở máy bơm là từ ethanol mà họ thêm vào tại nhà ga trong khi tải các xe tải. Điều này chủ yếu là do thực tế là bạn không muốn có rượu trong các bể chứa số lượng lớn vì nó sẽ ngấm một lượng nước rất lớn từ các bể.

Một lý do khác chưa được đề cập đến là "hiệu ứng mạng". Một quốc gia Hoa Kỳ hoặc quốc gia Châu Âu không thể tăng nhu cầu về chỉ số octan một cách hợp lý. Lý do bạn muốn xếp hạng octan cao hơn là vì nó cho phép tỷ số nén cao hơn trong động cơ, giúp tăng hiệu suất nhiên liệu. Trong hầu hết các động cơ, tỷ lệ nén là cố định và được tối ưu hóa cho nhiên liệu có sẵn trong khu vực bán xe. (Tỷ số nén đôi khi khác nhau đối với các biến thể của EU và Hoa Kỳ của cùng một chiếc xe, do chỉ số nhiên liệu có chỉ số octan cao hơn ở EU.)

Nếu các yêu cầu về chỉ số octan được tăng lên ở đâu đó, điều đó sẽ chỉ cho phép những chiếc xe mới được bán ở đó sử dụng nhiên liệu có chỉ số octan cao hơn bằng cách có tỷ số nén cao hơn. Nhưng nếu chỉ có một quốc gia Hoa Kỳ hoặc EU có yêu cầu về chỉ số octan cao hơn này, những chiếc xe sử dụng tỷ lệ nén cao hơn tương ứng sẽ không hoạt động tốt khi được chuyển sang một quốc gia / quốc gia khác sử dụng chỉ số octan thấp hơn, vì vậy các nhà sản xuất ô tô sẽ không bắt đầu bán ô tô với mức cao hơn tỷ lệ nén trừ khi một khu vực rộng lớn (ví dụ như toàn bộ Hoa Kỳ hoặc EU) sẽ thay đổi octan nhiên liệu của nó. Và những thay đổi ảnh hưởng đến một lục địa là rất chậm với rất nhiều bên liên quan, nếu chúng xảy ra.

Vì vậy, một khi xếp hạng octan được thiết lập, chúng rất khó thay đổi. Và sự tập trung vào hiệu quả nhiên liệu có lẽ là tương đối gần đây (mặc dù tôi không biết khi nào các chỉ số octan này được tiêu chuẩn hóa).