Как делают бензин: от нефти до топлива на заправке
Бензин делают из нефти на нефтеперерабатывающих заводах. Сырая нефть проходит несколько последовательных этапов: первичную перегонку, каталитический крекинг, риформинг и смешивание компонентов. На выходе получают топливо с заданным октановым числом, готовое к использованию в двигателях внутреннего сгорания.
Из чего состоит нефть и почему из неё можно сделать бензин
Нефть представляет собой смесь сотен углеводородных соединений с разной длиной молекулярной цепочки. Короткие цепочки дают лёгкие фракции, длинные — тяжёлые. Бензин относится к лёгким фракциям: его молекулы содержат от 5 до 12 атомов углерода. Именно этот диапазон обеспечивает нужные свойства для работы карбюраторных и инжекторных двигателей. Тяжёлые фракции той же нефти превращаются в дизельное топливо, мазут и битум.
Первичная перегонка: разделение нефти на фракции
Первый шаг производства бензина называется атмосферной дистилляцией. Нефть нагревают до 350–370 градусов Цельсия в трубчатой печи, после чего пары подаются в ректификационную колонну высотой до 50 метров. Внутри колонны поддерживается температурный градиент: вверху около 35–40 градусов, внизу — свыше 300. Каждая фракция конденсируется на своей «тарелке» в зависимости от температуры кипения. Прямогонный бензин выходит при температуре 35–180 градусов и составляет лишь 15–20% от объёма нефти. Этого мало, поэтому заводы используют дополнительные процессы для получения большего количества топлива.
Каталитический крекинг и риформинг: как повышают выход и качество
Прямогонный бензин имеет невысокое октановое число — около 60–70 единиц. Современные двигатели требуют 92, 95 или 98. Для этого применяют два ключевых процесса.
Каталитический крекинг разрывает длинные молекулы тяжёлых фракций на более короткие при температуре 480–550 градусов в присутствии катализатора из оксида алюминия. Это увеличивает общий выход бензина из нефти с 15–20% до 45–55%.
Каталитический риформинг перестраивает молекулярную структуру уже полученного бензина. Прямолинейные цепочки углеводородов превращаются в разветвлённые и ароматические соединения при температуре 490–525 градусов и давлении 15–35 атмосфер. Именно риформинг поднимает октановое число до 95–100 единиц. Побочный продукт этого процесса — водород, который используется в других установках завода.
Смешивание и финальная подготовка товарного бензина
Ни один из перечисленных потоков сам по себе не является товарным бензином. На установке смешивания (блендинге) технологи соединяют компоненты в точных пропорциях, чтобы достичь нужного октанового числа, давления насыщенных паров и других характеристик по ГОСТ. В летний бензин добавляют меньше лёгких компонентов, чтобы снизить испаряемость, в зимний — больше, чтобы двигатель легче заводился на морозе.
На этом же этапе вводят пакет присадок: антиокислительные стабилизаторы продлевают срок хранения, моющие добавки очищают форсунки и клапаны двигателя, антистатики снижают риск воспламенения при перекачке. После анализа в лаборатории готовое топливо поступает в резервуарный парк, откуда бензовозами доставляется на заправочные станции.
Крупнейшие нефтеперерабатывающие заводы России расположены в Омске, Рязани, Нижнем Новгороде, Уфе и Ярославле. Суммарная мощность российской нефтепереработки превышает 280 миллионов тонн в год, что обеспечивает страну топливом с запасом для экспорта.
