ทำไมมาตรฐานน้ำมันเบนซิน“ ปกติ” แทนที่จะเป็นสิ่งที่ทนต่อแรงกระแทกได้มากกว่า

การกลั่นน้ำมันปิโตรเลียมแบบเบามาตรฐานสำหรับเครื่องยนต์รถยนต์ "น้ำมันเบนซินทั่วไป" คือ (หรือเทียบเท่า) การผสมของ heptane (C7) และ octane (C8) สัดส่วนที่สูงขึ้นของ C8 นั้นทนทานต่อแรงกระแทกมากขึ้นซึ่งจะทำให้อัตราส่วนการอัดสูงขึ้นและทำให้การใช้พลังงานมีประสิทธิภาพมากขึ้นในเครื่องยนต์สันดาปภายใน

ไม่ใช่โรงกลั่นที่ทันสมัยผลิตส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่พวกเขาต้องการผ่านการกลั่นการแคร็กและอัลคิเลชั่นใช่ไหม

ถ้าเป็นเช่นนั้นแล้วทำไมน้ำมันเบนซิน "ปกติ" ที่ผลิตในปริมาณดังกล่าวและทำไมค่าพรีเมียมจึงเรียกเก็บจากการผสมกันที่ทนต่อการน็อค ตัวอย่างเช่นหากโรงกลั่นต้องผลิตเชื้อเพลิงกลั่นเพียงหนึ่งเดียวก็ไม่สามารถผลิตได้อย่างง่ายดายและถูก "100 ออกเทน" ผสมผสานเป็นปัจจุบัน "87 ออกเทน" หรือไม่?

หรือจริง ๆ แล้วถูกกว่าการผลิตน้ำมัน "ออกเทน"

โปรดทราบว่า "100 ออกเทน" ไม่ได้หมายความว่าออกเทน 100% ขณะที่ "ออกเทน" จำนวนของไฮโดรคาร์บอนขึ้นอยู่กับสารอินทรีย์ของตนกับสารอินทรีย์มากขึ้นสูงกิ่งมีมากขึ้นเคาะต้านทาน ดังนั้นน้ำมันออกเทน 100 ตัวสามารถผลิตได้ด้วยการผสมผสานของ C7, C8 และยังรวมถึงไฮโดรคาร์บอนที่เบาและหนักกว่า

ลักษณะขององค์ประกอบ isomeric ของน้ำมันดิบอาจตอบคำถามนี้ ตัวอย่างเช่นหากวัตถุดิบมีแนวโน้มที่จะมีไอโซเมอร์เชิงเส้นมากกว่าพลังงานจะต้องถูกนำมาใส่ในไอโซเมอไรเซชันเพื่อผลิตกลั่นที่ทนต่อแรงกระแทกได้มากขึ้น

ก่อนอื่นผู้กลั่นเป็นธุรกิจดังนั้นพวกเขาจึงต้องทำการตัดสินใจที่ทำให้พวกเขาได้เงินมากที่สุด เมื่อพิจารณาถึงสิ่งนี้ลองนึกถึงการแคร็กและการเปลี่ยนไอโซเมอไรเซชันผ่านการเร่งปฏิกิริยา โรงกลั่นจะต้องมีเครื่องปฏิกรณ์เพิ่มเติมท่อและปั๊มเพิ่มเติมคอลัมน์การกลั่นเพิ่มเติมตัวเร่งปฏิกิริยาการโหลดตัวเร่งปฏิกิริยา ฯลฯ พลังงานโดยลำพังที่ต้องทำการกลั่นโดยทั่วไปนั้นเป็นภาระอย่างมากและหากคุณกำลังจัดการกับไอโซเมอไรเซชัน ที่ไม่ได้แยกง่าย (หมายถึงพลังงานขนาดใหญ่และทำให้ต้นทุนการดำเนินงานทางการเงิน) ตัวเร่งปฏิกิริยามักจะมีราคาถูก แต่มักจะทำจากฐานซีโอไลต์เจือด้วยโลหะหายากหรือหนักและสามารถค่าใช้จ่ายใดก็ได้จาก $ 5 ถึงหลายพันดอลลาร์ต่อกิโลกรัมและพวกเขาไม่ได้ตลอดไป (เผาผนึกพิษ ฯลฯ )

ดังนั้นแม้จะไม่มีตัวเลขคุณก็สามารถเห็นว่ามันจะเข้าไปเกี่ยวข้องกับสิ่งใดในการผลิตวัสดุออกเทนที่สูงขึ้น แต่ถ้าพวกเขาสามารถได้รับพรีเมี่ยมสำหรับมันและทำเงินพวกเขาจะทำถูกต้อง (บางคน)? นี่เป็นอีกปัจจัยหนึ่ง: เชื้อเพลิงชีวภาพ

ปัจจุบันเชื้อเพลิงชีวภาพได้รับคำสั่งผ่านมาตรฐานเชื้อเพลิงทดแทนเพื่อผสมเข้ากับแหล่งเชื้อเพลิงของสหรัฐ ซึ่งรวมถึงเชื้อเพลิงทดแทนและเชื้อเพลิงชีวภาพที่แตกต่างกัน แต่ที่โดดเด่นที่สุดคือเชื้อเพลิงเอทานอล (จากแป้งในปัจจุบันคือเซลลูโลสในภายหลัง) ลิงค์ด้านล่างแสดงภาพรวมของเอกสาร RFS มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะทราบว่าบุคคลที่ผูกพันที่จะต้องผสมผสานเชื้อเพลิงชีวภาพเหล่านี้เป็นโรงกลั่นและผู้นำเข้าผลิตภัณฑ์น้ำมันเชื้อเพลิงปิโตรเลียมดิบหรือสำเร็จรูป

https://www.epa.gov/renewable-fuel-standard-program/final-renewable-fuel-standards-2017-and-biomass-based-diesel-volume

เนื่องจากกฎหมายกำหนดให้หน่วยงานเหล่านี้ (มีประสิทธิภาพภายใต้พระราชบัญญัติอากาศบริสุทธิ์) เพื่อผสมผสานเชื้อเพลิงเหล่านี้เข้าด้วยกันจึงเหมาะสมที่สุดที่จะใช้ประโยชน์เหล่านี้ในวิธีที่ดีที่สุดเท่าที่จะทำได้ เอทานอลมอบข้อได้เปรียบที่เฉพาะเจาะจงให้กับโรงกลั่นเนื่องจากสามารถส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อ RON, MON หรือค่าออกเทนของน้ำมันเบนซินที่มีคุณภาพต่ำ

ดังนั้นจากมุมมองทางธุรกิจการใช้เงินทุนหรือค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานในอุปกรณ์เสริมกระบวนการออกเทนให้น้อยที่สุดไม่มีความคุ้มค่าทางเศรษฐกิจมากที่สุดเป็นไปตามภาระหน้าที่ที่ได้รับคำสั่งและในเวลาเดียวกันก็ผสมผสานเอทานอล ออกเทนเกรดเดียวกันกับชั้นวางสำหรับตัวแทนจำหน่าย / ผู้บริโภค

ขึ้นอยู่กับว่าคุณอยู่ที่ไหนน้ำมันเชื้อเพลิงรถยนต์ "ปกติ" คืออะไรระหว่าง 85 ถึง 95 อย่างไรก็ตามมีจำนวนพูด 95 ไม่ได้หมายความว่ามันเป็นส่วนผสมของออกเทน 95% และ 5% heptane มันหมายถึงว่าเชื้อเพลิงมีคุณสมบัติต้านทานการกระแทกคล้ายกับส่วนผสมนี้ องค์ประกอบที่แท้จริงอาจเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอน isomeric

เมื่อจำนวนที่แสดงถึงความต้านทานการกระแทกเพิ่มขึ้นส่วนผสมจะมีราคาแพงกว่าในการผลิต

นอกจากนี้โปรดทราบว่าองค์ประกอบเชื้อเพลิงที่เหมาะสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในที่กำหนดขึ้นอยู่กับตัวแปร ยกตัวอย่างเช่นความดันอากาศเป็นปัจจัยหนึ่ง ส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศในอุดมคตินั้นแตกต่างกันไปตามส่วนประกอบของเชื้อเพลิง ที่กล่าวว่าระดับความสูง 6,000 ฟุต (ซึ่งเป็นที่ที่ฉันอาศัยอยู่) ส่วนผสมของเชื้อเพลิงที่หลากหลายนั้นทำงานแตกต่างจากระดับน้ำทะเล ดังนั้นสภาพท้องถิ่นอาจเป็นข้อพิจารณาในการกำหนดส่วนผสมของเชื้อเพลิง

ตามที่ได้รับการบันทึก; มีค่าใช้จ่ายในการทำ "ออกเทน" และเนื่องจากมีหลายขั้นตอนในการสร้างส่วนประกอบออกเทนเหล่านี้จึงมีค่าใช้จ่ายและ "เรื่องราว" ที่แตกต่างกันมากมาย เรื่องหนึ่ง; xlyenes เป็นค่าออกเทนที่สูงมากและเป็นองค์ประกอบสำคัญในวัตถุดิบโพลีเอสเตอร์ดังนั้นจึงมีมูลค่าการแข่งขันสูงมาก เรื่องที่สอง; การปฏิรูปผลิตส่วนประกอบออกเทนสูงหลายอย่าง แต่เนื่องจากความดันไฮโดรเจนสูงและความดันรวมสูงและตัวเร่งปฏิกิริยากลุ่มแพลตตินัมทำให้กระบวนการนี้มีราคาแพง อาจได้รับหนังสือเกี่ยวกับวิธีการทำงานของโรงกลั่น

คำตอบง่ายๆคือผลกำไร พวกเขาสามารถเรียกเก็บเงินเพิ่มเติมสำหรับจำนวนที่สูงขึ้นแม้ว่าค่าใช้จ่ายจะไม่สัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้น ฉันไม่สามารถบอกคุณได้ว่ามีค่าใช้จ่ายในการผลิตออกเทนสูงเท่าไหร่ แต่มั่นใจว่าจะมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม

การผสมผสานของฤดูหนาวตามที่กล่าวไว้ข้างต้นนั้นมีอัตราการระเหยมากขึ้น หากคุณพิจารณาเมืองใหญ่ที่มีสถานีบริการน้ำมันหลายร้อยแห่งน้ำมันเบนซินรวมที่ระเหยออกมาจากถังทั้งหมดจะมีความสำคัญ เนื่องจากอัตราการระเหยของเชื้อเพลิงมีความสัมพันธ์โดยตรงกับอุณหภูมิพวกเขาจึงสามารถใช้เชื้อเพลิงระเหยได้มากกว่าในฤดูร้อน

พวกเขายังมีโซนที่พวกเขาต้องใช้น้ำมันเบนซินที่หนักกว่าแม้ในช่วงฤดูหนาวเนื่องจากความเข้มข้นของสถานีบริการน้ำมันที่นั่น

ฉันเรียนรู้ทั้งหมดนี้ในขณะที่ทำงานให้กับ บริษัท ท่อที่จัดเก็บและโอนถ่ายน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับ บริษัท น้ำมันรายใหญ่ทั้งหมดจากโรงกลั่นน้ำมันของพวกเขาไปยังอาคารที่พวกเขาถูกโหลดบนรถบรรทุก เรื่องไม่สำคัญที่น่าสนใจน้ำมันเบนซินในท่อของฉันมีคะแนนออกเทนในยุค 60 เมื่อเราทดสอบ คะแนนออกเทนที่คุณเห็นที่เครื่องสูบน้ำนั้นมาจากเอทานอลที่พวกมันเพิ่มที่สถานีในขณะที่บรรทุกรถบรรทุก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าคุณไม่ต้องการเครื่องดื่มแอลกอฮอล์ในถังเก็บขนาดใหญ่เพราะมันจะดูดซับน้ำจำนวนมากจากถัง

อีกเหตุผลที่ยังไม่ได้กล่าวถึงก็คือ 'ผลกระทบเครือข่าย' หนึ่งรัฐของสหรัฐอเมริกาหรือประเทศในยุโรปไม่สามารถเพิ่มความต้องการออกเทนได้อย่างสมเหตุสมผล เหตุผลที่คุณต้องการเรตออกเทนที่สูงขึ้นก็เพราะว่ามันช่วยให้อัตราส่วนการอัดสูงขึ้นในเครื่องยนต์ซึ่งจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง ในเครื่องยนต์ส่วนใหญ่อัตราการอัดคงที่และได้รับการปรับให้เหมาะสมกับเชื้อเพลิงที่มีอยู่ในพื้นที่ที่มีการขายรถยนต์ (อัตราส่วนการบีบอัดบางครั้งแตกต่างกันไปสำหรับรถรุ่นเดียวกันในสหภาพยุโรปและสหรัฐอเมริกาเนื่องจากการจัดอันดับน้ำมันเชื้อเพลิงออกเทนสูงขึ้นในสหภาพยุโรป)

หากความต้องการออกเทนเพิ่มขึ้นที่ไหนสักแห่งที่จะช่วยให้รถใหม่ที่ขายไปที่นั่นใช้เชื้อเพลิงออกเทนที่สูงขึ้นโดยมีอัตราส่วนการอัดสูงขึ้น แต่ถ้ามีเพียงสหรัฐอเมริกาหรือประเทศในสหภาพยุโรปเท่านั้นที่มีค่าออกเทนสูงกว่านี้รถยนต์ที่ใช้อัตราส่วนการบีบอัดที่สูงขึ้นจะไม่ทำงานได้ดีเมื่อขับไปยังรัฐ / ประเทศอื่นด้วยคะแนนออกเทนต่ำกว่าดังนั้นผู้ผลิตรถยนต์จะไม่เริ่มขายรถยนต์ อัตราส่วนการอัดเว้นแต่พื้นที่ขนาดใหญ่ (เช่นทั้งสหรัฐอเมริกาหรือสหภาพยุโรป) จะเปลี่ยนออกเทนน้ำมันเชื้อเพลิง และการเปลี่ยนแปลงที่มีอิทธิพลต่อทวีปนั้นช้ามากโดยมีผู้มีส่วนได้ส่วนเสียมากมายหากเกิดขึ้นเลย

ดังนั้นเมื่อมีการตั้งค่าการออกเทนพวกมันยากที่จะเปลี่ยนแปลง และการมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงน่าจะค่อนข้างเร็ว (แม้ว่าฉันไม่รู้ว่าเมื่อออกเทนค่าเหล่านี้เป็นมาตรฐาน)