Плотность бензина и других нефтепродуктов — ключевой параметр, влияющий на их физические и химические свойства и эффективность использования. Понимание плотности позволяет оптимизировать процессы хранения и транспортировки, а также улучшить качество топлива, что сказывается на производительности двигателей и снижении вредных выбросов. В статье рассмотрим факторы, влияющие на плотность бензина и нефтепродуктов, их значение в промышленности и повседневной жизни, а также методы измерения и контроля этого показателя.

Плотности (удельные веса) бензина, дизельного топлива и других нефтепродуктов

Значения плотностей (удельных весов) бензина, дизельного топлива и других нефтепродуктов широко применяются в современном мире, особенно в сфере транспорта.

Наиболее распространёнными нефтепродуктами являются бензин и дизельное топливо (также известное как солярка), а также мазут.

Бензин представляет собой горючую смесь лёгких углеводородов с температурой кипения в диапазоне от 30 до 200 °C, плотностью около 0,75 г/см³ и теплотворной способностью примерно 10500 ккал/кг (46 МДж/кг, 34,5 МДж/литр). Температура замерзания бензина составляет менее -60 °C. Средние значения плотности (удельного веса) бензина, дизельного топлива и других нефтепродуктов, включая бензин АИ-92 (А92), представлены в таблице.

Согласно стандартам ГОСТ 32513-2013, все распространённые виды бензина в России (АИ-80, АИ-92, АИ-95, АИ-98) должны иметь плотность в пределах 720-780 кг/м³ при температуре 15 °C.

Однако характеристики зарубежного автомобильного топлива могут отличаться от российских аналогов.

Также стоит отметить динамику средних цен на нефтепродукты в России за разные годы.

Важно упомянуть, что в последнее время в России появились неэтилированные бензины, такие как «Нормаль-80» и «Регуляр-92», которые заменили АИ-93, а для импортных автомобилей стали доступны «Премиум-95» и «Супер-98». Эти виды топлива соответствуют экологическим требованиям по выбросам вредных веществ класса Евро-2. Следующим шагом стало создание бензинов, соответствующих более строгим стандартам Евро-3 (в то время как в ЕС действуют ещё более жесткие требования Евро-4 и Евро-5) к выбросам: «Регуляр Евро-92», «Премиум Евро-95», «Супер Евро-98», «Экстра-98» и другие (названия часто не содержат слово «Евро»).

Говоря о зарубежных автомобилях, стоит отметить, что в США существуют три класса дизельного топлива: 1D, 2D и 4D. Различия между ними зависят от диапазона вязкости и температуры кипения. Дизельное топливо класса 4D обычно используется в низкоскоростных двигателях, в то время как 2D применяется в более тёплую погоду и иногда смешивается с 1D для создания зимнего топлива. Дизельное топливо класса 1D предпочтительно для холодного климата, так как обладает более низкой вязкостью. Плотности зарубежного дизельного топлива классов 1D, 2D и 4D, учитывающие их вязкость при температурах от 20 до 60 °C, варьируются в пределах 820-960 кг/м³. В среднем для расчетов принимаются значения плотности дизельного топлива, такие как 0,832 кг/л или 6,93 фунта на галлон.

Основное отличие между летним и зимним дизельным топливом заключается в предельной температуре фильтрации, температуре помутнения и температуре охлаждения, которые указаны в стандартах для этого топлива. Производство зимнего топлива обходится дороже, но использование летнего топлива без предварительного нагрева в холодное время года невозможно без подогрева. Ещё одной проблемой является высокое содержание воды в дизельном топливе. Вода оседает в хранилище и скапливается на дне, так как плотность дизельного топлива меньше 1 кг/л. Это может привести к блокировке работы двигателя. Для дизельного топлива в стандартах и характеристиках устанавливается кинематический коэффициент вязкости.

Температура вспышки по цетановому числу для дизельного топлива не должна превышать 70 °C. Температура дистилляции для дизельного топлива должна составлять не менее 200 и более 350 °C.

В системе СИ плотность американского бензина составляет 0,749 г/см³. В США также используется термин «унция». Плотность бензина в США выражается как 0,433 унции на дюйм, где 1 унция равна 28,3495 грамма (существует также унция авердюпуа, равная 28,3495231 г). В США применяются и другие меры объёма, такие как пинта (345,46 г), кварт (708,72 г) и галлон (2834,89 г). Плотности топлива (бензина и дизельного) не являются постоянными величинами, их вязкость зависит от температуры. Существуют поправочные коэффициенты удельного веса топлива для каждого градуса, отличающегося от нормируемого значения.

(Что касается названия «солярка», то это русский аналог слов «солнечное масло» от немецкого «Solaröl» — более тяжёлой фракции, полученной в процессе переработки нефти, которая была названа так в 1857 году из-за своего желтого цвета).

Для высокоскоростных двигателей используется дистиллятное маловязкое топливо, а высоковязкое остаточное топливо применяется для малоскоростных (тракторных, морских, стационарных) двигателей. Зарубежное дистиллятное топливо для высокоскоростных двигателей изготавливается из фракций гидроочищенного керосина и газойля прямой дистилляции, а также до 1/5 каталитического крекинга и коксового газа. Вязкое топливо для двигателей с медленным движением представляет собой смесь фракций мазута и керосина с газойлем. Теплота сгорания дизельного топлива (солярки) составляет в среднем 42624 кДж/кг (10180 ккал/кг).

Приведём примеры характеристик отечественного дизельного топлива (солярки) для стран ЕАЭС. Летнее: Плотность: не более 860 кг/м³. Температура вспышки: 55 °C. Температура охлаждения: -5 °C. Следует отметить, что повышение температуры окончания кипения приводит к интенсивному коксованию сопел горелки и увеличению дымности.

Зимнее: Плотность: до 840 кг/м³. Температура вспышки: 55 °C. Температура охлаждения: -35 °C. Оно производится путём смешивания фракций прямого и гидроочищенного углеводородов с конечной точкой кипения 180-340 °C. Кроме того, зимнее топливо может быть получено из летнего дизельного топлива с добавлением депрессанта, что снижает температуру охлаждения и минимизирует изменения максимальной температуры фильтрации. Для устаревшей техники к летнему дизельному топливу добавляют 20% керосина.

Наконец, арктическое дизтопливо: Плотность: не более 830 кг/м³. Температура вспышки: 25 °C. Температура охлаждения: -50 °C.

Эксперты в области нефтехимии подчеркивают, что плотность бензина и других нефтепродуктов играет ключевую роль в их характеристиках и применении. Плотность, как физический параметр, влияет на эффективность сгорания, а также на транспортировку и хранение топлива. Например, бензин с низкой плотностью может обеспечить более высокую производительность двигателя, в то время как более плотные нефтепродукты, такие как дизельное топливо, обладают лучшими свойствами для работы в условиях высоких нагрузок.

Специалисты также отмечают, что плотность нефтепродуктов может варьироваться в зависимости от их состава и температуры. Это делает важным контроль за качеством топлива на всех этапах — от добычи до конечного потребителя. В условиях глобального перехода на альтернативные источники энергии, понимание плотности и ее влияния на эксплуатационные характеристики остается актуальным для оптимизации использования традиционных углеводородов.

1. Ареометр, определение плотности жидких нефтепродуктов и нефти по ГОСТ 3900, плотность

Вопрос-ответ

Интересные факты

Вот несколько интересных фактов о плотности бензина и других нефтепродуктов:

1. Разнообразие плотности: Плотность бензина варьируется в зависимости от его состава и температуры, но обычно составляет около 0,71-0,77 г/см³ при 15°C. В то время как плотность дизельного топлива выше — примерно 0,82-0,86 г/см³. Это различие связано с разными углеводородными цепями и их молекулярной структурой.

2. Влияние температуры: Плотность нефтепродуктов изменяется с изменением температуры. При нагревании бензин расширяется и его плотность уменьшается. Это важно учитывать при хранении и транспортировке, так как изменение температуры может повлиять на объем и, соответственно, на расчет стоимости топлива.

3. Сравнение с водой: Большинство нефтепродуктов, включая бензин, имеют плотность ниже, чем у воды (1 г/см³). Это означает, что бензин будет плавать на поверхности воды. Это свойство используется в различных экологических ситуациях, например, при разливах нефти, когда необходимо собирать нефтепродукты с поверхности воды.

Ареометр для нефтепродуктов АНТ-1

Какова средняя плотность бензина?

Средняя плотность бензина составляет примерно 0.71-0.77 г/см³ при температуре 15°C. Однако плотность может варьироваться в зависимости от состава и добавок, используемых в конкретном виде бензина.

Почему плотность нефтепродуктов важна для их использования?

Плотность нефтепродуктов важна, поскольку она влияет на их энергетическую ценность, эффективность сгорания и транспортировку. Например, более плотные топлива могут содержать больше энергии на единицу объема, что делает их более эффективными для использования в двигателях.

Порядок приема нефтепродуктов

Как плотность нефтепродуктов меняется с температурой?

Плотность нефтепродуктов уменьшается с повышением температуры. Это связано с тем, что при нагревании молекулы вещества начинают двигаться быстрее и занимают больше объема, что приводит к снижению плотности. Поэтому для точных расчетов важно учитывать температуру при измерении плотности.

Советы

СОВЕТ №1

Изучите плотность различных видов бензина и нефтепродуктов, так как она может варьироваться в зависимости от состава и температуры. Это поможет вам лучше понять, как выбрать подходящее топливо для вашего автомобиля или оборудования.

СОВЕТ №2

Обратите внимание на влияние температуры на плотность бензина. При повышении температуры плотность топлива уменьшается, что может повлиять на его расход и эффективность. Учитывайте это при заправке в разные сезоны.

СОВЕТ №3

При покупке бензина старайтесь выбирать проверенные заправочные станции, так как качество и плотность топлива могут значительно различаться. Это поможет избежать проблем с двигателем и повысит его производительность.

СОВЕТ №4

Если вы работаете с нефтепродуктами в промышленных масштабах, инвестируйте в оборудование для измерения плотности. Это поможет вам контролировать качество и соответствие стандартам, что в свою очередь может снизить затраты и повысить безопасность.