Bensiini: määritelmä, valmistus, koostumus ja oktaaniluvut
Bensiini: selkeä määritelmä, valmistus, kemiallinen koostumus ja oktaaniluvut. Tutustu eri seoksiin, lisäaineisiin ja vaikutuksiin moottorin suorituskykyyn ja polttoon.
Bensiini /ˈɡæsəliːn/ tai bensiini /ˈpɛtrəl/ on myrkyllinen, kirkas neste, jota käytetään useimmiten polttoaineena polttomoottoreissa. Sitä valmistetaan pääosin fossiilisesta maaöljystä jalostusprosessien avulla. Tislausprosessissa maaöljy kuumennetaan ja erotellaan eri fraktioihin, joista bensiini kuuluu kevyempiin. Bensiinin tuotantoon kuuluvat kuitenkin myös kemialliset käsittelyt kuten krakkaus, reformointi ja sekoittaminen, jotka parantavat laadun ja oktaaniluvun ominaisuuksia. Bensiini ei ole yksi ainesosa kuten pelkkä oktaani (C8H18), vaan se on monikomponenttinen seos erilaisia hiilivetyjä (parafiineja, isoparafiineja, olefiineja, naphteeneja ja aromaattisia yhdisteitä) tyypillisesti hiiliatomiluvuilta noin C4–C12.
Bensiiniä myydään huoltoasemilla (bensiiniasemilla). Jotta bensiini palaisi kunnolla korkeapuristeisissa polttomoottoreissa ja täyttäisi päästö- ja käyttövaatimukset, jokainen bensiinimerkki sisältää erilaisia bensiinin lisäaineita. Bensiinin tarkka koostumus vaihtelee asemien ja jalostamojen välillä, ja se luokitellaan usein oktaaniluvun mukaan, joka mittaa bensiinin vastustuskykyä nakutusta (oksidatiivista härmistymistä) vastaan. Useimmissa maissa on tarjolla useita oktaanilukujen vaihtoehtoja; esimerkiksi Yhdysvalloissa tavallinen bensiini on usein oktaaniluvultaan noin 87 (AKI), kun taas premium-tasot voivat olla 91–93 AKI. Euroopassa yleinen RON-arvo tavanomaiselle bensiininlaadulle on usein noin 95 ja premium esimerkiksi 98 RON. Monet modernit moottorit toimivat hyvin tavallisella bensiinillä, mutta suorituskyky- tai puristussuhteeltaan vaativammat moottorit saattavat vaatia tai hyötyä korkeammasta oktaaniluvusta.
Valmistus ja jalostus
- Alkutislaus: Maaöljyn erotus erilaisiksi fraktioiksi, joista kevyemmät tislaukset sisältävät bensiinikomponentteja.
- Krakkaus ja reformointi: Raskaampia tislatuotteita hajotetaan (katalyyttinen tai lämpökrakkaus) tai reformoidaan korkeamman oktaaniluvun muodostamiseksi.
- Isomerointi ja alkylointi: Molekyylirakenteita muutetaan, jotta saadaan parempia oktaanilukuja ja haluttuja ominaisuuksia.
- Sekoittaminen (blending): Eri fraktioita ja lisäaineita yhdistellään lopullisen bensiiniseoksen aikaansaamiseksi; tuotantoon voidaan myös lisätä bioetanolia tai muita oheisaineita.
Koostumus
Bensiini sisältää lukuisia hiilivetylajeja. Tyypillisiä ryhmiä ovat:
- paraafiinit (n- ja iso-parafiinit),
- olefiinit (alkeenit),
- naphteenit (sykliset alkaanit),
- aromaattiset yhdisteet (esim. bentseeni, tolueeni, ksyleet).
Bensiinin höyrypaine ja kiehumisalue (noin 30–200 °C riippuen koostumuksesta) ovat suunniteltuja niin, että käytettävyys erilaisissa lämpötiloissa on toimiva. Modernit seokset voivat sisältää myös biopohjaisia komponentteja, kuten etanolia (E10 tarkoittaa 10 % etanolia), tai muita haihtuvuutta ja palamista parantavia aineita.
Oktaaniluvut ja luokittelu
Oktaaniluku kertoo polttoaineen kyvystä vastustaa nakutusta (eng. knocking). Yleisimmät mittarit ovat:
- RON (Research Octane Number) – käytetty yleisesti Euroopassa.
- MON (Motor Octane Number) – mitataan eri olosuhteissa ja on yleensä hieman alempi kuin RON.
- AKI tai (R+M)/2 – Yhdysvalloissa käytetty indeksi, joka on RON- ja MON-arvon keskiarvo.
Korkeampi oktaaniluku ei sinänsä lisää moottorin tehoa, ellei moottori ole säädetty hyödyntämään korkeampaa puristussuhdetta tai viritystä.
Lisäaineet
Bensiiniin lisätään useita aineita toiminnan ja turvallisuuden parantamiseksi:
- oktaaniluvun parantajat (esim. nykyisin pääasiassa etanoli; aiemmin käytetty MTBE on monin paikoin rajoitettu),
- detergentit ja puhdistusaineet (syöttöjärjestelmän ja injektoreiden puhtauden ylläpitoon),
- korroosionestoaineet, stabilointiaineet ja väriaineet,
- talvikaasutukseen sopivat höyrypaineen säädöt (selkeämpi talvikäytäntö erityisesti kylmissä oloissa).
Turvallisuus ja ympäristö
Bensiini on helposti syttyvä ja sen höyryt voivat muodostaa räjähtäviä seoksia ilman kanssa. Se on myös myrkyllinen — pitkäaikainen altistus tai nieleminen voi aiheuttaa vakavia terveyshaittoja. Bensiinin höyryt sisältävät VOC-yhdisteitä (haihtuvat orgaaniset yhdisteet), jotka edistävät ilman epäpuhtauksia ja muodostavat otsonia troposfäärissä. Polttamisesta syntyy hiilidioksidia (CO2), joka lisää kasvihuoneilmiötä, sekä muita haitallisia päästöjä (NOx, hiukkaset). Leadin (lyijytetyn bensiinin) käytöstä luovuttiin laajasti sen terveyshaittojen vuoksi; kuitenkaan pieni osa ilmailun avgas-tuotteista on historiallisesti sisältänyt lyijy-yhdisteitä.
Käyttö ja suositukset
Valitse bensiini autonvalmistajan suositusten mukaisesti. Usein:
- jos moottori vaatii korkeamman oktaaniluvun, käytä sellaista — vähemmän altis nakutukselle ja voi ehkä tarjota paremman tehon tai suojan;
- korkeampi oktaaniluku ei kuitenkaan takaa parempaa polttoainetaloutta tai tehoa, ellei moottori ole sen vaatimuksiin suunniteltu;
- ethanoli-seokset (esim. E10) voivat olla yhteensopivia useimpien nykyautojen kanssa, mutta vanhemmissa pienkoneissa tai moottoreissa saattaa esiintyä yhteensopivuusongelmia.
Yhteenvetona bensiini on monikomponenttinen ja jalostettu polttoaine, jonka laatu, koostumus ja oktaaniluku vaihtelevat alueittain ja käyttötarkoituksen mukaan. Turvallinen käsittely, oikea suojaus ja ajoneuvovalmistajan ohjeiden noudattaminen vähentävät riskejä ja varmistavat moottorin toiminnan.
Huoltoasema Hiroshimassa, Japanissa.
Bensiinisäiliö
Käyttää
Bensiiniä käytetään useimmiten ajoneuvoissa, kuten henkilöautoissa, pakettiautoissa jne. Bensiiniä voidaan käyttää myös monissa muissa päivittäin käyttämissämme laitteissa, kuten ruohonleikkureissa, lehtipuhaltimissa ja pienten veneiden moottoreissa. Joissakin suuremmissa ajoneuvoissa, kuten kuorma-autoissa tai laivoissa, saatetaan käyttää dieselpolttoainetta bensiinin sijasta.
Vaarat
Bensiini on erittäin vaarallista. Se voi räjähtää, kun sähkökipinä sytyttää sen. Se on haitallista myös, jos ihminen juo sitä tai jos sitä joutuu iholle. Se vahingoittaa ympäristöä ja ihmisten terveyttä muodostamalla myrkyllisiä kaasuja, kuten hiilimonoksidia. Jos bensiinimoottoria käytetään sisätiloissa tai suljetussa tilassa, hiilimonoksidi voi aiheuttaa kuoleman muutamassa minuutissa. Moni ihminen kuolee joka vuosi, koska hän käyttää bensiinikäyttöisiä generaattoreita sisätiloissa tai jättää ajoneuvon käyntiin autotalliin. Sähköautot, kuten Nissan Leaf, eivät käytä bensiiniä, ne eivät tuota hiilimonoksidia, ovat ympäristön kannalta parempia ja ne on turvallista jättää autotalliin.
Käyttö ja hinnoittelu
Yhdysvaltojen osuus maailman bensiininkulutuksesta on noin 44 prosenttia. Vuonna 2003 Yhdysvallat kulutti 476,474 gigalitraa (1,25871×1011 US gal; 1,04810×1011 imp gal), mikä vastaa 1,3 gigalitraa bensiiniä päivässä (noin 360 miljoonaa Yhdysvaltain tai 300 miljoonaa englantilaista gallonaa). Yhdysvalloissa käytettiin vuonna 2006 noin 510 miljardia litraa bensiiniä (138 miljardia US gal/115 miljardia imp gal), josta 5,6 prosenttia oli keskitason bensiiniä ja 9,5 prosenttia korkealaatuista bensiiniä.
Länsimaissa on yksi suurimmista käyttömääristä henkeä kohti. []
Eurooppa
Toisin kuin Yhdysvalloissa, Euroopan maat perivät huomattavia veroja polttoaineista, kuten bensiinistä. Esimerkiksi bensiinin hinta on Euroopassa yli kaksi kertaa korkeampi kuin Yhdysvalloissa.
| Lyijyttömän 95-oktaanisen bensiinin pumppuhinta (euroina litraa kohti) vuosina 2004-2011 eräissä Euroopan maissa. Euro/litra-hintojen muuntamiseksi Yhdysvaltain dollareiksi gallonaa kohti kerrotaan 5,7:llä (olettaen, että 1,5 Yhdysvaltain dollaria = 1 euro). | |||||||
| Maa | joulukuu 2004 | toukokuu 2005 | Heinäkuu 2007 | Huhtikuu 2008 | tammikuu 2009 | maaliskuu 2010 | helmikuu 2011 |
| 1.19 | 1.18 | 1.37 | 1.43 | 1.09 | 1.35 | 1.50 | |
| 1.05 | 1.15 | 1.31 | 1.38 | 1.07 | 1.35 | 1.53 | |
| 1.10 | 1.23 | 1.35 | 1.39 | 1.10 | 1.34 | 1.46 | |
| 1.26 | 1.33 | 1.51 | 1.56 | 1.25 | 1.54 | 1.66 | |
| 0.80 | 0.92 | 1.15 | 1.23 | 0.82 | 1.12 | 1.26 | |
| 0.92 | 0.98 | 1.06 | 1.14 | 0.88 | 1.12 | 1.29 | |
| 1.00 | 1.01 | 1.13 | 1.13 | 0.86 | 1.22 | 1.32 | |
Yhdysvallat
Alhaisten polttoaineverojen vuoksi bensiinin vähittäismyyntihinta Yhdysvalloissa muuttuu enemmän (kuin Yhdysvaltojen ulkopuolella), kun se lasketaan prosenttiosuutena yksikkökohtaisista kustannuksista. Vuosina 1998-2004 bensiinin hinta oli 1-2 Yhdysvaltain dollaria gallonalta. Vuoden 2004 jälkeen hinta nousi, kunnes bensiinin keskihinta oli vuoden 2008 puolivälissä korkeimmillaan 4,11 Yhdysvaltain dollaria gallonalta, minkä jälkeen se laski noin 2,60 dollaria gallonalta syyskuussa 2009. Viime aikoina kaasun hinta on noussut Yhdysvalloissa 13,51 prosenttia 31. tammikuuta ja 7. maaliskuuta 2011 välisenä aikana.
Useimpien kulutustavaroiden hinnat on ilmoitettu ilman veroja; verot lisätään prosenttiosuutena ostohinnasta. Koska bensiinipumput olivat alkeellisia 1920-luvulla, Yhdysvalloissa bensiinin hinnat ilmoitetaan veroineen, ja verot vahvistetaan sentteinä gallonaa kohti. Veroja lisäävät liittovaltion, osavaltioiden ja paikallisviranomaisten viranomaiset. (Näillä veroilla kerätään teiden kunnossapitokustannukset.) Vuonna 2009 liittovaltion vero oli 18,4 senttiä gallonalta bensiinin osalta ja 24,4 senttiä gallonalta dieselin osalta (lukuun ottamatta punaista dieseliä). Osavaltioista korkeimmat bensiiniverot tammikuussa 2011 olivat Kaliforniassa (47,7 senttiä gallonaa kohti), New Yorkissa (47,3 senttiä gallonaa kohti), Havaijilla (45,8 senttiä gallonaa kohti) ja Connecticutissa (45,2 senttiä gallonaa kohti). Liittovaltio ja monet osavaltiot eivät korota bensiiniverojaan inflaation myötä. Jotkin osavaltiot perivät kuitenkin myös myyntiveron prosentteina ja sen määrä vaihtelee bensiinin hinnan mukaan.
Energy Information Administrationin mukaan noin 9 prosenttia kaikesta Yhdysvalloissa toukokuussa 2009 myydystä bensiinistä oli premium-luokkaa. Jotkin autonvalmistajat "suosittelevat" premium-bensiiniä, mutta niiden moottorit ovat tietokoneohjattuja, ja ne säätävät ajoitusta koputtelun välttämiseksi. Useimmissa autoissa voidaan siis käyttää tavallista bensiiniä, mutta sen teho on hieman heikentynyt. Associated Pressin mukaan premium-bensiiniä - joka on korkeampi oktaaniluku ja maksaa useita senttejä gallonalta enemmän kuin tavallinen lyijytön bensiini - tulisi käyttää vain, jos valmistaja sanoo, että sitä "vaaditaan".
Tuontiöljyn käytön vähentämiseksi Yhdysvalloissa käytetään Gasohol- (10 % etanolia) ja E85- (85 % etanolia) etanolin ja bensiinin seoksia.
Brasilia
Brasiliassa on suurin kansallinen polttoaine-etanoliala. Brasiliassa myytävä bensiini sisältää vähintään 25 prosenttia vedetöntä etanolia. Vesipitoinen etanoli (noin 95 % etanolia ja 5 % vettä) voidaan käyttää polttoaineena yli 90 prosentissa maassa myytävistä uusista autoista. Brasilialainen etanoli tuotetaan sokeriruo'osta, ja se on tunnettu siitä, että se sitoo runsaasti hiiltä.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä on bensiini?
V: Bensiini on myrkyllinen, kirkas neste, jota käytetään useimmiten polttoaineena polttomoottoreissa. Sitä valmistetaan keittämällä fossiilista polttoainetta, öljyä.
K: Miten bensiiniä valmistetaan?
V: Bensiiniä valmistetaan tislausprosessilla, jossa maaöljy kuumennetaan erittäin korkeaan lämpötilaan ja erotetaan sen jälkeen komponenteiksi, joista yksi on bensiini.
K: Mitkä ovat bensiinin pääkomponentit?
V: Bensiinin pääkomponentti on oktaani (C8H18), joka on hiilivety.
K: Mistä voit ostaa bensiiniä?
V: Voit ostaa bensiiniä huoltoasemilta tai bensiiniasemilta.
K: Mitä eri bensiinilaatuja on olemassa?
V: Bensiini luokitellaan oktaaniluvun mukaan, joka mittaa, kuinka hyvin bensiini palaa. Useimmat automoottorit voivat polttaa "tavallista" bensiiniä, jonka oktaaniluku on 87, kun taas tarkkuusmoottorit vaativat tai suosivat "premium"-luokkaa, jonka oktaaniluku on 93. Tämä on hyvä ominaisuus. Useimmilla huoltoasemilla on tarjolla kolme erilaista seosta, joilla on kolme erillistä oktaanilukua ja hintaa.
K: Onko kunkin merkin bensiinin koostumus sama kaikilla huoltoasemilla?
V: Ei, kunkin merkin koostumus voi olla hieman erilainen riippuen siitä, mitä lisäaineita ne sisältävät, jotta ne palavat kunnolla korkeapuristeisissa polttomoottoreissa.
Etsiä