این سوخت را نخستین بار در آلمان «بنزین» نامیدند. بر خلاف تصور برخی که فکر می‌کنند نام بنزین از نام برتا بنز (Bertha Benz) گرفته شده ، این نام از ماده شیمیایی بنزن می‌آید.
در بسیاری از کشورها و زبان‌ها نیز نام آن بنزین یا بسیار شبیه به بنزین است.
تاریخچه
پیش از اختراع موتورهای درون‌سوز در نیمه‌های قرن نوزدهم، بنزین را در بطری‌های کوچک برای کشتن شپش و تخم آن می‌فروختند. در آن زمان کلمه پترول یک نام تجاری بوده و این روش درمان بعلت خطر شعله ورشدن و خطر ایجاد حساسیت پوستی برای مدت طولانی به کار نرفت.
در طول جنگ فرانسه–پروس در سال ۱۸۷۱-۱۸۷۰ در پاریس جهت استفاده علیه حمله احتمالی پادشاهی پروس در شهر بنزین ذخیره شد. بعدها در سال ۱۸۷۱ در طول کمون پاریس مخالفان انقلاب شایع کرده بودند که در شهر زنانی (که آن‌ها را نفتی‌ها می‌نامیدند) با استفاده از بطری‌های بنزین ساختمان‌های شهر را به طور عمدی آتش می‌زنند.
مزایای بنزین و سوختهای مایع نسبت به سوختهای جامد
•پس از سوختن ، خاکستر بر جا نمی‌گذارند.
•سوختهای مایع را می‌توان در محوطه‌ای دور از محل مصرف و به اشکال مختلف انبار کرد.
•سوخت مایع خود به خود آتش نمی‌گیرد و چنانچه فرار نباشد، در اثر ماندن فاسد نمی‌شود.
•سوختهای مایع ، وزنشان ۳۰% و حجمشان ۵۰% کمتر از سوختهای جامد با همان ارزش حرارتی است.
تجزیه شیمیایی و محصول: به طور کلی بنزین معمولی عمدتاً مخلوطی است از پارافین‌ها، آلکان‌ها، نفتن‌ها، سیکلو آلکان‌ها، آروماتیک‌ها و اولفین‌ها آلکن‌ها که نسبت‌های دقیق به عوامل زیر بستگی دارد:
•پالایشگاه نفت که سازنده بنزین است از این نظر که پالایشگاهها یکسری واحدهای پردازش مشابه دارند.
•نفت خام مورد استفاده پالایشگاه در یک روز خاص.
•درجه بنزین و به طور خاص عدد اکتان آن.
فراریت بنزین
فراریت بنزین از نفت دیزل جت نه تنها به خاطر اجزای تشکیل دهنده اصلی بلکه به دلیل افزاینده‌ها که به آن افزوده می‌شود بیشتر است. فراریت مطلوب بستگی به دمای محیط دارد. در هوای گرم تر اجزایی ازبنزین مورد استفاده قرار می‌گیرند که وزن مولکولی بالاتر و بنابراین فراریت کمتر دارند. در هوای سرد برای اینکه ماشین شروع به کار کند از اجزای با فراریت بسیار کم استفاده می‌شود. در هوای گرم فراریت اضافی باعث اشباع شدن بخار می‌شود که در این حالت احتراق رخ نمی‌دهد.
رنگ بنزین و کارکردهای آن
رنگ بنزین، محصولی ساده است که برای شناسائی بنزین از دیگر فرآورده های نفتی در تمامی مراحل فرآیند پالایش و پخش فرآورده، به آن افزوده می‌شود و رنگ قرمز آن بیشترین مصرف را دارد و به بنزین معمولی اضافه می‌شود. محصولات نفتی مانند بنزین، بنزین سوپر، گازوییل، نفت سفید و … به لحاظ ظاهری همگی شفاف و بی رنگ و شبیه آب هستند و به راحتی قابل تشخیص نیستند که برای متمایزشدن محصولات نفتی و تشخیص راحت تر آن ها از یکدیگر، مقدار اندکی رنگ مخصوص به هر یک از این محصولات اضافه می‌شود.
این محصول اگر چه در ظاهر ساده، نقشی حیاتی و مهم ایفا می‌کند و آن حفظ ایمنی به دنبال شناسایی آن از اولین مراحل تولید در پالایشگاه ها تا مرحله توزیع و عرضه در پمپ بنزین ها، فروشندگی‌های مجاز و حتی غیرمجاز است. این رنگ موجب می‌شود تا علاوه بر جلوگیری از اشتباه متصدیان جایگاه ها و تفکیک بنزین سوپر و معمولی در هنگام فروش، ایمنی بیشتر افراد که به هر نحوی با آن سر و کار دارند، حفظ شود. رنگ بنزین که بیشترین کاربرد آن برای شناسایی بنزین سوپر و معمولی از دیگر فرآورده ها است، در دیگر فرآورده‌ها نیز کاربرد دارد، اما مصرف اصلی آن در بنزین است و به همین دلیل رنگ بنزین نامیده می‌شود.
اهمیت در صنعت پالایش
این رنگ در صنعت پالایش اهمیت زیادی داشته و فقدان آن خطرات جانی و مالی بسیاری را به دنبال خواهد داشت، زیرا بنزین فرآورده‌ای با قابلیت انفجار و اشتعال سریع بوده و چنانچه با سایر فرآورده‌ها اشتباه گرفته شود، زیان‌های جبران ناپذیری را به همراه خواهد داشت، به همین منظور به بنزین، رنگ قرمز اضافه می‌شود و هم اکنون در پالایشگاهها و جایگاه‌های کشور، رنگ قرمز را برای متمایز کردن بنزین معمولی برگزیده‌اند و رنگ سبز نیز به منظور تشخیص بنزین سوپر به آن افزوده می‌شود.
انواع رنگ بنزین
رنگ بنزین در دو نوع پودری و مایع وجود دارد که نوع مایع آن به لحاظ زیست محیطی محصولی مناسب تر بوده و آلودگی های رنگ پودری را ندارد. رنگ پودری به مقدار مشخصی بنزین اضافه شده و حل می‌شود تا به صورت مایع درآمده و سپس توسط سیستم‌های توزین و تزریق به مخزن ذخیره نهایی اضافه شود.
عدد اکتان بنزین چیست؟
عدد اکتان بنزین را بهتر بشناسیم – اگر اطلاعات مختصری در مورد موتورهای ۴ زمانه بنزینی داشته باشید، می دانید که یکی از این زمانها را تراکم می نامند و تراکم زمانی روی می دهد که مخلوط بنزین و هوا توسط پیستون تا حد مشخصی متراکم شده و پس از پایان زمان تراکم ، بوسیله جرقه شمع، این مخلوط محترق می‌شود. میزان تراکم انجام شده را با عددی به نام نسبت تراکم می سنجند که در موتورهای قدیمی این نسبت تراکم ۵ به ۱ و در موتورهای بسیار پیشرفته تا ۱۲ به ۱ قابل افزایش می‌باشد.
اما زمانی که مخلوط سوخت که ماده ای با قابلیت اشتعال بالاست زودتر از زده‌شدن جرقه توسط شمع و بواسطه تراکم، محترق شود. موتور دچار کوبش (Knock ) خواهد شد که این مساله برای موتور بسیار مضر است. وقتی که بنزین از طریق انژکتور به داخل سیلندر اسپری می‌شود و با اکسیژن ترکیب می‌شود، طراحان موتور انتظار دارند این سوخت به حالت گاز در آنجا بماند تا زمانی که شمع‌ها روشن شوند و باعث انفجار برای حرکت به سمت پایین پیستون برای ایجاد نیرو شوند. مدت زمان این انفجار بسیار حیاتی است، بنزینی که خیلی سریع مشتعل شود باعث ایجاد ضربه می‌شود که این عمل خروجی و کارایی موتور را کاهش می‌دهد و حتی در شرایط بد می‌تواند به موتور آسیب فیزیکی برساند.
راهکار بالا بردن قدرت و توان خروجی موتور
یکی از راههای بالا بردن قدرت و توان خروجی موتور خودروها ، بالابردن نسبت تراکم آنهاست، اما این امر تنها با بالا بردن توان مقابله سوخت در برابر خودسوزی در اثر متراکم شدن بدست می‌آید ، پس با پیشرفت در تکنولوژی ساخت موتورها، نسبت تراکم نیز از عدد قدیمی ۵ به ۱ فاصله گرفته و افزایش می‌یابد و در نتیجه نیاز به سوختی با مقاومت بالاتر در برابر خودسوزی در خودروهای جدیدتر ضروری می‌گردد.
اما آن چه که مشخص می‌نماید که سوخت تا چه میزان توانایی متراکم شدن قبل از احتراق خودبخودی ( خودسوزی ) را داراست، عدد اکتان می‌نامند. عدد اکتان بنزین هیچ ربطی به میزان قدرت آن ندارد، این عدد فقط بیان کننده این است که این سوخت قبل از اشتعال تا چه حد می‌تواند فشرده شود، هرچقدر عدد اکتان بالاتر باشد، احتمال اشتعال تحت فشار آن کمتر است.
عدد اکتان از کجا بدست می‌آید ؟
زمانی که نفت خام در پالایشگاهها تصفیه می‌شود، زنجیره‌های هیدروکربن با طولهای متفاوت بدست می‌آید و این زنجیره‌های جدا از هم با ترکیب شدن با یکدیگر سوختهای متفاوتی چون بنزین، گازوییل، نفت سفید و غیره را حاصل می‌نمایند. بطور مثال حتما نام‌های متان، پروپان و بوتان را شنیده‌اید که همگی هیدروکربن هستند. متان دارای یک اتم، پروپان ۳ اتم و بوتان ۴ اتم کربن می‌باشند. برخی دیگر از هیدورکربن‌ها نیز شامل پنتان با ۵ اتم، هگزان با ۶ اتم، هپتان با ۷ اتم و اکتان با ۸ اتم کربن می باشند. آزمایشات مختلف نشان داده هپتان دارای خاصیت متراکم شدن بسیار ضعیفی است و در مقابل اکتان قابلیت متراکم شدن بسیار بالایی دارد.
پس اگر بنزینی دارای مقادیر بسیار بالایی از اکتان باشد، بنزین بسیار خوبی از نظر مقاومت در برابر خودسوزی محسوب می‌شود. اما در مقابل، هپتان بسیار سریع در اثر تراکم ناچیز، محترق خواهد شد پس با توجه به اینکه این ۲ هیدروکربن از لحاظ خواصی چون نقطه جوش و تبخیر تقریبا یکسان بودند، بعنوان مبنایی برای مقاومت خودسوزی سوخت در برابر متراکم شدن انتخاب شدند، و با دادن عدد ۱۰۰ به اکتان و ۰ به هپتان نسبتی به نام عدد اکتان بدست آمد.
بطور مثال بنزینی با عدد اکتان ۸۷ ، دارای نسبت ۸۷ اکتان به ۱۳ هپتان می باشد. اما ساخت سوختی که متشکل از این میزان اکتان باشد هزینه تولید بسیار بالایی خواهد داشت و این ۲ ماده در حال حاضر تنها تشکیل دهنده‌های بنزین نیستند و مواد و افزودنیهای دیگری کار بالابردن عدد اکتان یا همان مقاومت در برابر خودسوزی یا کوبش موتور را برعهده دارند و نسبت هپتان – اکتان تنها برای ایجاد یک مبنای مقایسه ای و بعنوان یک بنزین ایده آل برای مشخص نمودن عدد اکتان مورد استفاده قرار می‌گیرد.
عوامل موثر بر عدد اکتان
۱. ارتفاع از سطح دریا: هرچه ارتفاع از سطع دریا بالاتر باشد سوخت دیرتر دچار خودسوزی می‌شود که مانند این است که عدد اکتان بنزین بالاتر باشد. اگر با خودروی خود به مناطق کم‌ارتفاع همچون شمال کشور سفر کرده باشید حتما با افزایش شدید صدای موتور روبرو شده‌اید که دلیل آن نیز تاثیر ارتفاع بر اکتان سوخت می‌باشد. برای رفع این مشکل با تنظیم دلکوی خودرو، تنظیم موتور با دستگاه و فیلترگیری می‌توان خودسوزی سوخت را در این خودروها مرتفع و صدا را برطرف کرد.
۲. میزان رطوبت و دمای هوا: هرچه قدر که به میزان رطوبت هوا اضافه شود شاهد بالا رفتن عدد اکتان هستیم و همچنین هر چه‌قدر که دمای هوا کاهش پیدا کند دوباره شاهد افزایش این عدد اکتان خواهیم بود.
۳. سایر عوامل: نسبت تراکم موتور، آوانس و ریتارد دلکو، میزان کارکرد موتور، دمای موتور، نسبت بنزین و هوا که البته خودرو های مجهز به ECU چون می‌توانند نسبت هوا و سوخت رو اندازه‌گیری کنند و سوخت متناسب با دور موتور، دمای هوا، غلظت اکسیژن و… را وارد موتور کنند کمتر دچار مورد سوم می‌شوند.
بنزین بدون سرب از کجا می‌آید ؟
سرب در بنزین چرا؟ اصولاً سرب چرا باید در بنزین وجود داشته باشد در حالی که بنزین یک مشتق نفتی است. سرب موجود در بنزین پس از پروسه تولید و به عنوان یک افزودنی به بنزین اضافه می‌شده است. البته سرب به طور طبیعی یک فلز جامد است و نمی‌توان آن را به طور مستقیم به بنزین وارد کرد.
سربی که در بنزین وجود داشته ناشی از افزودن ماده‌ای به نام تترا اتیل سرب بوده که ماده‌ای بسیار سمی و خطر‌ناک است. علت افزودن این ماده به بنزین کاهش پدیده‌ای موسوم به کوبش یا ناک موتور و افزایش اکتان سوخت است. پدیده ناک ناشی از مصرف بنزین با اکتان پایین در موتور‌هایی با ضریب تراکم بالاتر است.
هر چه اکتان بنزین پایین‌تر باشد در مقابل فشرده شدن در داخل سیلندر مقاومت کمتری از خود نشان می‌دهد و مشتعل می‌شود. به این ترتیب اگر از بنزین با اکتان پایین در موتور خودرویی با ضریب تراکم بالا استفاده شود، پیش از آنکه پیستون به نقطه مرگ بالا برسد، در اثر فشرده شدن مخلوط سوخت و هوا، بنزین مشتعل می‌شود و ضربه‌ای به پیستون وارد می‌کند.
این ضربه به دلیل آنکه زودتر از موقع مناسب وارد می‌شود نمی‌تواند منجر به حرکت پیستون به سمت پایین شود و چون در زمان حرکت پیستون به سمت بالا وارد می‌شود به صورت یک کوبش در موتور حس شده و در نهایت منجر به آسیب به موتور می‌شود.
استفاده از تترا اتیل سرب در بنزین
برای جلوگیری از این پدیده ، از سال‌ها قبل با استفاده تترا اتیل سرب در بنزین معمول بود. حتی زمان جنگ جهانی دوم هم استفاده از این ماده بود که به موتور جنگنده‌های نظامی امکان داد به قدرت‌های بالای ۱۰۰۰ اسب‌بخار دست پیدا کنند چرا که اکتان بنزین مورد استفاده آن‌ها را به اعدادی در حدود ۱۵۰ می‌رساند و به این ترتیب این موتورها می‌توانستند با ضریب تراکم بالا ساخته شوند و ضریب تراکم بالا به معنی قدرت بیشتر است. به علاوه این ماده مانع از چسبندگی سوپاپ دود و نشیمنگاه آن می‌شود.
البته اروپایی‌ها در سال‌های دور برای کمک به ارتقاء اکتان بنزین مصرفی خود از اتانول نیز استفاده می‌کردند. اتانول هر چند می‌توانست تا حدودی به افزایش اکتان کمک کند اما مشکلات خود را نیز داشت که مهم‌ترینشان جذب رطوبت توسط آن بود که باعث آسیب به مجاری سوخت‌رسانی خودرو می‌شد ضمن آنکه میزان حل شدن آن در بنزین نیز کمتر از تترا اتیل سرب بود و به این ترتیب استفاده از آن در اروپا هم کنار گذاشته شد.