Bensiinit

Bensiini on luultavimmin tunnetuin öljytuote. Se on myös tieliikenteen tärkein polttoaine. Moottoribensiiniä käytetään sähköisellä sytytysjärjestelmällä varustettujen kaasutinmoottoreiden eli ns. ottomoottoreiden (nimen moottori on saanut keksijältään Nicholas August Ottolta) polttoaineena. Bensiinin tyypillisiä käyttökohteita ovat autot, mopot, moottoripyörät, -kelkat, -veneet, - sahat ja ruoholeikkurit.

Ominaisuudet

Bensiinit ovat erittäin helposti syttyviä, kevyitä hiilivetyseoksia. Ne koostuvat enimmäkseen C5-C8 hiilivedyistä, joiden tislausalue on +30…+210 °C. Bensiinit ovat lähes värittömiä, kirkkaita, herkkäliikkeisiä nesteitä. Eri laadut tunnistetaan väreistään.

Moottoribensiini kaasuuntuu helposti matalissakin lämpötiloissa ja aiheuttaa vapaasti ilmaan sekoittuessaan palo- ja räjähdysriskin. Se on erittäin helposti syttyvää.

Oktaaniluku

Bensiinien tunnetuin ominaisuus on oktaaniluku. Se kuvaa bensiinin puristuskestävyyttä. Ottomoottorissa polttoaine suihkutetaan ilmaseoksena imusarjaan, jossa se höyrystyy palamiskelpoiseksi seokseksi. Sytytystulpan kipinä sytyttää sylintereissä olevan seoksen ja palaminen etenee tasaisesti läpi koko palotilan.

Jos oktaaniluku on liian matala tai sytytysennakko tai kuormitus liian suuri, voi seos syttyä itsestään korkean paineen ja lämpötilan vuoksi. Räjähdyksenomainen palo aiheuttaa paineaaltoja. Ilmiö kuuluu nakutuksena. Pitkäaikainen nakutus johtaa männän tai pakoventtiilin vaurioitumiseen.

Moottori, jonka puristussuhde on matala, ei nakuta matalaoktaanisellakaan bensiinillä. Korkeaoktaanisia bensiinejä tarvitaan, koska puristussuhteen nostaminen parantaa suoraan moottorin hyötysuhdetta. Bensiinilaadut värjätään tunnistamisen helpottamiseksi: 99-oktaaninen punaiseksi ja 95-oktaaninen kellertäväksi.

1920-luvulta lähtien bensiiniin alettiin lisätä lyijyä tetraetyylilyijynä, joka oli pitkään ainoa tunnettu taloudellinen tapa parantaa bensiinin oktaanilukua. Nykyään lyijyhaittavaikutukset on opittu tuntemaan ja sen käyttö on lopetettu kokonaan mm. Suomessa. Oksygenaatit (mm. MTBE=metyylitertiääributyylieetteri) korvaavat lyijy-yhdisteet bensiinin oktaaliluvun nostajana. Happea sisältävät komponentit parantavat palamisreaktioita moottorissa, minkä seurauksena autojen pakokaasujen hiilimonoksidi- ja hiilivetypäästöt pienenevät.

Moottoribensiinien muita tärkeitä ominaisuuksia oktaanilukujen ohella ovat niiden haihtuvuus eli kaasuuntumisominaisuudet. Bensiinin on höyrystyttävä oikein eri lämpötiloissa, jotta sen ja ilman seos palaa hyvin ja puhtaasti. Jotta bensiinimoottorit toimisivat optimaalisesti niin kylmällä kuin lämpimällä säällä, bensiinejä valmistetaan kesä-, kevät- ja talvilaaduiksi, joilla on erilaiset kaasuuntumisominaisuudet.

Uusissa autoissa pakoventtiilien tiivistyspinnat ovat materiaalia, joka ei tarvitse lyijyn suojakerrosta estämään kuumasyöpymistä. Niiden pakokaasu voidaan puhdistaa katalysaattorilla, jonka aktiivinen lyijy tuhoaisi.

Valmistus

Raakaöljyn jalostuksessa ensimmäinen vaihe on jakotislaus, jonka yksi tuote on bensiinijae. Bensiinin laatuun vaikuttaa se, miten paljon käytettävässä raakaöljyssä on nafteeneja (syklisiä parafiineja), parafiineja ja rikkiä.

Jakotislauksen raskas pohjajae johdetaan tyhjötislaukseen, jossa pitkät hiilivetyketjut katkotaan lyhyemmiksi. Näin saadaan lisää kevyitä jakeita, mm. bensiinitisleitä.

Jako- ja tyhjötislauksista saatavat bensiinitisleet johdetaan rikinpoistoyksikköön ja edelleen reformointi-, krakkaus ja alkylointiyksiköihin. Niissä hiilivetyjä katkotaan lyhyemmiksi ja muutetaan haaroittuneemmiksi. Jatkoprosessien tavoitteena on lähinnä nostaa bensiinin oktaanilukua.

Lähteet:

Neste – öljystä muoveihin. Kustantaja Neste Oy. Frenckellin kirjapaino Oy, Espoo 1992. 244 s.

Aatelo, M. (toim.) Lähteiltä tuotteiksi – öljyn tie. Kemianteollisuus ry, Taloudellinen Tiedotustoimisto, Suomen Muoviteollisuusliitto, Öljyalan Keskusliitto. Tammer-Paino Oy, Tampere 1995. 160 s.

Pääsivulle