Mengapa standar bensin "reguler" bukan sesuatu yang lebih tahan ketukan?

Distilat minyak bumi standar untuk mesin kendaraan, "bensin reguler," adalah (atau setara dengan) beberapa campuran heptana (C7) dan oktan (C8). Proporsi yang lebih tinggi dari C8 lebih tahan terhadap ketukan, yang memungkinkan untuk rasio kompresi yang lebih tinggi dan dengan demikian pemanfaatan energi yang lebih efisien dalam mesin pembakaran internal.

Bukankah kilang modern menghasilkan cukup banyak campuran hidrokarbon yang mereka inginkan melalui kombinasi distilasi, retak, dan alkilasi?

Jika demikian, lalu mengapa bensin "biasa" diproduksi dalam jumlah seperti itu, dan mengapa premium dikenakan biaya untuk campuran yang lebih tahan ketukan ("oktan lebih tinggi")? Misalnya, jika kilang harus menghasilkan hanya satu distilat bahan bakar ringan, tidak bisakah dengan mudah dan murah menghasilkan campuran "100 oktan" seperti "87 oktan" saat ini?

Atau apakah sebenarnya lebih murah untuk memproduksi bensin "oktan lebih rendah"?

Perhatikan bahwa "100 oktan" tidak berarti 100% oktan, karena jumlah "oktan" dari hidrokarbon bergantung pada isomernya, dengan isomer yang lebih bercabang lebih memiliki ketahanan ketukan yang lebih besar . Jadi 100 oktan bahan bakar dapat diproduksi dengan banyak campuran C7, C8, dan bahkan termasuk hidrokarbon yang lebih ringan dan lebih berat.

Karakterisasi konstituen isomer minyak mentah dapat menjawab pertanyaan ini. Sebagai contoh, jika bahan baku mentah cenderung memiliki isomer yang lebih linier, maka energi harus dimasukkan ke dalam isomerisasi untuk menghasilkan lebih banyak distilat yang tahan ketukan.

Baik pertama dan terutama, penyuling adalah bisnis sehingga mereka harus membuat keputusan yang menghasilkan uang paling banyak. Mempertimbangkan hal ini, mari kita pikirkan tentang cracking dan isomerisasi melalui katalisis. Refiner akan membutuhkan reaktor tambahan, perpipaan dan pemompaan, kemungkinan besar kolom destilasi tambahan, pemuatan katalis, dll. Energi sendiri untuk melakukan distilasi umumnya sangat memberatkan dan jika Anda berurusan dengan isomerisasi, Anda mungkin bisa berurusan dengan bahan kimia yang serupa yang tidak terpisah dengan mudah (artinya energi besar dan dengan demikian biaya operasi moneter). Katalis seringkali murah, tetapi biasanya dibuat dari basis zeolit ​​yang diolah dengan logam langka atau berat, dan dapat berharga antara $ 5 hingga ribuan dolar per kilogram, dan tidak tahan selamanya (sintering, keracunan, dll).

Jadi, bahkan tanpa angka, Anda dapat melihat di mana ia bisa menjadi sangat terlibat bagi suatu entitas untuk menghasilkan bahan oktan yang lebih tinggi. Tetapi jika mereka bisa mendapatkan premi untuk itu dan menghasilkan uang mereka akan melakukannya dengan benar (ada yang melakukannya)? Berikut faktor lain: Biofuel.

Biofuel saat ini diamanatkan melalui Standar Bahan Bakar Terbarukan untuk menyatu dengan pasokan bahan bakar AS. Ini termasuk berbagai bahan bakar terbarukan dan biofuel, tetapi yang paling menonjol adalah bahan bakar etanol (dari pati saat ini, selulosa nanti). Tautan di bawah ini memberikan gambaran umum tentang mandat RFS. Penting untuk dicatat bahwa para pihak yang diwajibkan untuk mencampur biofuel ini adalah Penyuling dan importir produk minyak mentah atau bahan bakar minyak jadi .

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

Karena entitas ini diharuskan oleh hukum (secara efektif berdasarkan undang-undang udara bersih) untuk mencampur bahan bakar ini, sangat masuk akal untuk menggunakannya dengan cara sebaik mungkin. Etanol memberikan keuntungan yang sangat spesifik untuk penyuling, karena dapat secara drastis berdampak pada RON, MON, atau jumlah oktan gabungan dari bahan bakar bensin berkualitas rendah.

Jadi, dari perspektif bisnis, masuk akal secara ekonomi untuk berinvestasi sedikit atau tanpa modal atau biaya operasional dalam peralatan proses peningkatan oktan, memenuhi kewajiban yang diamanatkan dan pada saat yang sama mencampurkan etanol dengan potongan bahan bakar berkualitas rendah tetapi tetap membuat grade oktan yang sama ke rak untuk distributor / konsumen.

Tergantung di mana Anda berada, bahan bakar otomotif "biasa" berkisar antara 85 dan 95. Namun, sejumlah, katakanlah, 95, tidak berarti itu adalah campuran dari oktan 95% dan heptana 5%. Ini hanya berarti bahwa bahan bakar memiliki sifat ketahanan yang mirip dengan campuran ini. Komposisi yang sebenarnya dapat berupa campuran hidrokarbon isomer.

Karena jumlah yang menunjukkan resistensi ketukan meningkat, campuran menjadi semakin mahal untuk diproduksi.

Juga perhatikan bahwa komposisi bahan bakar yang ideal untuk mesin pembakaran internal tertentu bergantung pada variabel. Tekanan udara, misalnya, adalah faktor. Campuran bahan bakar / udara ideal bervariasi untuk komposisi bahan bakar yang berbeda. Pada, katakanlah, ketinggian 6000 kaki (yang merupakan tempat tinggal saya), berbagai campuran bahan bakar bekerja berbeda dari pada permukaan laut. Jadi kondisi lokal juga dapat menjadi pertimbangan ketika datang untuk merumuskan campuran bahan bakar.

Seperti yang telah dicatat; Membutuhkan uang untuk menghasilkan "oktan". Dan karena ada banyak proses untuk membuat banyak komponen oktan ini, ada banyak biaya dan "cerita" yang berbeda. Satu cerita; xlyenes adalah oktan yang sangat tinggi dan komponen kunci dalam bahan baku poliester, sehingga nilai bersaingnya sangat tinggi. Cerita kedua; Reformasi menghasilkan banyak komponen oktan tinggi, tetapi karena tekanan hidrogen yang tinggi dan tekanan total yang tinggi dan katalis kelompok platinum menjadikan ini proses yang mahal. Mungkin dapatkan buku tentang cara kerja kilang.

Jawaban sederhana adalah keuntungan. Mereka dapat mengenakan biaya lebih banyak untuk angka yang lebih tinggi bahkan jika biayanya tidak relatif terhadap kenaikan. Saya tidak bisa memberi tahu Anda berapa banyak biaya untuk menghasilkan oktan tinggi, tetapi saya yakin ada biaya tambahan.

Campuran musim dingin seperti yang disebutkan di atas lebih untuk tingkat penguapan. Jika Anda menganggap sebuah kota besar memiliki ratusan pom bensin, total bensin yang diuapkan dari semua tangki itu signifikan. Karena laju penguapan bahan bakar berkorelasi langsung dengan suhu, mereka dapat menggunakan bahan bakar yang lebih menguap di musim dingin daripada di musim panas.

Mereka juga memiliki zona di mana mereka harus menggunakan bensin yang lebih berat bahkan di musim dingin karena konsentrasi pompa bensin di sana.

Saya belajar semua ini ketika bekerja di perusahaan pipa yang menyimpan dan mentransfer bahan bakar untuk semua perusahaan minyak utama dari kilang mereka ke terminal tempat mereka dimuat dengan truk. Trivia yang menarik, bensin di pipa saya memiliki peringkat oktan di 60-an ketika kami mengujinya. Peringkat oktan yang Anda lihat di pompa adalah dari etanol yang mereka tambahkan di terminal saat memuat truk. Ini sebagian besar disebabkan oleh fakta bahwa Anda tidak ingin alkohol dalam tangki penyimpanan massal karena itu akan menyerap banyak air dari tangki.

Alasan lain yang belum disebutkan adalah 'efek jaringan'. Satu negara bagian AS atau negara Eropa tidak dapat secara masuk akal meningkatkan persyaratan oktannya. Alasan Anda menginginkan peringkat oktan lebih tinggi adalah karena memungkinkan rasio kompresi yang lebih tinggi pada engine, yang meningkatkan efisiensi bahan bakar. Di sebagian besar mesin, rasio kompresi diperbaiki, dan dioptimalkan untuk bahan bakar yang tersedia di area tempat mobil dijual. (Rasio kompresi kadang-kadang berbeda untuk varian UE dan AS dari mobil yang sama, karena peringkat oktan bahan bakar yang lebih tinggi di UE.)

Jika persyaratan oktan meningkat di suatu tempat, itu hanya akan memungkinkan mobil baru dijual di sana untuk memanfaatkan bahan bakar oktan lebih tinggi dengan memiliki rasio kompresi yang lebih tinggi. Tetapi jika hanya satu negara bagian AS atau negara Uni Eropa yang memiliki persyaratan oktan yang lebih tinggi ini, mobil yang menggunakan rasio kompresi yang lebih tinggi tidak akan berfungsi dengan baik ketika didorong ke negara bagian / negara lain menggunakan peringkat oktan yang lebih rendah, sehingga produsen mobil tidak akan mulai menjual mobil dengan yang lebih tinggi rasio kompresi kecuali area yang luas (mis. seluruh AS atau UE) akan mengubah oktan bahan bakarnya. Dan perubahan yang mempengaruhi suatu benua sangat lambat dengan banyak pemangku kepentingan, jika itu terjadi sama sekali.

Jadi begitu peringkat oktan ditetapkan, mereka sulit untuk diubah. Dan fokus pada efisiensi bahan bakar mungkin relatif baru (meskipun saya tidak tahu kapan peringkat oktan ini distandarisasi).