La gasolina consiste en una mezcla compleja de hidrocarburos. La mayoría de estos son alcanos con 4-10 átomos de carbono por molécula. Pequeñas cantidades de compuestos aromáticos están presentes. Alquenos y alquinos también pueden estar presentes en la gasolina.
La gasolina es producida con mayor frecuencia por el destilación fraccionada de petróleo, también conocido como petróleo crudo (también se produce a partir de carbón y esquisto bituminoso). El petróleo crudo se separa de acuerdo con diferentes puntos de ebullición en fracciones. Este proceso de destilación fraccionada produce aproximadamente 250 ml de gasolina de flujo directo por cada litro de petróleo crudo. El rendimiento de la gasolina puede duplicarse convirtiendo fracciones de punto de ebullición más alto o más bajo en hidrocarburos en el rango de gasolina. Dos de los principales procesos utilizados para realizar esta conversión son el craqueo y la isomerización.
Cómo funciona el craqueo
En grietas, fracciones de alto peso molecular y
catalizadores se calientan hasta el punto donde se rompen los enlaces carbono-carbono. Los productos de la reacción incluyen alquenos y alcanos de menor peso molecular que los que estaban presentes en la fracción original. Los alcanos de la reacción de craqueo se agregan a la gasolina de flujo directo para aumentar el rendimiento de gasolina del petróleo crudo. Un ejemplo de una reacción de craqueo es:alcano C13H28 (l) → alcano C8H18 (l) + alqueno C2H4 (g) + alqueno C3H6 (sol)
Cómo funciona la isomerización
En el proceso de isomerización, los alcanos de cadena lineal se convierten en cadena ramificada isómeros, que se queman de manera más eficiente. Por ejemplo, el pentano y un catalizador pueden reaccionar para producir 2-metilbutano y 2,2-dimetilpropano. Además, se produce algo de isomerización durante el proceso de craqueo, lo que aumenta la calidad de la gasolina.
Clasificación de octanos y golpe de motor
En los motores de combustión interna, las mezclas de gasolina y aire comprimido tienden a encenderse prematuramente en lugar de arder sin problemas. Esto crea motor golpe, un sonido característico de traqueteo o ping en uno o más cilindros. los número de octano de gasolina es una medida de su resistencia al golpe. El número de octano se determina comparando las características de una gasolina con isooctano (2,2,4-trimetilpentano) y heptano. Al isooctano se le asigna un número de octano de 100. Es un compuesto altamente ramificado que arde suavemente, con un pequeño golpe. Por otro lado, el heptano recibe una clasificación de octano de cero. Es un compuesto no ramificado y golpea mal.
La gasolina de flujo directo tiene un número de octano de aproximadamente 70. En otras palabras, la gasolina de flujo directo tiene las mismas propiedades de detonación que una mezcla de 70% de isooctano y 30% de heptano. Se pueden usar grietas, isomerización y otros procesos para aumentar el octanaje calificación de gasolina a unos 90. Se pueden agregar agentes antidetonantes para aumentar aún más la clasificación de octano. El plomo tetraetilo, Pb (C2H5) 4, fue uno de esos agentes, que se agregó al gas a una velocidad de hasta 2.4 gramos por galón de gasolina. El cambio a la gasolina sin plomo ha requerido la adición de compuestos más caros, como los aromáticos y los alcanos altamente ramificados, para mantener un alto índice de octano.
Las bombas de gasolina suelen publicar números de octano como un promedio de dos valores diferentes. A menudo puede ver la clasificación de octanaje citada como (R + M) / 2. Un valor es el número de octano de investigación (RON), que se determina con un motor de prueba funcionando a baja velocidad de 600 rpm. El otro valor es el número de octano del motor (MON), que se determina con un motor de prueba funcionando a una velocidad mayor de 900 rpm. Si, por ejemplo, una gasolina tiene un RON de 98 y un MON de 90, entonces el número de octano publicado sería el promedio de los dos valores o 94.
La gasolina de alto octanaje no supera el rendimiento de la gasolina de octanaje normal al evitar que se formen depósitos en el motor, al eliminarlos o al limpiar el motor. Sin embargo, los combustibles modernos de alto octanaje pueden contener detergentes adicionales para ayudar a proteger los motores de alta compresión. Los consumidores deben seleccionar el grado de octanaje más bajo en el que funcione el motor del automóvil sin golpear. Los golpes o golpes ligeros ocasionales no dañarán el motor y no indican la necesidad de un mayor octanaje. Por otro lado, un golpe fuerte o persistente puede provocar daños en el motor.
Lectura adicional de clasificaciones de gasolina y octano
- Instituto Americano de Petróleo - La API representa la industria de petróleo y gas natural de los Estados Unidos.
- Preguntas frecuentes sobre gasolina automotriz - Este es el artículo muy bien referenciado de Bruce Hamilton, convertido en HTML por Kyle Hamar.
- Preguntas frecuentes sobre la gasolina, parte 1 - Punto de partida para las preguntas frecuentes completas sobre gasolina de Bruce Hamilton (Industrial Research Limited).
- Preguntas frecuentes sobre la gasolina: se proporciona información detallada sobre las clasificaciones de octano.
- HowStuffWorks: cómo funcionan los motores de los automóviles - Si no sabes cómo funciona, ¡este es el artículo para ti! Los gráficos son geniales, pero también está disponible una versión imprimible del artículo.
- HowStuffWorks: ¿Qué significa octano? - Esta es la respuesta de Marshall Brain a la pregunta.