Бензин из нефти своими руками: что пойдет не так, если попробовать повторить НПЗ дома

«Сделать бензин своими руками», «собрать топливо из доступных компонентов», «аналог АИ-95 в домашних условиях» — подобные обещания в интернете встречаются регулярно. Одни называют это способом сэкономить, другие — очередным мифом. Несмотря на то, что топливный рынок в Ростовской области вроде бы стабилизируется, «Блокнот Ростов» решил узнать безопасно ли сделать бензин своими силами, легально ли это, а также выдержат это автомобили. 

Читая громкие заголовки и другие интернет-легенды про создание своего собственного топлива из чистой нефти, переходим к поиску специального оборудования. Примерно все необходимое можно найти по объявлению на территории Ростовской области. Вот тебе и нефть в чистом виде в пластиковой таре из-под колы, вот тебе и мини-нефтеперерабатывающий завод. 

На самые странные вопросы ответила кандидат химических наук, старший научный сотрудник НИИ физической и органической химии ЮФУ Екатерина Соловьева. 

На первый взгляд кажется, что бензин — вполне конкретная вещь: заливаешь его в бак, поворачиваешь ключ — машина едет. Но с точки зрения химии все гораздо интереснее. Бензин не является одним веществом с определенной формулой. Это сложная смесь, состав которой может меняться в зависимости от сырья и технологии производства.

Пример с сайта объявлений о продаже сырой нефти

Мы попросили химика объяснить, что на самом деле находится в бензине, можно ли получить что-то похожее из нефти и почему домашняя перегонка заканчивается далеко не тем результатом, который хотелось бы залить в бак.

Из чего с химической точки зрения состоит автомобильный бензин? Почему его нельзя считать одним конкретным веществом, а только сложной смесью углеводородов?

— Бензин — это сложная смесь, включающая множество органических веществ, в основном углеводородов. В его состав входят алканы (парафины), циклоалканы (нафтены), ароматические углеводороды (арены).

Кроме того, в бензине содержатся примеси, небольшие количества соединений азота и серы, а также специальные присадки, которые улучшают его эксплуатационные характеристики.

В отличие от индивидуального химического вещества, бензин не имеет строго определенной химической формулы, а является многокомпонентной смесью веществ, которая даже не имеет постоянного состава. Соотношение различных углеводородов в нем зависит от исходного сырья (нефти) и технологии ее переработки, — рассказала Екатерина Соловьева.

Какое сырье и какие процессы используются для производства бензина на нефтеперерабатывающих заводах? Чем промышленный процесс отличается от того, что можно было бы попытаться воспроизвести в бытовых условиях?

— Основным сырьем для производства автомобильного бензина является нефть. Промышленная добыча и переработка нефти — это высокотехнологичный процесс. Нефть извлекают из недр, где она образовалась за миллионы лет.

Промышленное производство принципиально отличается от попыток получить бензин в бытовых условиях. На нефтеперерабатывающих заводах используют специальное оборудование, точно контролируемые температура и давление, промышленные катализаторы и многоступенчатые системы, — пояснила старший научный сотрудник НИИ физической и органической химии ЮФУ.

Если у человека есть сырая нефть (гипотетически), можно ли физически получить из нее горючую жидкость, похожую на бензин, с помощью простейшего оборудования — перегонки, нагрева?

— Физически получить горючую жидкость из нефти можно — например, с помощью простой перегонки. Однако полученный продукт нельзя считать качественным бензином. При перегонке нефть разделяется на фракции по температурам кипения, но одной перегонки недостаточно для получения топлива с необходимыми эксплуатационными характеристиками. 

В промышленной переработке используют дополнительные процессы, например, крекинг, при котором более тяжелые углеводороды превращаются в более легкие. Применяются также каталитические процессы, позволяющие направленно изменять состав и свойства получаемых углеводородов, — уточнила Екатерина Викторовна. 

После этого компоненты топлива смешивают в определенных соотношениях и подвергают контролю по целому ряду показателей. Знакомые автомобилистам АИ-92, АИ-95 и АИ-98 связана прежде всего с октановым числом топлива, то есть его детонационной стойкостью, отметила химик. А вот при кустарной перегонке, по словам Екатерины Соловьевой, обеспечить такой же контроль состава невозможно.

— При кустарной перегонке невозможно обеспечить такой контроль состава продукта. В полученной жидкости могут остаться серосодержащие соединения, смолистые и высококипящие компоненты, а также другие примеси, — заверяет эксперт.

Химик отдельно обращает внимание на последствия для двигателя. При сгорании серосодержащих соединений образуются оксиды серы, а тяжелые и смолистые компоненты могут способствовать образованию отложений.

— При сгорании серосодержащих соединений образуются оксиды серы, которые являются токсичными веществами и могут способствовать коррозионным процессам на деталях двигателя. Наличие тяжёлых и смолистых компонентов может приводить к образованию отложений в топливной системе и на деталях двигателя. Кроме того, возможно негативное воздействие нежелательных компонентов и продуктов их сгорания на каталитическую систему очистки выхлопных газов. Особенно чувствительны к качеству топлива современные двигатели с высокоточной системой впрыска и системы очистки выхлопных газов, — отметила химик.

Иными словами, горючесть жидкости еще не делает ее автомобильным бензином.

Какие химические и физические параметры критически важны для получения качественного бензина, и почему их невозможно обеспечить в домашних условиях?

— Для получения качественного бензина необходимо контролировать целый комплекс физико-химических показателей: фракционный состав и температуры кипения, октановое число, содержание серы, ароматических углеводородов, давление насыщенных паров и другие характеристики, — уточнила Екатерина Соловьева.

Химик приводит показательный пример с содержанием серы. Для бензина экологического класса Евро-3 предельное содержание серы составляло 150 мг/кг, тогда как для Евро-5 — 10 мг/кг.

— Но даже требования экологического класса Евро-3 практически невозможно обеспечить в домашних условиях: для этого необходимы эффективная очистка нефтяных фракций и лабораторный контроль. Для получения топлива класса Евро-5 требуется ещё более глубокая очистка и технологически сложное оборудование.

При этом химик подчеркивает важный момент: экологический класс топлива и октановое число — совершенно разные характеристики.

— При этом экологический класс топлива и октановое число — разные характеристики. Евро-3 и Евро-5 характеризуют требования к составу топлива, в том числе к содержанию серы и других компонентов, влияющих на выбросы и работу систем очистки выхлопных газов. Содержание серы в бензине Евро-5 в 15 раз ниже, чем для Евро-3. АИ-92, АИ-95 и АИ-98, напротив, обозначают октановое число топлива. Поэтому бензин более низкого экологического класса нельзя просто считать «тем же бензином, но с меньшим октановым числом».

Какие вещества могут содержаться в продукте кустарной перегонки и чем они опасны для двигателя, здоровья человека и окружающей среды?

В нефти присутствуют примеси — соединения серы, азота, ароматические углеводороды (бензол, толуол), смолистые вещества и др. При кустарной перегонке они переходят в продукт. Серосодержащие соединения могут вызывать коррозию элементов топливной системы, ароматические углеводороды (бензол, толуол) токсичны и некоторые из них канцерогены. Тяжелые и смолистые компоненты способны приводить к образованию нагара и загрязнению элементов топливной системы и двигателя. При сгорании некачественного топлива могут образовываться оксиды серы и азота, угарный газ и частицы сажи, загрязняющие атмосферный воздух, — добавляет Екатерина Викторовна.

Какие технологические риски возникают при попытке переработки нефти вне промышленных условий? С чем связана высокая летучесть углеводородов и ее влияние на организм?

Здесь химик делает акцент прежде всего на горючести и летучести углеводородов. Отдельно нужно отметить воздействие этих паров на организм человека.

— Основные риски связаны с высокой горючестью и летучестью многих компонентов нефти и получаемых из нее фракций. Пары легколетучих углеводородов способны накапливаться в воздухе и при определенной концентрации образовывать взрывоопасные смеси. При отсутствии промышленной вентиляции, герметичного оборудования, контроля температуры и давления возникает риск пожара, взрыва и токсического воздействия паров.

Вдыхание высоких концентраций углеводородных паров может вызвать острое отравление, головную боль, головокружение и нарушение работы центральной нервной системы. Поэтому домашний эксперимент с летучими углеводородами — это уже не просто вопрос качества полученной жидкости, а потенциально опасная химическая процедура, — предупреждает Екатерина Соловьева.

Какие экологические риски возникают при несанкционированной переработке нефтепродуктов?

— Кустарная переработка нефти влечет серьезные экологические риски. При нагреве и переработке в окружающую среду могут попадать сероводород, пары углеводородов, бензола и толуола, оксиды серы. Отходы переработки, содержащие углеводороды, смолистые вещества и др., при отсутствии систем очистки и контроля выбросов будут попадать в воздух, почву и воду, загрязняя их на длительное время, — заверила эксперт.

Что в итоге?

Если свести объяснение специалиста-химика к одной мысли, получится довольно простой вывод: получить из нефти горючую жидкость физически возможно, но горючая жидкость и качественный автомобильный бензин — далеко не одно и то же.

Бензин — это сложная смесь, характеристики которой нужно не просто получить, а контролировать: от фракционного состава и октанового числа до содержания серы и других компонентов.

Попытка воспроизвести отдельные этапы переработки вне промышленной среды добавляет еще одну проблему — безопасность. Летучие углеводороды могут образовывать взрывоопасные смеси, а токсичные вещества и отходы способны навредить человеку и окружающей среде.

Нефть действительно можно разделить на фракции. Но между «оно горит» и «это бензин, который можно залить в современный автомобиль» лежит целая нефтеперерабатывающая промышленность.

Наш сайт в соцсетях: Telegram, Дзен, MAX.