عدد اکتان و ستان سوخت

بنزین

این سوخت مخلوطی از آلکان‌ها و سیکلوآلکان‌ها است که از تقطیر نفت خام به دست می‌آید. طول زنجیره‌ی کربنی هر مولکول بنزین از ۵ تا ۱۲ متغیر است. بنزین عموما در «موتورهای احتراق داخلی» (internal combustion engine) با هدف افزایش سرعت به کار می‌رود. این سوخت از گازوئیل سبک‌تر و از نظر تولید آلودگی بهتر است.

گازوئیل

ترکیب این سوخت شامل آلکان‌ها و به صورت کلی زنجیره‌های کربنی است. هر مولکول زنجیره‌ای کربنی به طول ۱۲ اتم کربن در خود دارد. گازوئیل سوختی نسبتا سنگین‌تر، کمتر فرار و با گرانروی بیشتر نسبت به بنزین است. از این سوخت عموما در «موتورهای احتراق-فشاری» (Compression-Ignition Motors) استفاده می‌گردد.

تفاوت‌های گازوئیل و بنزین

این دو سوخت از منظر جنبه‌های مختلفی متفاوت هستند، که در ادامه قصد داریم به این تفاوت‌ها به شکلی دقیق‌تر بپردازیم.

ترکیب شیمیایی: بنزین اساسا از ترکیب هیدروکربن‌هایی با طول ۷ (هپتان) یا ۸ (تری‌ متیل پنتان) درست می‌شود؛ در حالی که گازوئیل ترکیبی از هیدروکربن‌های نفتی در بازه‌ی ۸ (اکتان) تا ۲۱ (اوندو دکان) را شامل می‌شود. فرمول شیمیایی بنزین C8H18 و فرمول شیمیایی دیزل C12H23 است.

انتشار CO2: به دلیل این‌که گازوئیل درصد بیشتری اتم کربن در هر مولکول دارد، تقریبا معادل ۱۳ درصد بیشتر از بنزین، CO2 یا دی اکسید کربن تولید می‌‌کند.

محتوای انرژی: گازوئیل از نظر محتوای انرژی در جایگاه بالاتری نسبت به بنزین قرار می‌گیرد. محتوای انرژی بنزین برابر با ۳۳.۷ مگاژول در هر کیلوگرم و گازوئیل برابر ۳۶.۷ مگاژول در هر کیلوگرم محاسبه می‌شود؛ در نتیجه سوخت گازوئیل به میزان ۱۶ درصد از رقیب خود در این زمینه جلوتر است.

گرانروی: گرانروی بنزین کمتر از گازوئیل است. البته با کاهش دما گرانرویی گازوئیل افزایش می‌یابد اما چنین رفتاری در بنزین در تغییرات دمایی محدود اتفاق نمی‌افتد.

فراریت: با توجه به سبک‌تر بودن مولکول‌های بنزین و حضور برخی افزودنی‌ها، این سوخت از گازوئیل فرارتر است؛ به این معنا که در یک دمای ثابت تعداد بیشتری از مولکول‌های بنزین نسبت به گازوئیل تبخیر می‌شوند. به همین دلیل بنزین سریع‌تر آتش می‌گیرد.

بازه‌ی جوش: در ابتدا باید توجه کنید که به دلیل ماهیت ترکیبی این دو سوخت، امکان استفاده از عبارت نقطه‌ی جوش مانند یک ماده خالص (مثلا آب) وجود ندارد؛ به این معنا که این دو در یک بازه‌ی دمایی می‌جوشند. این بازه برای بنزین برابر 20 تا 150 درجه‌ی سانتیگراد و برای گازوئیل بین 37 تا 450 درجه‌ی سانتیگراد است.

مصرف سوخت: بنزین از این نظر، از رقیب خود پیش است؛ یعنی در هر ۱۰۰ کیلومتر، بنزین کمتری نسبت به گازوئیل مصرف می‌گردد.

توان: توان گازوئیل از بنزین بیشتر است. توان تولید انرژی این سوخت برابر با ۳۸.۶ مگاژول در هر لیتر محاسبه می‌گردد. نکته‌ی دیگر این‌که عموما موتورهای بنزین‌سوز دور موتور بالاتری تولید می‌کنند. موتورهای دیزلی البته نیاز به گشتاور بیشتری دارند.

آتش گیری: ذخیره‌سازی بیشتر از نیاز هر سوختی بدون شک خطرآفرین است. برای نمونه بنزین به عنوان سوختی بسیار آتش‌گیر و خطرناک به دلیل «فشار بخار» (vapor pressure) بالا شناخته می‌شود. به دلیل کم‌تر بودن فشار بخار گازوئیل، این سوخت دیرتر آتش می‌گیرد و در طی حادثه کم‌خطرتر است.

نوع احتراق: «نقطه‌ی خود احتراقی» (Auto-ignition temperature) بنزین برابر با بازه‌ای بین 247 تا 280 درجه‌ی سانتیگراد است. این نقطه پایین‌ترین دمایی است که یک ماده بدون هیچ محرک خارجی مانند جرقه یا شعله در جو معمولی، خود به خود آتش می‌گیرد. البته به منظور احتراق کامل سوخت و اکسیژن در خودرو، نیاز به جرقه وجود دارد. در سوی دیگر نقطه‌ی خود احتراقی گازوئیل برابر با ۲۱۰ درجه‌ی سانتیگراد است و نیاز به جرقه برای آتش‌گیری ندارد. تنها از افزایش فشار سوخت برای ایجاد انفجار استفاده می‌شود. مخلوط سوخت و اکسیژن با هم دیگر فشرده می‌شود که دمای مخلوط را بالا می‌برد تا به نقطه‌ی انفجار برسد.

نقطه‌ی آتش و اشتعال: «نقطه‌ی اشتعال» (Flash Point) به کم‌ترین دمایی گفته می‌شود که سوخت در حالت بخار آماده‌ی احتراق است. در این نقطه حتما نیاز به یک شعله برای ایجاد اشتعال وجود دارد. این دما برای بنزین برابر با منفی 43 درجه‌ی سانتیگراد و برای گازوئیل برابر با 52-96 درجه سانتیگراد محاسبه می‌گردد.

در دمای «نقطه‌ی آتش» (Fire Point) بخار سوخت بعد از شروع احتراق حداقل به مدت ۵ ثانیه می‌سوزد. این دما برای هر دو سوخت تقریبا ۱۰ درجه بیشتر از نقطه‌ی اشتعال است.

طبقه‌بندی با اکتان و ستان: بنزین را با «عدد اکتان» (Octane number) می‌سنجند. هرچه این عدد بالاتر باشد، مقاومت سوخت در مقابل احتراق خود به خودی بیشتر است که باعث نرم کار کردن موتور می‌شود. تفاوت دیگر این‌که گازوئیل را با «عدد ستان» (Cetane) می‌سنجند. هر چه این عدد بزرگ‌تر باشد، سوخت سریع‌تر در فرایند افزایش فشار شعله‌ور می‌شود. سرعت احتراق گازوئیل به عدد ستان وابسته است.

عدداکتان سوخت

برای استفاده در خودروی خود بشناسیم:

اکتان بنزین چیست؟

به زبان ساده، درجه اکتان نشان‌دهنده پایداری سوخت است و هرچه این عدد بالاتر باشد، با سوختی پایدارتر سروکار داریم. یک متخصص تکنولوژی سوخت، «آقای یوروسِویک»، اکتان را این‌گونه توصیف می‌کند:

عدد اکتان سوخت نشان‌دهنده گرایش سوخت به احتراق خودکار (خود اشتعالی) یا انفجار در دما و فشار بالا در حضور هوا است.

این انفجار نابالغ سوخت و احتراق آن با اصطلاح «ضربه‌زدن» (Knocking) سوخت نیز شناخته می‌شود. هر چه یک سوخت دربرابر فرایند ضربه‌زدن مقاوم‌تر باشد، گزینه بهتری برای استفاده در موتورهای مجهز به توربوشارژر، سوپرشارژر و دیگر موتورهای با نسبت فشار بالا خواهد بود؛ چراکه موتورهای مجهز به کمک‌پیشرانه که نسبت فشارهای بالایی دارند، معمولا در خطر ایجاد ضربه‌زدن قرار دارند و سازندگان با کاهش دمای موتور یا مخلوط سوخت و هوا، به کنترل این پدیده ناخواسته می‌پردازند.

RON چیست؟

RON که مخفف عبارت «Research Octane Number» یا عدد تحقیقاتی اکتان است، یکی از دو روش مرسوم برای نشان‌دادن عدد اکتان سوخت است. روش دیگر نمایش عدد اکتان، MON یا عدد اکتان موتور نام دارد. البته راه‌های دیگری نیز وجود دارند که از میان آن‌ها، موارد نامبرده بیشترین کاربرد را دارند پس ما به آن دو می‌پردازیم. آقای یوروسویک در این‌باره می‌گوید:

RON بیانگر میل به اشتعال تحت فشار کاری بالا است؛ فشارهایی چون بالارفتن از یک کوه یا تپه یا شتاب‌گرفتن خودرو. کمینه RON برای سوخت معمولی برابر ۹۱ است. RON برای سوخت مرغوب برابر ۹۵ و حداکثر مقدار آن برابر ۹۸ است.

MON نمایانگر میل سوخت به اشتعال در فشار کاری کم است. برای نمونه، رانندگی در بزرگراه یا جاده فعالیتی نسبتا سبک محسوب می‌شوند. حداقل MON برای سوخت معمولی برابر ۸۱ است. درحالی‌که این رقم برای سوخت مرغوب برابر ۸۵ و حداکثر مقدارش نیز برابر ۸۶ تعیین شده است.

سوخت مرغوب (Premium) چیست؟

براساس تعریفی از «دپارتمان محیط و انرژی کامن‌ولث» در استرالیا، سوخت هنگامی مرغوب تلقی می‌شود که عدد RON آن ۹۵ و بالاتر باشد. با استناد به «اتحادیه جاده‌های ملی و رانندگان استرالیا»، سوخت مرغوب توانایی موتور را برای تولید قدرت با استفاده از افزایش غلظت سوخت امکان‌پذیر می‌سازد. این افزایش چگالی باعث کنترل بیشتر روی احتراق سوخت شده و از سوختن پیش‌ازموعد سوخت، «پینگ»، جلوگیری می‌کند. همه این‌ها منجربه ارائه قدرت توسط موتور به‌شکلی نرم‌تر و یکنواخت‌تر خواهد شد.

مزایای بنزین با اکتان بالا چیست؟

آقای یوروسویک می‌گوید:

موتورهای مدرن در استفاده از بنزین‌های با اکتان بالاتر، به‌صورت بهینه‌تری عمل می‌کنند. استفاده از بنزین با اکتان بالاتر می‌تواند در مواقعی که موتور تحت کم‌فشاری کاری قرار دارد از آن محافظت کند. اگر موتور برای استفاده از اکتان بالاتر حسگر ضربه‌زدن نیز داشته باشد، خروجی بهتر خواهد بود و شاهد مصرف سوخت به‌مراتب بهینه‌تری خواهیم بود.

آیا می‌توان هر اکتان بنزین را در خودرو استفاده کرد؟

خیر. اگر تصور می‌کنید چون خودرو نیاز به سوختن مداوم سوخت دارد پس هر اکتانی را می‌تواند قبول کند، اشتباه می‌کنید. بیشتر خودروها یک کف عدد اکتان دارند که زیر در باک خودرو هک شده است و باید رعایت شود. بسیاری از خودروهای بنزینی، حداقل عدد اکتان ۹۱ RON است اما با پیشرفت صنعت، خودروهای مدرن امروزی کم‌کم میل به استفاده‌تر از سوخت مرغوب‌تری با عدد اکتان ۹۵ دارند؛ به‌ویژه اگر از سیستم‌های کمک‌پیشرانه نظیر توربوشارژر نیز استفاده کنند.

اگر سوخت اشتباه به خودرو بزنم، چه می‌شود؟

سیستم کامپیوتری یک خودرو به‌گونه‌ای طراحی شده است که از اپراتور (کاربر) انتظار دارد، حداقل اکتان تعیین‌شده توسط شرکت را به خورد موتور دهد؛ چراکه آن موتور به‌خصوص برای سوزاندن اکتان معین زمان‌بندی و برنامه‌ریزی شده است. نادیده گرفتن توصیه خودروسازان می‌تواند در درازمدت باعث خطرآفرینی برای خودرو شما گردد. متخصص سوخت ما در این‌باره این‌گونه توضیح می‌دهد:

اگر وسیله‌نقلیه برای استفاده از اکتان ۹۸ طراحی شده باشد پس استفاده از اکتان ۹۵ می‌تواند به موتور آسیب برساند.

شاید راننده متوجه احتراق پیش‎از موعد (پینگ) در موتور در فشار کاری پایین، رانندگی با سرعت پایین یا رانندگی در بزرگراه نشود. به‌علاوه، ممکن است راننده شاهد مصرف بیش‌از اندازه سوخت یا ضعف عملکرد خودرو باشد.

در سوی دیگر این ماجرا، اگر سوختی با اکتان بیشتر از چیزی که سازنده خودرو توصیه کرده است استفاده کنید، مثلا خودروی شما به اکتان ۹۵ نیاز داشته باشد و شما بنزین اکتان ۹۸ را به خورد آن بدهید، بدترین حالت ممکن آن خواهد بود که استفاده از این اکتان بالا سودی برای شما نخواهد داشت و عملا مانند اکتان ۹۵ خواهد سوخت؛ چراکه خودروی شما آنقدر جدید نیست که بتواند از سوخت با اکتان بالاتر از ۹۵، بهترین استفاده را داشته باشد.

چرا بنزین با اکتان بالاتر گران‌تر است؟

آقای یوروسویک، متخصص سوخت، به‌طور زبان ساده می‌گوید:

هزینه تجهیزات لازم برای تولید سوخت با عدد اکتان RON بالاتر بیشتر است و همین هزینه بیشتر تولید، منجربه هزینه بیشتر برای مصرف‌کننده نهایی می‌گردد.

اکتان E۱۰ چیست؟ آیا می‌توانم از بنزین E۱۰ استفاده کنم؟

عدد اکتان E۱۰ به سوختی اطلاق می‌شود که فاقد سرب بوده و مخلوطش حاوی ۹۰ درصد بنزین و ۱۰ درصد اتانول است. اتانول نوعی الکل بی‌رنگ است که به‌عنوان سوختی تجدیدپذیر و سازگارتر با محبط‌زیست شناخته می‌شود. تحقیقات نشان می‌دهد که استفاده از سوخت اتانول با توجه به منبع تولید آن، در مقایسه با انواع سوخت‌های کربنی می‌توان باعث کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای گردد.

سوخت E۱۰ با توجه به قیمت پایین‌تری که دارد ممکن است نظر بسیاری از رانندگان را به خود جلب کند؛ البته پیش از استفاده از آن باید از سازگاری آن با خودرو اطمینان حاصل کرد. متخصص ما می‌گوید که بیشتر خودروهای تولیدشده پس از سال‌های ۱۹۸۶ میلادی با این سوخت سازگاری دارند. با این وجود، ممکن است خودروهایی نیز پیدا شوند که برای سوزاندن اتانول طراحی و بهینه‌سازی نشده باشند؛ بنابراین بهتر است پیش از استفاده از این نوع سوخت از سازگاری آن مطمئن شد.

اصطلاحات کاربردی پروژه

در این مطلب و مطلب بعدی قصد دارم چند اصطلاح پرکاربرد در پروژه های صنعت نفت را که مطابق زبان رسمی پروژه ها، انگلیسی هستند معرفی کنم. هرچند این اصطلاحات مختص پایپینگ نیستند، هر مهندس پایپینگ باید با این اصطلاحات آشنا باشد.

اکثر این اصطلاحات مخفف هستند، که نخست کامل آنها آورده شده و سپس شرح داده شده اند. 

 KOM (kickoff meeting)

kickoff به معنی اولین ضربه ای است که در یک بازی فوتبال به توپ زده می شود. یعنی جلسه ای که طرفین قرارداد با هم برگزار کرده و ابهام ها را برطرف می کنند. این جلسه اولین جلسه ای است که گروه پروژه با کارفرما برگزار می کند و در آن به هر مساله ای که نیاز به بررسی داشته باشد، پرداخته می شود. از بررسی نقشه ها و ابعاد و اندازه ها تا جنس مواد مصرفی، نحوۀ ساخت، چگونگی حمل، زمان تحویل، (در صورت نیاز) خدمات پس از فروش، و موارد دیگر.

PIM (pre-inspection meeting)

جلسه ای است که پیش از ساخت یک کالای صنعتیِ از پیش سفارش داده برگزار شده و قرارداد نهایی می شود. این جلسه برخلاف KOM که معمولا در دفتر کارفرما برگزار می شود، محل برگزاری اش در کارخانه سازنده است و طی آن از دستگاهها و فرایند ساخت نیز بازدید می شود.

TPA (third party authorities)

نهاد شخص سوم. شرکتی که به عنوان حَکَم میان کارفرما و پیمانکار یا فروشنده عمل کرده و وظایف نظارتی کارفرما بر پیمانکار یا سازندۀ تجهیزات و اقلام را بر عهده می گیرد و کیفیت آنها را تضمین می کند. این شرکت ها معمولا شرکت های معتبر و بین المللی هستند و کارهای کنترل کیفیت را در زمینه های گوناگون انجام می دهند. در پروژه های نفت، گاز و پتروشیمی دو وظیفۀ مختلف بر عهدۀ این شرکت ها گذاشته می شود. وظیفۀ اول انجام مراحل بازرسی پایپینگ مثل لاین چک، هیدروتست و غیره؛ و وظیفۀ دوم نظارت بر تولید اقلام پایپینگ و تجهیزات پالایشگاه در محل کارخانۀ سازنده است، که برای نمونه می توان بازرسی از ساخت لوله ها و دیگر اقلام پایپینگ و تجهیزات ثابت، انجام تست های عملکردی تجهیزات دوار و تجهیزات برقی و ابزار دقیق را نام برد.

Buyback contract

قرارداد بیع متقابل. در این قرارداد پیمانکار خود سرمایۀ لازم برای ساخت کارخانه (پالایشگاه، پتروشیمی، تاسیسات استخراج نفت و ...) را تامین می کند و اصل سرمایه و سود آن را مطابق قرارداد از درآمد حاصل از فروش محصولات کارخانه (گاز یا فرآورده های نفتی، محصولات پتروشیمی یا نفت خام) پس می گیرد. در این نوع از قرارداد پیمانکارِ تامین کننده سرمایه، خود به نوعی کارفرماست و معمولا برای ساخت کارخانه پیمانکار دیگری استخدام می کند. مالک در این نوع قرارداد اختیارات کمی دارد و قدرت نظارتی چندانی به او سپرده نمی شود. مثلا برای انجام فرایندهای نظارتی برای مالک FIN صادر نمی شود.

Finance contract

قرارداد فاینانس. اصل این کلمه به معنی تامین سرمایه توسط بانک های خارجی در قالب وام است. اما معنی آن در قراردادهای نفت و گاز این است که  در این نوع از قرارداد سرمایه مورد نیاز برای ساخت کارخانه از سوی مالک تامین شده و مالک نقش کارفرما را هم بازی می کند. مالک می تواند بر همۀ امور نظارت کرده و در همۀ فرایندهای نظارتی برای او FIN صادر می شود. از پروژه های توسعۀ پارس جنوبی قرارداد فازهای 1، 2و3، 4و5، 6و7و8، و 12 (که ظرفیتی برابر سه فاز پارس جنوبی دارد) از نوع بیع متقابل است و قرارداد بقیه فازها مثل 9و10، 15و16، 17و18، 20و21، 13، 14، 24-22 و 19 از نوع فاینانس است.

EPC (engineering, procurement, construction)

به معنی مهندسی (طراحی)، خرید و اجرا (ساخت) است؛ یعنی سه کاری که طی انجام هر پروژه باید انجام شود. معمولا 5 تا 10 درصد از هزینه پروژه صرف طراحی، 60 تا 65 درصد صرف خرید اقلام و تجهیزات لازم و 30 تا 35 درصد هم صرف اجرای پروژه می شود. در پروژه EPC هر سه کار فوق به پیمانکار سپرده می شود. اما همه پروژه ها EPC نیستند و کارفرما می تواند برخی از این کارها را به پیمانکار سپرده و برخی دیگر را خود انجام دهد یا به پیمانکار دیگری سفارش دهد.

FIN (field inspection notification)

اعلامیه بازرسی در سایت. برگه ای پیمانکار جزء در چند نسخه آماده کرده و مطابق آن از ناظران (که می تواند شامل ناظران کارفرما، پیمانکار اصلی و TPA باشد) برای یک فرایند بازرسی دعوت می کند. درباره پایپینگ این بازرسی می تواند شامل موارد پیش گفته لاین چک، cleaning، هیدروتست، draining و reinstatement باشد.

آموختن و پرسشگری

از دیروز بیاموز، در امروز زندگی کن و به فردا امیدوار باش. نکته مهم آنست که از پرسشگری باز نایستی.

آلبرت اینشتین

آلودگی منابع آب زیرزمینی

آلودگی منابع آب زیرزمینی، یکی از مهمترین خطراتی است که اکوسیستم های طبیعی و سلامت انسان را تهدید می کند. از این رو بررسی کیفیت آب های زیرزمینی به دلیل تأمین بخش عمده ای از مصارف کشاورزی و شرب، از اهمیت خاصی برخوردار است و می تواند به مدیریت صحیح استفاده از منابع آبی کمک نماید. یکی از عوامل آلایندگی آب های زیرزمینی، فلزات سنگین بویژه آرسنیک است که مقادیر بیش ازحد آن باعث ایجاد مشکلات متعددی از قبیل بیماری های مختلف می شود. آلودگی منابع آب زیرزمینی به آرسنیک در بیشتر نقاط جهان و ایران، به ویژه در استان کرمان گزارش شده است. در  بررسی توزیع مکانی و تغییرات زمانی آرسنیک در منابع آب زیرزمینی دشت سیرجان، واقع در استان کرمان  نمونه برداری از 22 منبع آب زیرزمینی (چاه های کشاورزی، شرب و قنات)، با توزیع مکانی مناسب در دشت به صورت فصلی (از زمستان 94 تا بهار96)، صورت گرفت و میزان آرسنیک موجود در منابع آب اندازه گیری شد. بررسی توزیع مکانی نشان داد که غلظت آرسنیک در نمونه های آب زیرزمینی ازμ g/l 1 تا μ g/l 200 متغیر می باشد. بیشترین مقدار غلظت آرسنیک در شمال شرق دشت و قسمت هایی از نواحی مرکزی وجود دارد و به سمت شمال و جنوب دشت، روندی کاهشی دارد. با بررسی های انجام گرفته مشخص شد که 68% از آب های موجود دشت برای شرب از نظر استاندارد (ppb10)، مناسب نمی باشند. همچنین نتایج حاصل از نمونه برداری فصلی و بررسی تراز آب چاه های پیزومتری، نشان داد که با افزایش برداشت از منابع آب زیرزمینی برایمصارف صنعتی در منطقه کرمان و سیرجان  و کاهش تراز سطح آب، با گذشت زمان غلظت آرسنیک افزایش یافته است و می توان نتیجه گیری کرد که در صورت ادامه اضافه برداشت از آب های زیرزمینی و کاهش بیشتر سطح آب زیرزمینی، پتانسیل افزایش غلظت آرسنیک وجود دارد.اینها نتایج خدمت مدیرانی مثل خاتمی رفسنجانی جهانگیری برای منطقه کویری خود و احمدی نژاد و روحانی برای منطقه سمنان است کاش روسای جمهور و وزیرانی از منطقه کویر و اینچنین بی تدبیر نصیب مردم ایران نمی شدند