L'essence consiste en un mélange complexe de hydrocarbures. La plupart d'entre eux sont des alcanes avec 4-10 atomes de carbone par molécule. De plus petites quantités de composés aromatiques sont présents. Alcènes et les alcynes peuvent également être présents dans l'essence.
L'essence est le plus souvent produite par distillation fractionnée de pétrole, également connu sous le nom de pétrole brut (il est également produit à partir de charbon et de schiste bitumineux). Le pétrole brut est séparé en différents points d'ébullition en fractions. Ce processus de distillation fractionnée donne environ 250 ml d'essence à passage direct pour chaque litre de pétrole brut. Le rendement en essence peut être doublé en convertissant des fractions à point d'ébullition plus ou moins élevé en hydrocarbures dans la gamme d'essence. Le craquage et l'isomérisation sont deux des principaux processus utilisés pour effectuer cette conversion.
Comment fonctionne le cracking
Dans le craquage, les fractions de haut poids moléculaire et
catalyseurs sont chauffés au point où les liaisons carbone-carbone se rompent. Les produits de la réaction comprennent des alcènes et des alcanes de poids moléculaire inférieur à ceux présents dans la fraction d'origine. Les alcanes de la réaction de craquage sont ajoutés à l'essence de distillation directe pour augmenter le rendement en essence du pétrole brut. Un exemple de réaction de craquage est:alcane C13H28 (l) → alcane C8H18 (l) + alcène C2H4 (g) + alcène C3H6 (g)
Comment fonctionne l'isomérisation
dans le processus d'isomérisation, les alcanes à chaîne droite sont convertis en chaîne ramifiée isomères, qui brûlent plus efficacement. Par exemple, le pentane et un catalyseur peuvent réagir pour donner du 2-méthylbutane et du 2,2-diméthylpropane. De plus, une certaine isomérisation se produit pendant le processus de craquage, ce qui augmente la qualité de l'essence.
Indice d'octane et cognement du moteur
Dans les moteurs à combustion interne, les mélanges essence-air comprimé ont tendance à s'enflammer prématurément plutôt qu'à brûler en douceur. Cela crée un moteur frappe, un cliquetis ou un cliquetis caractéristique dans un ou plusieurs cylindres. le indice d'octane d'essence est une mesure de sa résistance aux chocs. L'indice d'octane est déterminé en comparant les caractéristiques d'une essence à l'isooctane (2,2,4-triméthylpentane) et heptane. L'isooctane se voit attribuer un indice d'octane de 100. C'est un composé très ramifié qui brûle en douceur, avec un petit coup. En revanche, l'heptane reçoit un indice d'octane de zéro. C'est un composé non ramifié et qui frappe mal.
L'essence en ligne droite a un indice d'octane d'environ 70. En d'autres termes, l'essence de distillation directe a les mêmes propriétés de cliquetis qu'un mélange de 70% d'isooctane et de 30% d'heptane. Le craquage, l'isomérisation et d'autres procédés peuvent être utilisés pour augmenter l'octane cote d'essence à environ 90. Des agents anti-choc peuvent être ajoutés pour augmenter encore l'indice d'octane. Le plomb tétraéthyle, Pb (C2H5) 4, était l'un de ces agents, qui a été ajouté au gaz à raison de 2,4 grammes par gallon d'essence. Le passage à l'essence sans plomb a nécessité l'ajout de composés plus chers, tels que les aromatiques et les alcanes hautement ramifiés, pour maintenir un indice d'octane élevé.
Les pompes à essence affichent généralement des indices d'octane en moyenne de deux valeurs différentes. Souvent, vous pouvez voir l'indice d'octane cité comme (R + M) / 2. Une valeur est le indice d'octane de recherche (RON), qui est déterminé avec un moteur d'essai fonctionnant à une faible vitesse de 600 tr / min. L'autre valeur est le indice d'octane du moteur (MON), qui est déterminé avec un moteur d'essai fonctionnant à une vitesse plus élevée de 900 tr / min. Si, par exemple, une essence a un RON de 98 et un MON de 90, alors l'indice d'octane affiché serait la moyenne des deux valeurs ou 94.
L'essence à indice d'octane élevé ne surpasse pas l'essence à indice d'octane ordinaire pour empêcher la formation de dépôts de moteur, pour les retirer ou pour nettoyer le moteur. Cependant, les carburants modernes à indice d'octane élevé peuvent contenir des détergents supplémentaires pour aider à protéger les moteurs à haute compression. Les consommateurs doivent sélectionner le niveau d'octane le plus bas auquel le moteur de la voiture fonctionne sans cogner. Des coups ou des coups légers occasionnels n'endommageront pas le moteur et n'indiquent pas un besoin d'octane plus élevé. D'un autre côté, un choc violent ou persistant peut endommager le moteur.
Lecture supplémentaire des cotes d'essence et d'octane
- Institut américain du pétrole - L'API représente l'industrie américaine du pétrole et du gaz naturel.
- FAQ sur l'essence automobile - Ceci est l'article très bien référencé de Bruce Hamilton, converti en HTML par Kyle Hamar.
- FAQ sur l'essence, partie 1 - Point de départ de la FAQ complète sur l'essence de Bruce Hamilton (Industrial Research Limited).
- FAQ sur l'essence - Des informations détaillées sur les indices d'octane sont fournies.
- HowStuffWorks: Fonctionnement des moteurs de voiture - Si vous ne savez pas comment cela fonctionne, alors cet article est pour vous! Les graphismes sont sympas, mais une version imprimable de l'article est également disponible.
- HowStuffWorks: Que signifie Octane? - Voici la réponse de Marshall Brain à la question.