تفاوت بنزین و گازوئیل

«بنزین» (Petrol / gasoline) و «گازوئیل» (Diesel) دو نوع محلول مورد استفاده به عنوان سوخت هستند. هر دو از نفت خام مشتق و جزء محصولات پالایشی طبقه بندی می گردند. اساس این دو نوع سوخت، هیدروکربن های موجود در نفت است؛ با این حال تفاوت هایی وجود دارد. هم برای به دست آوردن بنزین و هم گازوئیل از روش «تقطیر جزئی» (Fractional distillation) استفاده می شود. هر کدام البته در مرحله ای متفاوت به دلیل تفاوت در دمای جوش جدا می گردند.

بنزین
این سوخت مخلوطی از آلکان ها و سیکلوآلکان ها است که از تقطیر نفت خام به دست می آید. طول زنجیره‌ی کربنی هر مولکول بنزین از 5 تا 12 متغیر است. بنزین عموما در «موتورهای احتراق داخلی» (internal combustion engine) با هدف افزایش سرعت به کار می رود. این سوخت از گازوئیل سبک تر و از نظر تولید آلودگی بهتر است.

گازوئیل
ترکیب این سوخت شامل آلکان ها و به صورت کلی زنجیره های کربنی است. هر مولکول زنجیره ای کربنی به طول 12 اتم کربن در خود دارد. گازوئیل سوختی نسبتا سنگین تر، کمتر فرار و با گرانروی بیشتر نسبت به بنزین است. از این سوخت عموما در «موتورهای احتراق-فشاری» (Compression-Ignition Motors) استفاده می گردد.

تفاوت های گازوئیل و بنزین
این دو سوخت از منظر جنبه های مختلفی متفاوت هستند، که در ادامه قصد داریم به این تفاوت ها به شکلی دقیق تر بپردازیم.

• ترکیب شیمیایی:
  بنزین اساسا از ترکیب هیدروکربن هایی با طول 7 (هپتان) یا 8 (تری متیل پنتان) درست می شود؛ در حالی که گازوئیل ترکیبی از هیدروکربن های نفتی در بازه ی 8 (اکتان) تا 21 (اوندو دکان) را شامل می شود. فرمول شیمیایی بنزین C8H18 و فرمول شیمیایی دیزل C12H23 است.

• انتشار CO2:
  به دلیل این که گازوئیل درصد بیشتری اتم کربن در هر مولکول دارد، تقریبا معادل 13 درصد بیشتر از بنزین، CO2 یا دی اکسید کربن تولید می کند.

• محتوای انرژی:
  گازوئیل از نظر محتوای انرژی در جایگاه بالاتری نسبت به بنزین قرار می گیرد. محتوای انرژی بنزین برابر با 33.7 مگاژول در هر کیلوگرم و گازوئیل برابر 36.7 مگاژول در هر کیلوگرم محاسبه می شود؛ در نتیجه سوخت گازوئیل به میزان 16 درصد از رقیب خود در این زمینه جلوتر است.

• گرانروی:
  گرانروی بنزین کمتر از گازوئیل است. البته با کاهش دما گرانرویی گازوئیل افزایش می یابد اما چنین رفتاری در بنزین در تغییرات دمایی محدود اتفاق نمی افتد.

• فراریت:
  با توجه به سبک تر بودن مولکول های بنزین و حضور برخی افزودنی ها، این سوخت از گازوئیل فرارتر است؛ به این معنا که در یک دمای ثابت تعداد بیشتری از مولکول های بنزین نسبت به گازوئیل تبخیر می شوند. به همین دلیل بنزین سریع تر آتش می گیرد.

• بازه ی 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 بازه ی دمایی می‌جوشند. این بازه برای بنزین برابر 20 تا 150 درجه ی سانتیگراد و برای گازوئیل بین 37 تا 450 درجه ی سانتیگراد است.

• مصرف سوخت:
  بنزین از این نظر، از رقیب خود پیش است؛ یعنی در هر 100 کیلومتر، بنزین کمتری نسبت به گازوئیل مصرف می گردد.

• توان:
  توان گازوئیل از بنزین بیشتر است. توان تولید انرژی این سوخت برابر با 38.6 مگاژول در هر لیتر محاسبه می گردد. نکته ی دیگر این که عموما موتورهای بنزین سوز دور موتور بالاتری تولید می کنند. موتورهای دیزلی البته نیاز به گشتاور بیشتری دارند.

• آتش گیری:
  ذخیره سازی بیشتر از نیاز هر سوختی بدون شک خطرآفرین است. برای نمونه بنزین به عنوان سوختی بسیار آتش گیر و خطرناک به دلیل «فشار بخار» (vapor pressure) بالا شناخته می شود. به دلیل کم تر بودن فشار بخار گازوئیل، این سوخت دیرتر آتش می گیرد و در طی حادثه کم خطرتر است.

• نوع احتراق:
  «نقطه ی خود احتراقی» (Auto-ignition temperature) بنزین برابر با 2460 درجه ی سانتیگراد است. این نقطه پایین ترین دمایی است که یک ماده بدون هیچ محرک خارجی مانند جرقه یا شعله در جو معمولی، خود به خود آتش می گیرد. البته به منظور احتراق کامل سوخت و اکسیژن در خودرو، نیاز به جرقه وجود دارد. در سوی دیگر نقطه ی خود احتراقی گازوئیل برابر با 2100 درجه ی سانتیگراد است و نیاز به جرقه برای آتش گیری ندارد. تنها از افزایش فشار سوخت برای ایجاد انفجار استفاده می شود. مخلوط سوخت و اکسیژن با هم دیگر فشرده می شود که دمای مخلوط را بالا می برد تا به نقطه ی انفجار برسد.

• نقطه ی آتش و اشتعال:
  «نقطه ی اشتعال» (Flash Point) به کم ترین دمایی گفته می شود که سوخت در حالت بخار آماده ی احتراق است. در این نقطه حتما نیاز به یک شعله برای ایجاد اشتعال وجود دارد. این دما برای بنزین برابر با 430 درجه ی سانتیگراد و برای گازوئیل برابر با 520-950 درجه ی سانتیگراد محاسبه می گردد.در دمای «نقطه ی آتش» (Fire Point) بخار سوخت بعد از شروع احتراق حداقل به مدت 5 ثانیه می سوزد. این دما برای هر دو سوخت تقریبا 10 درجه بیشتر از نقطه ی اشتعال است.

• طبقه بندی با اکتان و ستان:
  بنزین را با «عدد اکتان» (Octane number) می سنجند. هرچه این عدد بالاتر باشد، مقاومت سوخت در مقابل احتراق خود به خودی بیشتر است که باعث نرم کار کردن موتور می شود. تفاوت دیگر این که گازوئیل را با «عدد ستان» (Cetane) می سنجند. هر چه این عدد بزرگ تر باشد، سوخت سریع تر در فرایند افزایش فشار شعله ور می شود. سرعت احتراق گازوئیل به عدد ستان وابسته است.

• قیمت:
  به دلیل تولید بیشتر گازوئیل، این سوخت از بنزین ارزان تر است.

این موارد تفاوت های کلیدی بین دو سوخت مهم و کاربردی حال حاضر حوزه ی حمل و نقل هستند.