关于汽油：你了解多少？

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一、汽油是什么？    先说汽油是怎么来的。首先大家要明白，汽油并不是一种物质，而是混合物。所以，千万不要说某某汽油比较纯净，这是胡扯的，汽油是不可能纯净的。汽油的成分是什么呢？简单的说，汽油的成分包括这么几大类：C4-C12的直链烃类；环烷烃类，芳香烃类。其中直链烃类还可以分为烷烃和烯烃两大类，下面会提到。
二、汽油是怎么来的？
    汽油最初是用蒸馏法来进行生产的。将原油加热，在不同的温度下，其中的组分会分别蒸发，然后我们就可以分离得到汽油、柴油、煤油等不同的产品。但是这样做的缺点是很明显的，就是汽油的产出效率太低。据估计，直接蒸馏法生产汽油的收率只有大约20%，这很显然是不能满足需要的。于是人们开始使用裂解法，将本来不能被蒸馏出来的大分子打破，这样就可以增加汽油的产量了。
三、汽油的标号是什么意思？
4 v2 L( L5 R( e" X! X; P+ \  P* A    我们知道，汽油是易燃易爆的，即便是没有明火，在受到剧烈冲击的时候也有可能发生爆炸。这样的例子是不少的，电影上有好多，不一定都是特技或者导演的夸张。相比柴油和煤油，汽油是比较不稳定的。二战期间，许多航空母舰本来受损不大，就是因为舰载机汽油爆炸导致重大损失，这也直接导致了现代飞机不再使用汽油，而是用更加稳定可靠的煤油。那么如何来衡量汽油的抗爆性呢？或者简单的说，怎么来评价一种汽油，是不是稳定呢？
    我们就用汽油标号。准确的来说，汽油标号指的是辛烷值。我们选取两种性质对立的烃类：异辛烷和正庚烷。异辛烷在受到压缩和撞击的时候比较稳定，我们给他评分就是100。正庚烷恰好相反，在受到撞击压缩后，就很容易发生爆炸，我们给他评分就是0。如果某种汽油，他的抗爆性，同70%的异辛烷和30%正庚烷的混合物是一致的，我们就说这种汽油的辛烷值是70，他就是70#汽油。大家常用的93#汽油，就是说这种汽油的抗爆性同93%异辛烷和7%正庚烷的混合物相同。以此类推。
    这样大家就明白了一个道理：辛烷值或者说汽油标号，仅仅用来衡量汽油的稳定性。那么97#汽油质量比93#汽油好吗？不知道。97#汽油比93#汽油纯净吗？不知道。这就好比方说：凉鞋、棉鞋仅仅用来衡量鞋子的保温效果。棉鞋的保温效果好，但是你能说棉鞋一定比凉鞋好吗？棉鞋一定比凉鞋质量好吗？不能，因为是完全不同的概念。
    那么汽油标号有什么具体意义呢？讲解这个问题之前，先简单了解一下汽油机的工作原理。其实你要是学过初中物理，肯定知道。不过好多人不知道，我很奇怪他们为什么不知道。
( ]7 h5 h" e8 d- p3 v/ G    活塞向上运动，压缩器缸里的气体，气体的温度就升高了，当活塞即将到达气缸顶部的时候，也就是说压缩即将到达最大限度的时候，喷油嘴喷出汽油混合气（或者叫燃气），然后活塞运动到气缸顶部，此时燃气被压缩到最大程度，但是他还没有燃烧。此时火花塞点火，燃气发生爆炸，产生能量，推动活塞向下运动，燃烧后的废气被排除气缸。活塞运动到底部以后借助惯性再返回，重复上述过程。（以上是为了方便大家了解，简单描述，教科书和实际情况略有出入，但是基本原理相同）
1 ~7 n3 K- L, t9 s' S% M    每一款发动机设计的时候，都考虑到汽油辛烷值的选择了。比如一款发动机，设计的时候就考虑到要使用90#汽油，那么他最合理的设计就是：当活塞压缩到最大程度的时候，里面的90#汽油混合燃气，恰好被压缩到他爆炸的极限（但是此时不能爆炸），然后火花塞点火，这种状态下释放出的能量效率是最高的。我们可以这样打比方：干燥的木柴一点就着起来，燃烧的效率是很高的，潮湿的木柴，也可以慢慢点着，但是放热的效率就低得多。
) P3 S: Y8 ]% Q7 b! F' O2 A" F    如果发动机被加入了低标号汽油，会出现什么情况呢？比如说，我们往上面使用90#汽油的发动机中加入70#汽油。那么在压缩环节，燃气会提前爆炸，因为70#汽油抗爆性差，更容易被压缩点燃，这样推动活塞的力量提前出现了，而此时活塞还没有到达最高点，还有一个向上的力，这样就会出现“顶牛”，发动机就会出现异常的震动，也就是爆震。这时候燃气爆炸的能量不但没有完全变成动力，还对发动机产生严重损害。
    反过来，我们加入标号过高的汽油，也不好。比如还是上面那款发动机，我们加入97#汽油。那么在压缩结尾，燃气并没有达到“干柴烈火”一触即发的状态，这样爆发力和燃烧效率就会降低。很多盲目使用97#汽油的朋友都有体会：假如97#以后，汽车提速反而“肉”了，就是这个道理。
/ P+ @5 A' [! i  L5 r    因此，必须严格按照厂家的要求选择汽油标号。
* a& s$ }5 b3 x  S6 s" ?/ O四、汽油的辛烷值由什么因素决定？
    汽油的辛烷值是由汽油的组成成分决定的。汽油中的各种组成成分的辛烷值是不同的，他们按照不同比例混合之后，辛烷值也就会不同。我们上面提到，汽油里面有烯烃、芳烃，这两类成分就可以提高汽油的辛烷值。
; E+ K! Z; f* n  h. _2 J    但是请大家注意，汽油里面的芳烃和烯烃，其实不但可以提高辛烷值，也会带来一些不好的影响。学过化学都知道，相比烷烃，烯烃和芳烃的碳含量更高，因此热值更高，但是燃烧也更加不充分。所以烯烃和芳烃含量太高，容易造成尾气排放不达标。其次，相比起烷烃，烯烃和芳烃都是不饱和的，因此反应活性更大，在储存过程中，就容易发生聚合反应，产生大分子的胶状物质，这种物质会带来什么问题呢？就是积碳。因此世界各国都严格控制汽油里面烯烃和芳烃的含量。
+ i- p2 j: u  T* ~* a( q8 P% P    此外，由于环保的要求，我们必须降低汽油里面的硫含量，减少二氧化硫的排放量。如何降低硫含量？就是加氢，把汽油里面的硫变成硫化氢，再用水洗掉。在这个过程中，汽油里面的烯烃和芳烃也会被还原变成烷烃、环烷烃，这时候汽油的辛烷值就降低了。
五、如何提高汽油的辛烷值？
     既然不能指望烯烃和芳烃提高辛烷值，我们就另寻出路。我们找到了这样一些东西：
     甲基叔丁基醚（MTBE）：这种物质的研究法辛烷值高达115，只需要一点点就可以显著提高汽油的辛烷值。而且MTBE生产比较容易，是目前使用量最大的汽油抗爆剂。但是他也比较容易产生积碳，同时在环境中可能会有一定的毒性。
: J, _# [7 q5 c     异辛烷：前文已经说过了，这里不重复了。异辛烷的大规模产业化刚刚起步，价格也比较高，但是长远来看，他比MTBE更好一些。
, q4 R5 j; f; O, U6 k9 g) G     甲醇/乙醇：甲醇和乙醇的辛烷值都超过了100，而且燃烧更加充分，废气排放量更少。但是甲醇和乙醇的氧含量都比较高，燃烧值比较低，这就是为什么使用甲醇汽油/乙醇汽油的朋友会觉得车子没有劲儿、油耗增加。
; M- u. k: X* _$ w9 [六、积碳是怎么来的？
: ^" T+ X$ U2 i2 X& x    严格来说，积碳和燃烧是否充分的关系并不是那么大。因此有人说高速不容易产生积碳、低速容易产生积碳，其实区别没这么大。关键问题还是汽油的品质。前面说了，汽油都要加抗爆剂，大家要明白：同样的工艺出来的汽油，标号越高，加抗爆剂就加得越多。目前汽油提高辛烷值的手段主要就是增加烯烃、芳烃、MTBE，可以这样说，标号越高，其中产生积碳的物质就越多。
) ~; u9 N' g7 d5 M! }& @    所以不要迷信标号越高的汽油越好，真的不是这样的。
七、汽油里面的水是怎么来的？
% \4 _$ d+ p9 V. `) C/ P  ]" F    很长时间以来，人们都对两桶油颇有微词，正所谓无风不起浪，两桶油某些做法的确有些过分。不过有一件事情，人们的板子拍的不全对，我下面做一下科普。郑重声明：本人不是为了给两桶油辩解，事实上，我极其讨厌两桶油。我最近一年多，除了没办法的情况下去两桶油之外，其他时候都在壳牌，我们这里壳牌搞活动比较便宜，品质也还过得去
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