is een kleurloze, licht ontvlambare vloeistof, van betrekkelijk laag kookpunt en soortelijk gewicht, welke in hoofdzaak verkregen wordt als eerste fractie bij de destillatie van ruwe aardolie (z petroleum). De ruwe benzine bevat een zeer groot aantal verzadigde alifatische koolwaterstoffen, zowel met rechte als met vertakte ketens, benevens cyclische en aromatische.
De samenstelling is sterk afhankelijk van de herkomst der aardolie. Tevens wordt benzine gewonnen uit aardgassen, door compressie en koeling of door adsorptie. Deze laatste soort bestaat in hoofdzaak uit laag kokende alifatische koolwaterstoffen. Om een grotere hoeveelheid benzine uit ruwe petroleum te verkrijgen, is men de olie gaan kraken, een methode waarbij grote moleculen in kleinere worden gesplitst. Oorspronkelijk geschiedde dat door verhitting (thermisch kraken). Deze methode wordt thans verdrongen door het katalytisch kraken omdat daarmee benzine met een hoger octaangetal en een residu van betere kwaliteit wordt verkregen. Door andere katalytische methoden, als alkylatie, isomerisatie en hydroformering kan men het octaangetal verbeteren.Ten slotte wordt benzine synthetisch verkregen door hydrogineren van koolstof (Bergiusproces) en thans ook volgens het Fischer-Tropoch-procédé, waarmee men benzine opbouwt uit mengsels van koolmonoxyde en waterstof. In de V.S. zijn enkele installaties in aanbouw.
Na een voorafgaande zuivering wordt de ruwe benzine door gefractionneerde destillatie verwerkt op producten, die, al naar gelang van het doel, waarvoor zij worden gebruikt, aan uiteenlopende eisen moeten voldoen. (Voor de zuivering en de destillatie z petroleum).
De voornaamste criteria, waarnaar men, voor practische doeleinden, de benzineproducten beoordeelt, zijn:
De densiteit of s.g. Deze varieert van 0,65-0,85.
Het vlampunt. Dit is alleen van belang voor de terpentijnsurrogaten, de zgn. testbenzines. Hiervoor wordt een vlampunt boven 25 gr. C. vereist.
De destillatiecurve geeft de hoeveelheden destillaat aan, die onder nauwkeurig vastgelegde omstandigheden en apparatuur tot bepaalde temperaturen overgaan. Meestal vermeldt men alleen het kooktraject, d.w.z. de temperatuur, waarbij de destillatie begint en die waarbij ca 95 pet destillaat is overgegaan.
De voornaamste benzineproducten zijn:
Petroleumaether of ligroïne
Hieronder verstaat men fracties met een zeer eng en zeer laag kooktraject. Men onderscheidt 40-60 gr. en 6o-8ogr. C. Deze worden in hoofdzaak voor laboratoriumdoeleinden gebruikt om in benzine oplosbare stoffen uit vaste of vloeibare stoffen door extractie af te zonderen. Vereiste is, dat het extractiemiddeldoormatige verwarming volkomen uit het extract is te verwijderen.
De petroleumaether vormt een onderdeel van de technisch zeer belangrijke extractiebenzines. Deze dienen om niet vluchtige stoffen door extractie van begeleidende, onoplosbare, stoffen te scheiden. In hoofdzaak worden zij gebruikt voor de extractie van oliehoudende zaden en beenderen. Men onderscheidt drie groepen met kooktrajecten: 70-90 gr., 90-110 gr. en 110-130 gr. C. Het beginkookpunt mag niet te laag liggen, daar dit aanleiding zou geven tot te grote verliezen aan oplosmiddel.
Het eindkookpunt mag niet te hoog zijn, daar restloze verwijdering meestal noodzakelijk is. Dit geldt in het bijzonder voor spijsvetten, door extractie uit oliehoudende zaden gewonnen. De laatste resten benzine moeten door doorblazen van directe stoom volkomen verdwijnen. Voor dit doel wordt in hoofdzaak 70-go gr. gebruikt.
Wasbenzine
Deze wordt in chemische wasserijen en in de huishouding gebruikt om weefsels enz. van vlekken te reinigen. De werking berust in hoofdzaak op het vetoplossend vermogen. Ook hier is volkomen verwijdering door matige verwarming noodzakelijk. Men moet dus soortgelijke eisen stellen als voor extractiebenzine. Door hevige beweging wordt benzine electrisch. Dit kan tot vonken aanleiding geven met als gevolg uiterst gevaarlijke explosies.
De reservoirs, waarin wordt gewassen, moeten daarom van metaal zijn en goed geaard. Men kan dit gevaar verminderen door toevoeging van stoffen, die het geleidingsvermogen voor electriciteit verhogen. Volgens Holde (Chem. Ztg. 1915, blz. 819) is een toevoeging van 0,1 pet magnesiumoleaat (Richteröl) of o, 1 pet azijnzuur zeer effectief. Deze benzine wordt ook we) voor hoofdwassing gebruikt. Zowel hiervoor als voor gebruik in de huishouding is de grote brandbaarheid een enorm bezwaar.
Men maakt daarom deze benzine wel onbrandbaar door toevoeging van een onbrandbaar oplosmiddel, bijv. tetrachloorkoolstof. Het effect van deze toevoeging is alleen afdoende, wanneer weinig laag kokende bestanddelen aanwezig zijn. Een in een oordeelkundig samengesteld mengsel gedrenkt weefsel ontvlamt niet bij aanraking met een brandende lucifer. Het gebruik als haarwasmiddel blijft bedenkelijk wegens de bedwelmende eigenschappen.
Benzine voor verlichting en verwarming. Gasoline
Een mengsel van lucht en benzinedamp in bepaalde verhouding (luchtgas) kan in daarvoor geschikte branders op dezelfde wijze als lichtgas worden gebruikt. Hiervan wordt gebruik gemaakt in de aerogeengasinstallaties. Lucht wordt automatisch door benzine geleid. Het brandbare mengsel dient voor verwarming of voor verlichting door middel van gloeikousjes. Nu electriciteit bijna overal in gebruik is, is dat van benzine sterk gedaald. In de tropen of geïsoleerde plaatsen bieden deze installaties vele voordelen.
Daar treft men ook nog veel het gebruik in speciaal daarvoor geconstrueerde gloeikouslampen aan. De lampen zijn voorzien van een benzinereservoir, waaruit de benzine naar de lager gelegen, voorgewarmde, brander stroomt. Benzine geeft, zonder geforceerde luchttoevoer, een niet roetende vlam van hoge temperatuur en is daardoor voor dit doel geschikt. Ten slotte wordt deze benzine gebruikt in mijnwerkerslampen. Bij deze lampen is de pit omringd door een metaalgaas, waardoor explosiegevaar wordt vermeden. De pit moet met een inwendig aangebrachte, mechanische inrichting kunnen worden ontstoken, zonder het metaalgaas te verwijderen.
Men is daardoor aangewezen op een brandstof met laag ontvlammingspunt, dus met voldoend gehalte aan laag kokende bestanddelen. Anderzijds moeten hoger kokende aanwezig zijn, om te snelle verdamping te voorkomen, wanneer de lamp buiten gebruik is. Hetzelfde geldt voor het gebruik in sigarenaanstekers. Kooktraject ca 50140 gr. Te hoog kokende bestanddelen geven aanleiding tot roeten.
Motorbenzine
Een mengsel van benzinedamp en lucht is ontplofbaar, mits het gehalte tussen enge grenzen wordt gehouden, ca 1,9-5 V°1 pet. Hiervan maakt men gebruik in de explosiemotoren, vnl. motoren voor automobielen en vliegtuigen. Verreweg het grootste deel der benzine dient voor dit doel. Ook hier moeten laag kokende bestanddelen aanwezig zijn om het aanlopen van de koude motor mogelijk te maken. De roetvorming moet gering zijn. Doch hiernaast stelt men een zeer bijzondere eis, die alleen bij deze groep een rol speelt.
De benzine moet ,,knock-Vrij” zijn. Bepaalde koolwaterstoffen veroorzaken in de cilinders een kloppend geluid (knock). Een geheel bevredigende verklaring ontbreekt nog, doch vast staat, dat er zeer schadelijke gevolgen voor de motoren uit voortvloeien, terwijl het nuttig effect der brandstof (verbruik per km) er sterk door wordt gedrukt. Vooral voor gebruik in vliegtuigmotoren stelt men, met het oog op maximale bedrijfszekerheid en gering brandstofverbruik, in dit opzicht zeer hoge eisen. Aanvankelijk heeft men dit euvel leren bedwingen door toevoeging van anti-knockmiddelen, waarvan het tetra-aethyllood wel het meeste toepassing heeft gevonden. Een toevoeging van 0,07 pet hiervan is voldoende om een sterk detonerende benzine bruikbaar te maken.
Een bevredigende verklaring ontbreekt. Een zeer groot bezwaar van dit middel, vooral bij de bereiding, is de buitengewone giftigheid. Bovendien ontleedt deze verbinding door sporen vocht en kan het afgescheiden lood schadelijk op de motormetalen werken. Door toevoeging van tetrachloorkoolstof, waardoor bij de verbranding het lood overgaat in onschadelijk loodchloride, kan men aan dit laatste bezwaar tegemoet komen. Het is echter gelukt vast te stellen, dat de samenstelling van de benzine het al of niet optreden van detonaties beheerst. Met name blijkt een voldoend gehalte aan vertakte alifatische koolwaterstoffen, of olefinen, of aromaten een goed voorbehoedmiddel tegen knock te zijn.
Dit is o.a. vastgesteld aan zuivere koolwaterstoffen. Het onvertakte heptaan geeft aanleiding tot sterk kloppen, welk kloppen verdwijnt door voldoende toevoeging van het vertakte isooctaan of een aromaat zoals benzol. Door oordeelkundige menging van benzines van uiteenlopende herkomst kan men tot een knock-vrij product komen (Roy Cross, Handbook of Petroleum, Asphalt and Natura Gases, blz. 375-383). De destillatieeisen zijn voor: vliegtuigbenzine: tot 50 gr.~5 pet, tot 95 gr--5° POL tot 125 gr.-go pet, tot 150 gr.96 pet, eindpunt 165 gr. C. Motorbenzine voor automobielen: eerste druppel bij 55gr., tot iosgr.20 pet, tot 140 gr.-50 pet, tot 200 gr.-go pet, eindpunt 225 gr.
C. Vooral na Wereldoorlog II streeft men er naar om zonder toevoeging van lood verbindingen goed klopvaste benzine te maken. Een moderne vliegbenzine kan bij zuinige carburatorafstelling reeds even klopvast zijn als iso-butaan. Bij rijke afstellingen echter kan de klopvastheid die van iso-butaan verre overtreffen.
Terpentijnsurrogaten
zware of lakbenzine of testbenzine. Men verstaat hieronder een benzine, die zich onderscheidt door een zeer hoog aanvangskookpunt, liggend bij ca 130 gr. De hoofdfractie moet tussen 150-180 gr. overgaan. Evenals bij terpentijn het geval is, verlangt men hier een zeer vlakke kookcurve. Deze producten dienen uitsluitend als oplosmiddel ter vervanging van de veel duurdere terpentijn. Zij worden gebruikt voor het aanmaken van lakken, voor wasproducten, zoals schoencrème en boenwas en als oplosmiddel voor rubber.
De grondstoffen voor lakken, bepaalde harssoorten, en voor wasproducten hebben een hoog smeltpunt. In gesmolten toestand wordt hieraan het oplosmiddel toegevoegd, hetgeen dus noodzakelijk aan de eis moet voldoen geen laag kokende bestanddelen te bevatten. Bovendien mogen deze producten, lakken en wasproducten niet snel uitdrogen, tenzij in een dunne laag uitgesmeerd.
De terpentijnsurrogaten zijn nog gekenmerkt door een hoog s.g. tot 0,85 en een, voor benzine, hoog vlampunt, boven 25 gr. C. De voornaamste merken zijn: Terpentina, Sangajol en White Spirit.
Blended benzine
De laag kokende benzine, gewonnen uit aardgassen, en die, gewonnen door kraking, worden veel gebruikt om te mengen met normale destillatiebenzine (blending) om deze gewenste eigenschappen te verlenen. De aardgasbenzine dient om de ontstekingstemperatuur van hoog kokende benzine te verlagen, waardoor deze geschikt wordt als motorbenzine. De crackbenzine heeft, door het gehalte aan olefinen, waarde als anti -knockmiddel.
De verbrandingswarmte van benzine is ca 11 500 cal/kg en is weinig afhankelijk van de samenstelling. Oorspronkelijk werd de naam benzine gebruikt voor de laag kokende destillatieproducten van de steenkoolteer, benzol en homologen, doch dit is thans niet meer gebruikelijk.
IR DARCY VAN DER WANT
Lit.: A petroleum Handbook (London 1933); The Science of petroleum (London 1938); 4 dln; J. H. van der Have en C. G. Verver, Aardolie en aardolieproducten (Amsterdam 1941); W. A. Gruss and D.
R. Stevens, The Chemical technology of petroleum, 2nd ed. (New York-London 1942); Jubileumnummer van de Ingenieur, Sept. 1947, pag. 180 en 188.
