Химическая переработка нефтепродуктов

Многие продукты перегонки нефти можно применять сразу, без дальнейшей переработки. Однако наибольшую ценность для промышленности представляют легкие фракции - бензин и керосин, но выход их при перегонке. К тому же после перегонки получается бензин низкого качества (с небольшим октановым числом), потому что нефть в основном содержит углеводороды с неразветвленной карбоновым костяком, которые при сжатии детонируют. Двигатель, работающий на таком топливе, издает характерный стук и быстро выходит из строя. Для повышения качества бензина и увеличения его выхода нефть подвергают химической переработке.

 

Один из важнейших способов химической переработки нефти - крекинг. При нагревании до 500 ° С без доступа воздуха в присутствии специальных катализаторов длинные молекулы алканов расщепляются на более мелкие. При крекинга из насыщенных углеводородов образуется смесь легких насыщенных и ненасыщенных углеводородов.

 

Этот процесс приводит к увеличению выхода бензина и керосина. Если крекинг проводить в присутствии алюмосиликатных катализаторов (каталитический крекинг), то образуются алканы преимущественно разветвленной строения, повышает качество топлива (крекинг-бензин).

 

 

В смеси остаются только простейшие углеводороды, преимущественно ненасыщенные. Этот процесс, называют пиролизом, проводят для получения этен - исходного вещества для синтеза этанола и пластмасс. При пиролизе образуются также ароматические углеводороды.

 

Основоположником современных методов переработки нефти является выдающийся химик В. М. Ипатьев.

 

Одной из характеристик, которой обозначают качество бензина, является так называемое октановое число, показывающее возможность детонации топливно-воздушной смеси в двигателе. Рассмотрим, как влияет детонация на работу двигателя. В цилиндр двигателя внутреннего сгорания подается смесь паров бензина с воздухом. При нормальной работе двигателя в цилиндре эта смесь сжимается поршнем и поджигается свечой / Поскольку продукты сгорания имеют больший объем, чем исходная смесь, они толкают назад поршень, прокручае коленвал. Но бензин низкого качества не успевает пидпалитися свечой, а при сжатии поршнем взрывается (детонирует), и сила высвобождается, не используется на работу двигателя. Это приводит к разрушению двигателя и ухудшение его работы. Чем выше значение октанового числа, тем меньше вероятность детонации бензина, а значит выше его качество.

 

Нормальный гептан - совершенно непригоден в качестве моторного топлива, он детонирует почти всегда. В то же время 2,2,4-триметилпентана (изооктан) обладает уникальными свойствами: он почти не детонирует в двигателе. Эти два вещества лежат в основе шкалы измерения качества бензина - шкала октановых чисел. В этой шкале гептана присвоено значение ноль, а изооктана - сто. Согласно этой шкале бензин с октановым числом 90 имеет такие же детонационные свойства, как и смесь 90% изооктана и 10% гептана.