10.1.4. Детонационная стойкость бензина

Не все сорта бензинов выдерживают сильное сжатие. Некоторые углеводороды при сжатии воспламеняются преждевременно и сгорают с очень большой скоростью в виде взрыва. От удара взрывной волны о поршень появляется резкий стук в цилиндре, происходит сильный износ деталей. Это взрывное сгорание бензина называется детонацией.

Наименее стоики к детонации алканы нормального строения. Углеводороды разветвленного строения, а также непредельные и ароматические углеводороды более устойчивы к детонации: они допускают более сильное сжатие горючей смеси.

Для количественной оценки детонационной стойкости бензинов имеется октановая шкала.Каждый сорт бензина характеризуется определенным октановым числом. Октановое число изооктана (2,2,4 триметилпентана), обладающего высокой детонационной стойкостью, принято за 100. Октановое число н-гептана принято за ноль. Смеси гептана и изооктана имеют октановое число, равное содержанию в них в процентах изооктана. Пользуясь такой шкалой, определяют октановое число бензинов. Если октановое число 76, то это значит, что он допускает такое же сжатие в цилиндре без детонации, как и смесь из 76 % изооктана и 24 % гептана. Чем больше октановое число бензина, тем лучше его качество.

Некоторые соединения имеют октановое число больше 100. Например, бензол имеет октановое число 108. Самое высокое октановое число у триптана-130. Это – 2,2,3 - триметилбутан (СН₃)₃С―СН― (СН₃)₂.

Бензины, полученные в результате перегонки нефти, имеют октановые числа от 30 до 45. Выход бензинов невелик (не более 20 %).

Глава 11. Вторичная переработка нефти

Чтобы увеличить выход бензинов и повысить их октановое число, нефтепродукты, полученные при перегонке, подвергаются вторичной переработке, связанной с изменением структуры углеводородов, входящих в ее состав. Рассмотрим способы деструктивной переработки нефти.

11.1. Крекинг

Крекинг– это высокотемпературная переработка нефтяных фракций с целью получения более низкомолекулярных продуктов путем расщепления высших алканов, входящих в их состав. Применяют два основных вида крекинга: термический и каталитический.Термический крекингосуществляется только под воздействием высокой температуры.

В зависимости от температуры различают следующие виды термического крекинга.

1. Низкотемпературный пиролиз, применяемый для переработки высококипящих фракций нефти:

Г

перегоняемые масла + кокс.

удрон, мазут450-470 ⁰С

газойль 1-1,5 МПа

Образующиеся масла можно использовать как сырье для каталитического крекинга.

1. Пиролиз при умеренных температурах:

Сжиженные газы (этан,

пропан, н-бутан),750-950 ⁰С диены, ароматиче-

бензин ские углеводороды.

Полученную смесь углеводородов разделяют путем перегонки при низких температурах и давлениях и получают этилен, пропилен, бензол и его гомологи, которые используются далее в химической промышленности.

3. Высокотемпературный пиролиз применяют для получения низкомолекулярных ненасыщенных углеводородов, прежде всего ацетилена при 2000 ⁰С.

Каталитический крекингпри более низких температурах с использованием катализаторов применяют для получения высокооктановых бензинов. Специально подобранные катализаторы обеспечивают изомеризацию и циклизацию углеводородов, вследствие чего повышается их октановое число. В качестве таких катализаторов используют алюмосиликаты составаmAl₂O₃·nSiO₂.

Г

бензин.

азойлькатализатор

Вакуумный газойль 600 ⁰С

При крекинге получается бензин с октановым числом 70-80. Поскольку для современных двигателей требуется топливо с октановым числом более 90, были разработаны методы улучшения качества бензинов. Это – риформингиалкилирование.