Алкани як паливо, Детальна інформація

Триптан має особливо високе октанове число.

Ізомеризація

Цей процес застосовується для перетворення н-пентану і н-гексану в цінніші ізомери з розгалудженим ланцюгом. В якості каталізаторів, активних при температурі близько 300 С, використовуються нікель і платина, осаджені на кислому кремнеземно - глиноземному носії. Хлористий алюміній каталізує ізомеризацію вже при близько 100 С.

Каталітична ізомеризація олефінів у бензині, одержаному з синтез - газу на основному залізному каталізаторі, збільшує октанове число моторних палив, яке визначають за методом ASTM, приблизно з 62 до 75,9 одиниць. Октанове число типових бензинів, одержаних термічним крекінгом, покращується тільки на 3 - 4 одиниці в оптимальній температурній області від 375 до 425 С і застосуванні в якості каталізатору окису алюмінію, активованого обробкою хлористоводневою кислотою. Виключно сильне покращення октанового числа було відзначено для октену-1, який має октанове число 36,8 у порівнянні з октановим числом 80 у суміші ізомерних октенів.

Ізомеризація октанів сірчаною кислотою показана на схемі 1.

Константи швидкості реакції, виражені величинами, оберненими часу ( в годинах ), при 25 С з 99,8 %-ною H2SO4, визначені для двох вивчених випадків, написані коло стрілок, що показують напрям реакції. Виходи ізомерів показують, що перетворення, пов’язані із зміною ступеня розгалудженості, проходять доволі важко.



Каталітичний риформінг

Каталітичний риформінг — один з найважливіших нафтохімічних процесів, який застосовується для підвищення октанового числа легких дистилятів, з тим щоб їх можна було використовувати як паливо в сучасних потужних двигунах внутрішнього згоряння. Октанове число моторного палива є його функціональною характеристикою. На мал. 3 показані загальні закономірності зміни октанового числа в залежності від числа атомів вуглецю для різних компонентів легкого дистиляту, який википає в інтервалі 30 - 200 С. Цей дистилят являє собою складну суміш парафінів, циклопарафінів ( нафтенів ) і ароматичних вуглеводнів, що містять 5 -11 атомів вуглецю. Конкретний груповий склад дистиляту визначається природою вихідної сирої нафти. Типовий склад і октанові числа легких дистилятів, одержаних з кувейтської, іранської світлої і лівійської нафт, приведені в таблиці 3.

Межі викіпання, С

Характеристика 30 - 65 65 - 145 145 - 190

l ll lll l ll lll l ll lll

Вихід, % від ваги сирої нафти 2,9 2,7 2,3 10,02 12,71 10,15 6,83 7,65 6,7

Загальний вміст сірки, ч. на млн. ( за вагою ) 200 910 17 240 880 5 960 1200 50

Вуглеводневий склад, % за вагою









парафіни 97,5 98 94 72 56 55 64 45,5 51

нафтени 2,5 2 5,2 19 31 40,4 18 35 39,5

ароматичні вуглеводні 0 0 0,8 9 13 4,6 18 19,5 9,5

Октанове число 71,5 71,5 72 44 50 51,5 30 35 22

Товарний бензин повинен мати октанове число вище 90. Таким чином, дистиляти, представлені в цій таблиці, мають надто низькі октанові числа. Дані мал. 3 показують, що для підвищення октанового числа необхідно збільшити вміст в паливі ароматичних вуглеводнів, розгалуджених парафінів і олефінів при одночасному зменшенні середньої молекулярної маси палива. Ця мета досягається за допомогою каталітичного риформінгу, який ведуть в умовах, що сприяють максимальному утворенню ароматичних вуглеводнів.

Висновок. Автомобільний бензин

В результаті розглянутих технологічних процесів одержують високоякісні компоненти бензину, але ще не сам кінцевий продукт. Для одержання бензину з повним інтервалом викіпання необхідно змішати ці компоненти у відповідній пропорції. Звичайно додають невелику кількість бутану для збільшення тиску пари, легке мастило для змазки верхнього циліндра і тетраетилсвинець або тетраметилсвинець для підвищення октанового числа. Диброметан і дихлоретан, що містяться в антидетонаційній рідині відіграють роль очисників, які сприяють видаленню свинцю з циліндрів з вихлопними газами. Крім того, для специфічних цілей додають також інші розчинні в бензині речовини. Наприклад, для запобігання смолоутворення внаслідок окисної полімеризації, яка сильно каталізується слідами металів, особливо залізом і міддю, до бензину додають антиоксиданти ( напр., 2,6 -ди-трет-бутил-4-метилфенол, N- бутил-n-амінофенол ) і дезактиватори металів наступного типу:

Під час розігрівання двигуна випаровування бензину в дифузорі карбюратора може викликати настільки сильне охолодження частин, що відбудеться вимерзання води з вологого повітря, що входить. Для того, щоб двигун не заглох під час прогрівання, в бензин вводять антиобліднювачі. Останні бувають трьох типів : одні з них, наприклад ізопропіловий спирт, розчиняються у воді і знижують температуру її замерзання; інші, такі як фосфати амінів, відіграють роль поверхнево - активних речовин. До свинецьвмісних бензинів додають додають звичайно барвник, щоб у випадку проливання попередити про їх токсичність. Барвники використовуються також з метою маркіровки окремих сортів бензину, щоб уникнути їх змішування.



Використана література

1. Дж. Теддер, А. Нехватал, А. Джубб ‘Промішленная органическая химия’