Бензины

Процессы крекинга очень важны для получения бензина. Без них 70% моторного транспорта не сможет работать. Изобретателем крекинга является отечественный ученый В.Г.Шухов. Главным требованием, предъявляемым к бензинам, является высокая детонационная стойкость, поэтому непрерывно улучшается их качество.

Детонационная стойкость – это способность моторного топлива противостоять самовозгоранию при сжатии в двигателе. Слишком быстрое, неправильное сгорание, т.е. детонация топлива, вызвано неравномерным распределением пламени в топливновоздушной смеси и сопровождается стуком в моторе. Это приводит к уменьшению мощности мотора и его износу.

Одним из методов повышения детонационной стойкости топлив является каталитический риформинг, т.е. крекинг в более мягких условиях (500^оС, 2*10⁵ - 4*10⁵Па) в присутствии платины или других подходящих катализаторов. Протекающие при этом химические реакции заключаются в том, что из нафтенов (циклических углеводородов) и парафинов (предельные углеводороды) образуются ароматические углеводороды, а также углеводороды с разветвленной цепью, что повышает качество бензина, оцениваемое «октановым числом», т.е. долей (%) изооктана в его смеси с н-гептаном. Это объясняется тем, что стойкость к детонации н-гептана принята за нуль, а изооктана (2, 2, 4_триметилпентана) – за 100 единиц, что позволило ввести такую шкалу оценки главного свойства бензинов – его стойкости к детонации.

Детонационная стойкость бензинов и других видов моторного топлива может быть повышена при добавлении к нему антидетонаторов, например тетраэтилсвинца (ТЭС) Pb(C₂H₅)₄ или более эффективного карбонильного соединения С₅Н₅Mn(СО)₃. Последнее не является токсичным и не загрязняет атмосферу.

Бензины – сложные смеси легких углеводородов, применяемые как топливо в двигателях с искровым зажиганием, а также в качестве растворителя в различных отраслях промышленности, для экстракции. Различают автомобильные, авиационные и бензины-растворители. По методам получения их делят на бензины прямой перегонки, термического и каталитического крекинга и бензины риформинга.

Автомобильные бензины – смесь продуктов прямой перегонки и крекинга нефти, выкипающую не выше 205^оС. Основные параметры автомобильного бензина: антидетонационная характеристика, выражаемая октановым числом; испаряемость, характеризуемая фракционным составом и давлением насыщенных паров. Кроме того регламентируются: кислотность, содержание смол, серы, механических примесей, воды. В зависимости от степени сжатия зависит октановое число 72-98. Самая низкая степень сжатия 6 для Аи-72, Аи-74, Аи-76. Для Аи-92 степень сжатия 8; для Аи-95 9 и Аи-98 10, 5.

В состав бензинов входят а) парафиновые углеводороды (алканы): н-бутан, изобутан, н-пентан, изопентан; 2, 2-диметилбутан; 2, 3-диметилбутан; 2, 2, 3 –триметилбутан; 2, 2, 4-триметилбутан б) ароматические углеводороды: бензол, толуол, этилбензол, изопропилбезол

в) нафтеновые углеводороды: циклопентан, метилциклопентан, циклогексан, метилциклогексан г) олефины: пентен-1, циклогексен.

Характеристики автомобильного бензина

Фракционный состав автомобильного бензина

Авиационные бензины – смесь бензиновых фракций и высокооктановых углеводородных компонентов с добавкой антидетонаторов и антиоксидантов для предохранения тетраэтилсвинца (ТЭС) от разложения кислородом воздуха. Октановые числа колеблются от 91 до 100. Марки авиационного бензина: Б-100/130; Б-95/130; Б-91/115; Б-70.

Для авиационных бензинов, предназначенных для двигателей с зажиганием от искры и работающих с поддувом, помимо октанового числа введен еще один показатель детонационной стойкости на богатой смеси, так называемая сортность. Сортность топлива на богатой смеси – это характеристика, показывающая величину мощности двигателя в % при работе на испытуемом топливе по сравнению, полученной на эталонном изооктане, сортность которого принята за 100. Если, например, при стандартных условиях испытания на богатой смеси и при работе двигателя с поддувом на испытуемом топливе двигатель развил мощность на 35% большую, чем при работе на чистом изооктане, то сортность равна 135. Сортность авиабензинов колеблется от 115 до 160.

Наиболее ценными антидетонатонационными свойствами являются изопарафиновые, ароматические и нафтеновые углеводороды. К авиабензинам относят бензины прямой перегонки отборных нефтей и бензины каталитического крекинга, а также риформинга. Риформинг – способ переработки бензиновых и лигроиновых фракций с целью получения высокооктановых сортов, увеличения ароматических углеводородов. Выход бензина 79-90%. Авиабензины должны обладать плавной кривой выкипания, низкую температуру застывания (не выше -60^оС).

В реактивной авиации в качестве топлива применяют дистилляты примой перегонки нефти – это широкая бензино-лигроиновая фракция (топливо Т-2, авиационный керосин Т-1, для самолетов со сверхзвуковой скоростью полета Т-5, утяжеленного фракционного состава с пределами кипения 195-315^оС.