Хімія. 10 клас

Фізічныя ўласцівасці і састаў нафты

Для таго каб вылучыць з нафты карысныя для патрэб чалавека прадукты, яе падвяргаюць перапрацоўцы.

Першасная перапрацоўка нафты

Нафта не мае пэўнай тэмпературы кіпення, так як з’яўляецца сумессю вуглевадародаў, якія маюць розныя тэмпературы кіпення. У працэсе награвання нафты з яе вылучаюць спачатку найбольш лёгкія вуглевадароды (яны маюць нізкія тэмпературы кіпення), а потым больш цяжкія. Сумесь вуглевадародаў, сабраных у працэсе перагонкі нафты ў пэўным інтэрвале тэмператур, называецца фракцыяй.

Разгледзім некаторыя фракцыі нафты.

Бензінавая фракцыя пераганяецца ў інтэрвале тэмператур ад 40 да 200 °С і змяшчае вуглевадароды C₅ C₁₁. Як вынікае з назвы, гэта фракцыя выкарыстоўваецца для атрымання бензіну.

Ліграін пераганяецца пры тэмпературы ад 120 да 240 °С і змяшчае вуглевадароды C₈ C₁₄. Ліграін прымяняецца для атрымання бензіну і дызельнага паліва, а таксама ў якасці растваральніка.

Газа пераганяецца ў інтэрвале тэмператур ад 180 да 300 °С і змяшчае вуглевадароды C₁₂ C₁₈. Яна прымяняецца як паліва для рэактыўных рухавікоў (авіяцыйная газа), для бытавых награвальных прыбораў, у якасці растваральніка і для атрымання дызельнага паліва.

Працэс перагонкі нафты не суправаджаецца змяненнем структуры вуглевадародаў, якія яе ўтвараюць, а заключаецца толькі ў падзеле на асобныя кампаненты, гэта значыць з’яўляецца фізічным працэсам. Такі працэс называюць першаснай перапрацоўкай нафты.

Актанавы лік бензіну

Адной з важнейшых характарыстык бензіну з’яўляецца яго дэтанацыйная стойкасць. Дэтанацыйная стойкасць паказвае здольнасць бензіну «супраціўляцца» самаўзгаранню пры сцісканні ў цыліндры рухавіка. Каб зразумець гэта, разгледзім, як працуе рухавік аўтамабіля (мал. 21.2).

Сумесь пароў бензіну з паветрам паступае ў цыліндр рухавіка. Калі поршань цыліндра дасягае верхняй кропкі, гэта значыць максімальна сціскае сумесь, іскра свечкі яе запальвае. Газы, якія ўтварыліся, штурхаюць поршань уніз, ён выконвае работу, у выніку якой аўтамабіль рухаецца. Гэта апісанне датычыцца нармальнай работы рухавіка. Але магчыма сітуацыя, калі бензінава-паветраная сумесь узгарыцца ў цыліндры да падпальвання за кошт павышэння яе тэмпературы пры сцісканні. Гэты працэс называецца дэтанацыяй. Дэтанацыя вельмі шкодна для рухавіка, яна зніжае магутнасць і прыводзіць да заўчаснага зносу дэталей і нават да паломкі рухавіка.

Для характарыстыкі дэтанацыйнай стойкасці бензіну выкарыстоўваецца актанавы лік. Актанавы лік ізаактану (2,2,4-трыметылпентану), які валодае высокай дэтанацыйнай стойкасцю, прыняты за 100. Актанавы лік н-гептану, які надзвычай лёгка дэтануе, прыняты за 0. Сумесь н-гептану і ізаактану мае актанавы лік, роўны змяшчэнню ў ёй ізаактану (у працэнтах па аб’ёме). Напрыклад, сумесь, якая змяшчае 92 % па аб’ёме ізаактану і 8 % н-гептану, мае актанавы лік, роўны 92. Калі бензін мае актанавы лік, роўны 92, то гэта значыць, што ён дапускае такое самае сцісканне ў цыліндры без дэтанацыі, як сумесь з 92 % ізаактану і 8 % н-гептану. Актанавыя лікі фігуруюць у назве маркі бензіну, напрыклад, АІ-92, АІ-95 і інш. Праязджаючы каля аўтазаправачнай станцыі, вы можаце пераканацца, што чым вышэйшы актанавы лік, тым даражэйшы бензін.

Аказваецца, што найбольш устойлівымі да дэтанацыі з’яўляюцца араматычныя вуглевадароды і вуглевадароды разгалінаванай будовы. Гэтыя вуглевадароды характарызуюцца высокім актанавым лікам, часам больш за 100! Актанавыя лікі неразгалінаваных вуглевадародаў, наадварот, нізкія (табл. 21.2).

Табліца 21.2. Актанавы лік некаторых вуглевадародаў

Назва вуглевадароду	Структурная формула	Актанавы лік
н-Гептан		0
н-Пентан		62
2,2-Дыметылбутан		92
Ізаактан		100
Бензол		133

У нафце пераважаюць вуглевадароды неразгалінаванай будовы. Таму бензін, які атрымліваецца ў працэсе перагонкі нафты, мае нізкі актанавы лік (звычайна ніжэй за 65) і не можа выкарыстоўвацца ў рухавіках сучасных аўтамабіляў. У сувязі з гэтым фракцыі нафты, атрыманыя пры перагонцы, падвяргаюць далейшай перапрацоўцы, звязанай са змяненнем структуры вуглевадародаў, якія ў іх уваходзяць. Гэтыя працэсы называюцца другаснай перапрацоўкай нафты.