Бензин - це фракція нафти, що кипить в температурному інтервалі від 40 до 200 ^ C. Він вважається одним з найбільш цінних нафтопродуктів, оскільки служить паливом для двигунів внутрішнього згоряння. Для оцінки якості бензину використовуються октанові числа.
Які процеси відбуваються в циліндрах бензинового двигуна
Бензин - основне моторне паливо. Попередньо стиснута суміш парів бензину і повітря, підпалювана в двигуні електричною іскрою, горить з вивільненням енергії, частина якої за допомогою поршню перетворюється на механічну. Суміш згорає швидко, і при цьому утворюються вуглекислий газ, вода і продукти неповного окислення (у тому числі чадний газ).
Як октанове число характеризує властивості палива
Різні види палива для бензинових двигунів можуть мати різні властивості. З одними з них мотор працює добре, а з іншими стукає. Це означає, що згорання відбувається занадто швидко, і замість рівномірного горіння сталася детонація, що призводить до нерівномірного розподілу енергії в стислому просторі. Наприклад, гептан CH3 (CH2) 5CH3 - непридатне паливо, а 2,2,4-триметилпентан ("ізооктан"), навпаки, володіє унікальними в цьому плані властивостями. На основі двох цих з 'єднань вибудовується шкала октанових чисел: гептану присвоєно нульове значення, а "ізооктану" - 100. Властивості бензину, що має за цією шкалою октанове число 90, схожі на суміш, в якій 90% "ізооктану" і 10% гептану. Чим вище октанове число палива (у деяких з 'єднань воно може бути більше 100), тим воно якісніше.
Бензин, одержуваний простою перегонкою з нафти і має октанове число 50-55, непридатний для використання в двигунах. Паливо більш високої якості, з октановим числом від 70 до 80, отримують при крекінгу. Для отримання палива з октановим числом вище 90, необхідного для сучасних двигунів внутрішнього згоряння, застосовують риформінг і алкілювання.
Що таке крекінг вуглеводнів
Крекінг - це гомолітичний розрив вуглець-вуглецевих зв 'язків в молекулах вуглеводнів. Він полягає в нагріванні вищих алканів до високих температур без доступу повітря. Це призводить до їх розщеплення на алкени і нижчі алкани. Наприклад, при крекінгу н-гексана C6H14 можуть утворюватися бутан і етен, етан і бутен, метан і пентен, водень і гексен. Розрив може бути термічним і каталітичним.
Що відбувається при риформінгу та алкілюванні
Ріформінг - це каталітична ізомеризація нерозвітних або малорозвітвлених алканів. Більш розгалужені алкани, одержувані шляхом ізомеризації, мають великі октанові числа. Алкілювання - це об 'єднання алкенів і нижчих алканів у вищі розгалужені. Ця іонна реакція протікає при нагріванні і каталізується неорганічними кислотами - наприклад, сірчаною.