При перегонке нефти бензина получается немного — 15–20 %. Чтобы получить больше лёгкого топлива и сделать его лучше, фракции подвергают химической переработке: молекулы расщепляют, изомеризуют и ароматизируют.
Крекинг
Крекинг — расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие. Из каждой молекулы алкана получаются алкан и алкен.
| Термический крекинг | Каталитический крекинг | |
|---|---|---|
| условия | 450–700 °C, без катализатора | около 500 °C, алюмосиликатный катализатор |
| продукты | много непредельных углеводородов | больше разветвлённых алканов и аренов |
| бензин | неустойчив при хранении (окисляются алкены) | устойчив, с высоким октановым числом |
Газы крекинга богаты этиленом и пропиленом — это главное сырьё для производства полимеров. Жёсткий крекинг при 700–1000 °C, направленный на получение алкенов, называют пиролизом.
Риформинг
Риформинг (ароматизация) — переработка бензиновых фракций над платиновым катализатором. Алканы и циклоалканы превращаются в арены, а неразветвлённые алканы — в разветвлённые. Риформинг даёт высокооктановый бензин и почти весь бензол, толуол и ксилолы для химической промышленности.
Октановое число
Октановое число показывает стойкость бензина к детонации — преждевременному взрывному сгоранию в цилиндре, которое разрушает двигатель. За эталоны приняты два вещества:
- изооктан (2,2,4-триметилпентан) — сгорает очень ровно, его октановое число принято за 100;
- гептан — сильно детонирует, его октановое число принято за 0.
Бензин с октановым числом 95 детонирует так же, как смесь 95 % изооктана и 5 % гептана.
Разветвлённые алканы и арены детонируют меньше неразветвлённых алканов. Поэтому октановое число повышают каталитическим крекингом, изомеризацией и риформингом, а также добавками — например, метил-трет-бутиловым эфиром. Ядовитый тетраэтилсвинец, который добавляли раньше, в России запрещён.
Главное в параграфе
- Крекинг расщепляет алканы на алкан и алкен; термический даёт много алкенов, каталитический — более качественный бензин.
- Риформинг превращает алканы и циклоалканы в арены и разветвлённые алканы.
- Октановое число: изооктан — 100, гептан — 0; его повышают крекингом, изомеризацией, риформингом.
Проверь себя: переработка нефти
Задание 25 ЕГЭ — промышленные процессы, в том числе крекинг и риформинг.