Техника - молодёжи 1954-07, страница 16

И306УТАИ ПРОПИЛЕН

ВЫСОКООКТАНОВЫЙ БЕНЗИН

Углеродные атомы в молекулах углеводородов, входящих в состав бензинов, могут соединяться друг с другом различными способами и образовывать прямые цепочки, кольца или ветвистые структуры. Углеводороды с углеродным скелетом в виде ветвистых структур и колец имеют более высокие октановые числа, чем углеводороды с прямыми цепями.

Современные авиамоторы поршневого типа работают на бензинах с октановыми числами от 85 до 100 и даже выше. Такие высокооктановые бензины должны содержать большое количество углеводородов с углеродными скелетами в виде ветвистых структур и колец. Бензины, получаемые прямой перегонкой нефти» обычно содержат немного таких углеводородов, в связи с чем их октановые числа лежат в пределах от 50 до 75.

Авиационные бензины готовят, добавляя к бензинам прямой гонки или каталитического крекинга 20~~40о/» высокооктановых углеводородов и сотые доли процента тетраэтилсвинца (ТЭС).

Высокооктановые углеводороды получают химической переработкой углеводородов с прямой цепочкой или синтезом из более мелких молекул газообразных углеводородов (пропилен, изобутилен, изобутан).

Так перестройка прямой углеродной цепи пентана в разветвленную позволяет повысить октановое число с 62 до 90. Этот процесс {изомеризация) протекает при повышенных температурах в присутствии катализаторов.

Другой способ перестройки углеродного скелета — превращение прямых цепей углеводородов в кольца (циклизация). Циклизацию производят, пропуская пары бензина при температурах около 500° над твердыми катализатора-

НОРМАЛЬНЫЙ ГЕПТАН

ми (окись хрома, окись молибдена). Циклизация нормального гептана с октановым числом 0 дает толуол с октановым числом 104.

Наиболее важные высокооктановые углеводороды — изооктан и триптан — получают из газообразных углеводородов, имеющих 3 и 4 углеродных атома в молекуле.

такие газообразные углеводороды в больших количествах получаются при крекинге нефти.

Две молекулы изобутилена, соединяясь друг с другом в присутствии серной или фосфорной кислот, являющихся катализаторами, дают вещество, которое после присоединения водорода представляет знаменитый изооктан. Такой процесс соединения одинаковых молекул называется полимеризацией.

Взаимодействие предельного углеводорода с непредельным называется алкилированием. Алкнлирование изобута-на пропиленом, проводимое при высоких температурах и давлениях, приводит к образованию триптана, имеющего октановое число 115. Таким же способом в присутствии серной кислоты из изобутана и бутилена получают изооктан.

Кандидат химических наук С. ЛОКТЕВ

ходится выдерживать давление до 700 атмосфер лри температуре 500°.

Молекулы угля, попав в 'камеру, распадаются. К «осколкам» молекул в местах разрыва присоединяется водород.

Уголь перешел {в жидкое состояние.

Для сжижения угля имеет значение не только соотношение между углеродом и водородом, но и размеры и строение новых молекул. Поэтому сложные реакции разложения и соединения -идут «в присутствии катализаторов. Обычно это окись железа, которая в виде порошка замешивается в угольную пасту.

Продукт гидрогенизации — своеобразную «искусственную нефть — подвергают дальнейшей «переработке. Пары легких фракций при охлаждении конденсируются, сгущаются. Их пока немного. Основной продукт первичной гидрогенизации — средние и тяжелые масла. Чтобы «облагородить» их, превратить в легкие фракции, их направляют в следующую камеру — реактор. Здесь процесс гидрогенизации продолжается, но

14

уже при меньшем давлении и температуре. В результате из -каждой тонны угля, прошедшей через камеры, получается до 800 кг искусственного жидкого топлива или газов.

Куда же идут остальные 200 кг?

Сюда входят минеральная часть угля и самые тяжелые масла и смолы. Часть тяжелых масел даже после вторичной гидрогенизации остается в виде густых смол. Но и эти отходы используются до (конца. На них замешивают новую порцию уголыюй пасты. Таким образом, © конечном счете ©ся органическая часть угля переходит в жидкое топливо.

Так получают моторное топливо непосредственно «из угля.

ЛУЧШЕ, ЧЕМ В ПРИРОДЕ

Еще в конце прошлого века Н. Д. Зелинский обратил внимание на разницу в строении молекул нефти. Большинство молекул «высококачественной бакинской нефти представляет собой замкнутые кольца углеродных атомов, к которым по бо

кам присоединены атомы водорода. От такого циклического строения молекул и зависит прежде всего высокое качество топлива. Грозненская нефть содержит «меньше нафтенов — циклических углеводородов. В ней преобладают молекулы метанового ряда, растянутые © виде цепочек атомов. Бензин, полученный из грозненской нефти, при сжатии в цилиндрах двигателей, детонировал, самопроизвольно взрывался гораздо раньше того момента, когда между электродами свечи проскакивала запальная искра.

Много хлопот доставило это явление и химикам и моторостроителям, «которые всегда стремились увеличить мощность моторов Мощность и коэфициент полезного действия двигателя зависит прежде всего от того, насколько сильно поршни в цилиндре сжимают горючую смесь. Степень сжатия (то-есть отношение объема ©сего цилиндра »к объему предельно сжатой в цилиндре горючей смеси) —- одна из важнейших ха ракгеристик двигателя. Чем больше