Техника - молодёжи 1954-07, страница 17

степень сжатия, тем мощнее и экономичнее двигатель. Бели, например, повысить степень сжатия у автомобильного -мотора с 5,25 до 10,3, то автомобиль, двигаясь со скоростью 40 км/час, будет расходовать горючего вдвое меньше и пройдет на одном баке бензина вдвое большее расстояние.

Самолет, у которого степень сжатия в цилиндрах увеличена, взлетает с меньшего разбега, быстрее поднимается на большую высоту, поднимает больше груза, летит дальше и расходует меньше бензина.

Но вот беда: пары обычного бензина не выдерживают большого сжатия и детонируют. Двигатель быстро перегревается, начинает стучать, словно вот-вот развалится. Мощность его резжо надает.

При детонации прогорают поршневые кольца и днище поршня, разрушаются подшипники.

Детонация — смертельный враг мотора. Много сил приложили ученые, чтобы одолеть его. Они стали подбирать для двигателей бензины с высокими антидетотциониьши свойствами.

Эти свойства горючего оценивают по так -называемому октановому числу. Если говорят, что штановое число горючего — 60, ото значит, что его детонационные свойства такие же, как у смеси, содержащей 60% изооктана и 40% гептана. Эти два вещества были взяты за эталон не случайно: изооктан очень хорошо противостоит детонации {его «октановое -число поэтому было приравнено к 100), а гептан, наоборот, детонирует легче всех других жидких углеводородов (его октановое число приняли за 0).

Получилась своеобразная шкала, по которой можно узнать, как детонирует, высок ли «качеством тот или другой сорт бензина.

Чем выше октановое число бензина, тем сильнее можно сжимать в цилиндрах горючую смесь, не опасаясь детонации, тем мощнее и экономичнее двигатель. Первое время самолетные двигатели работали на бензине с октановым числом 50—55. Использование в авиации бензина с октановым числом 87 позволило повысить мощность моторов на 30—35%. Появле

ние 100 октанового бензина помогло поднять -мощность двигателей еще на 15—30%. Другими словами, современные двигатели стали почти вдвое мощнее, чем «старинные» моторы с таким же объемом цилиндров.

Казалось бы, качества 100-октагно-вого бензина — это предел, установленный самой природой. Но этот предел, как и немало других, сумела перешагнуть наука, вооруженная передовой техникой. Современные самолеты летают на бензине с октановым числом намного выше 100. Нет в мире нефти, в которой бы содержался бензин столь высокого качества. Тачкой бензин можно получить лишь искусственным путем — путем синтеза.

Синтез углеводородов давно был заманчивой целью для многих поколений химиков. Академик Н. Д. Зелинский в 1931 году писал:

«Коща химик знакомится со строением нефтяных углеводородов и изучает их свойства, он не может не удивляться, насколько легко природа создала эти удивительные формы, которые так трудно приготовить синтетически».

В наши дни высококачественное жидкое топливо получают т низкокачественных бензинов и газов путем перестройки прямых цепочек в ветвистые и ^кольчатые структуры.

ЖИДКОЕ ТОПЛИВО ИЗ ГАЗОВ

Трудно представить, что из таких простых веществ, «ак угарный газ (то-есть окись углерода) и водород, можно получить сложные органические соединения, самые разнообразные сорта жидкого топлива.

Для получения жидкого топлива нужно иметь смесь этих газов, в которой на каждую часть окиси углерода приходилось бы две части водорода. Такую смесь получают в специальных аппаратах — газогенераторах. Через слой раскаленного кокса продувают смесь водяного пара и воздуха. Кислород воздуха, соединяясь с углеродом, образует угарный газ. Этот процесс называют газификацией угля. При разложении молекул воды выделяется водород.

Смесь водорода и угарного газа на правляют в холодильники. Отсюда так называемый водяной газ идет в реактор. При температуре 200° под воздействием наиболее активных катализаторов — кобальта или никеля— окись углерода и водород вступают в химическое соединение. Из большого числа легких газовых молекул образуются сложные тяжелые веще ства.

Катализаторы не только способствуют образованию простых соединений углерода и водорода, но и влияют на дальнейшее усложнение — полимеризацию «молекул: углеродные атомы соединяются в цепи, кольца, обрастают атомами водорода. Заново возникают самые разнообразные углеводороды — от легких газов (начиная от метана) до твердых, высокоплавких парафинов, содержащих в каждой молекуле до 100 атомов углерода. Примерно 60% первоначально взятой газовой смеси переходит в жидкое топливо. Это и есть искусственно приготовленная нефть, мало чем отличающаяся от обычной, природной нефти.

Войдем в цех, где происходит синтез горючего. Железные аппараты окружены сложными переплетениями толстых труб. В цехе тихо и безлюдно. Специальные приборы автоматически управляют процессом, сами записывают температуру и давление. Интересно, что процесс образования жидкого топлива идет при обычном атмосферном давлении и температуре всего около 200°. При синтезе топлива из газов не нужна дорогостоящая аппаратура для создания больших давлений и температур. Это выгодно отличает синтез от гидрогенизации угля.

Из продуктов синтеза в результате разгонки выходит до 45% бензина и около 25°/о дизельного топлива.

Советская промышленность -выпускает сейчас сотни тысяч дизельных моторов, работающих на смесях из высококипящего тяжелого нефтяного топлива.

Все больше становится могучих 25^гонных грузовиков — самосвалов, кораблей-теплоходов, экскаваторов и других машин, на которых установлены дизели. Увеличивается автомобильный и тракторный парк.

Непрерывно растет и производство искусственного дизельного топлива.

Если при синтезе повысить давление до 10—12 атмосфер, бензина получается меньше. Зато образуется больше тяжелых углеводородов. Дизельного топлива ©ьиходит уже не 25, а 35%.

Taw химики управляют процессами, получая топливо нужного сорта.

Преимущества этого способа открывают ему большие перспективы. Жидкое топливо может быть получено из любого, даже самого .низкосортного бурого угля.

Предварительная газификация топлива делает возможным получение бензина из горючих сланцев и даже торфа, не говоря уже об -использовании для этой цели природного газа. В 1951 —1955 годах строятся новые заводы для производства синтетического жидкого топлива из каменного угля, сланцев и торфа. Только в Эстонской ССР на базе местных сланцев выпуск такого топлива за пятилетку увеличится на 80%.

17

Синтез моторного топлива из окиси углерода и водорода.

очистил

от СЕРОВОДОРОДА

остаточный

отстой нин

ШВэ ■ 11 Ш ' с р

тттттт

ЦИРКУЛЯЦИЯ

НА ПЕРЕРАБОТКУ