Главная -> Словарь

Углеводороды изостроения

Обсуждая вопрор ° производстве перспективных сортов автомобильных бензинов, следует рассмотреть состав автомобильных бензинов, достаточно сложный и разнообразный, и пути его регулирования . Из соединений, входящих в состав автомобильных бензинов и выкипающих в пределах его кипения по октановым характеристикам, нежелательными являются и-пентан, «-гексан, н-гептан, октан, нонан и их моно-замещенные изомеры, олефины С9 и выше. В легкой части бензинов прямой гонки, легких фракциях бензина каталитического риформинга и рафинатах содержатся значительные количества н-пентана, и-гексана, геп-танов, имеющих низкие 'октановые числа. В неэтилированных бензинах присутствие этих соединений нежелательно, и они должны быть переработаны в углеводороды изомерного состава или удалены. Для превращения нормальных парафиновых углеводородов С5, С6 в соответствующие изомеры могут быть использованы процессы изомеризации.

Для индивидуальных углеводородов и моторных топлив теплота парообразования уменьшается с увеличением молекулярного веса и температуры кипения. При одном и том же молекулярном весе углеводородов наибольшие значения теплоты парообразования имеют ароматические и ацетиленовые, наименьшие — парафиновые и олефиновые; нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение. Углеводороды изомерного строения каждого класса имеют более низкую теплоту парообразования, чем углеводороды нормального строения .

В бензиновых фракциях содержатся преимущественно парафиновые углеводороды , причем углеводороды изомерного строения преобладают над углеводородами нормального строения.

3. При разделении парафино-нафтеновых углеводородов валенской нефти па угле не наблюдается сколько-нибудь заметного разделения их на парафиновые углеводороды изомерного строения и нафтеновые, как это отмечалось для фракций других нефтей. Наблюдается лишь некоторое различие в температурах застывания выделенных фракций.

Для индивидуальных углеводородов и моторных топлив теплота парообразования уменьшается с увеличением молекулярного веса и температуры кипения. При одном и том же молекулярном весе углеводородов наибольшие значения теплоты парообразования имеют ароматические и ацетиленовые, наименьшие — парафиновые и олефиновые; нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение. Углеводороды изомерного строения каждого класса имеют более низкую темплоту парообразования, чем углеводороды нормального строения.

10.1.2.1. Парафиновые углеводороды изомерного строения..................... 110

10.1.2.1. Шрдфннокые углеводороды изомерного строения

Удельная теплота испарения, т. е. отнесенная к единице массы жидкости, для углеводородов и их смесей уменьшается- с увеличением молекулярной массы и температуры кипения. При одной и той же молекулярной массе углеводородов наибольшие значения теплоты парообразования имеют ароматические и ацетиленовые углеводороды, наименьшие — алканы и олефины; нафтеновые углеводороды занимают промежуточное положение. Углеводороды изомерного строения каждого класса имеют более низкую теплоту испарения, чем углеводороды нормального строения. Высокое значение теплот испарения имеют такие ассоциированные жидкости, как спирты, молекулы которых обладают полярностью.

5. Изомеризация парафиновых углеводородов, в результате которой образуются углеводороды изомерного строения, обладающие более высокими октановыми числами, например:

Алкановые углеводороды нормального и изомерного строения имеют наиболее низкую вязкость и характеризуются наиболее пологой кривой изменения вязкости с понижением температуры до величины, при которой еще не начинается их кристаллизация. Однако начало структурообразования алкановых углеводородов, особенно нормального строения, наблюдается при температуре более высокой, чем соответствующих по молекулярному весу цик-лановых и ароматических углеводородов. Поэтому с точки зрения эксплуатационных свойств по вязкостно-температурной характеристике лучшими являются циклановые углеводороды. На втором месте следует поставить алкановые углеводороды изомерного строения. Требованиям по вязкостно-температурным свойствам ГОСТ 10227—62 на реактивные топлива будут в первую очередь удовлетворять циклановые моноциклические углеводороды со средним числом углеродных атомов в боковых цепях не более 4—5.

Алкано'вые углеводороды изомерного строения кристаллизуются при температуре более низкой, чем их аналоги нормального

с числом С-атомов в боковой цепи в среднем не более 4,2, а также моноциклические ароматические и алкановые углеводороды изомерного строения, не застывающие и не кристаллизующиеся выше температуры минус 60° С.

Большая часть парафина, содержащегося в сырой нефти, выкипает в том же температурном интервале, что и масляные дистилляты. Поэтому разделить парафины и масла перегонкой невозможно. В масляных фракциях содержатся главным образом парафины нормального строения, в то время как в высококипящих фракциях и остаточных продуктах преобладают парафиновые углеводороды изостроения микрокристаллического характера .

Пластинчатый парафин содержит в основном парафиновые углеводороды С)))8 — €28 наряду с небольшим количеством высокомолекулярных парафинов изостроения главным образом с одной боковой цепью. Суммарный парафин, выделяемый из сырой смолы, не обнаруживает такой поразительной однородности состава. При деструктивной перегонке происходит расщепление парафинов изостроения, и, следовательно, содержание парафинов в продукте снижается. Парафин иэ сырой смолы, не подвергнутой деструктивной перегонке, состоит из изопарафиновых углеводородов с 23—26 углеродными атомами в молекуле и парафиновых углеводородов нормального строения с 26— 28 углеродным-и атомами. После однократной перегонки парафины изостроения содержат уже только 21—24 углеродных атома, а большая часть изопарафинов распадается, давая дополнительные парафиновые углеводороды нормального строения с меньшим числом углеродных атомов. При вторичной перегонке этот процесс продолжается. Число углеродных атомов в молекулах парафинов изостроения составляет всего 18—22 и в парафиновых -нормального строения 21—26. После третьей перегонки парафин содержит углеводороды изостроения с 20— 21 углеродным атомом и парафиновые углеводороды нормального строения с 18—25 атомами углерода. Следовательно, при деструктивной перегонке состав твердых парафинов претерпевает глубокие изменения. Содержание парафиновых углеводородов изостроения уменьшается, наряду с этим происходит и частичное разложение парафиновых углеводородов нормального строения.

Состав нефтяных парафинов, выделенных обычными методами из масляных фракций, также поразительно однороден. Они состоят почти исключительно из чистых парафиновых углеводородов нормального строения, в то время как микрокристаллические парафины, известные под общим названием церезинов, содержат главным образом парафиновые углеводороды изостроения.

что с ростом молекулярного веса повышается температура плавления, и, во-вторых, вследствие того, что парафиновые углеводороды изостроения имеют более низкую температуру плавления, чем углеводороды нормального строения, и поэтому при одинаковой температуре плавления должны иметь более высокий молекулярный вес, чем компоненты нормального строения. Обычно считают, что температура плавления церезина должна быть приблизительно на 20° ниже, чем твердого парафина -такого же молекулярного веса. Поэтому большая часть церезина, содержащегося в обычном парафине, естественно, выделится из масла при процессе потения '.

Химическая стойкость хлорированных парафинов весьма велика. Это объясняется тем, что исходные парафины представляют собой соединения нормального строения; углеводороды изостроения практически

В то время как при температурах 115—120° с азотной кислотой удельного веса 1,155 образуется еще очень мало нитропара-финов, при повышении температуры реакции до 140—150° выход нитоо-ларафинов достигает 60% из расчета на израсходованный углеводород. Концентрация азотной кислоты не играет здесь решающей роли. Коновалов успешно нитровал, применяя также 13%-ную азотную кислоту ; при указанных температурах обычно требовалось 4—5 час. для проведения реакции. Он нитровал парафины и нафтены как индивидуальные, так и в смеси, например нефть или ее фракции . Коновалов установил также, что чистые нафтены нитруются легче, чем парафины нормального строения. Он показал, что в то время, как нонанафтен может быть переведен на 70% в нитропроизводные под действием азотной кислоты удельного веса 1,075 при температуре 115°, н-гексан дает удовлетворительные выходы при нитровании только при 150°, а н-гептан при 130°. Алифатические углеводороды изостроения занимают промежуточное положение.

Впервые о возможности изомеризации парафиновых углеводородов сообщили Неницеску и Драган в 1933 г. . Они нашли, что при нагревании с обратным холодильником в присутствии хлористого алюминия я-гексан и н-гептан частично переходят в углеводороды изостроения.

Блок изомеризации: пентан-гексановая фракция подается на смешение с циркулирующим водородсодержащим газом, нагревается в теплообменнике 30 и печи 20 и поступает в реактор 21, где на катализаторе ИП-62 осуществляется процесс изомеризации к-пентана и «-гексана в углеводороды изостроения. Газопродуктовая смесь после выхода из реактора охлаждается в теплообменнике 30, воздушном 32 и водяном 33 холодильниках и поступает в сепаратор 22 на разделение. Часть водородсодержащего газа выводится из системы, а в систему добавляется свежий водородсодержащий газ, который предварительно подвергается осушке в адсорбере на молекулярных ситах и поступает на прием компрессора 23 пня обеспечения циркуляции водородсодержащего газа и в узел смешения с сырьем.

Таким образом, кшк. следует из 'вышеприведенной таблицы, парафиновые углеводороды нормального строения детонируют тем сильнее, чем больше их молекулярный вес и чем 'выше температура кипения. Углеводороды))) изостроения детонируют тем меньше, чем более разветвленным .строением они обладают.

Изучая состав и свойства кавказских нефтей, В. В. Марковников первый обнаружил в них парафиновые углеводороды изостроения.

Иногда работа карбюраторного двигателя сопровождается громким стуком и другими неполадками, называемыми детонацией. Детонация приводит к перегреву двигателя, снижению его мощности, разрушению деталей шатунно-поршневой группы и т. д. Причиной детонации могут быть различные факторы, связанные с химическим составом топлива, конструктивными особенностями двигателя, степенью сжатия и т. д. Из жидких углеводородов, входящих в состав бензинов, наибольшей способностью вызывать детонацию обладают парафиновые углеводороды нормального строения. Парафиновые углеводороды изостроения и ароматические углеводороды, наоборот, характеризуются наивысшей антидетонационной способностью, нафтены и олефины занимают промежуточное положение.