Benzyna otrzymywanie waciwoci liczba oktanowa rodki przeciwstukowe katalizatory

Benzyna - otrzymywanie, właściwości, liczba oktanowa, środki przeciwstukowe katalizatory samochodowe

Właściwości benzyny Benzyna – mieszanina węglowodorów ciekłych zawierających od 5 do 12 atomów węgla w cząsteczce (C 5 H 12 – C 12 H 26) Właściwości fizyczne Właściwości chemiczne Lotna, bezbarwna ciecz o Ciecz łatwopalna, jej charakterystycznym zapachu, pary z powietrzem temp. wrzenia w przedziale 36 -180/200 o. C tworzą mieszaninę (benzyna lekka, ciężka) wybuchową Nierozpuszczalna w wodzie, gęstość W powietrzu mniejsza od gęstości wody (0, 72 -0, 76 g/cm 3) atmosferycznym spala Dobrze rozpuszcza się w rozpuszczalnikach się żółtym i kopcącym niepolarnych, sama jest dobrym płomieniem rozpuszczalnikiem dla substancji niepolarnych np. tłuszczów

Otrzymywanie benzyny destylacja frakcjonowana ropy naftowej kraking – przeróbka frakcji destylacji ropy zawierającej powyżej 12 at. C w cząsteczkach reforming – proces izomeryzacji węglowodorów o łańcuchach prostych w węglowodory o łańcuchach rozgałęzionych, pierścieniowych, węglowodorów aromatycznych i nienasyconych, głównym celem jest zwiększenie liczby oktanowej benzyna syntetyczna – otrzymywana z gazu syntetyzowego ( CO + H 2)

Kraking Proces polegający na rozkładzie alkanów o długich łańcuchach węglowych na alkany o łańcuchach krótszych Proces prowadzi się: w obecności katalizatorów ( Pt, Ni, Pd, Ag, Ni. O, Zn. O, Cr 2 O 3, Mn. O 2, Si. O 2, V 2 O 5, H 3 PO 4, H 2 SO 4) , w warunkach podwyższonej temp. (ok. 500 o. C) zmienionego ciśnienia (podwyższone lub obniżone) Przykłady: C 13 H 28 C 7 H 14 + C 6 H 14 (tridekan hepten + heksan) 3 C 17 H 36 C 8 H 18 + C 8 H 14 + C 9 H 18 + C 9 H 20 + C 6 H 14 + C 6 H 12 + C 5 H 12 (heptadekan oktan + oktyn + nonen + nonan + heksen + pentan)

Reforming Proces reformingu – polega na podgrzaniu do ok. 500 o. C i pod zwiększonym ciśnieniem oraz obecności katalizatorów (Mo. O, Al 2 O 3, Pt) niskowrzących frakcji z destylacji ropy naftowej i krakingu (benzyna, nafta) W procesie następuje izomeryzacja węglowodorów o prostych łańcuchach do alkanów rozgałęzionych, alkenów, cykloalkanów, węglowodorów aromatycznych Celem reformingu jest podwyższenie liczby oktanowej benzyn otrzymanych w procesie destylacji frakcjonowanej ropy naftowej oraz w procesie krakingu. Produktem ubocznym reformingu jest wodór

Reforming – przykład CH 3 – CH 2 – CH 2 - CH 3 | H 3 C –C – CH 3 | CH 3 H 3 C – CH 2 + n H 2

H 3 C

LO – liczba oktanowa Ustalenie LO – polega na porównaniu: procesu spalania węglowodorów z procesem spalania izo-oktanu C 8 H 18 (2, 2, 4 -trimetylopentanu), dla którego LO = 100 CH 3 | | CH 3 – CH 2 – CH 3 | CH 3 procesu spalania n-heptanu C 7 H 16, dla którego LO = 0 CH 3 – CH 2 – CH 2 – CH 3 Im większa liczba oktanowa, tym większa odporność benzyny na spalanie stukowe (wybuchowe) Jeżeli benzyna zawiera 24% węglowodorów, które spalają się jak nheptan a pozostałe węglowodory spalają się jak izo-oktan to liczba oktanowa paliwa: LO = 100 – 24 = 76 Niską liczbę oktanową mają alkany nierozgałęzione, natomiast wysoką liczbę oktanową mają alkany rozgałęzione, cykliczne i alkeny

Środki przeciwstukowe (antydetonatory) Związki chemiczne podwyższające LO benzyn: związki obecnie niestosowane: (jodyna - roztwór jodu w etanolu, tetraetylo ołów: Pb(C 2 H 5)4 Związki stosowanie obecnie: Etanol: CH 3 – CH 2 – OH MTBE – eter – tert – butylo-metylowy CH 3 | H 3 C – O – CH 3 | CH 3 ETBE – eter -tert – butylo-etylowy CH 3 | H 3 C – CH 2 – O – CH 3 | CH 3

Katalizatory samochodowe – reaktory katalityczne Spalanie paliw w silnikach jest niecałkowite, do atmosfery uwalniane są gazy toksyczne (CO, tlenki azotu) lub będące bezwodnikami kwasowymi (NO 2) W obecności katalizatora następuje proces utlenienia i redukcji gazów zawartych w spalinach do związków obojętnych dla środowiska przyrodniczego, Proces w uproszczeniu można zapisać w formie równania reakcji chemicznej: 3 CO + NO 2 3 CO 2 + N 2