Определение октанового числа

У нас продаваемые на заправках бензины имеют октановые числа АИ-80, АИ-92, АИ-95 и АИ-98. Октановое число типа АИ определяют на специальном исследовательском двигателе с переменной степенью сжатия в режиме малых и средних нагрузок. Испытываемый бензин сравнивают со стандартной смесью н-гептана и изооктана и присваивают бензину октановое число, соответствующее содержанию изооктана в стандартной смеси. Например, бензин АИ-92 соответствует по детонации при малых и средних нагрузках смеси из 92% изооктана и 8% н-гептана.

Различные органические соединения обладают разной устойчивостью к детонации в двигателе, при этом нет прямой связи между строением вещества и его октановым числом.

Табл. 1. Значения октанового числа различных видов топлива.

Вещество	Октановое число
Метан	107,5
Пропан	105,7
Бутан	93,6
Пентан	61,7
н-гептан	0
Изооктан (2,2,4-триметилпентан)	100
Бензол	113,0
Бензины прямой перегонки	43–58
Бензины каталитического крекинга	80–85
Бензины каталитического риформинга	83–97
Бензин АИ-92	92
Этанол	105
Метил-третбутиловый эфир	117

Из таблицы 1 видно, что при обычной перегонке нефти невозможно получить бензин для современных двигателей – октановое число бензина прямой перегонки не превышает 60. Поэтому нефть подвергают специальной переработке в присутствии катализаторов.

Каталитический крекинг

При каталитическом крекинге нефть или ее тяжелые фракции нагревают до 510–540⁰С на катализаторе – шариках алюмосиликатов (цеолитах). Молярная масса исходных алканов уменьшается, из них получаются алкены и ароматические углеводороды. При этом удается превратить исходное сырье в бензин с выходом до 60%. Октановое число бензина каталитического крекинга – 91–92. В бензинах, полученных каталитическим крекингом, велика доля ароматических углеводородов, а также алкенов. Последние со временем полимеризуются, поэтому такой бензин не может долго храниться.

Каталитический риформинг

При каталитическом риформинге бензины прямой перегонки нагревают до 480–520⁰С при повышенном до 35 атм. давлении на катализаторе – оксиде алюминия с добавками платины, рения и других металлов. При риформинге происходит образование ароматических углеводородов из циклоалканов. Исходное сырье превращается в бензин АИ-95 с выходом до 74%.

Метод добавок

Кроме каталитических процессов для получения высокооктановых бензинов используют специальные добавки.

Самая эффективная из таких добавок – тетраэтилсвинец Pb (C₂H₅)₄. Однако он очень ядовит, к тому же отравляет специальные каталитические дожигатели топлива, очищающие автомобильные выхлопные газы.

Наименее вредная добавка к бензину – метилтретбутиловый эфир СН₃—O—C(СН₃)₃, имеющий октановое число 117. Этот эфир широко применяется в Европе и в России. Однако его доля в бензине велика (5–12%), и требуется массовое производство данного продукта.

Перспективным считается использование в качестве моторного топлива этилового спирта (октановое число 105), однако он пока дороже бензина.

Подведение итога урока:

На уроке была рассмотрена тема: «Бензин. Октановое число. Способы повышения октанового числа». Вы узнали о самых востребованных продуктах переработки нефти – моторных топливах, о том, что представляет собой бензин и его октановое число, а также о существующих способах повышения октанового числа.

Список литературы:

1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основы общей химии. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень / Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.

(посмотрите): Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

1. Interneturok.ru (Источник).

2. Органическая химия (Источник).

3. Химик (Источник).

Домашнее задание:

1. № 15–17 (с. 75) Рудзитис Г.Е., Фельдман Ф.Г. Химия: Органическая химия. 10 класс: учебник для общеобразовательных учреждений: базовый уровень/ Г. Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – 14-е издание. – М.: Просвещение, 2012.

2. Что такое октановое число?

3. Для чего применяется метод добавок? В чем его преимущества и недостатки?

4. Выполните тест по прошлому занятию:

Тест по теме: «Природный и попутный нефтяной газы»

Основной компонент природного газа

а) метан б) этан в) пропан

Чем выше относительная молекулярная масса углеводорода, тем ________ его в природном газе

а) больше б) меньше

Природный газ используется как

а) топливо б) топливо и сырье для переработки

в) сырье для химической промышленности

В попутном нефтяном газе больше