Хімія. Повторне видання. 9 клас. Попель

Цей підручник можна завантажити у PDF форматі на сайті тут.

§ 29. Перегонка нафти

Матеріал параграфа допоможе вам:

дізнатися про процес перегонки нафти;
отримати інформацію про нафтопродукти та їх застосування.

Основною метою перероблення нафти є добування бензину та інших видів пального (мал. 75). Крім того, нафта — цінна сировина для хімічної промисловості.

Мал. 75. Нафтопереробний завод, м. Кременчук

Сиру нафту перед переробленням зневоднюють, вилучають із неї солі¹, а також леткі вуглеводні (пропан, бутан тощо).

¹ Хлориди спричиняють сильну корозію обладнання нафтопереробного заводу.

Розрізняють первинне і вторинне перероблення нафти. Основу першого процесу становить перегонка, а другого — хімічні реакції, під час яких змінюються склад і будова молекул вуглеводнів. Головне — домогтися якомога більшого виходу найважливіших нафтопродуктів і максимально використати залишки виробництва як хімічну сировину.

Вам відомо, що нафта є сумішшю, в якій переважають вуглеводні. Кожна сполука має певну температуру кипіння. Отже, нагріваючи нафту, можна поступово виділяти з неї окремі речовини в газуватому стані. У промисловості в такий спосіб, тобто перегонкою, із нафти добувають суміші речовин, що киплять у певних температурних інтервалах. Такі суміші називають фракціями (табл. 4).

Таблиця 4

Характеристики фракцій, які добувають перегонкою нафти

Назва фракції	Кількість атомів Карбону в молекулах вуглеводнів	Інтервал температур кипіння, °С	Застосування
Бензин	С₅-С₁₁	40-200	Пальне для авіаційних та автомобільних двигунів
Лігроїн	С₈-С₁₄	150-250	Пальне для тракторів
Гас	С₁₂-С₁₈	180-300	Пальне для тракторів, реактивних літаків і ракет
Газойль	С₁₅-С₂₂	230-300	Дизельне пальне
Мазут*	С₂₃-...	>350	Паливо для котлів, промислових печей; хімічна сировина**

* Залишок після перегонки нафти.

** Перегонкою мазуту у вакуумі добувають мастила.

Перегонку нафти здійснюють у ректифікаційних колонах тарілчастої конструкції (мал. 76, 77). Нафту нагрівають до кипіння і з гарячою водяною парою спрямовують у колону, де газова суміш поступово охолоджується. Спочатку зріджуються вуглеводні з більшими молекулярними масами (вони мають вищі температури кипіння), потім — із меншими. Розчинені в нафті вуглеводні, що за звичайних умов є газами, виходять із верхньої частини колони.

Мал. 76. Схема установки для перегонки нафти: а — трубчаста піч; б — ректифікаційна колона

Мал. 77. Ректифікаційні колони на нафтопереробному заводі

Демонстраційний дослід із перегонки нафти ви можете переглянути за покликанням у QR-коді.

http://academia-pc.com.ua/video/h9/p_169.mp4

Відносні кількості продуктів перегонки нафти наведено на малюнку 78.

Мал. 78. Приблизний розподіл за масою продуктів перегонки нафти

Важливим продуктом нафтопереробки є бензин. Якість бензину визначають за його стійкістю до детонації¹. Так називають явище вибухового згоряння парів речовини в суміші з повітрям під час стиснення.

¹ Термін походить від латинського слова detonare — прогриміти.

Детонаційну стійкість бензину характеризують так званим октановим числом².

² Від назви вуглеводню октану С₈Н₂₀.

Октанове число для вуглеводню ізооктану, який важко детонує, взято за 100, а для н-гептану, що легко детонує, — за 0. Якщо октанове число бензину становить 95, то його стійкість до детонації така сама, що й суміші ізооктану та н-гептану з об’ємними частками вуглеводнів відповідно 95 і 5 %.

Чим більше октанове число бензину, тим він стійкіший до передчасного спалахування в камері згоряння, тим більший тиск витримує без детонації і тим потужніше може працювати двигун. Найуживаніші марки пального мають октанові числа 92, 95 і 98 (мал. 79).

Мал. 79. Асортимент пального

Октанове число бензину збільшують за допомогою спеціальних добавок — антидетонаторів. Колись найуживанішим антидетонатором був тетраетилсвинець (С₂Н₅)₄Рb (хімічна назва сполуки — тетраетилплюмбум). Однак під час згоряння бензину з такою добавкою в атмосферу потрапляють отруйні сполуки Плюмбуму. Тому в багатьох країнах використання тетраетилсвинцю заборонене. Нині дедалі більше застосовують екологічно безпечні антидетонатори.

Сучасному екологічному стандартові відповідає бензин ґатунку «Євро-5»; для нього встановлено найбільш жорсткі вимоги щодо вмісту шкідливих речовин у вихлопних газах.

Забруднення довкілля нафтою і нафтопродуктами. Останнім часом почастішали випадки потрапляння нафти й нафтопродуктів в океани і моря через аварії танкерів, нафтовидобувних платформ (мал. 80). Це завдає серйозної шкоди всьому живому в гідросфері, спричиняє забруднення берегів. Нафту і нафтопродукти збирають із поверхні води, поглинають спеціальними речовинами (адсорбентами), а на суходолі видаляють разом із шаром ґрунту.

Мал. 80. Наслідки витоку нафти

ВИСНОВКИ

Первинне перероблення нафти полягає в її перегонці. Здійснюючи цей процес, добувають бензин, гас та інші нафтопродукти.

Якість пального для двигунів оцінюють за октановим числом. Чим воно більше, тим вища стійкість пального до детонації (вибухового згоряння).

Охорона довкілля від забруднень нафтою і нафтопродуктами є актуальною екологічною проблемою.

224. У чому полягає процес перегонки нафти?

225. Які назви мають суміші вуглеводнів, що утворюються під час перегонки нафти?

226. На яку особливість пального вказує значення октанового числа? Більшим чи меншим є октанове число для якіснішого бензину?

227. Завдяки яким властивостям нафти її залишки накопичуються на поверхні забрудненої води?

Зміст