Хімія - універсальний довідник
ОРГАНІЧНІ СПОЛУКИ
НАФТА
Левова частка нафти, що добувається (80 - 90%), переробляється на різні види палива і мастильні матеріали; близько 8% витрачається на потреби органічного синтезу. Якщо врахувати, що практично весь транспорт (і наземний, і повітряний, і водний) і значна частина теплових електростанцій використовують нафтопродукти як джерело енергії, а також те, що виробництво полімерних матеріалів, каучуку, синтетичних волокон, мийних засобів, добрив, лікарських препаратів і багатьох інших речовин базується на нафтовій сировині, то не буде перебільшенням сказати, що сучасна цивілізація базується на нафті. Економіка держав залежить від нафти більше, ніж від будь-якої іншої природної сировини.
До складу нафти входить більше 150 різних вуглеводнів (і це тільки встановлені; мабуть, значна більшість ще невідомі). З них приблизно половину складають алкани і половину арени. Основна частина алканів представлена вуглеводнями в інтервалі від гексану С6Н12 до декану С10Н22. Найважливіші арени — бензол і його похідні — толуол і ксилол (усі три його ізомери):
У різних сортах нафти частка кожного компонента може бути різною. Крім вуглеводнів, у нафті присутні й інші речовини.
Отже, нафта — природна суміш вуглеводнів. Перший етап переробки нафти полягає у поділі її на фракції — групи речовин із близькими температурами кипіння і, відповідно, близькими молекулярними масами. Фракцією, яка має найнижчу точку кипіння, є бензинова — від температури початку кипіння до -200 °С. Після цього послідовно відганяються лігроїн, гас, газойль.
Максимальна температура, до якої нагрівається при цьому нафта, складає 320—350 °С.
У результаті перегонки залишається мазут. Щоб виділити окремі фракції з мазуту (з нього одержують солярові масла — дизельне паливо, мастила, вазелін, парафін), його теж переганяють, але при зниженому тиску для пониження температури кипіння речовин, які входять до його складу.
Найбільшу цінність серед нафтопродуктів мають бензинова і гасова фракції. їх сумарний склад рідко перевищує 10-15%. Для збільшення виходу застосовують крекінг — високотемпературний розклад більших молекул на менші.
При зростанні температури вище 350 °С відносно довгі вуглеводневі ланцюги рвуться, утворюючи більш легкі молекули, які, власне, і складають бензинову та гасову фракції.
Ось, наприклад, що відбувається при 400 °С із вуглеводнем ейкозаном:
Крекінгу піддають газойль і солярові масла з мазуту шляхом нагрівання їх без доступу повітря при 470—550 °С.
Більш продуктивним є каталітичний крекінг — нагрівання при більш низьких температурах (450—500 °С) у присутності каталізаторів, якими у даному випадку виступають спеціальні сорти глини. Особлива цінність такого крекінгу полягає у тому, що в результаті утворюються вуглеводні з розгалуженими ланцюгами, які дають бензин кращої якості.
