Nafta - tai aliejaus klampumo tamsios spalvos (nuo šviesiai rudos iki juodos) specifinio kvapo skystis.
Naftos perdirbimas yra sudėtingas procesas, kurio metu iš žalios naftos išskiriamos vertingos medžiagos, tarp jų ir benzinas. Vienas iš pagrindinių naftos perdirbimo etapų yra distiliavimas.
Naftos distiliavimas
Distiliavimas - tai mišinių išskirstymo būdas, paremtas skirtinga medžiagų virimo temperatūra. Pirmiausia nafta gryninama: pašalinamos dujos, druskos, vanduo, siera ir mechaninės priemaišos. Vėliau ji kaitinama ir distiliavimo kolonoje frakcionuojama.
Pirmieji išgaruoja ir pakyla į kolonos viršų angliavandeniliai, kurių virimo temperatūra palyginti žema. Didėjant mišinio virimo temperatūrai distiliuojami angliavandeniliai, kurių virimo temperatūra aukštesnė. Mazuto frakcija toliau distiliuojama vakuume. Gaunamos tokios frakcijos (pagal virimo temperatūros didėjimą): gazolis (dyzelinis kuras), šeivinis tepalas, mašininė alyva, cilindrų tepalas, vazelinas ir likutis gudronas, jis naudojamas keliams tiesti.
Tačiau naftos distiliavimo trūkumas - maža benzino išeiga (ne daugiau kaip 20%). Siekiant padidinti benzino gamybos efektyvumą, taikomi antriniai naftos perdirbimo būdai, tokie kaip terminis ir katalizinis krekingas.
Krekingo būdai
Yra du krekingo būdai: terminis ir katalizinis. Tai antriniai naftos perdirbimo būdai.
Terminis krekingas
Terminio krekingo metu angliavandenilių molekulės skaidomos 500-550 laipsnių Celsijaus temperatūroje esant 2-7 MPa slėgiui. Kadangi terminis krekingas lėtas, susidaro nešakotos C grandinės angliavandeniliai. Terminiu krekingu gautame benzine yra sočiųjų ir nesočiųjų angliavandenilių, todėl jis atsparesnis detonacijai nei tiesiogiai distiliuojant naftą gautas benzinas. Tačiau benzine esantys nesotieji angliavandeniliai lengvai oksiduojasi ir polimerizuojasi, todėl ilgiau sandėliuojamas benzinas genda, o naudojančių tokį benziną automobilių varikliai užsiteršia. Oksidacijos ir polimerizacijos reakcijoms sulėtinti į benziną pridedama antioksidantų (medžiagų, stabdančių oksidaciją).
Katalizinis krekingas
Katalizinio krekingo metu angliavandenilių molekulės skaidomos atmosferiniame slėgyje apie 450-500 laipsnių Celsijaus temperatūroje, t. y. žemesnėje temperatūroje negu per terminį krekingą. Taip sunaudojama mažiau šiluminės energijos. Tačiau katalizinis krekingas greitesnis, nes naudojamas aliumosilikatų katalizatorius.
Angliavandenilių tipai
Angliavandeniliai yra organiniai junginiai, sudaryti tik iš anglies ir vandenilio atomų. Jie skirstomi į kelias pagrindines grupes:
- Sotieji angliavandeniliai (alkanai): Tai paprasčiausi angliavandeniliai, turintys tik viengubus cheminius ryšius. Jie gali būti linijinės arba šakotos struktūros. Bendra sočiųjų angliavandenilių formulė yra CnH2n+2 (laikant, kad tai neciklinė struktūra).
- Nesotieji angliavandeniliai: Šie angliavandeniliai turi vieną ar daugiau dvigubų ar trigubų ryšių tarp anglies atomų.
- Nesotieji angliavandeniliai su dvigubais ryšiais (C=C) vadinami alkenais ir žymimi formule CnH2n (laikant, kad tai neciklinė struktūra).
- Nesotieji angliavandeniliai su trigubais ryšiais (C≡C) vadinami alkinais ir žymimi formule CnH2n-2.
- Cikloalkanai: Tai angliavandeniliai, turintys bent vieną anglies atomų žiedą, prie kurio yra prisijungę vandenilio atomai.
- Aromatiniai angliavandeniliai (arenai): Tai angliavandeniliai, turintys bent vieną aromatinę grupę. Dažniausiai aromatiniuose angliavandeniliuose pasitaikanti aromatinė grupė yra benzeno žiedai.
Benzinas ir benzenas
Benzinas yra degalų mišinys, gaunamas daugiausia naftos perdirbimo metu. Jo sudėtyje yra įvairių angliavandenilių, daugiausia C5-C12 alkanais, alkenais ir cikloalkanais. Terminio krekingo metu gautame benzine taip pat gali būti nesotųjų angliavandenilių.
Benzenas (arba benzolas) - tai organinis cheminis junginys, kurio formulė C6H6. Benzenas yra aromatinis angliavandenilis. Tai bespalvis degus skystis su saldžiu kvapu. Benzenas yra kancerogeninis (1 kategorija) ir mutageninis (1 kategorija).
Chemijos pramonėje benzenas yra svarbus tirpiklis, naudojamas gaminant vaistus, plastiką, sintetinį kaučiuką bei dažus. Natūraliai jis aptinkamas neapdirbtoje naftoje, bet dažnai sintezuojamas iš kitų naftos komponentų. Benzenas taip pat naudojamas kaip benzino priedas.
Europos mokslininkų tyrimai parodė, kad žmonės kasdien įkvepia apie 220 μg benzeno įprastose atmosferos sąlygose. Benzeno buvimas aplinkoje gali sukelti rimtus sveikatos sutrikimus. Įkvėpus didelę dozę benzeno garų, gali ištikti mirtis, o nuo mažų dozių gali prasidėti mieguistumas, galvos svaigimas, galvos skausmas, drebulys, padidėti širdies dažnis, netenkama sąmonės.
Benzenas kartais pasitaiko maiste ir gėrimuose bandant juos konservuoti su natrio benzoatu. Jis dažnai pažymėtas konservanto kodu E210 ir E211 (angl. sodium benzoate). Šis junginys skyla rūgštingoje aplinkoje, pasitaikius vitaminui C ar kitoms rūgštingoms medžiagoms, ir sudaro benzeną.
Kaip gaminamas kuras: nuo žalios naftos iki benzino, dyzelino ir reaktyvinio kuro
tags: #benzine #esantys #angliavandeniliai