Высокооктановый бензин

Высокооктановый бензин

Атомы углерода в углеводородных молекулах, которые входят в состав бензинов, имеют способность соединяться друг с другом разными способами и образовывать кольца, прямые цепочки или иные разнообразные структуры. Углеводороды, которые имеют углеродный скелет в виде ветвистых структур или колец имеют более высокий уровень октановых чисел, чем углеводороды с цепями, расположенными в виде прямых цепочек.

Современные двигатели поршневого типа или другие подобные механизмы, работают на бензинах с октановыми числами от 85 до 100. Некоторые из них требуют бензины и более высоким октановым числом. Подобные высокооктановые бензины обязаны содержать большое количество углеводородов, структурой которых являются углеродные скелеты в форме колец и ветвистых структур. Бензины, которые получают перегонкой нефти прямым путем, в среднем содержат небольшое количество таких углеводородов, поэтому их октановые числа лежат в пределах от 50 единиц до 75.
В некоторых случаях, например для авиационного топлива, бензины готовят другим способом, добавляя к бензинам, полученным путем прямой гонки или, к примеру, крекинга (каталитического), около 20 — 40 процентов углеводородов с высоким октановым числом и несколько сотых процента тетраэтилсвинца (ТЭС).

Углеводороды с высоким октановым числом получают путем химической переработки углеводородов со структурой в виде прямой цепочкой или синтезировать из мелких молекул углеводородов, обязательно газообразного агрегатного состояния, например, пропилена, изобутана или изобутилена. Такой вид синтеза в наше время получил огромную популярность, ибо этот способ является наиболее не затратным. Кроме того, это просто необходимо, ибо многие производства держатся на топливе с высоким значением октанового числа.

К примеру, перестройка углеродной цепи в виде прямой цепочки, как у пентана, в разветвленную, позволяет повысить значение октанового числа с 62 до 90. Данный процесс изомеризации протекает при поддержании повышенных температур и в обязательном присутствии катализаторов. Катализаторы не влияют на свойства получаемого продукта, однако во много раз ускоряют процесс химического взаимодействия.

Существует еще один способ перестройки углеродного скелета — преобразование прямых цепей в кольца, т.е. циклизация. Циклизацию проводят, пропуская парообразный бензин (пары бензина) при высоких температурах (около 500°) над катализаторами в твердом агрегатном состоянии (например, окись молибдена). Циклизация гептана со значением октанового числа 0 преобразуется в толуол со значением октанового числа 104.

Самые значительные высокооктановые углеводороды это триптан и изооктан. Их получают из углеводородов (газообразных), имеющих 3 или 4 углеродных атома в структуре молекулы.

Вообще газообразные углеводороды в соответствующем количестве можно получить при крекинге нефти.
Две структурных молекулы вещества строения изобутилена, когда соединяются друг с другом при присутствии серной или в некоторых случаях фосфорной кислот, выступающих в роли катализаторов, дают вещество, после присоединения, к которому водорода получается знаменитый изооктан.
Таков путь получения одного из производных.