Термічний і каталітичний крекінг

В результаті відгону фракцій залишається мазут.

Від прямої перегонки нафти відрізняють її тріщання, тобто термічного або каталітичного розщеплення вищих вуглеводнів (УВ) з утворенням сполук меншою молекулярної маси. Таким шляхом з висококиплячих фракцій нафти отримують додатково найцінніші низкокипящие фракції - головним чином моторні бензини, тобто цільовим продуктом крекінгу є бензинова фракція з високим октановим числом. Процес крекінгу відбувається з розривом вуглецевих ланцюгів і утворенням простіших граничних і ненасичених УВ, наприклад:

Утворилися речовини можуть розкладатися далі:

Розрізняють два основних види крекінгу.

Таблиця №5. Термічний і каталітичний крекінг.

Розщеплення молекул УВ протікають при порівняно високій температурі (470-550 0С). Процес протікає повільно, утворюються УВ з неразветвленной ланцюгом атомів вуглецю.

Розщеплення молекул УВ протікає в присутності каталізаторів і при більш низькій температурі (450-500 0С) Процес протікає значно швидше, при цьому відбувається не тільки розщеплення молекул УВ, а й їх ізомеризація.

У бензині, отриманому в процесі термічного крекінгу, на ряду з граничними міститься багато ненасичених УВ. Тому цей бензин має більшу детонаційної стійкістю, ніж бензин прямої гонки.

Бензин каталітичного крекінгу володіє ще більшою детонаційної стійкістю, бо в ньому містяться УВ з розгалуженою ланцюгом вуглецевих атомів.

Ненасичені УВ, що містяться в бензині, легко окислюються і полімеризуються. Тому це бензин менш стійкий при зберіганні. При його згорянні можуть засмітитися різні частини двигуна. Для усунення цього шкідливого впливу до такого бензину додають антиокислювачі.

4.3.2. Склад бензину.

Бензин, отриманий в результаті перегонки нафти, складається в основному з УВ (граничних 25-61%, ненасичених 13-45%, нафтенових 9-71%, ароматичних 4-16%). При повному його згоранні утворюються вуглекислий газ, вода і виділяється тепло. Для одного з компонентів бензинів - октану ця реакція виглядає наступним чином:

До складу бензину можуть входити домішки - сіро, азот і кіслослородсодержащіе з'єднання. Велика частина цих з'єднань видаляється з бензину при його очищенні.

4.3.3. Октанове число.

Недоліки застосування ТЕС - негативну дію на всю біосферу, більш швидкий знос двигуна і неможливість застосування каталітичної системи очищення відпрацьованих газів внаслідок її отруєння антидетонатором. Ось чому, незважаючи на всі достоїнства ТЕС, застосування його небажано, як і небажано застосування самого бензину, тому що вихлопні гази, що утворилися в результаті згоряння палива, чинять негативний вплив на всю біосферу Землі.

4.3.4. Вплив відпрацьованих газів автомобіля на живі організми зводиться до наступного:

- максимальні енергетичні показники двигуна досягаються в умовах надлишку палива, але при цьому через нестачу кисню частина УВ бензину не окислюється до кінця, що призводить до утворення елементного вуглецю (сажі) та оксиду вуглецю (II), який надає шкідливий вплив на здоров'я людини навіть при низьких концентраціях в наслідок більш активного в порівнянні з киснем взаємодії з гемоглобіном крові;

- УВ, що потрапляє в атмосферу в наслідок випаровування, а також продукти неповного згоряння палива, взаємодіючи з оксидом азоту, утворюють токсичні продукти в складі смогу - шкідливого для людей туману, освіту якого характерно для великих міст;

- оксид азоту (II), який є одним з компонентів вихлопних газів, - сильна отрута;

- оксид сірки (II) порушує процеси дихання і сприяє підвищенню кислотності атмосферних опадів;

- альдегіди надають наркотичну дію на центральну нервову систему;

- серед ароматичних УВ найнебезпечніші поліциклічні похідні, що мають канцерогенні властивості, особливо 3,4-бенз (а) пірен;

- потрапляння галогенідів в атмосферу вельми небезпечно внаслідок можливого накопичення свинцю в крові і тканинах людини і тварин, в плодах рослин, листі дерев, мало не у всіх живих організмах.

5. Вплив іонів свинцю на живу природу.

5.1. Вплив на організм людини. Загальний характер дії. Токсична дія свинцю.

У природі свинець зустрічається повсюдно, але життєво необхідним він не є. За останні десятиліття рівень концентрації в природі все більш підвищується внаслідок антропогенних навантажень. Головним джерелом, з якого свинець потрапляє в організм людини, служить їжа, поряд з цим важливу роль відіграє вдихаємо повітря, а у дітей також заковтується ними свинецсодержащая пил. Вдихаема пил приблизно на 30-50% затримується в легенях, значна частка її всмоктується потоком крові. Всмоктування в шлунково-кишковому тракті становить в цілому 5-10%, у дітей - 50%. Дефіцит кальцію і вітаміну Д посилює всмоктування свинцю в шлунково-кишковому тракті. В середньому за добу організм людини поглинає 26-42 мкг свинцю. Це співвідношення може варіювати. Близько 90% загальної кількості свинцю в людському тілі знаходиться в кістках, у дітей - 60-70%. Біологічний період напіврозпаду в кістках - близько 10 років. Кількість свинцю, накопиченого в кістках, з віком збільшується, і в 30-40 років (фаза насичення) у осіб, по роду занять не пов'язаних із забрудненням свинцю, становить 80-200 мг. Особливу небезпеку становить свинець для жінок, так як цей елемент може проникати через плаценту і накопичуватися в грудному молоці.