Procesy uszlachetniania paliw

Reforming benzyny to proces przekształcania węglowodorów o prostych łańcuchach w węglowodory o łańcuchach złożonych i cyklicznych. Obejmuje on trzy główne reakcje: izomeryzację, cyklizację i aromatyzację.

Definition: Reforming to proces chemiczny mający na celu poprawę właściwości benzyny, w szczególności zwiększenie jej liczby oktanowej.

Kraking ropy naftowej to z kolei proces rozkładu alkanów o długich łańcuchach węglowych. W jego wyniku powstają węglowodory o długości łańcucha odpowiadającej frakcji benzynowej.

Vocabulary: Kraking - proces rozbijania dużych cząsteczek węglowodorów na mniejsze.

Węgle kopalne to kolejna ważna grupa paliw, obejmująca antracyt, węgiel brunatny, węgiel kamienny i torf. Piroliza węgla kamiennego jest głównym procesem jego przeróbki.

Definition: Piroliza to rozkład termiczny substancji w wysokiej temperaturze bez dostępu tlenu.

Piroliza węgla kamiennego przebiega przy pełnym dostępie powietrza w temperaturze około 1000°C. Proces ten nazywany jest również koksowaniem, suchą destylacją lub progenizacją i odbywa się w specjalnych zakładach zwanych koksowniami.

Produkty pirolizy węgla to:

1. Koks - zawierający 96-97% węgla pierwiastkowego
2. Gaz koksowniczy (świetlny) - mieszanina wodoru, tlenku węgla(II), metanu i azotu
3. Woda pogazowa - mieszanina wody, amoniaku i soli amonowych
4. Smoła węglowa - złożona mieszanina setek związków organicznych

Highlight: Piroliza węgla dostarcza nie tylko paliwa (koks, gaz), ale także cennych surowców dla przemysłu chemicznego (smoła węglowa).

Zastosowanie produktów destylacji ropy naftowej oraz pirolizy węgla jest niezwykle szerokie i obejmuje produkcję paliw, tworzyw sztucznych, leków, barwników i wielu innych substancji chemicznych niezbędnych w nowoczesnym przemyśle.

Paliwa kopalne i ich przetwarzanie

Paliwa kopalne to nieodnawialne źródła energii, do których zaliczamy gaz ziemny, ropę naftową i węgle kopalne. Przeróbka ropy naftowej odbywa się głównie poprzez destylację frakcyjną. Proces ten polega na ogrzaniu ropy do wysokiej temperatury, a następnie skropleniu par na półkach kolumny destylacyjnej.

Definition: Destylacja frakcyjna to proces rozdzielania mieszanin ciekłych na składniki o różnych temperaturach wrzenia.

Frakcje ropy naftowej uzyskiwane w procesie destylacji to kolejno: gaz rafineryjny, benzyny, nafty, oleje napędowe i mazut. Szczególnie istotna jest benzyna, będąca mieszaniną węglowodorów ciekłych zawierających od 5 do 12 atomów węgla.

Highlight: Jakość benzyny określa się za pomocą liczby oktanowej (LO), która może wynosić 95 lub 98.

Liczba oktanowa jest miarą odporności paliwa na spalanie stukowe. Przyjęto, że n-heptan ma LO równą 0, a izooktan $2,2,4-trimetylopentan$ ma LO równą 100.

Example: Benzyna o LO 95 składa się z 95% izooktanu i 5% n-heptanu.

Aby podwyższyć liczbę oktanową, do benzyny dodaje się środki przeciwstukowe. Dawniej stosowano związki ołowiu, które okazały się toksyczne. Obecnie używa się bezpieczniejszych dodatków, takich jak alkohole.