- •Билет №1
- •Билет №3
- •4. Перегонка при пониженном давлении
- •Азеотропная и экстрактивная перегонка
- •5. Жидкостно-адсорбционная хроматография
- •6. Адсорбенты в газовой хроматографии
- •8. Принцип работы газового хроматографа
- •Простые и комбинированные константы у/в.
- •11.Ультрафиолетовая спектроскопия
- •13.Масс-спектрометрия
- •14.Масс-спектроскопия электронного захвата в исследовании гетероатомных соединений
- •16. Алкакны
- •1.1. Содержание в нефтях
- •17. Твердые алканы
- •18.Биомаркеры
- •19.Значение алканов как компонентов моторных топлив
- •21. Дегидроциклизация алканов. Работы сов. Ученых.
- •22. Изооктан. Методы его синтеза
- •Синтез компонентов моторного топлива на основе ступенчатой полимеризации олефинов
- •4.1.1. Химические свойства алкенов
- •Присоединение серной кислоты
- •Озонирование алкенов
- •П рисоединение ацетата ртути
- •26 Количественное определение, выделение и идентификация олефинов
- •31.Арены нефтей. Состав. Свойства. Анализ
- •32. Что такое формолитовая реакция?
- •34. Типы разрыва связей в молекулах углеводородах. Энергия диссоциации.
- •49. Определение детализированного группового состава бензиновых фракций нефти.
- •50, 51. Определение детализированного группового состава крекинг-бензинов или жидких продуктов пиролиза.
- •52. Определение детализированного группового состава керосино-газойлевых фракций.
- •53. Методы определения структурно0группового состава средних и высших фракций
- •Прямой метод
- •55, 56, 57, 58 Кислородные соединения нефти
- •Метод постепенного расщепления
- •59, 60, 62 Сернистые соединения
- •63. Азотистые соединения
19.Значение алканов как компонентов моторных топлив
Жидкие алканы входят в состав топлив для карбюраторных двигателей (бензины авиационный, автомобил.), для дизельных двигателей (ДТ, газойли) и реактивных. В каждом топливе они выполняют опред. функцию и должны обладать определенными св-ми. Так, алканы, содерж. в бензинах, должны иметь высокую детонационную стойкость; алканы ДТ должны обладать способностью легко воспламеняться, алканы РТ наряду со способностью к легкому воспламенению должны обладать низкими температурами кристаллизации. Рассмотрим, чем обусловлены эти требования.
В карбюраторных двигателях зажигание рабочей смеси (или паров бензина с воздухом) происходит с помощью искры, которая возникает в момент достижения опред. степени сжатия рабочей смеси (давление 1,0—1,2 МПа, температура может достигать 300—4000C). В соответствии с теорией A. H. Баха, в этих условиях происходит окисл у-дов с обр. гидропероксидов еще до того, как искра воспламенит рабочую смесь:
RH + O2-> R-O-O-H. Легко подвергаются такому окислению н-алканы, и трудно окисляются i-алканы. Так, н-гексан окисляется более, чем в 100 раз быстрее, чем 2,2-диметилбутан, что объясняется особенностями строения этих углеводородов
Поэтому, если в бензине имеется повышенное содер жание н-алканов, концентрация гидропероксидов в рабочей смеси может быть значительной ,и они могут подвергаться взрывному разложению еще до возникновения искры2. После ввода искры и воспламенения топлива образование и разложение гидропероксидов могут продолжаться перед фронтом пламени, поэтому горение топлива будет неравномерным и может завершиться мгновенным воспламенением рабочей смеси (детонацией). Если скорость нормального бездетонационного горения 20—30 м/с, то скорость детонационного горения 1,5— 2 км/с. Удар такой взрывной волны вызывает стук в двигателе и приводит к быстрому его износу.
Детонационная стойкость углеводородов характеризуется октановым числом. Н-Алканы обладают низким ОЧ, i- алканы имеют высокое OЧ, поэтому их присутствие желательно в карбюраторных топливах. За эталон хорошего карбюраторного топлива принят изооктан (октановое число 100). Октановое число н-гептана принято равным нулю.Если в карбюраторном двигателе воспламенение горючей смеси является принудительным, то в дизельном двигателе горючая смесь топлива и воздуха самовоспламеняется: в сжатый нагретый воздух (давление 4 МПа, температура 550—6000C) впрыскивается топливо. Чем легче самовоспламеняется топливо, тем легче запуск двигателя и равномернее нарастание давления при его сгорании.
Наиболее желательными компонентами дизельных топлив являются алканы с прямой цепью, так как они легче воспламеняются. За эталон хорошего дизельного топлива принят н-цетан C16H34, цетановое число которого принято равным 100. Меньшим цетановым числом обладают изоалканы и нафтены, еще меньшим — ароматические углеводороды. Цетановое число а-метилнафталина принято равным нулю.
В реактивных топливах алканы с прямой цепью должны отсутствовать, так как их кристаллизация при пониженных температурах может явиться причиной закупорки топливных фильтров двигателя. Слабо-разветвленные алканы желательные компоненты этих топлив.
20.Анализ алканов нефтяных фракций
Количественное определение алканов
В бензиновых фракциях содержание алканов -методом АТ. Анилиновая точка (AT) — это температура взаимного растворения равных объемов анилина и фр. Опред АТ фракции, затем из фр. удаляют ароматические у-ды (либо сульфированием, либо ЖАХ) и определяют АТ деароматизированной фракции. На основании этих двух АТ рассчитывают процентное содержание ароматических у-ов и нафтенов. По разности опред.содержание алканов (сумма н-алканов и i-алканов).
Раздельное определение н-алканов и i-алканов основано на избирательной адсорбции н-алканов цеолитом CaA (5A). В поры цеолита (5A) проникают только н-алканы.
В керосино-газойлевых фракциях точное опред. ∑ содерж. алканов (н-алканы и изоалканы) представляет собой трудную задачу, не решенную до наст. времени. Опред. содерж. н-алканов в этих фр. основано на их комплексообразовании с карбамидом.
Нафтено-парафиновую часть фр. перемешивают при комн. Т-ре с р-ром карбамида в метаноле в течение 30—60 мин. Комплекс фильтруют на вакуум-фильтре, промывают пентаном, изопентаном или петролейным эфиром.
При обработке комплекса гор. водой происходит его разложение, карбамид растворяется в воде, и выделяются н-алканы, которые экстрагируют эфиром и после высушивания р-ра и отгонки эфира получают в чистом виде. Зная их массу и массу взятой для анализа фракции, определяют процентное содержание н-алканов.
Во фракциях выше ЗОО'С и в сырой нефти содержание н-алканов можно определить, выделяя их методом низкотемпературной кристаллизации (при —20...—500C) с применением спец. растворителей (ацетон, бензол, толуол и др.). Так, колич-ное опред. Тв. алканов (парафин) основано на их кристаллизации из обессоленной нефти в десятикратном избытке растворителя — смесь ацетона и бензола в соотношении 1:2
Выделение алканов
Выделение н-алканов из бенз. и средних фр. может быть осущ-но с помощью цеолита CaA (5A), который, избир поглощает н-алканы. Цеолит, используемый для выделения н-алканон, должен быть предварительно обработан щелочью для подавления кат. активных центров. Без такой обработки в процессе разделения возможны хим. Превращения н-алканов (в частности, изомеризация) Десорбцию проводят, нагревая цеолит в вакууме, либо пропуская пары легких алканов состава С5-С7.
Выделение н-алканов из масляных фракций с применением цеолита CaA также возможно при температуре 270—3000C. Масл. Фр. должна быть предварительно очищена от смолистых веществ и ароматических у-дов, так как последние могут блокировать поры цеолита. Выделение н-алканов из средних фракций и масляных фракций проводят также методом комплексообразования с карбамидом. Из масляных фракций и нефтей твердые н-алканы выделяют также методом низкотемпературной кристаллизации в присутствии растворителей.
Выделение изоалканов в чистом виде представляет собой сложную задачу.
Из фракций можно последовательно удалить ароматические углеводороды, н-алканы, шестичленные нафтены (дегидрирование и превращение их в ароматические углеводороды). Остается трудноразделимая смесь из циклопентановых углеводородов и изоалканов.