Крекинг. Коксование угля. Невозобновляемые ресурсы

Перегонка даёт из нефти лишь около пятой части бензина, а бензина нужно гораздо больше. Чтобы получить его, углеводороды нефти подвергают химической переработке. Химической переработке подвергают и каменный уголь.

Крекинг

Крекинг (от английского «расщепление») — это расщепление длинных молекул углеводородов на более короткие при высокой температуре или в присутствии катализатора. Например, из углеводорода с шестнадцатью атомами углерода получаются два углеводорода по восемь атомов: предельный, как в бензине, и непредельный:

\[ \ce{C16H34 ->[t^\circ] C8H18 + C8H16} \]

Крекинг — химический процесс: образуются новые вещества. Он увеличивает выход бензина и даёт газы — этилен и пропилен, из которых делают пластмассы.

Октановое число

Качество бензина характеризует октановое число — показатель того, насколько бензин устойчив к детонации, то есть к взрывному, неравномерному сгоранию в двигателе. Детонация снижает мощность и разрушает двигатель. Число 92 или 95 в марке бензина — это и есть его октановое число. Лучше всего сгорают углеводороды с разветвлёнными цепями, и каталитический крекинг даёт как раз такой бензин.

Коксование угля

Каменный уголь тоже перерабатывают химически. Коксование угля — это нагревание его без доступа воздуха примерно до 1000 °C. Уголь при этом не горит, а разлагается. Твёрдый остаток — кокс, почти чистый углерод, — главный восстановитель и топливо доменного процесса (тема 4.11). Летучие продукты конденсируются: получаются аммиачная вода, коксовый газ, богатый водородом и метаном, и каменноугольная смола — чёрная густая жидкость, из которой выделяют бензол, нафталин, фенол и сотни других веществ для производства красителей, лекарств и пластмасс.

Невозобновляемые ресурсы

Нефть, газ и уголь образовывались в недрах миллионы лет, а расходуются за десятилетия. Это невозобновляемые ресурсы: запасы их ограничены, и восполнить их нельзя. Кроме того, при их сжигании в атмосферу попадает углекислый газ, усиливающий парниковый эффект (тема 6.2). Поэтому важно экономить энергию, развивать возобновляемые источники — энергию солнца, ветра, рек — и использовать нефть и газ прежде всего как химическое сырьё.