ГЛАВА IV
Таблица 2.14 Влияние отраслей экономики на состояние окружающей среды в Российской Федерации
ГЛАВА IV НЕФТЬ Демонстрация опытов с нефтью преследует двоякую цель — показать учащимся свойства углеводородов с более высокой молекулярной массой, чем изученные ранее, и ознакомить с принципами промышленной переработки нефти. Некоторые опыты с нефтью, как например крекинг, кроме иллюстрации важного промышленного процесса, позволяют удачно сопоставить и в сопоставлении закрепить знание свойств предельных и непредельных углеводородов. Плотность и растворимость нефти. 1. В цилиндр с водой наливают нефть. Нефть располагается слоем сверху, так как она легче воды. 2. К нефти прибавляют воду и смесь перемешивают. Жидкость расслаивается, так как нефть в воде не растворяется. 3. Прибавляют нефть к бензину, четыреххлористому углероду или другим органическим жидкостям, в которых нефть растворима. При взбалтывании жидкости полностью смешиваются. Сравнительная летучесть нефтепродуктов. На полоски фильтровальной бумаги (или на часовые стекла) учащиеся наносят капли очищенного бензина, керосина, машинного масла. Отмечают, что после бензина бумажка быстро становится сухой, т. е. бензин обладает наибольшей летучестью, затем испаряется керосин (испарение его может быть ускорено осторожным подогреванием); улетучивания машинного масла практически наблюдать не удается. Бензин и керосин как растворители. Опыты по ознакомлению с растворяющим действием нефтепродуктов, как и предыдущий, плохо видны с демонстрационного стола, поэтому их лучше всего ставить в качестве лабораторной работы. 1. В пробирки с бензином, керосином и водой наливают по 0,5 мл растительного масла и взбалтывают. Масло растворяется в углеводородах. Отмечают лучшую растворимость в бензине. 2. В небольшие стаканчики или фарфоровые чашки с теми же жидкостями помещают кусочки ткани с пятнами жира и перемешивают их стеклянной палочкой 2—3 мин. После высыхания ткани, помещенные в бензин и керосин, оказываются очищенными от жира. Горение высших углеводородов. 1. Смачивают полоски фильтровальной бумаги в бензине, керосине, мазуте и поджигают их. Вещества горят светящим пламенем. Высшие углеводороды при горении образуют копоть. 2. На железные пластинки или фарфоровые крышки наливают по нескольку капель бензина, керосина и смазочного масла или мазута и поджигают. Наблюдают то же явление. Обращают внимание на легкую воспламеняемость бензина и на сравнительно трудную загораемость мазута. 3.В железную или фарфоровую ложечку помещают небольшой кусочек парафина и нагревают его в пламени горелки. Парафин плавится, а затем горит, образуя копоть. Взрыв паров бензина с воздухом. Пары бензина образуют взрывчатые смеси с кислородом и воздухом. Смесь с воздухом может оказаться взрывоопасной при содержании паров бензина в количестве 2,5—4,8%. Взрывчатая смесь с воздухом может образоваться, например, в открытой таре из-под бензина, что требует большой осторожности в обращении с ней. Приводимые опыты, кроме того, поясняют образование горючей смеси в двигателях внутреннего сгорания (карбюрация бензина).
1. Через бензин, находящийся в склянке (рис. 60), продувают грушей воздух. Образующейся смесью воздуха и паров наполняют небольшой толстостенный цилиндр или материальную банку. Обертывают цилиндр (банку) полотенцем и поджигают смесь лучинкой. Происходит свистящий взрыв или сгорание смеси. После опыта бензин из склянки следует вылить в сосуд, откуда он был взят, и склянку оставить открытой. 2. Наливают в небольшой толстостенный цилиндр 2—3 мл бензина и по трубке, опущенной в жидкость, пропускают кислород из газометра. Когда почти весь бензин испарится, обертывают цилиндр полотенцем и поджигают горящей лучинкой смесь паров бензина с кислородом. Происходит взрыв. Отношение углеводородов нефти к химическим реагентам. Поскольку нефть изучается после непредельных углеводородов, возникает необходимость проверить, свойствами каких соединений — предельных или непредельных — обладают углеводороды нефти. Для опытов лучше всего воспользоваться гексаном или же очищенными (см. ниже) нефтепродуктами, не содержащими непредельных примесей. 1. К бензину, налитому в демонстрационный бокал (химический стакан, демонстрационную пробирку), приливают двойной объем бромной воды. Жидкости перемешивают стеклянной палочкой. Собравшийся наверху слой бензина растворяет бром и окрашивается в интенсивный красно-бурый цвет. Сохранение окраски брома говорит об отсутствии реакции его с бензином. 2. В бокал с бензином наливают раствор перманганата калия и перемешивают жидкости. Нижний водный слой после отстаивания сохраняет окраску перманганата калия. Углеводороды бензина в этих условиях не окисляются. 3. В мерный цилиндр наливают 30 мл бензина, отмечают уровень восковым карандашом и добавляют столько же концентрированной серной кислоты. Цилиндр закрывают пробкой и взбалтывают. По разделении слоев бензина и кислоты устанавливают, что жидкости сохранились в прежних объемах, т. е. не прореагировали между собой. 4. В стаканчик с бензином или керосином, бросают кусочек натрия. Выделение водорода не наблюдается (натрий хранят в керосине). Применявшиеся в этих опытах вещества могут быть вновь выделены и использованы для других опытов. _ Фракционная перегонка нефти. На опыте фракционной перегонки учащиеся наглядно убеждаются в том, что нефть представляет собой смесь различных углеводородов. Так как опыт фракционной перегонки занимает длительное время (почти целый час), его можно поручить, после того как перегонка начнется, лаборанту или одному из подготовленных учащихся. Чтобы не отвлекать внимание класса, опыт можно вести на отдельном столе.
Наконец, до температуры 300°С собирают третью фракцию. Полученные фракции представляют собой примерно бензин, лигроин и керосин. Дальнейшую перегонку нефти в классе можно не производить. Поместив пробирки в штатив, легко видеть относительные количества фракций нефти. Наносят капли полученных фракций на фильтровальные бумажки и наблюдают последовательность улетучивания жидкостей. Для опыта следует брать нефть, не содержащую воды. От примеси воды нефть легко освободить нагреванием ее с. гранулированным хлоридом кальция в колбе с обратным холодильником в течение часа или настаиванием с этим веществом в течение нескольких дней. Устройство прибора для перегонки (в том числе положение термометра) тщательно разъясняется учащимся, так как в дальнейшем им не раз придется с этим встречаться.
Перегонка нефти на ректификационной колонке. В методической литературе описано несколько установок для перегонки нефти, сконструированных в школах (И. Т. Сыроежкин. Действующая модель ректификационной колонны. «Химия в школе», 1960, № 3; Г. А. З д а н ч у к. Химический кружок, «Просвещение». М., 1964; В. Н. Алексинский и др., Действующая установка для разгонки нефти на фракции. «Химия в школе», 1960, № 3). Мы здесь не предлагаем еще какой-либо вариант ректификационной колонны. В химических кружках целесообразно выполнить предложенные конструкции, проверить их действие и внести возможные усовершенствования. Совершенствование должно идти в направлении упрощения установки, повышения ее производительности, более четкого разделения на фракции, обеспечения безопасности в работе. Перегонка мазута с водяным паром. Перегонка мазута, требующая сильного нагревания, ведет к частичному разложению веществ. В технике различные продукты выделяют из мазута, перегоняя его под вакуумом или с водяным паром. Жидкости, не растворяющиеся (практически) в воде, обладают свойством при кипячении с водой или при пропускании через них водяного пара улетучиваться при более низкой температуре. Объясняется это следующим обстоятельством. Как известно, жидкость закипает тогда, когда упругость ее паров становится равной атмосферному давлению. В случае нагревания с водой давление над жидкостью будет слагаться из упругости водяных паров и упругости паров перегоняемого вещества. Поэтому жидкость закипит и начнет перегоняться при меньшей упругости собственных паров, чем атмосферное давление, т. е. при более низкой температуре. Собирают прибор, как показано на рисунке 62.
Колба А является парообразователем. Колба Б служит для нагревания перегоняемой жидкости, в данном случае — керосина или мазута. Вследствие того что поступающий пар вызывает сильное бурление жидкости, колбу Б ставят наклонно, чтобы жидкость не перебрасывало в холодильник. Ввиду сравнительно высокой температуры кипения перегоняемых углеводородов холодильник можно заполнить водой без циркуляции или вовсе заменить его воздушным (стеклянной трубкой). В колбу-парообразователь кладут несколько капилляров, кусочков пемзы или глиняных черепков. Нагревают воду в парообразователе и одновременно в колбе Б. Во время опыта следят, чтобы все время продолжалось интенсивное парообразование, так как при понижении давления жидкость может быть втянута в парообразователь из колбы Б. В приемнике собирается жидкость, разделяющаяся на 2 слоя— на воду и смесь углеводородов. Для окончания опыта прекращают нагревание колб и одновременно открывают зажим на тройнике или при отсутствии тройника разъединяют колбы, сняв в этом месте резиновую смычку с одной из трубок. Жидкости разделяют с помощью делительной воронки. Следует обратить внимание на мытье посуды после нефтепродуктов. Вода не растворяет этих веществ, поэтому непосредственно ее нельзя использовать для данной цели. Приходится использовать ряд веществ, растворяющих друг друга в некоторой последовательности, пока, наконец, возможно будет воспользоваться водой. Может быть применен, например, друг за другом ряд следующих веществ: бензин, эфир, спирт, вода. Можно применить и такие вещества: керосин, бензин, хромовую смесь. Для очистки форштосса холодильника целесообразно пользоваться ватным тампоном, смоченным в бензине и насаженным на металлическую (например, алюминиевую) проволоку. Крекинг нефтепродуктов. Необходимость наглядного ознакомления учащихся с крекинг-процессом, имеющим столь важное значение сейчас в нефтяной промышленности для получения бензинов и для синтеза ряда ценнейших веществ из продуктов крекинга, неоспорима. В промышленности известно много видов крекинга: жидкофазный крекинг под давлением, парофазный крекинг, каталитический крекинг, окислительный крекинг, пиролиз и т. д. В школе не изучаются все эти виды крекинга, и поэтому достаточно продемонстрировать лишь самый принцип его — разложение тяжелых углеводородов нефти на более легкие продукты при действии высокой температуры. Для крекинга можно взять керосин или остаток от перегонки нефти, полученный в предыдущем опыте. Убедиться в том, что молекулы керосина претерпевают расщепление, можно будет по появлению непредельных соединений и газообразных веществ в продуктах реакции.
Чтобы процесс прошел успешно, пары керосина необходимо нагреть до температуры 500—600° С. В таком случае наряду с образованием непредельных углеводородов получается значительное количество газа. При более низкой температуре не удается собрать много газообразных продуктов, но все же с большой убедительностью удается обнаружить непредельные углеводороды в жидких продуктах крекинга. Таким способом даже при отсутствии в лаборатории сильного источника нагрева можно продемонстрировать учащимся важнейшую реакцию этого процесса — расщепление больших молекул с образованием непредельных углеводородов. Так как о крекинг-процессе учащиеся будут судить по появлению непредельных соединений (проба с бромной водой), то керосин, применяющийся для крекинга, не должен обесцвечивать бромную воду. Поэтому, если окажется, что имеющийся в лаборатории керосин содержит непредельные соединения, он должен быть тщательно очищен. Так как при очистке будут происходить значительные потери жидкости, керосина берут не менее 50 мл. 1. Прибор для крекинга керосина собирают, как указано на рисунке 63.Основную часть прибора составляет железная трубка длиной 35—40 см с внутренним диаметром 2—2,5 см. Эта трубка нагревается до высокой температуры, и в ней происходит реакция разложения углеводородов. Трубку набивают не слишком плотно вьющимися железными стружками (с токарного станка), чтобы обеспечить более быструю теплопередачу. К трубке тщательно подбирают две доброкачественные корковые пробки. Пробки хорошо обжимают в пробкомялке и сверлят отверстия — в одной для аллонжа, в другой — для газоотводной трубки. Перед тем как вставить пробки в железную трубку, их необходимо промазать со всех сторон жидким стеклом или силикатным клеем. Жидкое стекло по высыхании обеспечит герметичность прибора и сохранность пробок. При отсутствии корковых пробок, очень плотные, совершенно необгорающие пробки можно сделать, замесив асбест на жидком стекле. В аллонж вставляют на пробке капельную или делительную воронку. В воронку следует взять по возможности значительное количество очищенного керосина или остатка от перегонки нефти, если бы они даже и не были полностью использованы для крекирования. Это необходимо для того, чтобы при открывании краника не было прорыва газов в воронку. U-образная трубка (или ее заменяющая) служит сборником жидких продуктов крекинга. Вертикальная трубка нужна для конденсации паров углеводородов. В цилиндре (пробирке) собирают газообразные продукты. После проверки прибора на герметичность (при слабом нагревании железной трубки должны проходить пузырьки газа) нагревают железную трубку до начала красного каления. Нагревать можно с помощью 2—3 газовых горелок, бензиновой или паяльной лампы, угольной жаровни или, наконец, электрическим способом, как описано на странице 52. Когда трубка достаточно разогреется, устанавливают краник воронки так, чтобы керосин поступал со скоростью одной капли в 5—8 сек. В U-образной трубке через несколько минут начинают собираться капли жидкости. Из сказанного ранее следует, что нет необходимости точно контролировать температуру нагрева трубки (что сильно упрощает опыт): при перегреве наряду с образованием жидких непредельных углеводородов будет происходить обильное выделение газа (и ароматических соединений в жидком продукте), при недогреве все же соберется достаточное количество непредельных соединений, чтобы можно было их обнаружить с помощью бромной воды. Если нагревание ведется сильно и в процессе опыта образуется газ, начинают собирать его в цилиндр после того, как будет вытеснен из прибора воздух. Когда собрано несколько миллилитров жидкого продукта, а цилиндр заполнен газом, удаляют трубку из ванны с водой, прекращают подачу керосина и через 2—3 мин прекращают нагревание железной трубки. Жидкий продукт крекинга испытывают бромной водой. Для этого в демонстрационные пробирки наливают одинаковые количества полученного продукта и исходного керосина и добавляют к ним равные объемы бромной воды. При встряхивании в первом случае наступает моментальное обесцвечивание:
Во втором случае остается устойчивая окраска брома. На основании этого опыта может быть решена задача: «Как отличить крекинг-бензин от бензина прямой гонки?» Полученный газ может быть испытан обычным способом на горючесть и на присутствие непредельных углеводородов. В результате высокотемпературного крекинга в железной трубке удается обнаружить выделившийся уголь. Крекинг-установка, разумеется, должна быть собрана до урока, поэтому в классе основная затрата времени (10—15 мин) идет на проведение самого процесса. Когда прибор объяснен и опыт начался, один из учащихся (например, готовивший установку в химическом кружке) следит за процессом. Вопрос о месте демонстрации опыта в плане урока может быть решен двояко: учитель обращается к опыту после подробного разъяснения процесса крекинга и разбора соответствующих химических уравнений или же переходит к нему, предварительно указав лишь, что крекинг заключается в распаде крупных молекул при сильном нагревании на более мелкие. В первом случае время, пока идет опыт, может быть использовано на упражнение в составлении уравнений термического распада какого-нибудь другого углеводорода или на рассказ о высокооктановом бензине. Во втором случае в это время разбирается химизм крекинга и решается вопрос о том, как обнаружить непредельные соединения в жидком продукте и какие испытания могут быть проведены с образующимся газом, что и осуществляется по окончании опыта. Основываясь на полученных учащимися конкретных представлениях о термическом разложении углеводородов, учитель излагает далее сведения о промышленном крекинг-процессе и его аппаратуре. На внеклассных занятиях можно рекомендовать учащимся провести крекинг-процесс количественно (с учетом израсходованного и полученных продуктов), осуществить каталитический крекинг (см. рекомендуемую литературу) и усовершенствовать систему нагрева трубки. 2. Если при демонстрации крекинга не ставить задачу собирания газа, опыт можно упростить (рис. 64). В качестве «печи крекинга» берут тонкостенную металлическую или фарфоровую трубку длиной 15—20 см. Внутрь трубки, как и в предыдущем случае, помещают железные стружки или же свернутую в спираль железную проволоку. Корковые пробки, перед тем как их вставить в трубку пропитываются жидким стеклом. Нагревают трубку в пламени газовой горелки или на сильном пламени спиртовки и пускают по каплям очищенный керосин из бюретки или воронки, как показано на рисунке. Жидкие продукты крекинга собираются в пробирке, охлаждаемой холодной водой или смесью воды со льдом. За 5—6 мин собирается достаточное количество жидкости, чтобы можно было обнаружить в ней непредельные углеводороды при помощи бромной воды или раствора перманганата калия.
В промышленных условиях крекинг-процесс ведут «в кипящем слое» с циркулирующим катализатором. Пока не разработан опыт, который позволил бы в школьных условиях наблюдать эти передовые методы технологии. Приходится ограничиться демонстрацией крекинга лишь в самом общем виде. Строго говоря, при этом даже не выявляется с достаточной убедительностью влияние катализатора на скорость реакции и на изменение качественного состава продуктов (уменьшение выхода непредельных углеводородов, образование изосоединений и ароматики). В качестве катализатора на крекинг-установках используются, как известно, природные или синтетические алюмосиликаты. Для школьного опыта можно воспользоваться каолином, просушив его в термостате при температуре около 100° С в течение 2—3 н и растерев затем в ступке до мелких зерен.
Опыт можно провести в том же приборе, в котором демонстрировался; термический крекинг (рис. 63). Железную трубку для крекинг-процесса (и других опытов, требующих сильного нагревания) иногда изгибают под прямым углом. В таком случае прибор будет выглядеть, как представлено на рисунке 65. Удобна также для опыта железная, фарфоровая или кварцевая трубка с электронагревом. Н. 3. Цлаф предложил не накладывать электрообмотку непосредственно на трубку-реактор, а заключить ее в кожух, в который трубка могла бы свободно вставляться, т. е. сконструировать прибор по типу применяемых в химических лабораториях трубчатых печей промышленного производства.
Для изготовления такой печи берут фарфоровую трубку длиной 30 см и диаметром около 30 мм, наматывают на нее нихромовую спираль, как указывалось выше (стр. 52), и промазывают огнеупорной глиной. Намазку сушат в течение нескольких дней и покрывают железным кожухом. Пространство под кожухом заполняют асбестовой ватой. Концы электроспирали изолируют керамикой и крепят в клеммах снаружи печи. Печь может быть заранее градуирована на различные температуры или же опыты могут проводиться при одновременном замере температуры термопарой, помещаемой в отверстие печи вместе с трубкой-реактором (рис. 66). Техника проведения опыта в общем та же, что и при термическом крекинге. Катализатор (там теплоноситель — железные стружки) помещают в трубку-реактор. В бюретку наливают керосин, подвергаемый крекированию. Заряженную катализатором трубку помещают в заранее включенную в сеть электропечь. Туда же помещают термопару или устанавливают реостат на соответствующее заданной температуре деление. Когда установится необходимая температура (450—500° С), пускают по каплям керосин. Собирающаяся в приемнике жидкость проверяется на содержание непредельных соединений. Газообразные продукты могут быть подожжены. Чтобы продукты реакции быстрее отводились из зоны реакции и менее «закоксовывали» катализатор, опыт рекомендуется проводить с отсасыванием их водоструйным насосом. Насос подключается к приемнику жидкого погона вместо трубки для сжигания. 2. Учащимся можно предложить сконструировать прибор и провести опыт термического или каталитического крекинга каких-либо иных нефтепродуктов, например вазелинового или машинного масла. В качестве реактора пусть будет использована колба Вюрца (ее с теплоносителем или катализатором можно нагревать на голом огне). Нефтепродукт должен вводиться в реактор постепенно по мере прохождения реакции (например, из капельной воронки). В приборе должна быть предусмотрена возможность собирать жидкие и газообразные продукты крекинга для испытания. Опыт следует отработать настолько, чтобы об уменьшении молекулярной массы углеводородов в результате крекинга можно было судить на основании сравнения консистенции исходных и образующихся продуктов (вязкое масло вначале и подвижная жидкость после крекинга). Ароматизация нефтепродуктов. Каталитическое превращение предельных углеводородов и циклопарафинов в ароматические — широко распространенный промышленный процесс. Его используют как для получения индивидуальных ароматических соединений, так и для повышения содержания ароматики в бензиновых фракциях с целью повышения их октанового числа и химической устойчивости (риформинг-процесс). Школьные опыты ароматизации углеводородов описаны в литературе Пользуясь статьями в журнале «Химия в школе», можно поставить с учащимися ряд интересных экспериментов. Здесь есть большие возможности и для усовершенствования опытов. Следует поработать над созданием более простых и доступных для школьных условий катализаторов. Необходимо повысить выход ароматических соединений, с тем чтобы их можно было не только обнаружить качественной формалитовой реакцией (красное окрашивание в присутствии формалина и концентрированной серной кислоты), но и можно было испытать на нитрование азотной кислотой. Желательно найти более простой и надежный способ контроля и регулирования температурного режима реакции. Очистка бензина и керосина. Бензин и керосин после заводской перегонки содержат примеси нафтеновых кислот и других веществ, осложняющих их применение. Неочищенный керосин, например, плохо поднимается по фитилю лампы, слабо горит и быстро образует нагар. Неочищенные продукты можно узнать по грязному виду и малой прозрачности. 1. Очистку производят обычно, обрабатывая нефтепродукты сперва концентрированной кислотой, а затем щелочью. Наливают в большую делительную воронку 15—20 мл неочищенного керосина и прибавляют 2—3 мл концентрированной серной кислоты. Воронку закрывают пробкой и смесь встряхивают около 10 мин. При этом воронку держат пробкой вниз и время от времени открывают кран, чтобы выпустить вверх пары летучих веществ. После этого смеси дают расслоиться, на что также потребуется минут 10 или больше, и медленно спускают нижний слой кислого гудрона. Оставшийся в воронке керосин промывают подобным же способом водой в течение 1—2 мин. Водный слой спускают, а керосин промывают 5—10-процентным раствором щелочи. После сливания щелочного слоя отмывают от керосина водой остатки щелочи (проба фенолфталеином). Убеждаются в том, что очищенный керосин оказывается более прозрачным, лучше горит и имеет другой запах. На листки фильтровальной бумаги помещают капли исходного и очищенного керосина. Очищенный керосин испаряется полностью, неочищенный оставляет после себя пятно примесей. 2. Для школьных опытов, где требуется показать, что в нефтепродуктах прямой гонки не содержатся непредельные углеводороды, очистку керосина можно провести быстрее при помощи марганцовокислого калия. Встряхивают в склянке керосин с щелочным концентрированным раствором марганцовокислого калия в течение 10 мин (открывая временами пробку склянки для выхода паров). Дают смеси отстояться, берут пипеткой из верхнего слоя пробу керосина и испытывают ее бромной водой на содержание непредельных соединений. В случае обесцвечивания бромной воды продолжают встряхивать смесь или, если окислителя было взято мало и он обесцветился, добавляют свежий раствор марганцовокислого калия и встряхивают жидкость еще несколько минут. Затем переливают смесь в делительную воронку, дают ей расслоиться и спускают нижний водный слой. К керосину, оставшемуся в воронке, добавляют равный объем чистой воды, встряхивают, дают смеси расслоиться и вновь отделяют водный слой, чем достигается промывка керосина.
В железный или фарфоровый тигель наливают минеральное масло (вазелиновое, машинное, газойль) с таким расчетом, чтобы уровень жидкости был на 10—12 мм ниже края тигеля. Тигель помещают в песочную баню, уровень песка должен быть при этом на уровне масла в тигеле. На стенках тигеля и на песке не должно быть капель масла, так как они могут загореться, что исказит результаты опыта. Термометр укрепляют так, чтобы ртутный шарик его находился в середине жидкости. Для поджигания паров готовят специальное приспособление. В стеклянную узкую трубочку пропускают скрученный из ваты фитиль, пропитанный маслом; из трубочки он должен выходить на 2—3 мм, чтобы при поджигании его образовывалось очень небольшое некоптящее пламя. Нагревают песочную баню и за 10—15° С до ожидаемой температуры вспышки пытаются поджечь пары жидкости. Для этого пламенем зажигательной трубки медленно проводят по краю тигеля, не касаясь поверхности масла. Если вспышка не произойдет, продолжают эту операцию через каждые 2—3° С показаний термометра, пока над жидкостью не вспыхнет синеватое пламя (жидкость при этом не должна загораться). Показание термометра в этот момент и есть температура вспышки данной жидкости. Так могут быть исследованы различные нефтепродукты. Найденные температуры вспышки оформляются в виде таблицы и сопоставляются с вязкостью продуктов и их летучестью.
|
Собирают типовой прибор для перегонки жидкостей согласно рисунку 61. В колбу емкостью 0,5 л наливают 100—150 мл нефти или искусственно приготовленной смеси бензина, керосина и какого-нибудь смазочного масла, как это часто делают при отсутствии в лаборатории нефти. Помещают в нефть несколько стеклянных капилляров или немного песку для равномерного кипения и закрывают пробкой с термометром, градуированным на 360° С. В холодильник пускают воду. Начинают медленно нагревать нефть на электроплитке или горелке через асбестированную сетку. Внимание класса обращают на тот факт, что температура беспрерывно повышается. Собирают в колбу или пробирку первую фракцию до температуры 150° С. Уровень жидкости в пробирке отмечают восковым карандашом. В интервале температур 150—200° С собирают в другую колбу вторую фракцию и также отмечают уровень собранной жидкости.
Каталитический крекинг нефте продуктов. В настоящее время все большее распространение находит каталитический крекинг углеводородов, позволяющий вести процесс с большей скоростью, при несколько более низкой температуре и получать продукты более высокого качества. На уроках химии каталитический крекинг рассматривается после того, как принципиальные основы процесса будут выяснены на основе термического крекинга.
1. Крекингу можно подвергнуть очищенный керосин или вазелиновое масло. Разумеется, предварительно эти продукты должны быть проверены на отсутствие в них непредельных соединений.
Определение температуры вспышки нефтепродуктов. Температура вспышки — это та минимальная температура жидкости, при которой пары ее образуют с воздухом смесь, воспламеняющуюся при поднесении пламени. Температуру вспышки отличают от температуры воспламенения. Последняя означает температуру, при которой загорается сама жидкость. По температуре вспышки можно судить о летучести вещества и его огнеопасности. Тот из нефтепродуктов, температура вспышки которого ниже, имеет, очевидно, большую летучесть и является более огнеопасным. Температуру вспышки можно определить следующим довольно простым способом (рис. 67).
