1.2.6. Влияние химического состава бензинов на их антидетонационные свойства

Как было показано, при значительных различиях в соотношении алканов нормального строения, изоалканов, алкилциклопентанов, алкилциклогексанов и алкилбензолов, различия в соотношении изомеров данной группы углеводородов для большинства нефтей относительно невелики. Следовательно, антидетонацион­ные свойства бензиновых фракций нефтей определяются, в основном, соотноше­нием групп алканов, изоалканов, циклопентанов, цкклогексанов и аренов.

Нефти, сильно различающиеся по распределению изомеров от обычного, не­многочисленны. В Советском Союзе это нефти месторождений Грязевая Сопка, Нафталан, Троицко-анастасиевское, IV горизонт, Русское, Валенское и немногие другие. Эти нефти отличаются весьма низким содержанием бензиновых фрак­ций. Для указанных нефтей содержание фракций, перегоняющихся до 200°С, составляет: месторождения Грязевая Сопка — 6,2 %, Нафталан — 4,2 %, Троицко-анастасиевское — 8,4 %, Валенское — 0,6 %, Русское — 2,2 %.

Естественно, что бензины этих нефтей существенного практического интереса не представляют, хотя содержат очень мало нормальных алканов и много сильноразветвленных изоалканов, эти бензины отличаются высокими октановыми чис­лами.

Ниже дано распределение нефтей СССР по октановому числу (м. м) бензи­новых фракций до 200°С:

Нефти 66% месторождений имеют фракции до 200 °С с октановым числом в интервале 35—50 и 84 % — в интервале 30-55.

Нефти с очень низким октановым числом бензина отличаются высоким со­держанием алканов, главным образом нормального строения, в бензиновых фрак­циях. Так, в бензине комсомольской нефти (Калмыцкая АССР), имеющем окта­новое число 20, содержится 8 % аренов, 9 % циклоалканов и 83 % алканов.

Бензины, имеюшие октановые числа выше 65, содержатся в основном в неф­тях типа гроицко-анастасиевской (IV горизонт) и месторождения Грязевая Сопка с очень низким содержанием бензиновых фракций. Есть немногочисленные исклю­чения: тажигалинская (Казахстан) и некоторые нефти Сахалина (паромайская, календинская), как и нефти типа троицко-анастасиевской, содержат в бензинах в большом количестве циклоалканы и очень мало нормальных алканов, в то же время содержат значительные количества бензиновых фракций. Бензин новопор-товской нефти (Западная Сибирь), имея октановое число перегоняющихся до 200 °С фракций (21,7% на нефть) 70,4, отличается высоким содержанием аренов (28%) и циклоалканов (53%) и очень низким (1 %)—нормальных алканов.

Наибольшим октановым числом (76) обладает бензин из южно-аламышик-ской (Узбекистан) нефти (19 % на нефть), отличающийся очень высоким содер­жанием (46,2 %) аренов при почти полном отсутствии нормальных алканов.

С увеличением конца кипения бензина октановое число его во всех случаях снижается, хотя содержание аренов при этом возрастает.

Это связано с особеностями углеводородного состава бензинов. Октановое число алканов данного типа строения быстро снижается с ростом числа атомов углерода в молекуле. Для циклоалканов октановое число снижается в рядах:

циклопентан > метилциклопентан > диметилциклопентан > этилциклопентан

и

циклогексан > метилциклогексан > диметилциклогексан > этилциклогексая > пропилциклогексан

Только в случае алкилбензолов увеличение числа атомов углерода в моле­куле не приводит к снижению октанового числа.

Из сказанного следует, что высокие октановые числа бензинов могут быть обеспечены только при высоком содержании в них аренов. Малое содержание в бензиновых фракциях нефтей алканов с высокой степенью разветвления, обла­дающих высокими октановыми числами, обусловливают низкие антидетонацион­ные свойства бензинов, содержащих значительные количества алканов.