Номер 11, страница 58 - гдз по химии 10 класс проверочные и контрольные работы Габриелян, Лысова

11. Укажите цели крекинга нефтепродуктов.

1) получение аренов

2) увеличение выхода бензина

3) получение алкенов

4) повышение качества бензина

5) получение пропан-бутановой смеси

Крекинг (от англ. cracking — расщепление) — это общее название для процессов термической и каталитической переработки нефти и ее фракций, основной целью которых является расщепление молекул тяжелых углеводородов на более легкие и ценные продукты. Этот процесс имеет несколько ключевых целей в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности.

1) получение аренов
Ароматические углеводороды (арены), такие как бензол, толуол и ксилолы, являются ценным сырьем для химического синтеза и высокооктановыми компонентами автомобильного бензина. Процессы каталитического крекинга, и в особенности каталитического риформинга, направлены на превращение алканов и циклоалканов (нафтенов) в арены. Это позволяет не только получать ценное химическое сырье, но и значительно повышать октановое число бензина.
Ответ: получение аренов является одной из важных целей крекинга для производства высокооктановых компонентов бензина и сырья для нефтехимии.

2) увеличение выхода бензина
Это главная и исторически первая цель внедрения процессов крекинга. При прямой перегонке нефти выход бензиновой фракции (углеводороды $C_5-C_{12}$) очень мал и составляет около 15-20%. Крекинг позволяет перерабатывать тяжелые, менее ценные фракции (керосин, газойль, мазут) с длинными углеводородными цепями ($>C_{12}$) в более легкие молекулы, входящие в состав бензина. Например, крекинг гексадекана $C_{16}H_{34}$ может привести к образованию октана $C_8H_{18}$ и октена $C_8H_{16}$ (оба могут быть компонентами бензина): $C_{16}H_{34} \xrightarrow{t, p, cat} C_8H_{18} + C_8H_{16}$. Это позволяет увеличить суммарный выход бензина из нефти до 60% и выше.
Ответ: увеличение выхода бензина является основной и наиболее важной экономической целью крекинга.

3) получение алкенов
В процессе крекинга наряду с насыщенными углеводородами (алканами) всегда образуются и ненасыщенные (алкены или олефины). Низшие алкены — этен (этилен) $C_2H_4$, пропен (пропилен) $C_3H_6$, бутены $C_4H_8$ — являются важнейшим сырьем для нефтехимической промышленности. Из них производят полимеры (полиэтилен, полипропилен), спирты, растворители и множество других органических веществ. Такой процесс, как паровой крекинг (пиролиз), специально предназначен для максимального получения именно алкенов.
Ответ: получение алкенов является ключевой целью крекинга для обеспечения сырьем нефтехимической промышленности.

4) повышение качества бензина
Качество бензина определяется его детонационной стойкостью, которая измеряется октановым числом. Бензин, полученный прямой перегонкой, состоит преимущественно из алканов нормального строения, имеющих низкое октановое число. В ходе каталитического крекинга, помимо расщепления, протекают реакции изомеризации, в результате которых образуются разветвленные углеводороды (изоалканы). Изоалканы и образующиеся в процессе арены обладают значительно более высоким октановым числом. Таким образом, бензин, полученный крекингом, имеет гораздо лучшее качество, чем бензин прямой гонки.
Ответ: повышение качества (октанового числа) бензина за счет образования разветвленных и ароматических углеводородов является важнейшей целью каталитического крекинга.

5) получение пропан-бутановой смеси
В ходе крекинга в качестве побочных продуктов образуются газообразные углеводороды, в первую очередь пропан ($C_3H_8$) и бутан ($C_4H_{10}$). Эта смесь, сжиженная под давлением, известна как сжиженный нефтяной газ (СНГ) или пропан-бутан. СНГ является ценным товарным продуктом: его используют как экологически более чистое моторное топливо, в быту для отопления и приготовления пищи, а также в качестве сырья для химической промышленности. Таким образом, его получение является экономически выгодной и неотъемлемой частью процесса.
Ответ: получение пропан-бутановой смеси (сжиженного нефтяного газа) является важным и экономически целесообразным результатом процесса крекинга.