Айзък Азимов
Светът на въглерода (7)

Откъде идват въглеводородите

В някои географски райони има особен вид масло, което е под земята. Допреди стотина години то създаваше само неприятности на местата, където се случеше да се просмуче на повърхността. Сега то е един от най-ценните дарове на Земята и за него се водят войни. Маслото се нарича нефт или петрол, което идва от латински и означава „каменно масло“.

Нефтът съдържа стотици различни въглеводороди. За да може да се оползотвори, той трябва да се преработи. Това означава, че трябва да се раздели на групи от въглеводороди, всяка със свое специфично приложение. Например от бензина няма да има полза, ако съдържа молекули с вериги от петнадесет въглеродни атома. Такива молекули не се изпаряват лесно и горят прекалено бавно. Те само ще задавят двигателя с лепкави сажди. Така че бензинът трябва да представлява само една фракция от цялата нефтена смес.

Тайната при преработката на нефта се крие във факта, че различните въглеводороди се изпаряват по различен начин. Колкото по-дълга е въглеродната верига на молекулата, толкова по-трудно се изпарява тя; толкова повече топлина е необходима, за да се изпари напълно. С други думи, въглеводородите с дълга верига имат по-висока температура на кипене от въглеводородите с къса въглеродна верига.

Ако нагреем съвсем слабо нефта, ще се получат парите само на тези молекули, чиято въглеродна верига е много къса. Тези пари могат да бъдат отведени и след охлаждане да се втечнят отново. Ако го нагреем повече, ще се отделят пари с по-дълги вериги; колкото по-висока е температурата, толкова по-дълга верига се изпарява. Образуваните пари се отвеждат и се охлаждат, докато се втечнят. Всяка течност е различна фракция от първоначалния нефт. Този процес се нарича фракционна дестилация^[1].

Първата фракция, която се отделя при нагряване на нефта, се състои главно от пентани и хексани и се нарича петролев етер. След това идва бензинът, за който току-що стана дума. Следващата фракция се нарича керосин (газ за лампи).

Преди повече от петдесет години керосинът имаше много голямо значение, защото служеше за осветление. Дори и днес в някои провинциални райони (а даже и в градовете, когато ураган или друго природно бедствие прекъсне електропроводите) газените лампи все още се употребяват. По-рано нефтът се ценеше главно като източник на керосин. С появата на електрическото осветление керосинът отстъпи назад, а с появата на автомобила на преден план дойде бензинът.

Днес керосинът е по-евтин и вече са конструирани специални двигатели, които могат да работят с керосин. Такъв е дизеловият двигател. Той се използува в камиони, автобуси, локомотиви и кораби. Днес се полагат усилия тези двигатели да се пригодят и за обикновените леки автомобили, така че керосинът вероятно ще се завърне пак.

Фракцията, която се изпарява след керосина, се нарича мазут. Тя намира все по-голямо приложение в отоплението. С удължаването на въглеводородната молекула се образуват по-малко пари и опасността от експлозия намалява. Мазутът е много по-безопасен за работа в сравнение с бензина, но същевременно не гори достатъчно лесно, за да може да се използува за нафтови печки.

При съвременната преработка на нефта естественото съдържание бензин в него не задоволява химиците. Нефтът се подлага на специална преработка, за да се разкъсат дългите въглеродни вериги на по-къси. По такъв начин молекулите, които обикновено са в керосина или в по-висшите фракции, преминават в бензин. Този процес се нарича крекиране (крекинг). По един или друг начин почти половината от нефта може да се превърне в бензин.

Бензин може да се получи и от въглищата. Някои видове въглища съдържат дълговерижни въглеводороди, които могат да се отделят. След това техните молекули могат да се крекират до подходяща дължина на веригата. Дори и самите твърди въглища, които се състоят главно от въглеродни атоми, могат да бъдат обработени с газообразен водород, така че да се получи известно количество бензин.