汽油进展缓慢,其实是在慕容萱的预料之内的,因为之前慕容萱给石油产品工厂那边的汽油炼制方法,仅仅是最初级的蒸馏法。
蒸馏是分离、纯化液态混合物的一种常用的方法,也可以测定液态化合物的沸点,因此对鉴定纯液态化合物有一定的意义。
蒸馏沸点差别较大的混合液体时,沸点较低者先蒸出,沸点较高的随后蒸出,不挥发的留在蒸馏器内,这样,可达到分离和提纯的目的,故蒸馏是分离和提纯液态化合物常用的方法之一。
而慕容萱,仅仅给出了两种蒸馏方法,常压蒸馏和减压蒸馏。
常压蒸馏,就是利用加热炉,分馏塔等设备将原油气化,烃(碳氢化合物的总称)类化合物在不同的温度下蒸发,然后将这些物质冷却为液体,生产出一系列的石油制品。
而减压蒸馏,就是利用降低压力从而降低费沸点的原理,将常压重油在减压塔内分馏,从重油中分出柴油、润滑油、石蜡、沥青等产品。
可是,这两种方法都有一个缺陷,就是仅仅只能炼制出百分之二十的汽油,对于汽油来说,是相当浪费了。
而慕容萱了解到,现在南部山脉中,汽油的炼制工厂,仅仅简单的研制出了常压蒸馏,减压蒸馏都没能鼓捣出来,虽然慕容萱已经将减压蒸馏的方法和原理都写清楚了。
可是,知道和做到,还是有区别的!
液体的沸点,是指它的饱和蒸气压等于外界压力时的温度,因此液体的沸点是随外界压力的变化而变化的,如果借助于真空泵降低系统内压力,就可以降低液体的沸点,这便是减压蒸馏操作的理论依据。减压蒸馏是分离和提纯有机化合物的常用方法之一,它特别适用于那些在常压蒸馏时未达沸点即已受热分解、氧化或聚合的物质,所以,减压蒸馏就很适合用来分离出是有种的柴油、润滑油、石蜡和沥青等产品。
在蒸馏操作中,一些有机物加热到其正常沸点附近时,会由于温度过高而发生氧化、分解或聚合等反应,使其无法在常压下蒸馏。若将蒸馏装置连接在一套减压系统上,在蒸馏开始前先使整个系统压力降低到只有常压的十几分之一至几十分之一,那么这类有机物就可以在较其正常沸点低得多的温度下进行蒸馏。
在已知一化合物的正常沸点和蒸馏系统的压力时,连接线B上的相应点b和线C上的相应点p的直线与左边的线A相交,交点a指出系统压力下此有机物的沸腾温度。
反过来,若希望在一安全温度下蒸馏一有机物,根据此温度及该有机物的正常沸点,也可以连一条直线交于右边的线C上,交点指出此操作必须达到的系统压力。
减压蒸馏装置主要由蒸馏、抽气(减压)、安全保护和测压四部分组成。蒸馏部分由蒸馏瓶、克氏蒸馏头、毛细管、温度计及冷凝管、接受器等组成。克氏蒸馏头可减少由于液体暴沸而溅入冷凝管的可能性;而毛细管的作用,则是作为气化中心,使蒸馏平稳,避免液体过热而产生暴沸冲出现象。毛细管口距瓶底约1~2mm,为了控制毛细管的进气量,可在毛细玻璃管上口套一段软橡皮管,橡皮管中插入一段细铁丝,并用螺旋夹夹住。蒸出液接受部分,通常用多尾接液管连接两个或三个梨形或圆形烧瓶,在接受不同馏分时,只需转动接液管,在减压蒸馏系统中切勿使用有裂缝或薄壁的玻璃仪器。尤其不能用不耐压的平底瓶(如锥形瓶等),以防止内向爆炸。抽气部分用减压泵,最常见的减压泵有水泵和油泵两种。安全保护部分一般有安全瓶,若使用油泵,还必须有冷阱(冰水、冰盐或者干冰)、及分别装有粒状氢氧化钠、块状石蜡及活性炭或硅胶、无水氯化钙等吸收干燥塔,以避免低沸点溶剂,特别是酸和水汽进入油泵而降低泵的真空效能。所以在油泵减压蒸馏前必须在常压或水泵减压下蒸除所有低沸点液体和水以及酸、碱性气体。测压部分采用测压计,常用的测压计。
所以,要进行这减压蒸馏来炼油,还是比较麻烦的,用到的设备也很多,事实上,慕容萱虽然明白原理,但是很多设备慕容萱都不知道到底是什么,只能是凭借自己的想象力来设想,所以,这也是南部山脉中的石油工厂,现在都还没办法将各种石油产品给分离出来的原因。
不过,想到这里,慕容萱又想到了一个事情,那就是,曾经在地球上,石油产品中,事实上最开始,最重要的并不是汽油啊!
19世纪中,人们还没有认识到汽油的重要性,当时大量使用的是点灯用煤油。那时的石油炼制依赖简单的蒸馏过程,将石油中沸点不同的成分分离出来。煤油组分的沸点较高,点灯时使用安全,成为原油炼制的主要产品,而汽油和其他成分则往往被当作燃料烧掉。到了19世纪中后期,创制成功使用汽油的内燃机,1886年汽油机作为汽车动力运行成功,由此,汽油的重要性与日俱增。但采用蒸馏法,仅能从原油中提炼出20的汽油。
直到1911年,美国标准石油公司才解决了汽油收率低的问题,采用威廉姆伯顿和罗伯特哈姆福瑞斯发明的热裂化工艺,将重质的瓦斯油加热裂化为轻质的汽油等馏分,从而整体提高了汽油收率,热裂化工艺在1913年获得了美国专利授权。
随后的催化裂化工艺比热裂化工艺进一步提高了汽油收率,而且辛烷值更高。
那慕容萱就在考虑了,是不是要尝试尝试热裂化工艺或者催化裂化工艺?要知道,这两个工艺,才是汽油真正能够成为石油产品中最重要的产品,才让石油成为最重要的能源的原因啊!
可是,热裂化工艺和催化裂化工艺,难度可是要比减压蒸馏更高的啊!