ब्यूटेन का मुख्य प्राकृतिक स्रोत है। हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत पोस्ट करें
ऐसे यौगिक जिनमें केवल कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
हाइड्रोकार्बन को चक्रीय (कार्बोसाइक्लिक यौगिक) और एसाइक्लिक में विभाजित किया गया है।
चक्रीय (कार्बोसाइक्लिक) यौगिकों को ऐसे यौगिक कहा जाता है जिसमें केवल कार्बन परमाणुओं से युक्त एक या अधिक चक्र शामिल होते हैं (हेटेरोएटोम्स वाले हेटरोसायक्लिक यौगिकों के विपरीत - नाइट्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन, आदि)। कार्बोसाइक्लिक यौगिक, बदले में, सुगंधित और गैर-सुगंधित (एलिसिक्लिक) यौगिकों में विभाजित होते हैं।
एसाइक्लिक हाइड्रोकार्बन में कार्बनिक यौगिक शामिल होते हैं जिनके अणुओं का कार्बन कंकाल खुली श्रृंखला वाला होता है।
ये श्रृंखलाएं एकल बांड (अल-केन्स) द्वारा बनाई जा सकती हैं, इनमें एक डबल बॉन्ड (एल्केन्स), दो या अधिक डबल बॉन्ड (डायनेज़ या पॉलीनेज़), एक ट्रिपल बॉन्ड (अल्केनीज़) होते हैं।
जैसा कि आप जानते हैं, कार्बन शृंखलाएँ अधिकांश का हिस्सा हैं कार्बनिक पदार्थ. इस प्रकार, हाइड्रोकार्बन का अध्ययन प्राप्त होता है विशेष अर्थ, क्योंकि ये यौगिक कार्बनिक यौगिकों के अन्य वर्गों का संरचनात्मक आधार हैं।
इसके अलावा, हाइड्रोकार्बन, विशेष रूप से अल्केन्स, कार्बनिक यौगिकों के मुख्य प्राकृतिक स्रोत हैं और सबसे महत्वपूर्ण औद्योगिक और प्रयोगशाला संश्लेषण (योजना 1) का आधार हैं।
आप पहले से ही जानते हैं कि हाइड्रोकार्बन हैं सबसे महत्वपूर्णरासायनिक उद्योग के लिए कच्चा माल। बदले में, हाइड्रोकार्बन प्रकृति में काफी व्यापक हैं और इन्हें विभिन्न प्राकृतिक स्रोतों से अलग किया जा सकता है: तेल, संबंधित पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस, सख़्त कोयला. आइए उन पर अधिक विस्तार से विचार करें।
तेल- हाइड्रोकार्बन का एक प्राकृतिक जटिल मिश्रण, मुख्य रूप से रैखिक और शाखित अल्केन्स, जिसमें अन्य कार्बनिक पदार्थों के साथ अणुओं में 5 से 50 कार्बन परमाणु होते हैं। इसकी संरचना महत्वपूर्ण रूप से इसके निष्कर्षण (जमा) के स्थान पर निर्भर करती है, इसमें अल्केन्स के अलावा, साइक्लोअल्केन्स और भी शामिल हो सकते हैं सुगंधित हाइड्रोकार्बन.
तेल के गैसीय और ठोस घटक इसके तरल घटकों में घुले होते हैं, जो इसका निर्धारण करते हैं एकत्रीकरण की अवस्था. तेल गहरे (भूरे से काले) रंग का एक तैलीय तरल है जिसमें एक विशिष्ट गंध होती है, जो पानी में अघुलनशील होता है। इसका घनत्व पानी से कम होता है, इसलिए इसमें जाने से तेल सतह पर फैल जाता है, जिससे ऑक्सीजन और अन्य वायु गैसों का पानी में घुलना रुक जाता है। जाहिर है, प्राकृतिक जल निकायों में प्रवेश करने से तेल सूक्ष्मजीवों और जानवरों की मृत्यु का कारण बनता है, जिससे पर्यावरणीय आपदाएँ और यहाँ तक कि आपदाएँ भी होती हैं। ऐसे बैक्टीरिया हैं जो तेल के घटकों को भोजन के रूप में उपयोग कर सकते हैं, इसे अपनी महत्वपूर्ण गतिविधि के हानिरहित उत्पादों में परिवर्तित कर सकते हैं। यह स्पष्ट है कि इन जीवाणुओं की संस्कृतियों का उपयोग इसके उत्पादन, परिवहन और प्रसंस्करण की प्रक्रिया में तेल प्रदूषण से निपटने का सबसे पर्यावरणीय रूप से सुरक्षित और आशाजनक तरीका है।
प्रकृति में, तेल और संबंधित पेट्रोलियम गैस, जिसकी चर्चा नीचे की जाएगी, पृथ्वी के आंतरिक भाग की गुहाओं को भरते हैं। विभिन्न पदार्थों का मिश्रण होने के कारण तेल में कोई गुण नहीं होता स्थिर तापमानउबलना. यह स्पष्ट है कि इसका प्रत्येक घटक मिश्रण में अपने व्यक्तिगत भौतिक गुणों को बरकरार रखता है, जिससे तेल को उसके घटकों में अलग करना संभव हो जाता है। ऐसा करने के लिए, इसे यांत्रिक अशुद्धियों, सल्फर युक्त यौगिकों से शुद्ध किया जाता है और तथाकथित आंशिक आसवन, या सुधार के अधीन किया जाता है।
आंशिक आसवन - भौतिक तरीकाघटकों के मिश्रण को अलग करना अलग-अलग तापमानउबलना.
आसवन विशेष प्रतिष्ठानों में किया जाता है - आसवन स्तंभ, जिसमें तेल में निहित तरल पदार्थों के संघनन और वाष्पीकरण के चक्र दोहराए जाते हैं (चित्र 9)।
पदार्थों के मिश्रण को उबालने के दौरान बनने वाले वाष्प हल्के-उबलते (यानी, कम तापमान वाले) घटक से समृद्ध होते हैं। इन वाष्पों को एकत्र किया जाता है, संघनित किया जाता है (क्वथनांक से नीचे के तापमान पर ठंडा किया जाता है) और फिर से उबाल लाया जाता है। इस मामले में, वाष्प बनते हैं जो कम उबलते पदार्थ से और भी अधिक समृद्ध होते हैं। इन चक्रों को बार-बार दोहराने से मिश्रण में निहित पदार्थों का लगभग पूर्ण पृथक्करण प्राप्त करना संभव है।
आसवन स्तंभ को ट्यूबलर भट्ठी में 320-350 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म किया गया तेल प्राप्त होता है। आसवन स्तंभ में छिद्रों के साथ क्षैतिज विभाजन होते हैं - तथाकथित प्लेटें, जिन पर तेल के अंश संघनित होते हैं। हल्के-उबलते अंश ऊंचे अंशों पर जमा होते हैं, उच्च-उबलते अंश निचले अंशों पर जमा होते हैं।
सुधार की प्रक्रिया में, तेल को निम्नलिखित अंशों में विभाजित किया जाता है:
रेक्टिफिकेशन गैसें - कम आणविक भार हाइड्रोकार्बन का मिश्रण, मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन, जिसका क्वथनांक 40 डिग्री सेल्सियस तक होता है;
गैसोलीन अंश (गैसोलीन) - सी 5 एच 12 से सी 11 एच 24 (क्वथनांक 40-200 डिग्री सेल्सियस) तक संरचना के हाइड्रोकार्बन; इस अंश के बारीक पृथक्करण से गैसोलीन (पेट्रोलियम ईथर, 40-70 डिग्री सेल्सियस) और गैसोलीन (70-120 डिग्री सेल्सियस) प्राप्त होते हैं;
नेफ्था अंश - C8H18 से C14H30 तक संरचना के हाइड्रोकार्बन (क्वथनांक 150-250 डिग्री सेल्सियस);
मिट्टी के तेल का अंश - C12H26 से C18H38 (क्वथनांक 180-300 डिग्री सेल्सियस) तक संरचना के हाइड्रोकार्बन;
डीजल ईंधन - C13H28 से C19H36 (क्वथनांक 200-350 डिग्री सेल्सियस) तक संरचना के हाइड्रोकार्बन।
तेल आसवन का अवशेष - ईंधन तेल- इसमें 18 से 50 तक कार्बन परमाणुओं की संख्या वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं। ईंधन तेल से कम दबाव में आसवन से सौर तेल (C18H28-C25H52), चिकनाई वाले तेल (C28H58-C38H78), वैसलीन और पैराफिन - ठोस हाइड्रोकार्बन के फ्यूज़िबल मिश्रण का उत्पादन होता है। ईंधन तेल आसवन के ठोस अवशेष - टार और इसके प्रसंस्करण उत्पाद - बिटुमेन और डामर का उपयोग सड़क सतहों के निर्माण के लिए किया जाता है।
तेल शोधन के परिणामस्वरूप प्राप्त उत्पादों को इसके अधीन किया जाता है रासायनिक प्रसंस्करण, जिसमें एक श्रृंखला शामिल है जटिल प्रक्रियाएँ. उनमें से एक है पेट्रोलियम उत्पादों का टूटना। आप पहले से ही जानते हैं कि ईंधन तेल को कम दबाव में घटकों में अलग किया जाता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि at वायु - दाबइसके घटक क्वथनांक तक पहुंचने से पहले ही विघटित होने लगते हैं। यही क्रैकिंग का आधार है।
खुर - पेट्रोलियम उत्पादों का थर्मल अपघटन, जिससे अणु में कम संख्या में कार्बन परमाणुओं के साथ हाइड्रोकार्बन का निर्माण होता है।
क्रैकिंग कई प्रकार की होती है: थर्मल क्रैकिंग, कैटेलिटिक क्रैकिंग, हाई प्रेशर क्रैकिंग, रिडक्शन क्रैकिंग।
थर्मल क्रैकिंग में उच्च तापमान (470-550 डिग्री सेल्सियस) के प्रभाव में लंबी कार्बन श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन अणुओं को छोटे अणुओं में विभाजित करना शामिल है। इस विभाजन की प्रक्रिया में एल्केनों के साथ-साथ एल्केनों का भी निर्माण होता है।
में सामान्य रूप से देखेंइस प्रतिक्रिया को इस प्रकार लिखा जा सकता है:
C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
अल्केन अल्केन अल्केन
लंबी श्रृंखला
परिणामी हाइड्रोकार्बन अणु में कार्बन परमाणुओं की और भी छोटी श्रृंखला के साथ एल्केन और एल्केन बनाने के लिए फिर से टूट सकते हैं:
पारंपरिक थर्मल क्रैकिंग के दौरान, कई कम आणविक भार वाले गैसीय हाइड्रोकार्बन बनते हैं, जिनका उपयोग अल्कोहल, कार्बोक्जिलिक एसिड और उच्च आणविक भार यौगिकों (उदाहरण के लिए, पॉलीथीन) के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जा सकता है।
उत्प्रेरक क्रैकिंगउत्प्रेरक की उपस्थिति में होता है, जिसका उपयोग संरचना के प्राकृतिक एल्युमिनोसिलिकेट्स के रूप में किया जाता है
उत्प्रेरकों का उपयोग करके क्रैकिंग के कार्यान्वयन से अणु में कार्बन परमाणुओं की शाखित या बंद श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन का निर्माण होता है। मोटर ईंधन में ऐसी संरचना के हाइड्रोकार्बन की सामग्री इसकी गुणवत्ता में काफी सुधार करती है, मुख्य रूप से दस्तक प्रतिरोध - गैसोलीन की ऑक्टेन संख्या।
पेट्रोलियम उत्पादों का टूटना किस पर होता है? उच्च तापमानओह, तो कालिख (कालिख) अक्सर बनती है, जो उत्प्रेरक की सतह को प्रदूषित करती है, जो इसकी गतिविधि को तेजी से कम कर देती है।
उत्प्रेरक सतह को कार्बन जमा से साफ करना - इसका पुनर्जनन - उत्प्रेरक क्रैकिंग के व्यावहारिक कार्यान्वयन के लिए मुख्य शर्त है। किसी उत्प्रेरक को पुनर्जीवित करने का सबसे सरल और सस्ता तरीका उसे भूनना है, जिसके दौरान कार्बन जमा वायुमंडलीय ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीकृत हो जाता है। गैसीय ऑक्सीकरण उत्पाद (मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड और सल्फर डाइऑक्साइड) उत्प्रेरक सतह से हटा दिए जाते हैं।
कैटेलिटिक क्रैकिंग एक विषम प्रक्रिया है जिसमें ठोस (उत्प्रेरक) और गैसीय (हाइड्रोकार्बन वाष्प) पदार्थ शामिल होते हैं। यह स्पष्ट है कि उत्प्रेरक का पुनर्जनन - वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ ठोस जमा की बातचीत - भी एक विषम प्रक्रिया है।
विषम प्रतिक्रियाएं(गैस - ठोस) सतह क्षेत्र बढ़ने के साथ तेजी से प्रवाहित होती है ठोस. इसलिए, उत्प्रेरक को कुचल दिया जाता है, और इसका पुनर्जनन और हाइड्रोकार्बन का टूटना एक "द्रवयुक्त बिस्तर" में किया जाता है, जो आपको सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन से परिचित है।
क्रैकिंग फीडस्टॉक, जैसे गैस तेल, शंक्वाकार रिएक्टर में प्रवेश करता है। रिएक्टर के निचले हिस्से का व्यास छोटा होता है, इसलिए फ़ीड वाष्प प्रवाह दर बहुत अधिक होती है। साथ चल रहा है उच्च गतिगैस उत्प्रेरक कणों को पकड़ लेती है और उन्हें रिएक्टर के ऊपरी हिस्से में ले जाती है, जहां इसके व्यास में वृद्धि के कारण प्रवाह दर कम हो जाती है। गुरुत्वाकर्षण की क्रिया के तहत, उत्प्रेरक कण रिएक्टर के निचले, संकरे हिस्से में गिरते हैं, जहां से उन्हें फिर से ऊपर की ओर ले जाया जाता है। इस प्रकार, उत्प्रेरक का प्रत्येक दाना अंदर है निरंतर गति मेंऔर एक गैसीय अभिकर्मक द्वारा सभी तरफ से धोया जाता है।
कुछ उत्प्रेरक कण रिएक्टर के बाहरी, व्यापक हिस्से में प्रवेश करते हैं और, गैस प्रवाह के प्रतिरोध को पूरा किए बिना, निचले हिस्से में उतरते हैं, जहां उन्हें गैस प्रवाह द्वारा उठाया जाता है और पुनर्योजी में ले जाया जाता है। वहां भी, "द्रवित बिस्तर" मोड में, उत्प्रेरक को जला दिया जाता है और रिएक्टर में वापस कर दिया जाता है।
इस प्रकार, उत्प्रेरक रिएक्टर और पुनर्योजी के बीच घूमता है, और क्रैकिंग और रोस्टिंग के गैसीय उत्पाद उनसे हटा दिए जाते हैं।
क्रैकिंग उत्प्रेरक के उपयोग से प्रतिक्रिया दर को थोड़ा बढ़ाना, उसका तापमान कम करना और क्रैक किए गए उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार करना संभव हो जाता है।
गैसोलीन अंश के प्राप्त हाइड्रोकार्बन में मुख्य रूप से एक रैखिक संरचना होती है, जिससे प्राप्त गैसोलीन का कम प्रतिरोध होता है।
हम "दस्तक प्रतिरोध" की अवधारणा पर बाद में विचार करेंगे, अभी हम केवल यह नोट करते हैं कि शाखित अणुओं वाले हाइड्रोकार्बन में विस्फोट प्रतिरोध बहुत अधिक होता है। सिस्टम में आइसोमेराइजेशन उत्प्रेरक जोड़कर क्रैकिंग के दौरान बनने वाले मिश्रण में आइसोमेरिक ब्रांच्ड हाइड्रोकार्बन के अनुपात को बढ़ाना संभव है।
तेल क्षेत्रों में, एक नियम के रूप में, तथाकथित संबद्ध पेट्रोलियम गैस का बड़ा संचय होता है, जो तेल के ऊपर एकत्र होता है भूपर्पटीऔर ऊपरी चट्टानों के दबाव में आंशिक रूप से इसमें घुल जाता है। तेल की तरह, संबद्ध पेट्रोलियम गैस हाइड्रोकार्बन का एक मूल्यवान प्राकृतिक स्रोत है। इसमें मुख्य रूप से अल्केन्स होते हैं, जिनके अणुओं में 1 से 6 कार्बन परमाणु होते हैं। जाहिर है, संबद्ध पेट्रोलियम गैस की संरचना तेल की तुलना में बहुत खराब है। हालाँकि, इसके बावजूद, इसका उपयोग ईंधन और रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल दोनों के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है। कुछ दशक पहले तक, अधिकांश तेल क्षेत्रों में, संबंधित पेट्रोलियम गैस को तेल में बेकार जोड़ के रूप में जला दिया जाता था। वर्तमान में, उदाहरण के लिए, रूस की सबसे अमीर तेल भंडार सर्गुट में, दुनिया की सबसे सस्ती बिजली ईंधन के रूप में संबंधित पेट्रोलियम गैस का उपयोग करके उत्पन्न की जाती है।
जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, विभिन्न हाइड्रोकार्बन में संबद्ध पेट्रोलियम गैस प्राकृतिक गैस की तुलना में अधिक समृद्ध है। उन्हें भिन्नों में विभाजित करने पर, वे प्राप्त करते हैं:
प्राकृतिक गैसोलीन - एक अत्यधिक अस्थिर मिश्रण जिसमें मुख्य रूप से लेंटेन और हेक्सेन होते हैं;
प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण, जैसा कि नाम से पता चलता है, प्रोपेन और ब्यूटेन से बना है और दबाव बढ़ने पर आसानी से तरल अवस्था में बदल जाता है;
सूखी गैस - एक मिश्रण जिसमें मुख्य रूप से मीथेन और ईथेन होता है।
प्राकृतिक गैसोलीन, कम आणविक भार के साथ अस्थिर घटकों का मिश्रण होने के कारण, अच्छी तरह से वाष्पित हो जाता है कम तामपान. यह इंजनों के लिए ईंधन के रूप में गैस गैसोलीन के उपयोग की अनुमति देता है। आंतरिक जलनसुदूर उत्तर में और मोटर ईंधन के एक योजक के रूप में, जिससे सर्दियों की परिस्थितियों में इंजन शुरू करना आसान हो जाता है।
तरलीकृत गैस के रूप में प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण का उपयोग घरेलू ईंधन (देश में परिचित गैस सिलेंडर) और लाइटर भरने के लिए किया जाता है। क्रमिक अनुवाद सड़क परिवहनतरलीकृत गैस वैश्विक ईंधन संकट को दूर करने और पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने के मुख्य तरीकों में से एक है।
सूखी गैस, जो संरचना में प्राकृतिक गैस के समान है, का भी व्यापक रूप से ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।
हालाँकि, ईंधन के रूप में संबद्ध पेट्रोलियम गैस और उसके घटकों का उपयोग इसका उपयोग करने का सबसे आशाजनक तरीका नहीं है।
कच्चे माल के रूप में संबद्ध पेट्रोलियम गैस के घटकों का उपयोग करना अधिक कुशल है रासायनिक उद्योग. हाइड्रोजन, एसिटिलीन, असंतृप्त और सुगंधित हाइड्रोकार्बन और उनके डेरिवेटिव अल्केन्स से प्राप्त होते हैं, जो संबंधित पेट्रोलियम गैस का हिस्सा हैं।
गैसीय हाइड्रोकार्बन न केवल पृथ्वी की पपड़ी में तेल के साथ जा सकते हैं, बल्कि स्वतंत्र संचय - प्राकृतिक गैस भंडार भी बना सकते हैं।
प्राकृतिक गैस
- कम आणविक भार वाले गैसीय संतृप्त हाइड्रोकार्बन का मिश्रण। प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक मीथेन है, जिसका हिस्सा, क्षेत्र के आधार पर, मात्रा के हिसाब से 75 से 99% तक होता है। मीथेन के अलावा, प्राकृतिक गैस में ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और आइसोब्यूटेन, साथ ही नाइट्रोजन और भी शामिल हैं कार्बन डाईऑक्साइड.
संबंधित तेल की तरह, प्राकृतिक गैसइसका उपयोग विभिन्न प्रकार के कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थ प्राप्त करने के लिए ईंधन और कच्चे माल दोनों के रूप में किया जाता है। आप पहले से ही जानते हैं कि मीथेन से, प्राकृतिक गैस, हाइड्रोजन, एसिटिलीन और का मुख्य घटक मिथाइल अल्कोहल, फॉर्मेल्डिहाइड और फॉर्मिक एसिड, कई अन्य कार्बनिक पदार्थ। प्राकृतिक गैस का उपयोग बिजली संयंत्रों में, आवासीय भवनों के जल तापन के लिए बॉयलर सिस्टम में ईंधन के रूप में किया जाता है औद्योगिक भवन, ब्लास्ट फर्नेस और खुले चूल्हा उत्पादन में। शहर के एक घर के रसोई गैस चूल्हे में माचिस जलाकर गैस जलाना, आप "शुरू" करते हैं श्रृंखला अभिक्रियाअल्केन्स का ऑक्सीकरण जो प्राकृतिक गैस का हिस्सा हैं। तेल, प्राकृतिक और संबंधित पेट्रोलियम गैसों के अलावा, कोयला हाइड्रोकार्बन का एक प्राकृतिक स्रोत है। 0n पृथ्वी की गहराई में शक्तिशाली परतें बनाता है, इसके खोजे गए भंडार तेल भंडार से काफी अधिक हैं। तेल की तरह कोयले में भी होता है एक बड़ी संख्या कीविभिन्न कार्बनिक पदार्थ. कार्बनिक के अलावा, इसमें अकार्बनिक पदार्थ भी शामिल हैं, जैसे पानी, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड और निश्चित रूप से, स्वयं कार्बन - कोयला। कोयला प्रसंस्करण के मुख्य तरीकों में से एक कोकिंग है - वायु पहुंच के बिना कैल्सीनेशन। कोकिंग के परिणामस्वरूप, जो लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किया जाता है, निम्नलिखित बनते हैं:
कोक ओवन गैस, जिसमें हाइड्रोजन, मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, नाइट्रोजन और अन्य गैसों की अशुद्धियाँ शामिल हैं;
कोयला टार में कई सौ अलग-अलग कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जिनमें बेंजीन और उसके समरूप, फिनोल और सुगंधित अल्कोहल, नेफ़थलीन और विभिन्न हेट्रोसाइक्लिक यौगिक शामिल हैं;
सुप्रा-टार, या अमोनिया पानी, जिसमें, जैसा कि नाम से पता चलता है, घुलित अमोनिया, साथ ही फिनोल, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य पदार्थ होते हैं;
कोक - कोकिंग का ठोस अवशेष, लगभग शुद्ध कार्बन।
कोक का उपयोग किया गयालोहे और इस्पात के उत्पादन में, अमोनिया - नाइट्रोजन और संयुक्त उर्वरकों के उत्पादन में, और जैविक कोकिंग उत्पादों के महत्व को शायद ही कम करके आंका जा सकता है।
इस प्रकार, संबंधित पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैसें, कोयला न केवल हाइड्रोकार्बन के सबसे मूल्यवान स्रोत हैं, बल्कि अपूरणीय की अनूठी पेंट्री का भी हिस्सा हैं। प्राकृतिक संसाधनजिसका सावधानीपूर्वक एवं विवेकपूर्ण उपयोग - आवश्यक शर्तमानव समाज का प्रगतिशील विकास।
1. हाइड्रोकार्बन के मुख्य प्राकृतिक स्रोतों की सूची बनाएं। उनमें से प्रत्येक में कौन से कार्बनिक पदार्थ शामिल हैं? उन दोनों में क्या समान है?
2. तेल के भौतिक गुणों का वर्णन करें। इसका क्वथनांक स्थिर क्यों नहीं होता?
3. मीडिया रिपोर्टों का सारांश देने के बाद, तेल रिसाव के कारण होने वाली पर्यावरणीय आपदाओं और उनके परिणामों पर काबू पाने का वर्णन करें।
4. सुधार क्या है? यह प्रक्रिया किस पर आधारित है? तेल शोधन के परिणामस्वरूप प्राप्त अंशों के नाम बताइए। वे एक दूसरे से किस प्रकार भिन्न हैं?
5. क्रैकिंग क्या है? पेट्रोलियम उत्पादों के टूटने से संबंधित तीन प्रतिक्रियाओं के समीकरण दीजिए।
6. आप किस प्रकार की दरारों को जानते हैं? इन प्रक्रियाओं में क्या समानता है? वे एक दूसरे से किस प्रकार भिन्न हैं? क्या है मूलभूत अंतरविभिन्न प्रकार के क्रैकिंग उत्पाद?
7. संबद्ध पेट्रोलियम गैस का यह नाम क्यों रखा गया है? इसके मुख्य घटक क्या हैं और उनके उपयोग क्या हैं?
8. प्राकृतिक गैस संबद्ध पेट्रोलियम गैस से किस प्रकार भिन्न है? उन दोनों में क्या समान है? आपको ज्ञात संबद्ध पेट्रोलियम गैस के सभी घटकों की दहन प्रतिक्रियाओं के समीकरण दीजिए।
9. वे प्रतिक्रिया समीकरण दीजिए जिनका उपयोग प्राकृतिक गैस से बेंजीन प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। इन प्रतिक्रियाओं के लिए शर्तें निर्दिष्ट करें।
10. कोकिंग क्या है? इसके उत्पाद और उनकी संरचना क्या हैं? आपको ज्ञात कोयला कोकिंग उत्पादों के लिए विशिष्ट प्रतिक्रियाओं के समीकरण दीजिए।
11. बताएं कि तेल, कोयला और संबंधित पेट्रोलियम गैस को जलाना उनका उपयोग करने का सबसे तर्कसंगत तरीका क्यों नहीं है।
हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत जीवाश्म ईंधन हैं - तेल और
गैस, कोयला और पीट। कच्चे तेल और गैस के भंडार 100-200 मिलियन वर्ष पहले उत्पन्न हुए थे
सूक्ष्मदर्शी से वापस समुद्री पौधेऔर जानवर जो थे
समुद्र के तल पर बनी तलछटी चट्टानों में शामिल, इसके विपरीत
कोयला और पीट 340 मिलियन वर्ष पहले पौधों से बनना शुरू हुआ,
सूखी भूमि पर उगना.
प्राकृतिक गैस और कच्चा तेल आमतौर पर पानी के साथ पाए जाते हैं
चट्टानों की परतों के बीच स्थित तेल धारण करने वाली परतें (चित्र 2)। अवधि
"प्राकृतिक गैस" उन गैसों पर भी लागू होती है जो प्राकृतिक रूप से बनती हैं
कोयले के अपघटन के परिणामस्वरूप स्थितियाँ। प्राकृतिक गैस और कच्चा तेल
अंटार्कटिका को छोड़कर सभी महाद्वीपों पर विकसित हुआ। सबसे वृहद
दुनिया में प्राकृतिक गैस उत्पादक रूस, अल्जीरिया, ईरान और हैं
संयुक्त राज्य अमेरिका। कच्चे तेल के सबसे बड़े उत्पादक हैं
वेनेज़ुएला, सऊदी अरब, कुवैत और ईरान।
प्राकृतिक गैस में मुख्य रूप से मीथेन होती है (तालिका 1)।
कच्चा तेल एक तैलीय तरल है, जिसका रंग भिन्न हो सकता है
सबसे विविध हो - गहरे भूरे या हरे से लेकर लगभग तक
बेरंग। इसमें है बड़ी संख्याअल्केन्स। उनमें से हैं
परमाणुओं की संख्या के साथ सीधी श्रृंखला वाले अल्केन्स, शाखित अल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स
कार्बन पाँच से 40। इन साइक्लोअल्केन्स का औद्योगिक नाम क्रमांकित है। में
इसके अलावा, कच्चे तेल में लगभग 10% सुगंधित पदार्थ होते हैं
हाइड्रोकार्बन, साथ ही थोड़ी मात्रा में अन्य यौगिक भी शामिल हैं
सल्फर, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन।
तालिका 1 प्राकृतिक गैस की संरचना
कोयला है प्राचीन स्रोतवह ऊर्जा जिससे आप परिचित हैं
इंसानियत। यह एक खनिज है (चित्र 3), जिसका निर्माण हुआ है
कायापलट के दौरान पौधे का मामला। रूपांतरित
बुलाया चट्टानोंजिसकी संरचना, स्थितियों में परिवर्तन आया है
उच्च दबावसाथ ही उच्च तापमान. प्रथम चरण का उत्पाद
कोयले के निर्माण की प्रक्रिया पीट है, जो है
विघटित कार्बनिक पदार्थ. कोयला पीट से बनता है
यह तलछटी चट्टानों से ढका हुआ है। ये अवसादी चट्टानें कहलाती हैं
अतिभारित अत्यधिक वर्षा से पीट की नमी की मात्रा कम हो जाती है।
कोयले के वर्गीकरण में तीन मानदंडों का उपयोग किया जाता है: शुद्धता (द्वारा निर्धारित)।
प्रतिशत में सापेक्ष कार्बन सामग्री); प्रकार (परिभाषित)
मूल पौधे पदार्थ की संरचना); ग्रेड (पर निर्भर करता है)
कायापलट की डिग्री)।
तालिका 2 कुछ प्रकार के ईंधन में कार्बन सामग्री और उनका कैलोरी मान
क्षमता
निम्नतम श्रेणी के जीवाश्म कोयले लिग्नाइट और हैं
लिग्नाइट (तालिका 2)। वे पीट के सबसे करीब हैं और अपेक्षाकृत विशेषता रखते हैं
इसमें नमी की मात्रा कम होती है और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है
उद्योग। सबसे शुष्क और कठिन ग्रेडकोयला एन्थ्रेसाइट है. उसका
घर को गर्म करने और खाना पकाने के लिए उपयोग किया जाता है।
में हाल तकतकनीकी प्रगति के लिए धन्यवाद, और भी अधिक
कोयले का किफायती गैसीकरण। कोयला गैसीकरण उत्पादों में शामिल हैं
कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, मीथेन और नाइट्रोजन। इनका उपयोग किया जाता है
गैसीय ईंधन के रूप में या विभिन्न उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में
रसायन और उर्वरक.
कोयला, जैसा कि नीचे चर्चा की गई है, कच्चे माल का एक महत्वपूर्ण स्रोत है
सुगंधित यौगिक. कोयला प्रतिनिधित्व करता है
रसायनों का एक जटिल मिश्रण, जिसमें कार्बन शामिल है,
हाइड्रोजन और ऑक्सीजन, साथ ही थोड़ी मात्रा में नाइट्रोजन, सल्फर और अन्य अशुद्धियाँ
तत्व. इसके अलावा, कोयले की संरचना, उसके ग्रेड के आधार पर, शामिल है
नमी और विभिन्न खनिजों की अलग-अलग मात्रा।
हाइड्रोकार्बन न केवल जीवाश्म ईंधन में, बल्कि प्राकृतिक रूप से भी पाए जाते हैं
कुछ सामग्रियों में जैविक उत्पत्ति. प्राकृतिक रबर
प्राकृतिक हाइड्रोकार्बन पॉलिमर का एक उदाहरण है। रबर अणु
हजारों से मिलकर बनता है संरचनात्मक इकाइयाँ, जो मिथाइलबूटा-1,3-डायन हैं
(आइसोप्रीन);
प्राकृतिक रबर।लगभग 90% प्राकृतिक रबर, जो
वर्तमान में दुनिया भर में खनन किया जाता है, ब्राजीलियाई से प्राप्त किया जाता है
रबर का पेड़ हेविया ब्रासिलिएन्सिस, जिसकी खेती मुख्य रूप से की जाती है
एशिया के भूमध्यरेखीय देश. इस पेड़ का रस, जो लेटेक्स है
(बहुलक का एक कोलाइडल जलीय घोल), चाकू से बनाए गए चीरों से एकत्र किया जाता है
कुत्ते की भौंक। लेटेक्स में लगभग 30% रबर होता है। इसके छोटे-छोटे टुकड़े
पानी में निलंबित. रस को एल्यूमीनियम के कंटेनरों में डाला जाता है, जहां एसिड मिलाया जाता है,
जिससे रबर जम जाता है।
कई अन्य प्राकृतिक यौगिकों में भी आइसोप्रीन संरचनात्मक होता है
टुकड़े टुकड़े। उदाहरण के लिए, लिमोनेन में दो आइसोप्रीन अंश होते हैं। लाइमोनीन
मुख्य है अभिन्न अंगखट्टे फलों के छिलके से निकाला गया तेल,
जैसे नींबू और संतरे. यह कनेक्शन कनेक्शन की श्रेणी से संबंधित है,
टेरपेन्स कहलाते हैं। टेरपीन के अणुओं में 10 कार्बन परमाणु होते हैं (सी
10-यौगिक) और इसमें एक दूसरे से जुड़े दो आइसोप्रीन टुकड़े शामिल हैं
दूसरा क्रमिक रूप से ("सिर से पूंछ")। चार आइसोप्रीन वाले यौगिक
टुकड़े (सी 20 यौगिक) को डाइटरपीन कहा जाता है, और छह के साथ
आइसोप्रीन टुकड़े - ट्राइटरपेन्स (सी 30 यौगिक)। स्क्वैलिन
शार्क के लीवर ऑयल में ट्राइटरपीन पाया जाता है।
टेट्राटरपेन्स (सी 40 यौगिक) में आठ आइसोप्रीन होते हैं
टुकड़े टुकड़े। टेट्राटेरपेन्स वनस्पति और पशु वसा के रंगद्रव्य में पाए जाते हैं।
मूल। उनका रंग एक लंबी संयुग्मित प्रणाली की उपस्थिति के कारण होता है
दोहरा बंधन. उदाहरण के लिए, β-कैरोटीन विशिष्ट नारंगी रंग के लिए जिम्मेदार है
गाजर का रंग.
तेल और कोयला प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी
XIX सदी के अंत में। थर्मल पावर इंजीनियरिंग, परिवहन, इंजीनियरिंग, सैन्य और कई अन्य उद्योगों के क्षेत्र में प्रगति के प्रभाव में, मांग में अत्यधिक वृद्धि हुई है और नए प्रकार के ईंधन और रासायनिक उत्पादों की तत्काल आवश्यकता है।
इस समय, तेल शोधन उद्योग का जन्म हुआ और तेजी से प्रगति हुई। पेट्रोलियम उत्पादों पर चलने वाले आंतरिक दहन इंजन के आविष्कार और तेजी से प्रसार से तेल शोधन उद्योग के विकास को भारी प्रोत्साहन मिला। कोयले के प्रसंस्करण की तकनीक, जो न केवल मुख्य प्रकार के ईंधन में से एक है, बल्कि, जो विशेष रूप से उल्लेखनीय है, समीक्षाधीन अवधि के दौरान रासायनिक उद्योग के लिए एक आवश्यक कच्चा माल बन गया, भी गहन रूप से विकसित हुआ। इस मामले में एक बड़ी भूमिका कोक रसायन की थी। कोक संयंत्र, जो पहले लौह धातु विज्ञान को कोक की आपूर्ति करते थे, कोक-रासायनिक उद्यमों में बदल गए, जो इसके अलावा, कई मूल्यवान उत्पादन करते थे रासायनिक उत्पाद: कोक ओवन गैस, क्रूड बेंजीन, कोयला टार और अमोनिया।
तेल और कोयला प्रसंस्करण उत्पादों के आधार पर सिंथेटिक कार्बनिक पदार्थों और सामग्रियों का उत्पादन विकसित होना शुरू हुआ। उन्होंने प्राप्त किया व्यापक उपयोगकच्चे माल और अर्द्ध-तैयार उत्पादों के रूप में विभिन्न उद्योगरसायन उद्योग।
टिकट नंबर 10
हाइड्रोकार्बन के मुख्य प्राकृतिक स्रोत तेल, गैस, कोयला हैं। इनमें से अधिकांश पदार्थ पृथक हैं कार्बनिक रसायन विज्ञान. कार्बनिक पदार्थों के इस वर्ग के बारे में अधिक जानकारी नीचे दी गई है।
खनिजों की संरचना
हाइड्रोकार्बन कार्बनिक पदार्थों का सबसे व्यापक वर्ग है। इनमें यौगिकों के चक्रीय (रैखिक) और चक्रीय वर्ग शामिल हैं। संतृप्त (सीमा) और असंतृप्त (असंतृप्त) हाइड्रोकार्बन आवंटित करें।
संतृप्त हाइड्रोकार्बन में एकल बंध वाले यौगिक शामिल हैं:
- हाइड्रोकार्बन- लाइन कनेक्शन;
- cycloalkanes- चक्रीय पदार्थ.
असंतृप्त हाइड्रोकार्बन में अनेक बंध वाले पदार्थ शामिल होते हैं:
- ऐल्कीन- एक दोहरा बंधन शामिल करें;
- एल्काइन्स- एक ट्रिपल बॉन्ड शामिल करें;
- अल्केडिएन्स- इसमें दो दोहरे बांड शामिल हैं।
अलग से, बेंजीन रिंग वाले एरेन्स या सुगंधित हाइड्रोकार्बन के एक वर्ग को प्रतिष्ठित किया जाता है।
चावल। 1. हाइड्रोकार्बन का वर्गीकरण।
गैसीय और तरल हाइड्रोकार्बन को खनिजों से अलग किया जाता है। तालिका हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोतों का अधिक विस्तार से वर्णन करती है।
स्रोत |
प्रकार |
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अल्केन्स, साइक्लोअल्केन्स, एरेन्स, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन, सल्फर यौगिक |
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अशुद्धियों के साथ मीथेन (5% से अधिक नहीं): प्रोपेन, ब्यूटेन, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन, हाइड्रोजन सल्फाइड, जल वाष्प। प्राकृतिक गैस में संबद्ध गैस की तुलना में अधिक मीथेन होता है |
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कार्बन, हाइड्रोजन, सल्फर, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, हाइड्रोकार्बन |
रूस में प्रतिवर्ष 600 बिलियन घन मीटर से अधिक गैस, 500 मिलियन टन तेल और 300 मिलियन टन कोयले का उत्पादन होता है।
पुनर्चक्रण
खनिजों का उपयोग प्रसंस्कृत रूप में किया जाता है। कई अंशों को अलग करने के लिए कठोर कोयले को ऑक्सीजन (कोकिंग प्रक्रिया) तक पहुंच के बिना कैलक्लाइंड किया जाता है:
- कोक ओवन गैस- मीथेन, कार्बन ऑक्साइड (II) और (IV), अमोनिया, नाइट्रोजन का मिश्रण;
- कोल तार- बेंजीन, इसके समरूप, फिनोल, एरेन्स, हेटरोसायक्लिक यौगिकों का मिश्रण;
- अमोनिया पानी- अमोनिया, फिनोल, हाइड्रोजन सल्फाइड का मिश्रण;
- कोक- शुद्ध कार्बन युक्त कोकिंग का अंतिम उत्पाद।
चावल। 2. कोकिंग.
विश्व उद्योग की अग्रणी शाखाओं में से एक तेल शोधन है। पृथ्वी के गर्भ से निकाला गया तेल कच्चा कहलाता है। इस पर कार्रवाई की जा रही है. सबसे पहले, अशुद्धियों से यांत्रिक शुद्धिकरण किया जाता है, फिर विभिन्न अंश प्राप्त करने के लिए शुद्ध तेल को आसुत किया जाता है। तालिका मुख्य तेल अंशों का वर्णन करती है।
अंश |
मिश्रण |
उन्हें क्या मिलता है |
मीथेन से ब्यूटेन तक गैसीय अल्केन्स |
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पेट्रोल |
पेंटेन (सी 5 एच 12) से अनडेकेन (सी 11 एच 24) तक अल्केन्स |
गैसोलीन, ईथर |
मिट्टी का तेल |
ऑक्टेन (सी 8 एच 18) से टेट्राडेकेन (सी 14 एच 30) तक अल्केन्स |
नेफ्था (भारी गैसोलीन) |
मिटटी तेल |
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डीज़ल |
ट्राइडेकेन (सी 13 एच 28) से नॉनडेकेन (सी 19 एच 36) तक अल्केन्स |
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पेंटाडेकेन (सी 15 एच 32) से पेंटाकॉन्टेन (सी 50 एच 102) तक अल्केन्स |
चिकनाई वाले तेल, पेट्रोलियम जेली, बिटुमेन, पैराफिन, टार |
चावल। 3. तेल आसवन.
हाइड्रोकार्बन का उपयोग प्लास्टिक, फाइबर, दवाओं के उत्पादन के लिए किया जाता है। मीथेन और प्रोपेन का उपयोग घरेलू ईंधन के रूप में किया जाता है। कोक का उपयोग लोहा और इस्पात के उत्पादन में किया जाता है। अमोनिया जल से नाइट्रिक अम्ल, अमोनिया, उर्वरक उत्पन्न होते हैं। टार का उपयोग निर्माण में किया जाता है।
हमने क्या सीखा?
पाठ के विषय से हमने सीखा कि हाइड्रोकार्बन किन प्राकृतिक स्रोतों से पृथक होते हैं। तेल, कोयला, प्राकृतिक और संबंधित गैसों का उपयोग कार्बनिक यौगिकों के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है। खनिजों को शुद्ध करके अंशों में विभाजित किया जाता है, जिससे उत्पादन या प्रत्यक्ष उपयोग के लिए उपयुक्त पदार्थ प्राप्त होते हैं। तेल से तरल ईंधन और तेल का उत्पादन किया जाता है। गैसों में मीथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन होते हैं जिनका उपयोग घरेलू ईंधन के रूप में किया जाता है। कोयले से, तरल और ठोस कच्चे माल को मिश्र धातु, उर्वरक और दवाओं के उत्पादन के लिए अलग किया जाता है।
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विषय पर संदेश: "हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत"
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हाइड्रोकार्बन
हाइड्रोकार्बन ऐसे यौगिक हैं जिनमें केवल कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।
हाइड्रोकार्बन को चक्रीय (कार्बोसाइक्लिक यौगिक) और एसाइक्लिक में विभाजित किया गया है।
चक्रीय (कार्बोसाइक्लिक) यौगिकों को ऐसे यौगिक कहा जाता है जिसमें एक या एक से अधिक चक्र शामिल होते हैं जिनमें केवल कार्बन परमाणु होते हैं (हेटरोएटोम्स वाले हेटरोसायक्लिक यौगिकों के विपरीत - नाइट्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन, आदि)।
डी।)। कार्बोसाइक्लिक यौगिक, बदले में, सुगंधित और गैर-सुगंधित (एलिसिक्लिक) यौगिकों में विभाजित होते हैं।
एसाइक्लिक हाइड्रोकार्बन में कार्बनिक यौगिक शामिल होते हैं जिनके अणुओं का कार्बन कंकाल खुली श्रृंखला वाला होता है।
ये श्रृंखलाएं एकल बांड (CnH2n+2 अल्केन्स) द्वारा बनाई जा सकती हैं, इनमें एक डबल बॉन्ड (CnH2n अल्केन्स), दो या दो से अधिक डबल बॉन्ड (डायनेज़ या पॉलीनेज़), एक ट्रिपल बॉन्ड (CnH2n-2 अल्केन्स) होते हैं।
जैसा कि आप जानते हैं, कार्बन श्रृंखलाएँ अधिकांश कार्बनिक पदार्थों का हिस्सा हैं। इस प्रकार, हाइड्रोकार्बन का अध्ययन विशेष महत्व रखता है, क्योंकि ये यौगिक कार्बनिक यौगिकों के अन्य वर्गों का संरचनात्मक आधार हैं।
इसके अलावा, हाइड्रोकार्बन, विशेष रूप से अल्केन्स, कार्बनिक यौगिकों के मुख्य प्राकृतिक स्रोत हैं और सबसे महत्वपूर्ण औद्योगिक और प्रयोगशाला संश्लेषण का आधार हैं।
रासायनिक उद्योग के लिए हाइड्रोकार्बन सबसे महत्वपूर्ण कच्चा माल है। बदले में, हाइड्रोकार्बन प्रकृति में काफी व्यापक हैं और इन्हें विभिन्न प्राकृतिक स्रोतों से अलग किया जा सकता है: तेल, संबंधित पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस, कोयला।
आइए उन पर अधिक विस्तार से विचार करें।
तेल हाइड्रोकार्बन का एक प्राकृतिक जटिल मिश्रण है, मुख्य रूप से रैखिक और शाखित अल्केन्स, जिसमें अन्य कार्बनिक पदार्थों के साथ अणुओं में 5 से 50 कार्बन परमाणु होते हैं।
इसकी संरचना महत्वपूर्ण रूप से इसके उत्पादन (जमा) के स्थान पर निर्भर करती है, इसमें अल्केन्स के अलावा, साइक्लोअल्केन्स और सुगंधित हाइड्रोकार्बन भी हो सकते हैं।
तेल के गैसीय और ठोस घटक इसके तरल घटकों में घुले होते हैं, जो इसके एकत्रीकरण की स्थिति निर्धारित करते हैं। तेल गहरे (भूरे से काले) रंग का एक तैलीय तरल है जिसमें एक विशिष्ट गंध होती है, जो पानी में अघुलनशील होता है। इसका घनत्व पानी से कम होता है, इसलिए इसमें जाने से तेल सतह पर फैल जाता है, जिससे ऑक्सीजन और अन्य वायु गैसों का पानी में घुलना रुक जाता है।
जाहिर है, प्राकृतिक जल निकायों में प्रवेश करने से तेल सूक्ष्मजीवों और जानवरों की मृत्यु का कारण बनता है, जिससे पर्यावरणीय आपदाएँ और यहाँ तक कि आपदाएँ भी होती हैं। ऐसे बैक्टीरिया हैं जो तेल के घटकों को भोजन के रूप में उपयोग कर सकते हैं, इसे अपनी महत्वपूर्ण गतिविधि के हानिरहित उत्पादों में परिवर्तित कर सकते हैं। यह स्पष्ट है कि इन जीवाणुओं की संस्कृतियों का उपयोग इसके उत्पादन, परिवहन और प्रसंस्करण की प्रक्रिया में तेल प्रदूषण से निपटने का सबसे पर्यावरणीय रूप से सुरक्षित और आशाजनक तरीका है।
प्रकृति में, तेल और संबंधित पेट्रोलियम गैस, जिसकी चर्चा नीचे की जाएगी, पृथ्वी के आंतरिक भाग की गुहाओं को भरते हैं। विभिन्न पदार्थों का मिश्रण होने के कारण, तेल का क्वथनांक स्थिर नहीं होता है। यह स्पष्ट है कि इसका प्रत्येक घटक मिश्रण में अपने व्यक्तिगत भौतिक गुणों को बरकरार रखता है, जिससे तेल को उसके घटकों में अलग करना संभव हो जाता है। ऐसा करने के लिए, इसे यांत्रिक अशुद्धियों, सल्फर युक्त यौगिकों से शुद्ध किया जाता है और तथाकथित आंशिक आसवन, या सुधार के अधीन किया जाता है।
भिन्नात्मक आसवन विभिन्न क्वथनांक वाले घटकों के मिश्रण को अलग करने की एक भौतिक विधि है।
सुधार की प्रक्रिया में, तेल को निम्नलिखित अंशों में विभाजित किया जाता है:
रेक्टिफिकेशन गैसें - कम आणविक भार हाइड्रोकार्बन का मिश्रण, मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन, जिसका क्वथनांक 40 डिग्री सेल्सियस तक होता है;
गैसोलीन अंश (गैसोलीन) - C5H12 से C11H24 तक संरचना के हाइड्रोकार्बन (क्वथनांक 40-200 डिग्री सेल्सियस); इस अंश के बारीक पृथक्करण से गैसोलीन (पेट्रोलियम ईथर, 40-70 डिग्री सेल्सियस) और गैसोलीन (70-120 डिग्री सेल्सियस) प्राप्त होते हैं;
नेफ्था अंश - C8H18 से C14H30 तक संरचना के हाइड्रोकार्बन (क्वथनांक 150-250 डिग्री सेल्सियस);
मिट्टी के तेल का अंश - C12H26 से C18H38 (क्वथनांक 180-300 डिग्री सेल्सियस) तक संरचना के हाइड्रोकार्बन;
डीजल ईंधन - C13H28 से C19H36 (क्वथनांक 200-350 डिग्री सेल्सियस) तक संरचना के हाइड्रोकार्बन।
तेल आसवन के अवशेष - ईंधन तेल - में 18 से 50 तक कार्बन परमाणुओं की संख्या के साथ हाइड्रोकार्बन होते हैं। कम दबाव में आसवन द्वारा, सौर तेल (С18Н28-С25Н52), चिकनाई वाले तेल (С28Н58-С38Н78), वैसलीन और पैराफिन प्राप्त होते हैं। ईंधन तेल - ठोस हाइड्रोकार्बन का फ़्यूज़िबल मिश्रण।
ईंधन तेल आसवन के ठोस अवशेष - टार और इसके प्रसंस्करण उत्पाद - बिटुमेन और डामर का उपयोग सड़क सतहों के निर्माण के लिए किया जाता है।
संबद्ध पेट्रोलियम गैस
तेल क्षेत्रों में, एक नियम के रूप में, तथाकथित संबद्ध पेट्रोलियम गैस का बड़ा संचय होता है, जो पृथ्वी की पपड़ी में तेल के ऊपर एकत्र होता है और ऊपर की चट्टानों के दबाव में आंशिक रूप से इसमें घुल जाता है।
तेल की तरह, संबद्ध पेट्रोलियम गैस हाइड्रोकार्बन का एक मूल्यवान प्राकृतिक स्रोत है। इसमें मुख्य रूप से अल्केन्स होते हैं, जिनके अणुओं में 1 से 6 कार्बन परमाणु होते हैं। जाहिर है, संबद्ध पेट्रोलियम गैस की संरचना तेल की तुलना में बहुत खराब है। हालाँकि, इसके बावजूद, इसका उपयोग ईंधन और रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल दोनों के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है। कुछ दशक पहले तक, अधिकांश तेल क्षेत्रों में, संबंधित पेट्रोलियम गैस को तेल में बेकार जोड़ के रूप में जला दिया जाता था।
वर्तमान में, उदाहरण के लिए, रूस की सबसे अमीर तेल भंडार सर्गुट में, दुनिया की सबसे सस्ती बिजली ईंधन के रूप में संबंधित पेट्रोलियम गैस का उपयोग करके उत्पन्न की जाती है।
एसोसिएटेड पेट्रोलियम गैस प्राकृतिक गैस की तुलना में विभिन्न हाइड्रोकार्बन की संरचना में अधिक समृद्ध है। उन्हें भिन्नों में विभाजित करने पर, वे प्राप्त करते हैं:
प्राकृतिक गैसोलीन - एक अत्यधिक अस्थिर मिश्रण जिसमें मुख्य रूप से लेंटेन और हेक्सेन होते हैं;
प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण, जैसा कि नाम से पता चलता है, प्रोपेन और ब्यूटेन से बना है और दबाव बढ़ने पर आसानी से तरल अवस्था में बदल जाता है;
सूखी गैस - एक मिश्रण जिसमें मुख्य रूप से मीथेन और ईथेन होता है।
प्राकृतिक गैसोलीन, कम आणविक भार वाले अस्थिर घटकों का मिश्रण होने के कारण, कम तापमान पर भी अच्छी तरह से वाष्पित हो जाता है। इससे सुदूर उत्तर में आंतरिक दहन इंजनों के लिए ईंधन के रूप में और मोटर ईंधन में एक योजक के रूप में गैस गैसोलीन का उपयोग करना संभव हो जाता है, जिससे सर्दियों की परिस्थितियों में इंजन शुरू करना आसान हो जाता है।
तरलीकृत गैस के रूप में प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण का उपयोग घरेलू ईंधन (देश में परिचित गैस सिलेंडर) और लाइटर भरने के लिए किया जाता है।
सड़क परिवहन का तरलीकृत गैस में क्रमिक परिवर्तन वैश्विक ईंधन संकट को दूर करने और पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने के मुख्य तरीकों में से एक है।
सूखी गैस, जो संरचना में प्राकृतिक गैस के समान है, का भी व्यापक रूप से ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।
हालाँकि, ईंधन के रूप में संबद्ध पेट्रोलियम गैस और उसके घटकों का उपयोग इसका उपयोग करने का सबसे आशाजनक तरीका नहीं है।
रासायनिक उत्पादन के लिए फीडस्टॉक के रूप में संबद्ध पेट्रोलियम गैस घटकों का उपयोग करना अधिक कुशल है। हाइड्रोजन, एसिटिलीन, असंतृप्त और सुगंधित हाइड्रोकार्बन और उनके डेरिवेटिव अल्केन्स से प्राप्त होते हैं, जो संबंधित पेट्रोलियम गैस का हिस्सा हैं।
गैसीय हाइड्रोकार्बन न केवल पृथ्वी की पपड़ी में तेल के साथ जा सकते हैं, बल्कि स्वतंत्र संचय - प्राकृतिक गैस भंडार भी बना सकते हैं।
प्राकृतिक गैस
प्राकृतिक गैस कम आणविक भार वाले गैसीय संतृप्त हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है। प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक मीथेन है, जिसका हिस्सा, क्षेत्र के आधार पर, मात्रा के हिसाब से 75 से 99% तक होता है।
मीथेन के अलावा, प्राकृतिक गैस में ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और आइसोब्यूटेन, साथ ही नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड भी होते हैं।
संबद्ध पेट्रोलियम गैस की तरह, प्राकृतिक गैस का उपयोग विभिन्न कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों के उत्पादन के लिए ईंधन और कच्चे माल दोनों के रूप में किया जाता है।
आप पहले से ही जानते हैं कि प्राकृतिक गैस के मुख्य घटक मीथेन से हाइड्रोजन, एसिटिलीन और मिथाइल अल्कोहल, फॉर्मेल्डिहाइड और फॉर्मिक एसिड और कई अन्य कार्बनिक पदार्थ प्राप्त होते हैं। ईंधन के रूप में, प्राकृतिक गैस का उपयोग बिजली संयंत्रों में, आवासीय भवनों और औद्योगिक भवनों के जल तापन के लिए बॉयलर सिस्टम में, ब्लास्ट फर्नेस और खुले चूल्हा उत्पादन में किया जाता है।
शहर के एक घर के रसोई गैस चूल्हे में माचिस जलाकर और गैस जलाकर, आप अल्केन्स के ऑक्सीकरण की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया "शुरू" करते हैं जो प्राकृतिक गैस का हिस्सा है।
कोयला
तेल, प्राकृतिक और संबंधित पेट्रोलियम गैसों के अलावा, कोयला हाइड्रोकार्बन का एक प्राकृतिक स्रोत है।
0n पृथ्वी की गहराई में शक्तिशाली परतें बनाता है, इसके खोजे गए भंडार तेल भंडार से काफी अधिक हैं। तेल की तरह, कोयले में बड़ी मात्रा में विभिन्न कार्बनिक पदार्थ होते हैं।
कार्बनिक के अलावा, इसमें अकार्बनिक पदार्थ भी शामिल हैं, जैसे पानी, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड और निश्चित रूप से, स्वयं कार्बन - कोयला। कोयला प्रसंस्करण के मुख्य तरीकों में से एक कोकिंग है - वायु पहुंच के बिना कैल्सीनेशन। कोकिंग के परिणामस्वरूप, जो लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किया जाता है, निम्नलिखित बनते हैं:
कोक ओवन गैस, जिसमें हाइड्रोजन, मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, नाइट्रोजन और अन्य गैसों की अशुद्धियाँ शामिल हैं;
कोयला टार में कई सौ अलग-अलग कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जिनमें बेंजीन और उसके समरूप, फिनोल और सुगंधित अल्कोहल, नेफ़थलीन और विभिन्न हेट्रोसाइक्लिक यौगिक शामिल हैं;
सुप्रा-टार, या अमोनिया पानी, जिसमें, जैसा कि नाम से पता चलता है, घुलित अमोनिया, साथ ही फिनोल, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य पदार्थ होते हैं;
कोक - कोकिंग का ठोस अवशेष, लगभग शुद्ध कार्बन।
कोक का उपयोग लोहे और स्टील के उत्पादन में किया जाता है, अमोनिया का उपयोग नाइट्रोजन और संयुक्त उर्वरकों के उत्पादन में किया जाता है, और जैविक कोकिंग उत्पादों के महत्व को कम करके आंका नहीं जा सकता है।
निष्कर्ष: इस प्रकार, तेल, संबंधित पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैसें, कोयला न केवल हाइड्रोकार्बन के सबसे मूल्यवान स्रोत हैं, बल्कि अपूरणीय प्राकृतिक संसाधनों के अनूठे भंडार का भी हिस्सा हैं, जिनका सावधानीपूर्वक और उचित उपयोग प्रगतिशील विकास के लिए एक आवश्यक शर्त है। मानव समाज का.
हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत जीवाश्म ईंधन हैं। अधिकांश कार्बनिक पदार्थ प्राकृतिक स्रोतों से आते हैं। कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण की प्रक्रिया में, प्राकृतिक और संबंधित गैसें, कोयला और भूरा कोयला, तेल, तेल शेल, पीट, पशु और वनस्पति मूल के उत्पाद कच्चे माल के रूप में उपयोग किए जाते हैं।
प्राकृतिक गैस की संरचना क्या है?
प्राकृतिक गैस की गुणात्मक संरचना में घटकों के दो समूह होते हैं: कार्बनिक और अकार्बनिक।
कार्बनिक घटकों में शामिल हैं: मीथेन - CH4; प्रोपेन - C3H8; ब्यूटेन - C4H10; इथेन - C2H4; पाँच से अधिक कार्बन परमाणुओं वाले भारी हाइड्रोकार्बन। अकार्बनिक घटकों में निम्नलिखित यौगिक शामिल हैं: हाइड्रोजन (छोटी मात्रा में) - H2; कार्बन डाइऑक्साइड - CO2; हीलियम - नहीं; नाइट्रोजन - N2; हाइड्रोजन सल्फाइड - H2S।
किसी विशेष मिश्रण की संरचना वास्तव में क्या होगी यह स्रोत, यानी जमा पर निर्भर करता है। वही कारण अलग-अलग बताते हैं भौतिक रासायनिक विशेषताएँप्राकृतिक गैस।
रासायनिक संरचना
प्राकृतिक गैस का मुख्य भाग मीथेन (CH4) है - 98% तक। प्राकृतिक गैस की संरचना में भारी हाइड्रोकार्बन भी शामिल हो सकते हैं:
* इथेन (C2H6),
* प्रोपेन (C3H8),
* ब्यूटेन (C4H10)
- मीथेन, साथ ही अन्य गैर-हाइड्रोकार्बन पदार्थों के समरूप:
* हाइड्रोजन (H2),
* हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S),
*कार्बन डाइऑक्साइड (CO2),
* नाइट्रोजन (N2),
* हीलियम (वह) .
प्राकृतिक गैस रंगहीन और गंधहीन होती है।
गंध द्वारा रिसाव का पता लगाने में सक्षम होने के लिए, गैस में थोड़ी मात्रा में मर्कैप्टन मिलाए जाते हैं, जिनमें तेज अप्रिय गंध होती है।
अन्य ईंधनों की तुलना में प्राकृतिक गैस के क्या फायदे हैं?
1. सरलीकृत निष्कर्षण (कृत्रिम पम्पिंग की आवश्यकता नहीं है)
2. मध्यवर्ती प्रसंस्करण (आसवन) के बिना उपयोग के लिए तैयार
गैसीय एवं तरल दोनों अवस्थाओं में परिवहन।
4. दहन के दौरान हानिकारक पदार्थों का न्यूनतम उत्सर्जन।
5. दहन के दौरान पहले से ही गैसीय अवस्था में ईंधन की आपूर्ति की सुविधा (उपकरणों के उपयोग की कम लागत)। यह प्रजातिईंधन)
अन्य ईंधनों की तुलना में अधिक व्यापक भंडार (कम बाज़ार/मूल्य)
7. बड़े उद्योगों में उपयोग राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थाअन्य ईंधन की तुलना में.
रूस के आंत्रों में पर्याप्त मात्रा में।
9. दुर्घटनाओं के दौरान ईंधन का उत्सर्जन पर्यावरण के लिए कम विषैला होता है।
10. उपयोग के लिए उच्च जलने वाला तापमान तकनीकी योजनाएँराष्ट्रीय अर्थव्यवस्था, आदि, आदि।
रासायनिक उद्योग में आवेदन
इसका उपयोग प्लास्टिक, अल्कोहल, रबर, कार्बनिक अम्ल के उत्पादन के लिए किया जाता है। केवल प्राकृतिक गैस के उपयोग से ही इसे संश्लेषित करना संभव है रासायनिक पदार्थ, जो प्रकृति में आसानी से नहीं पाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, पॉलीथीन।
मीथेन का उपयोग एसिटिलीन, अमोनिया, मेथनॉल और हाइड्रोजन साइनाइड के उत्पादन के लिए फीडस्टॉक के रूप में किया जाता है। वहीं, प्राकृतिक गैस प्रमुख है कच्चे माल का आधारअमोनिया के उत्पादन में. सभी अमोनिया का लगभग तीन-चौथाई उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के उत्पादन के लिए किया जाता है।
हाइड्रोजन साइनाइड, जो पहले से ही अमोनिया से प्राप्त होता है, एसिटिलीन के साथ मिलकर विभिन्न सिंथेटिक फाइबर के उत्पादन के लिए प्रारंभिक कच्चे माल के रूप में कार्य करता है। एसिटिलीन का उपयोग विभिन्न परतों के उत्पादन के लिए किया जा सकता है, जिनका उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी में काफी व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
यह एसीटेट रेशम का भी उत्पादन करता है।
प्राकृतिक गैस इनमें से एक है सर्वोत्तम दृश्यईंधन जो औद्योगिक और घरेलू जरूरतों के लिए उपयोग किया जाता है। ईंधन के रूप में इसका महत्व इस तथ्य में भी निहित है कि यह खनिज ईंधन पर्यावरण की दृष्टि से काफी अनुकूल है। जब इसे जलाया जाता है, तो अन्य प्रकार के ईंधन की तुलना में बहुत कम हानिकारक पदार्थ दिखाई देते हैं।
सबसे महत्वपूर्ण तेल उत्पाद
प्रसंस्करण की प्रक्रिया में तेल से, ईंधन (तरल और गैसीय), चिकनाई वाले तेल और ग्रीस, सॉल्वैंट्स, व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन - एथिलीन, प्रोपलीन, मीथेन, एसिटिलीन, बेंजीन, टोल्यूनि, जाइलो, आदि, हाइड्रोकार्बन के ठोस और अर्ध-ठोस मिश्रण (पैराफिन, वैसलीन, सेरेसिन), पेट्रोलियम बिटुमेन, कार्बन ब्लैक (कालिख), पेट्रोलियम एसिड और उनके डेरिवेटिव।
तेल शोधन द्वारा प्राप्त तरल ईंधन को मोटर और बॉयलर ईंधन में विभाजित किया गया है।
गैसीय ईंधन में घरेलू सेवाओं के लिए उपयोग की जाने वाली हाइड्रोकार्बन तरलीकृत ईंधन गैसें शामिल हैं। ये विभिन्न अनुपात में प्रोपेन और ब्यूटेन के मिश्रण हैं।
विभिन्न मशीनों और तंत्रों में तरल स्नेहन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किए गए चिकनाई वाले तेलों को, अनुप्रयोग के आधार पर, औद्योगिक, टरबाइन, कंप्रेसर, ट्रांसमिशन, इन्सुलेटिंग, मोटर तेलों में विभाजित किया जाता है।
ग्रीस पेट्रोलियम तेल हैं जिन्हें साबुन, ठोस हाइड्रोकार्बन और अन्य गाढ़े पदार्थों से गाढ़ा किया जाता है।
तेल और पेट्रोलियम गैस प्रसंस्करण के परिणामस्वरूप प्राप्त व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन पॉलिमर और कार्बनिक संश्लेषण उत्पादों के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में काम करते हैं।
इनमें से, सबसे महत्वपूर्ण सीमित हैं - मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन; असंतृप्त - एथिलीन, प्रोपलीन; सुगंधित - बेंजीन, टोल्यूनि, जाइलीन। इसके अलावा तेल शोधन के उप-उत्पाद भी हैं संतृप्त हाइड्रोकार्बनबड़े आणविक भार (C16 और ऊपर) के साथ - पैराफिन, सेरेसिन का उपयोग इत्र उद्योग में और ग्रीस के लिए गाढ़ेपन के रूप में किया जाता है।
ऑक्सीकरण द्वारा भारी तेल अवशेषों से प्राप्त पेट्रोलियम बिटुमेन का उपयोग सड़क निर्माण, छत सामग्री के उत्पादन, डामर वार्निश और मुद्रण स्याही आदि की तैयारी के लिए किया जाता है।
तेल शोधन के मुख्य उत्पादों में से एक मोटर ईंधन है, जिसमें विमानन और मोटर गैसोलीन शामिल हैं।
आप हाइड्रोकार्बन के मुख्य प्राकृतिक स्रोत क्या जानते हैं?
हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत जीवाश्म ईंधन हैं।
अधिकांश कार्बनिक पदार्थ प्राकृतिक स्रोतों से आते हैं। कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण की प्रक्रिया में, प्राकृतिक और संबंधित गैसें, कोयला और भूरा कोयला, तेल, तेल शेल, पीट, पशु और वनस्पति मूल के उत्पाद कच्चे माल के रूप में उपयोग किए जाते हैं।
12अगला ⇒
पैराग्राफ 19 के उत्तर
1. आप हाइड्रोकार्बन के मुख्य प्राकृतिक स्रोत क्या जानते हैं?
तेल, प्राकृतिक गैस, शेल, कोयला।
प्राकृतिक गैस की संरचना क्या है? इस समय दिखाएं भौगोलिक मानचित्रसबसे महत्वपूर्ण जमा: ए) प्राकृतिक गैस; उबलना; ग) कोयला।
3. अन्य ईंधनों की तुलना में प्राकृतिक गैस के क्या फायदे हैं? रासायनिक उद्योग में प्राकृतिक गैस का उपयोग किस लिए किया जाता है?
हाइड्रोकार्बन के अन्य स्रोतों की तुलना में प्राकृतिक गैस को निकालना, परिवहन करना और संसाधित करना सबसे आसान है।
रासायनिक उद्योग में, प्राकृतिक गैस का उपयोग कम आणविक भार हाइड्रोकार्बन के स्रोत के रूप में किया जाता है।
4. प्राप्त करने की प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें: ए) मीथेन से एसिटिलीन; बी) एसिटिलीन से क्लोरोप्रीन रबर; ग) मीथेन से कार्बन टेट्राक्लोराइड।
5. संबद्ध पेट्रोलियम गैसों और प्राकृतिक गैस के बीच क्या अंतर है?
संबद्ध गैसें तेल में घुले हुए वाष्पशील हाइड्रोकार्बन हैं।
इनका पृथक्करण आसवन द्वारा होता है। प्राकृतिक गैस के विपरीत, इसे किसी तेल क्षेत्र के विकास के किसी भी चरण में छोड़ा जा सकता है।
6. संबद्ध पेट्रोलियम गैसों से प्राप्त मुख्य उत्पादों का वर्णन करें।
मुख्य उत्पाद: मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, एन-ब्यूटेन, पेंटेन, आइसोब्यूटेन, आइसोपेंटेन, एन-हेक्सेन, एन-हेप्टेन, हेक्सेन और हेप्टेन आइसोमर्स।
सबसे महत्वपूर्ण पेट्रोलियम उत्पादों के नाम बताएं, उनकी संरचना और उनके अनुप्रयोग के क्षेत्रों को इंगित करें।
8. उत्पादन में कौन से चिकनाई वाले तेल का उपयोग किया जाता है?
ट्रांसमिशन के लिए मोटर तेल, औद्योगिक, मशीन टूल्स के लिए स्नेहक-शीतलन इमल्शन आदि।
तेल शोधन कैसे किया जाता है?
10. ऑयल क्रैकिंग क्या है? हाइड्रोकार्बन विभाजन की प्रतिक्रियाओं के लिए एक समीकरण लिखें और इस प्रक्रिया के दौरान.
तेल के प्रत्यक्ष आसवन के दौरान 20% से अधिक गैसोलीन प्राप्त करना क्यों संभव नहीं है?
क्योंकि तेल में गैसोलीन अंश की मात्रा सीमित है।
12. थर्मल क्रैकिंग और कैटेलिटिक क्रैकिंग के बीच क्या अंतर है? थर्मल और कैटेलिटिक क्रैक्ड गैसोलीन का वर्णन करें।
थर्मल क्रैकिंग में, अभिकारकों को उच्च तापमान पर गर्म करना आवश्यक होता है, उत्प्रेरक क्रैकिंग में, उत्प्रेरक की शुरूआत प्रतिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम कर देती है, जिससे प्रतिक्रिया तापमान को काफी कम करना संभव हो जाता है।
क्रैक किए गए गैसोलीन को सीधे चलने वाले गैसोलीन से व्यावहारिक रूप से कैसे अलग किया जा सकता है?
क्रैक किए गए गैसोलीन में सीधे चलने वाले गैसोलीन की तुलना में अधिक ऑक्टेन संख्या होती है, अर्थात। विस्फोट के प्रति अधिक प्रतिरोधी और आंतरिक दहन इंजनों में उपयोग के लिए अनुशंसित।
14. तेल का सुगंधीकरण क्या है? इस प्रक्रिया को समझाने वाले प्रतिक्रिया समीकरण लिखें।
कोयले की कोकिंग से प्राप्त होने वाले मुख्य उत्पाद कौन से हैं?
नेफ़थलीन, एन्थ्रेसीन, फेनेंथ्रीन, फिनोल और कोयला तेल।
16. कोक का उत्पादन कैसे होता है और इसका उपयोग कहाँ किया जाता है?
कोक एक ठोस झरझरा उत्पाद है ग्रे रंग, बिना ऑक्सीजन के 950-1100 के तापमान पर कोयले की कोकोटिंग करके प्राप्त किया जाता है।
इसका उपयोग लोहा गलाने, धुआं रहित ईंधन, कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है लौह अयस्क, चार्ज सामग्री के लिए बेकिंग पाउडर।
17. प्राप्त होने वाले मुख्य उत्पाद क्या हैं:
क) कोयला टार से; बी) टार पानी से; ग) कोक ओवन गैस से? उन्हें कहाँ लागू किया जाता है? कोक ओवन गैस से कौन से कार्बनिक पदार्थ प्राप्त किये जा सकते हैं?
ए) बेंजीन, टोल्यूनि, नेफ़थलीन - रासायनिक उद्योग
बी) अमोनिया, फिनोल, कार्बनिक अम्ल - रासायनिक उद्योग
ग) हाइड्रोजन, मीथेन, एथिलीन - ईंधन।
सुगंधित हाइड्रोकार्बन प्राप्त करने के सभी मुख्य तरीकों को याद करें। कोयले और तेल के कोकिंग उत्पादों से सुगंधित हाइड्रोकार्बन प्राप्त करने की विधियों में क्या अंतर है? संगत प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें।
प्राप्त करने के विभिन्न तरीके हैं: प्राथमिक प्रसंस्करणतेल में अंतर पर आधारित है भौतिक गुणविभिन्न अंश, और कोकिंग पूरी तरह से कोयले के रासायनिक गुणों पर आधारित है।
बताएं कि देश में ऊर्जा समस्याओं को हल करने की प्रक्रिया में प्राकृतिक हाइड्रोकार्बन संसाधनों के प्रसंस्करण और उपयोग के तरीकों में कैसे सुधार किया जाएगा।
नए ऊर्जा स्रोतों की खोज, तेल उत्पादन और शोधन प्रक्रियाओं का अनुकूलन, संपूर्ण उत्पादन की लागत को कम करने के लिए नए उत्प्रेरक का विकास आदि।
20. प्राप्त करने की क्या संभावनाएँ हैं? तरल ईंधनकोयले से?
भविष्य में कोयले से तरल ईंधन प्राप्त करना संभव है, बशर्ते इसके उत्पादन की लागत कम हो।
कार्य 1।
यह ज्ञात है कि गैस में 0.9 मीथेन, 0.05 ईथेन, 0.03 प्रोपेन, 0.02 नाइट्रोजन के आयतन अंश होते हैं। सामान्य परिस्थितियों में इस गैस के 1 m3 को जलाने के लिए कितनी मात्रा में हवा की आवश्यकता होती है?
कार्य 2.
1 किलो हेप्टेन को जलाने के लिए हवा की कितनी मात्रा (N.O.) की आवश्यकता होती है?
कार्य 3. गणना करें कि 5 मोल ऑक्टेन (एन.ओ.) जलाने पर कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) का कितना आयतन (एल में) और कितना द्रव्यमान (किलो में) प्राप्त होगा।
हमारे ग्रह पर हाइड्रोकार्बन के मुख्य स्रोत हैं प्राकृतिक गैस, तेलऔर कोयला. पृथ्वी की गहराई में लाखों वर्षों के संरक्षण ने सबसे अधिक स्थिर हाइड्रोकार्बन को बरकरार रखा है: संतृप्त और सुगंधित।
प्राकृतिक गैस में मुख्य रूप से शामिल है मीथेनअन्य गैसीय अल्केन्स, नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड और कुछ अन्य गैसों की अशुद्धियों के साथ; कोयले में मुख्यतः पॉलीसाइक्लिक होता है सुगंधित हाइड्रोकार्बन.
प्राकृतिक गैस और कोयले के विपरीत, तेल में घटकों की पूरी श्रृंखला शामिल होती है:
तेल में अन्य पदार्थ भी मौजूद होते हैं: विषमपरमाणु कार्बनिक यौगिक (सल्फर, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और अन्य तत्व युक्त), इसमें घुले लवण वाला पानी, अन्य चट्टानों के ठोस कण और अन्य अशुद्धियाँ।
जानना दिलचस्प है! हाइड्रोकार्बन अन्य ग्रहों सहित अंतरिक्ष में भी पाए जाते हैं।
उदाहरण के लिए, मीथेन यूरेनस के वायुमंडल का एक बड़ा हिस्सा बनाता है और दूरबीन के माध्यम से देखे जाने पर इसके हल्के फ़िरोज़ा रंग के लिए ज़िम्मेदार है। शनि के सबसे बड़े उपग्रह टाइटन के वातावरण में मुख्य रूप से नाइट्रोजन शामिल है, लेकिन इसमें हाइड्रोकार्बन मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, एथिन, प्रोपाइन, ब्यूटाडीन और उनके डेरिवेटिव भी शामिल हैं; कभी-कभी मीथेन की वर्षा होती है, और हाइड्रोकार्बन नदियाँ टाइटन की सतह पर हाइड्रोकार्बन झीलों में प्रवाहित होती हैं।
संतृप्त और आणविक हाइड्रोजन के साथ-साथ असंतृप्त हाइड्रोकार्बन की उपस्थिति सौर विकिरण के प्रभाव के कारण होती है।
मेंडेलीव इस वाक्यांश के मालिक हैं: "तेल जलाना बैंकनोटों से भट्टी को गर्म करने के समान है।" तेल शोधन प्रौद्योगिकियों के उद्भव और विकास के लिए धन्यवाद, 20वीं शताब्दी में, तेल साधारण ईंधन से सबसे मूल्यवान में बदल गया कच्चे माल का स्रोतरासायनिक उद्योग के लिए.
पेट्रोलियम उत्पादों का उपयोग वर्तमान में लगभग सभी उद्योगों में किया जाता है।
प्राथमिक तेल शोधन है प्रशिक्षण, अर्थात्, अकार्बनिक अशुद्धियों और उसमें घुली पेट्रोलियम गैस से तेल का शुद्धिकरण, और आसवन, अर्थात्, भौतिक विभाजन गुटोंक्वथनांक के आधार पर:
वायुमंडलीय दबाव पर तेल के आसवन के बाद बचे ईंधन तेल से, वैक्यूम की क्रिया के तहत, बड़े आणविक भार के घटकों को अलग किया जाता है, जो खनिज तेल, मोटर ईंधन और अन्य उत्पादों में प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त होते हैं, और शेष - टार- बिटुमेन के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।
तेल शोधन की प्रक्रिया में, अलग-अलग अंशों का उपयोग किया जाता है रासायनिक परिवर्तन.
ये क्रैकिंग, रिफॉर्मिंग, आइसोमेराइजेशन और कई अन्य प्रक्रियाएं हैं जो असंतृप्त और सुगंधित हाइड्रोकार्बन, शाखित अल्केन्स और अन्य मूल्यवान पेट्रोलियम उत्पादों को प्राप्त करना संभव बनाती हैं। उनमें से कुछ उच्च गुणवत्ता वाले ईंधन और विभिन्न सॉल्वैंट्स के उत्पादन पर खर्च किए जाते हैं, और कुछ विभिन्न उद्योगों के लिए नए कार्बनिक यौगिकों और सामग्रियों के उत्पादन के लिए कच्चे माल हैं।
लेकिन यह याद रखना चाहिए कि प्रकृति में हाइड्रोकार्बन भंडार की भरपाई मानवता द्वारा उपभोग किए जाने की तुलना में बहुत धीमी गति से होती है, और पेट्रोलियम उत्पादों के प्रसंस्करण और जलने की प्रक्रिया प्रकृति के रासायनिक संतुलन में मजबूत विचलन लाती है।
बेशक, देर-सबेर प्रकृति संतुलन बहाल कर देगी, लेकिन ऐसा हो सकता है गंभीर समस्याएंएक व्यक्ति के लिए. इसलिए यह जरूरी है नई तकनीकेंभविष्य में ईंधन के रूप में हाइड्रोकार्बन के उपयोग से दूर जाने के लिए।
ऐसे हल करने के लिए वैश्विक चुनौतियाँज़रूरी मौलिक विज्ञान का विकासऔर हमारे आसपास की दुनिया की गहरी समझ।
1. हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत: गैस, तेल, कोयला। उनका प्रसंस्करण और व्यावहारिक अनुप्रयोग।
हाइड्रोकार्बन के मुख्य प्राकृतिक स्रोत तेल, प्राकृतिक और संबंधित पेट्रोलियम गैसें और कोयला हैं।
प्राकृतिक और संबंधित पेट्रोलियम गैसें।
प्राकृतिक गैस गैसों का मिश्रण है, जिसका मुख्य घटक मीथेन है, बाकी ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और है। एक छोटी राशिअशुद्धियाँ - नाइट्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड (IV), हाइड्रोजन सल्फाइड और जल वाष्प। इसका 90% ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है, शेष 10% का उपयोग रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है: हाइड्रोजन, एथिलीन, एसिटिलीन, कालिख, विभिन्न प्लास्टिक, दवाओं आदि का उत्पादन।
एसोसिएटेड पेट्रोलियम गैस भी प्राकृतिक गैस है, लेकिन यह तेल के साथ मिलकर बनती है - यह तेल के ऊपर स्थित होती है या दबाव में उसमें घुल जाती है। एसोसिएटेड गैस में 30-50% मीथेन होता है, बाकी इसके समरूप होते हैं: ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और अन्य हाइड्रोकार्बन। इसके अलावा, इसमें प्राकृतिक गैस जैसी ही अशुद्धियाँ होती हैं।
संबद्ध गैस के तीन अंश:
1. गैसोलीन; इंजन स्टार्टिंग को बेहतर बनाने के लिए इसे गैसोलीन में मिलाया जाता है;
2. प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण; घरेलू ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है;
3. सूखी गैस; एसिलीन, हाइड्रोजन, एथिलीन और अन्य पदार्थों का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिससे बदले में रबर, प्लास्टिक, अल्कोहल, कार्बनिक अम्ल आदि का उत्पादन होता है।
तेल।
तेल पीले या हल्के भूरे से काले रंग का एक तैलीय तरल है जिसमें एक विशिष्ट गंध होती है। यह पानी से हल्का है और व्यावहारिक रूप से इसमें अघुलनशील है। तेल अन्य पदार्थों के साथ मिश्रित लगभग 150 हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है, इसलिए इसका कोई विशिष्ट क्वथनांक नहीं होता है।
उत्पादित तेल का 90% उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है विभिन्न प्रकारईंधन और स्नेहक. साथ ही, तेल रासायनिक उद्योग के लिए एक मूल्यवान कच्चा माल है।
धरती के गर्भ से निकले तेल को मैं कच्चा तेल कहता हूं। कच्चे तेल का उपयोग नहीं किया जाता है, इसे संसाधित किया जाता है। कच्चे तेल को गैसों, पानी और यांत्रिक अशुद्धियों से शुद्ध किया जाता है, और फिर आंशिक आसवन के अधीन किया जाता है।
आसवन मिश्रण को उनके क्वथनांक में अंतर के आधार पर अलग-अलग घटकों या अंशों में अलग करने की प्रक्रिया है।
तेल के आसवन के दौरान, पेट्रोलियम उत्पादों के कई अंश अलग हो जाते हैं:
1. गैस अंश (tboil = 40°C) में सामान्य और शाखित अल्केन्स CH4 - C4H10 होते हैं;
2. गैसोलीन अंश (tboil = 40 - 200°C) में हाइड्रोकार्बन C 5 H 12 - C 11 H 24 होता है; पुन: आसवन के दौरान, हल्के तेल उत्पादों को मिश्रण से अलग किया जाता है, कम तापमान रेंज में उबाला जाता है: पेट्रोलियम ईथर, विमानन और मोटर गैसोलीन;
3. नेफ्था अंश (भारी गैसोलीन, क्वथनांक = 150 - 250 डिग्री सेल्सियस), इसमें सी 8 एच 18 - सी 14 एच 30 संरचना के हाइड्रोकार्बन होते हैं, जिनका उपयोग ट्रैक्टर, डीजल लोकोमोटिव, ट्रकों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है;
4. केरोसिन अंश (टीउबाल = 180 - 300°C) में C 12 H 26 - C 18 H 38 संरचना के हाइड्रोकार्बन शामिल हैं; इसका उपयोग जेट विमानों, रॉकेटों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है;
5. गैस तेल (tboil = 270 - 350°C) का उपयोग डीजल ईंधन के रूप में किया जाता है और बड़े पैमाने पर क्रैक किया जाता है।
अंशों के आसवन के बाद, एक गहरा चिपचिपा तरल बचता है - ईंधन तेल। सौर तेल, पेट्रोलियम जेली, पैराफिन को ईंधन तेल से अलग किया जाता है। ईंधन तेल के आसवन से निकलने वाला अवशेष टार है, इसका उपयोग सड़क निर्माण के लिए सामग्री के उत्पादन में किया जाता है।
पुनर्चक्रणतेल रासायनिक प्रक्रियाओं पर आधारित है:
1. क्रैकिंग - बड़े हाइड्रोकार्बन अणुओं का छोटे अणुओं में टूटना। थर्मल और कैटेलिटिक क्रैकिंग के बीच अंतर करें, जो वर्तमान में अधिक आम है।
2. सुधार (सुगंधीकरण) अल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स का सुगंधित यौगिकों में रूपांतरण है। यह प्रक्रिया गैसोलीन को गर्म करके की जाती है उच्च रक्तचापउत्प्रेरक की उपस्थिति में. रिफॉर्मिंग का उपयोग गैसोलीन अंशों से सुगंधित हाइड्रोकार्बन प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
3. पेट्रोलियम उत्पादों का पायरोलिसिस पेट्रोलियम उत्पादों को 650 - 800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म करके किया जाता है, मुख्य प्रतिक्रिया उत्पाद असंतृप्त गैसीय और सुगंधित हाइड्रोकार्बन हैं।
तेल न केवल ईंधन, बल्कि कई कार्बनिक पदार्थों के उत्पादन के लिए एक कच्चा माल है।
कोयला।
कोयला ऊर्जा का स्रोत भी है और मूल्यवान भी रासायनिक कच्चे माल. कोयले की संरचना में मुख्य रूप से कार्बनिक पदार्थ, साथ ही पानी भी शामिल है। खनिजजो जलने पर राख बन जाते हैं।
कठोर कोयले के प्रसंस्करण के प्रकारों में से एक कोकिंग है - यह हवा की पहुंच के बिना कोयले को 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म करने की प्रक्रिया है। कोयले की कोकिंग कोक ओवन में की जाती है। कोक में लगभग शुद्ध कार्बन होता है। इसका उपयोग धातुकर्म संयंत्रों में पिग आयरन के ब्लास्ट-फर्नेस उत्पादन में कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।
कोयला टार के संघनन के दौरान वाष्पशील पदार्थ (इसमें कई अलग-अलग कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जिनमें से के सबसे- सुगंधित), अमोनिया पानी (इसमें अमोनिया, अमोनियम लवण होते हैं) और कोक ओवन गैस (इसमें अमोनिया, बेंजीन, हाइड्रोजन, मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड (II), एथिलीन, नाइट्रोजन और अन्य पदार्थ होते हैं)।
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