Surse naturale de hidrocarburi aromatice. Surse naturale de hidrocarburi: gaz, petrol, cocs
Sursele naturale de hidrocarburi sunt combustibilii fosili – petrolul și
gaz, cărbune și turbă. Zăcămintele de țiței și gaze au apărut acum 100-200 de milioane de ani
înapoi de la plantele și animalele marine microscopice care s-au dovedit a fi
incluse în rocile sedimentare formate pe fundul mării, Spre deosebire de
Acest cărbune și turbă au început să se formeze acum 340 de milioane de ani din plante,
crescând pe pământ.
Gazele naturale și țițeiul se găsesc de obicei cu apă
straturi petroliere situate între straturile de rocă (Fig. 2). Termen
„gaz natural” se aplică și gazelor care se formează în natură
condiţiile rezultate din descompunerea cărbunelui. Gaze naturale și țiței
sunt dezvoltate pe toate continentele, cu excepția Antarcticii. Cel mai mare
Producătorii de gaze naturale din lume sunt Rusia, Algeria, Iran și
Statele Unite. Cei mai mari producători de țiței sunt
Venezuela, Arabia Saudită, Kuweit și Iran.
Gazele naturale constă în principal din metan (Tabelul 1).
Țițeiul este un lichid uleios a cărui culoare poate
fie foarte divers - de la maro închis sau verde până la aproape
incolor. Conține un număr mare de alcani. Printre ei sunt
alcani drepti, alcani ramificati si cicloalcani cu numar de atomi
carbon de la cinci la 40. Denumirea industrială a acestor cicloalcani este nachta. ÎN
uleiul brut contine si aproximativ 10% aromatic
hidrocarburi, precum și cantități mici de alți compuși care conțin
sulf, oxigen și azot.
Tabelul 1 Compoziția gazelor naturale
Cărbunele este cea mai veche sursă de energie cu care suntem familiarizați
umanitatea. Este un mineral (Fig. 3), care s-a format din
materie vegetală în proces de metamorfism. Metamorfic
se numesc roci a caror compozitie a suferit modificari de conditii
presiuni ridicate precum și temperaturi ridicate. Produsul primei etape în
procesul de formare a cărbunelui este turba, adică
materie organică descompusă. Cărbunele se formează din turbă după
este acoperit cu roci sedimentare. Aceste roci sedimentare se numesc
supraîncărcat. Sedimentul supraîncărcat reduce conținutul de umiditate al turbei.
În clasificarea cărbunilor sunt utilizate trei criterii: puritatea (determinată
conținutul relativ de carbon în procente); tip (definit
compoziția materiei vegetale originale); nota (în funcție de
gradul de metamorfism).
Tabelul 2 Conținutul de carbon al unor combustibili și puterea lor calorică
abilitate
Cele mai scăzute tipuri de cărbuni fosili sunt cărbunele brun și
lignit (Tabelul 2). Ele sunt cele mai apropiate de turbă și sunt caracterizate relativ
caracterizat printr-un conținut mai scăzut de umiditate și este utilizat pe scară largă în
industrie. Cel mai uscat și mai dur tip de cărbune este antracitul. A lui
folosit pentru încălzirea locuințelor și pentru gătit.
Recent, datorită progreselor tehnologice, a devenit din ce în ce mai mult
gazeificarea economică a cărbunelui. Produsele de gazeificare a cărbunelui includ
monoxid de carbon, dioxid de carbon, hidrogen, metan și azot. Sunt folosite în
ca combustibil gazos sau ca materie primă pentru producerea diverselor
produse chimice și îngrășăminte.
Cărbunele, după cum se subliniază mai jos, este o sursă importantă de materie primă pentru producția de
compuși aromatici. Cărbunele reprezintă
este un amestec complex de substanțe chimice care includ carbon,
hidrogen și oxigen, precum și cantități mici de azot, sulf și alte impurități
elemente. În plus, compoziția cărbunelui, în funcție de tipul său, include
diferite cantități de umiditate și diferite minerale.
Hidrocarburile apar în mod natural nu numai în combustibilii fosili, ci și în
în unele materiale de origine biologică. Cauciuc natural
este un exemplu de polimer hidrocarburic natural. moleculă de cauciuc
constă din mii de unități structurale reprezentând metil buta-1,3-dienă
(izopren);
Cauciuc natural. Aproximativ 90% cauciuc natural, care
exploatat în prezent în întreaga lume, obținut din brazilian
arbore de cauciuc Hevea brasiliensis, cultivat în principal în
țările ecuatoriale din Asia. Seva acestui copac, care este latex
(soluție apoasă coloidală de polimer), colectată din tăieturi făcute cu un cuțit
latra Latexul conține aproximativ 30% cauciuc. Piesele lui minuscule
suspendat în apă. Sucul este turnat în recipiente de aluminiu, unde se adaugă acid,
determinând coagularea cauciucului.
Mulți alți compuși naturali conțin și structuri izoprene.
fragmente. De exemplu, limonenul conține două unități de izopren. Limonene
este componenta principală a uleiurilor extrase din coji de citrice,
precum lămâile și portocalele. Această conexiune aparține clasei de conexiuni
numite terpene. Terpenele conțin 10 atomi de carbon (C) în moleculele lor
10-compuși) și includ două fragmente de izopren conectate între ele
unul pe altul secvenţial („cap la coadă”). Compuși cu patru izopren
fragmentele (compuși C 20) se numesc diterpene, iar cu șase
fragmente de izopren - triterpene (compuși C 30). Squalene,
care se găsește în uleiul de ficat de rechin este o triterpenă.
Tetraterpenele (compuși C 40) conțin opt izopren
fragmente. Tetraterpenele se găsesc în pigmenții grăsimilor vegetale și animale
origine. Culoarea lor se datorează prezenței unui sistem lung conjugat
legături duble. De exemplu, β-carotenul este responsabil pentru culoarea portocalie caracteristică
colorarea morcovului.
Tehnologia de prelucrare a petrolului și a cărbunelui
La sfârşitul secolului al XIX-lea. Sub influența progresului în domeniul ingineriei termice și energetice, transporturilor, ingineriei, armatei și a unui număr de alte industrii, cererea a crescut nemăsurat și a apărut o nevoie urgentă de noi tipuri de combustibili și produse chimice.
În acest moment, industria de rafinare a petrolului a luat naștere și a progresat rapid. Un impuls uriaș pentru dezvoltarea industriei de rafinare a petrolului a fost dat de invenția și răspândirea rapidă a motorului cu ardere internă care funcționează pe produse petroliere. Tehnologia de prelucrare a cărbunelui, care nu numai că servește ca unul dintre principalele tipuri de combustibil, dar, ceea ce este de remarcat, a devenit o materie primă necesară pentru industria chimică în perioada analizată, de asemenea, s-a dezvoltat intens. Un rol major în această chestiune a aparținut chimiei cocsului. Fabricile de cocs, care furnizau anterior cocs industriei siderurgice, s-au transformat în întreprinderi chimice de cocs, care produceau și o serie de produse chimice valoroase: gaz de cocs, benzen brut, gudron de cărbune și amoniac.
Pe baza produselor de prelucrare a petrolului și cărbunelui, a început să se dezvolte producția de substanțe și materiale organice sintetice. Sunt utilizate pe scară largă ca materii prime și semifabricate în diferite ramuri ale industriei chimice.
Biletul #10
SURSE NATURALE DE HIDROCARBURI
Hidrocarburile sunt toate atât de diferite -
Lichid și solid și gazos.
De ce sunt atât de mulți în natură?
Este vorba despre carbon nesățios.
Într-adevăr, acest element, ca nimeni altul, este „insatiabil”: se străduiește să formeze lanțuri, drepte și ramificate, inele sau rețele din numeroșii săi atomi. Prin urmare, există mulți compuși de atomi de carbon și hidrogen.
Hidrocarburile sunt atât gaze naturale - metan, cât și un alt gaz inflamabil de uz casnic care este folosit pentru umplerea butelilor - propan C 3 H 8. Hidrocarburile includ petrolul, benzina și kerosenul. Și de asemenea - solvent organic C 6 H 6, parafină din care se fac lumânările de Revelion, vaselină de la farmacie și chiar o pungă de plastic pentru ambalarea produselor...
Cele mai importante surse naturale de hidrocarburi sunt mineralele - cărbunele, petrolul, gazele.
CĂRBUNE
Se cunosc mai multe pe glob 36 mie bazine de cărbune și zăcăminte, care ocupă împreună 15% teritoriile globului. Bazinele de cărbune se pot întinde pe mii de kilometri. Rezervele geologice totale de cărbune de pe glob sunt 5 trilioane 500 de miliarde de tone, inclusiv depozitele explorate - 1 trilion 750 de miliarde de tone.
Există trei tipuri principale de cărbuni fosili. Când arde cărbunele brun și antracitul, flacăra este invizibilă și arderea este fără fum, în timp ce cărbunele tare produce un sunet puternic de trosnire când arde.
Antracit- cel mai vechi dintre cărbunii fosili. Se distinge prin densitate mare și strălucire. Conține până la 95% carbon.
Cărbune– conține până la 99% carbon. Dintre toți cărbunii fosili, are cea mai largă aplicație.
Cărbune brun– conține până la 72% carbon. Are o culoare maro. Fiind cel mai tânăr dintre cărbunii fosili, acesta păstrează adesea urme ale structurii lemnului din care a fost format. Se caracterizează prin higroscopicitate ridicată și conținut ridicat de cenușă ( de la 7% la 38%), de aceea este folosit doar ca combustibil local și ca materie primă pentru prelucrarea chimică. În special, prin hidrogenare se obțin tipuri valoroase de combustibil lichid: benzină și kerosen.
Carbonul este componenta principală a cărbunelui ( 99% ), cărbune brun ( pana la 72%). Originea numelui de carbon, adică „născând cărbunele”. În mod similar, numele latin „carboneum” conține rădăcina carbo-carbune la bază.
Ca și petrolul, cărbunele conține cantități mari de materie organică. Pe lângă substanțele organice, conține și substanțe anorganice, cum ar fi apa, amoniacul, hidrogenul sulfurat și, desigur, carbonul însuși - cărbune. Una dintre principalele metode de procesare a cărbunelui este cocsificarea - calcinarea fără acces la aer. Ca urmare a cocsării, care se efectuează la o temperatură de 1000 0 C, se formează următoarele:
Gaz cocs– conține hidrogen, metan, dioxid de carbon și dioxid de carbon, amestecuri de amoniac, azot și alte gaze.
Gudron de cărbune – conține câteva sute de substanțe organice diferite, inclusiv benzen și omologii săi, fenoli și alcooli aromatici, naftalină și diverși compuși heterociclici.
Apa cu rasina sau amoniac – care conțin, după cum sugerează și numele, amoniac dizolvat, precum și fenol, hidrogen sulfurat și alte substanțe.
Coca-Cola– reziduu solid de cocsificare, carbon practic pur.
Cocsul este folosit în producția de fier și oțel, amoniacul este folosit în producția de azot și îngrășăminte combinate, iar importanța produselor organice de cocsificare cu greu poate fi supraestimată. Care este geografia de distribuție a acestui mineral?
Cea mai mare parte a resurselor de cărbune se află în emisfera nordică - Asia, America de Nord, Eurasia. Ce țări se remarcă în ceea ce privește rezervele și producția de cărbune?
China, SUA, India, Australia, Rusia.
Principalii exportatori de cărbune sunt țările.
SUA, Australia, Rusia, Africa de Sud.
Principalele centre de import.
Japonia, Europa străină.
Acesta este un combustibil foarte poluant pentru mediu. La extragerea cărbunelui apar explozii și incendii de metan și apar anumite probleme de mediu.
Poluarea mediului este orice schimbare nedorită a stării acestui mediu ca urmare a activității economice umane. Acest lucru se întâmplă și în timpul mineritului. Să ne imaginăm situația într-o zonă de exploatare a cărbunelui. Împreună cu cărbunele, o cantitate imensă de rocă sterilă se ridică la suprafață, care este pur și simplu trimisă la haldele ca fiind inutilă. S-a format treptat mormane de deseuri- munți uriași, de zeci de metri înălțimi, în formă de con, de rocă sterilă, care distorsionează aspectul peisajului natural. Tot cărbunele ridicat la suprafață va fi transportat către consumator? Desigur că nu. La urma urmei, procesul nu este etanș. O cantitate imensă de praf de cărbune se depune pe suprafața pământului. Ca urmare, compoziția solurilor și a apelor subterane se modifică, ceea ce va afecta inevitabil flora și fauna zonei.
Cărbunele conține carbon radioactiv - C, dar după arderea combustibilului, substanța periculoasă, împreună cu fumul, intră în aer, apă, sol și este sinterizată în zgură sau cenușă, care este folosită pentru producerea materialelor de construcție. Drept urmare, pereții și plafoanele clădirilor rezidențiale „se scufundă” și reprezintă o amenințare pentru sănătatea umană.
ULEI
Uleiul este cunoscut omenirii din cele mai vechi timpuri. A fost exploatat pe malul Eufratului
6-7 mii de ani î.Hr uh . Era folosit pentru iluminarea locuințelor, pentru prepararea mortarelor, ca medicamente și unguente și pentru îmbălsămare. În lumea antică, petrolul era o armă formidabilă: râuri de foc se revărsau pe capetele acelor ziduri de fortăreață, săgețile arzătoare înmuiate în ulei zburau în orașele asediate. Petrolul a fost o parte integrantă a agentului incendiar, care a rămas în istorie sub numele „foc grecesc”În Evul Mediu a fost folosit în principal pentru iluminatul stradal.
Au fost explorate peste 600 de bazine de petrol și gaze, 450 sunt în curs de dezvoltare , iar numărul total al câmpurilor petroliere ajunge la 50 de mii.
Există uleiuri ușoare și grele. Uleiul ușor este extras din subsol cu ajutorul pompelor sau prin metoda fântânii. Acest ulei este folosit în principal pentru a produce benzină și kerosen. Grele de ulei sunt uneori extrase chiar folosind o metodă de mină (în Republica Komi), iar din acesta se prepară bitum, păcură și diferite uleiuri.
Uleiul este cel mai versatil combustibil, bogat în calorii. Extragerea lui este relativ simplă și ieftină, deoarece la extragerea petrolului nu este nevoie să puneți oamenii în subteran. Transportul petrolului prin conducte nu este o mare problemă. Principalul dezavantaj al acestui tip de combustibil este disponibilitatea redusă a resurselor (aproximativ 50 de ani ) . Rezervele geologice generale sunt egale cu 500 de miliarde de tone, inclusiv 140 de miliarde de tone explorate .
ÎN 2007 an, oamenii de știință ruși au demonstrat comunității mondiale că crestele subacvatice Lomonosov și Mendeleev, care sunt situate în Oceanul Arctic, sunt o zonă de platformă continentală și, prin urmare, aparțin Federației Ruse. Un profesor de chimie vă va spune despre compoziția uleiului și proprietățile acestuia.
Uleiul este o „aglomerație de energie”. Cu doar 1 ml din el, puteți încălzi o găleată întreagă de apă cu un grad, iar pentru a fierbe o găleată samovar, aveți nevoie de mai puțin de jumătate de pahar de ulei. În ceea ce privește concentrația de energie pe unitatea de volum, uleiul se află pe primul loc printre substanțele naturale. Chiar și minereurile radioactive nu pot concura cu el în acest sens, deoarece conținutul de substanțe radioactive din ele este atât de mic încât se poate extrage 1 mg. Combustibilul nuclear necesită prelucrarea a tone de roci.
Uleiul nu este doar baza complexului de combustibil și energie al oricărui stat.
Cuvintele celebre ale lui D.I. Mendeleev sunt aici „A arde ulei este la fel ca a aprinde un cuptor bancnote". Fiecare picătură de ulei conține mai mult de 900 diverși compuși chimici, mai mult de jumătate din elementele chimice ale tabelului periodic. Acesta este cu adevărat un miracol al naturii, baza industriei petrochimice. Aproximativ 90% din tot uleiul produs este folosit drept combustibil. În ciuda “ 10% tau” , sinteza petrochimică asigură producerea a multe mii de compuși organici care satisfac nevoile urgente ale societății moderne. Nu degeaba oamenii numesc cu respect petrolul „aur negru”, „sângele Pământului”.
Uleiul este un lichid uleios maro închis, cu o nuanță roșiatică sau verzuie, uneori negru, roșu, albastru sau deschis și chiar transparent, cu un miros înțepător caracteristic. Există ulei alb sau incolor, precum apa (de exemplu, în câmpul Surukhan din Azerbaidjan, în unele câmpuri din Algeria).
Compoziția uleiului nu este aceeași. Dar toate conțin de obicei trei tipuri de hidrocarburi - alcani (în cea mai mare parte cu structură normală), cicloalcani și hidrocarburi aromatice. Raportul acestor hidrocarburi în petrolul din diferite câmpuri este diferit: de exemplu, uleiul Mangyshlak este bogat în alcani, iar petrolul din regiunea Baku este bogat în cicloalcani.
Principalele rezerve de petrol sunt situate în emisfera nordică. Total 75 Țările din lume produc petrol, dar 90% din producția acestuia provine din doar 10 țări. Aproape ? Rezervele mondiale de petrol sunt în țările în curs de dezvoltare. (Profesorul numește și arată pe hartă).
Principalele țări producătoare:
Arabia Saudită, SUA, Rusia, Iran, Mexic.
În același timp, mai mult 4/5 Consumul de petrol reprezintă ponderea țărilor dezvoltate economic, care sunt principalele țări importatoare:
Japonia, Europa străină, SUA.
Nu se folosește țiței nicăieri, dar se folosesc produse petroliere.
Rafinarea petrolului
O instalație modernă constă dintr-un cuptor pentru încălzirea uleiului și o coloană de distilare, în care uleiul este separat fracțiuni - amestecuri separate de hidrocarburi în funcție de punctele lor de fierbere: benzină, naftă, kerosen. Cuptorul are o țeavă lungă rulată într-o bobină. Cuptorul este încălzit prin produse de combustie ai păcurului sau gazului. Uleiul este alimentat continuu în serpentină: acolo este încălzit la 320 - 350 0 C sub formă de amestec de lichid și vapori și intră în coloana de distilare. Coloana de distilare este un aparat cilindric de oțel cu o înălțime de aproximativ 40 m. Are câteva zeci de partiții orizontale cu găuri în interior - așa-numitele plăci. Vaporii de ulei care intră în coloană se ridică și trec prin găurile din plăci. Se răcesc treptat pe măsură ce se deplasează în sus, se lichefiază parțial. Hidrocarburile mai puțin volatile sunt deja lichefiate pe primele plăci, formând o fracție de motorină; hidrocarburile mai volatile se colectează mai sus și formează fracțiunea de kerosen; chiar mai mare – fracția nafta. Cele mai volatile hidrocarburi ies din coloană sub formă de vapori și, după condensare, formează benzină. O parte din benzină este alimentată înapoi în coloană pentru „irigare”, ceea ce contribuie la condiții de funcționare mai bune. (Scrieți în caiet). Benzina – conține hidrocarburi C5 – C11, cu fierbere în intervalul de la 40 0 C până la 200 0 C; nafta – contine hidrocarburi C8 - C14 cu punct de fierbere de la 120 0 C la 240 0 C; kerosen - contine hidrocarburi C12 – C18, care fierbe la o temperatura de la 180 0 C la 300 0 C; motorina - contine hidrocarburi C13 – C15, distilate la temperaturi de la 230 0 C la 360 0 C; uleiuri lubrifiante - C16 - C28, se fierb la o temperatură de 350 0 C și mai sus.
După distilarea produselor ușoare din ulei, rămâne un lichid negru vâscos - păcură. Este un amestec valoros de hidrocarburi. Uleiurile lubrifiante sunt obținute din păcură prin distilare suplimentară. Partea nedistilabilă a păcurului se numește gudron, care este folosit în construcții și pentru asfaltarea drumurilor.(Demonstrația unui fragment video). Cea mai valoroasă fracție a distilării directe a petrolului este benzina. Cu toate acestea, randamentul acestei fracțiuni nu depășește 17-20% în greutate țiței. Apare o problemă: cum să satisfacă nevoile tot mai mari ale societății de combustibil pentru automobile și aviație? Soluția a fost găsită la sfârșitul secolului al XIX-lea de un inginer rus Vladimir Grigorievici Şuhov. ÎN 1891 an a efectuat prima oara o industriala cracare fracțiunea de kerosen a petrolului, care a făcut posibilă creșterea randamentului benzinei la 65-70% (pe baza țițeiului). Numai pentru dezvoltarea procesului de cracare termică a produselor petroliere, umanitatea recunoscătoare a înscris cu litere de aur numele acestei persoane unice în istoria civilizației.
Produsele obținute ca urmare a rectificării uleiului sunt supuse unei prelucrări chimice, care include o serie de procese complexe, unul dintre ele este cracarea produselor petroliere (din engleză „Cracking” - splitting). Există mai multe tipuri de cracare: cracare termică, catalitică, cracare de înaltă presiune și cracare prin reducere. Cracarea termică constă în scindarea moleculelor de hidrocarburi cu lanț lung în altele mai scurte sub influența temperaturii ridicate (470-550 0 C). În timpul acestei scindare, se formează alchene împreună cu alcanii:
În prezent, cracarea catalitică este cea mai frecventă. Se efectuează la o temperatură de 450-500 0 C, dar cu o viteză mai mare și face posibilă obținerea benzinei de calitate superioară. În condiții de cracare catalitică, împreună cu reacțiile de scindare, au loc reacții de izomerizare, adică conversia hidrocarburilor cu structură normală în hidrocarburi ramificate.
Izomerizarea afectează calitatea benzinei, deoarece prezența hidrocarburilor ramificate crește foarte mult numărul octanic al acesteia. Cracarea este clasificată ca un așa-numit proces secundar de rafinare a petrolului. O serie de alte procese catalitice, cum ar fi reformarea, sunt, de asemenea, clasificate ca secundare. Reformare- Aceasta este aromatizarea benzinei prin încălzirea acesteia în prezența unui catalizator, de exemplu, platină. În aceste condiții, alcanii și cicloalcanii sunt transformați în hidrocarburi aromatice, drept urmare și numărul octanic al benzinei crește semnificativ.
Ecologie și câmp petrolier
Pentru producția petrochimică, problema mediului este deosebit de presantă. Producția de petrol implică costuri cu energia și poluarea mediului. O sursă periculoasă de poluare a Oceanului Mondial este producția de petrol offshore, iar Oceanul Mondial este, de asemenea, poluat în timpul transportului petrolului. Fiecare dintre noi a văzut la televizor consecințele accidentelor petroliere. Țărmuri negre acoperite cu un strat de păcură, surf negru, delfini gâfâind, Păsări ale căror aripi sunt acoperite cu păcură vâscoasă, oameni în costume de protecție care adună ulei cu lopeți și găleți. Aș dori să ofer date despre un dezastru de mediu grav care a avut loc în strâmtoarea Kerci în noiembrie 2007. 2 mii de tone de produse petroliere și aproximativ 7 mii de tone de sulf au intrat în apă. Cele mai afectate de dezastru au fost scuipatul Tuzla, care se află la joncțiunea mărilor Negre și Azov, și scuipatul Chushka. După accident, păcura s-a așezat pe fund, provocând moartea micii scoici în formă de inimă, principala hrană a locuitorilor mării. Va dura 10 ani pentru a restabili ecosistemul. Peste 15 mii de păsări au murit. Un litru de ulei, odată ajuns în apă, se întinde pe suprafața sa în locuri cu o suprafață de 100 mp. Pelicula de ulei, deși foarte subțire, formează o barieră de netrecut în calea oxigenului din atmosferă către coloana de apă. Ca urmare, regimul de oxigen și oceanul sunt perturbate "sufocant." Planctonul, care este baza lanțului trofic oceanic, este pe moarte. În prezent, aproximativ 20% din suprafața Oceanului Mondial este deja acoperită de scurgeri de petrol, iar zona afectată de poluarea cu petrol este în creștere. Pe lângă faptul că Oceanul Mondial este acoperit cu o peliculă de petrol, îl putem observa și pe uscat. De exemplu, în câmpurile petroliere din Siberia de Vest se varsă mai mult petrol pe an decât poate ține un tanc - până la 20 de milioane de tone. Aproximativ jumătate din acest petrol ajunge la sol ca urmare a accidentelor, restul sunt țâșniri și scurgeri „planificate” în timpul pornirii puțurilor, forajelor de explorare și reparațiilor conductelor. Cea mai mare suprafață de teren contaminat cu petrol, conform Comitetului de mediu al Okrugului autonom Yamalo-Nenets, se află în districtul Purovsky.
GAZ NATURAL ȘI ASOCIAT DE PETROL
Gazul natural contine hidrocarburi cu greutate moleculara mica, principalele componente fiind metan. Conținutul său în gaze din diferite câmpuri variază de la 80% la 97%. În plus față de metan - etan, propan, butan. Anorganic: azot – 2%; CO2; H2O; H2S, gaze nobile. Când arde gazul natural, produce multă căldură.
În ceea ce privește proprietățile sale, gazele naturale ca combustibil sunt superioare chiar și petrolului; sunt mai calorice. Aceasta este cea mai tânără ramură a industriei combustibililor. Gazul este și mai ușor de extras și transportat. Acesta este cel mai economic dintre toate tipurile de combustibil. Există, totuși, câteva dezavantaje: transportul complicat de gaze intercontinentale. Navele metaniere care transportă gaze în stare lichefiată sunt structuri extrem de complexe și costisitoare.
Folosit ca: combustibil eficient, materii prime în industria chimică, în producția de acetilenă, etilenă, hidrogen, funingine, materiale plastice, acid acetic, coloranți, medicamente etc. Asociate (gazele de petrol) sunt gazele naturale care se dizolvă în petrol și sunt eliberat în timpul exploatării sale Gazul petrolier conține mai puțin metan, dar mai mult propan, butan și alte hidrocarburi superioare. Unde se produce gazul?
Peste 70 de țări din întreaga lume au rezerve de gaze industriale. Mai mult, ca și în cazul petrolului, țările în curs de dezvoltare au rezerve foarte mari. Dar producția de gaze este realizată în principal de țările dezvoltate. Au capacitatea de a-l folosi sau de a vinde gaze altor țări de pe același continent. Comerțul internațional cu gaze este mai puțin activ decât comerțul cu petrol. Aproximativ 15% din gazul mondial este furnizat pe piața internațională. Aproape 2/3 din producția mondială de gaze provine din Rusia și SUA. Fără îndoială, cea mai importantă regiune de producție de gaze nu numai din țara noastră, ci și din lume este Yamalo-Nenets Autonomous Okrug, unde această industrie se dezvoltă de 30 de ani. Orașul nostru Novy Urengoy este recunoscut pe drept drept capitala gazelor. Cele mai mari zăcăminte includ Urengoyskoye, Yamburgskoye, Medvezhye, Zapolyarnoye. Depozitul Urengoy este inclus în Cartea Recordurilor Guinness. Rezervele și producția depozitului sunt unice. Rezervele explorate depășesc 10 trilioane. m 3, de la exploatare, au fost deja produse 6 trilioane. m 3. În 2008, OJSC Gazprom intenționează să extragă 598 miliarde m 3 de „aur albastru” din zăcământul Urengoy.
Gaze și ecologie
Imperfecțiunea tehnologiei de producție a petrolului și a gazelor și a transportului acestora determină arderea constantă a volumelor de gaz în unitățile de încălzire ale stațiilor de compresoare și în arderi. Stațiile de compresoare reprezintă aproximativ 30% din aceste emisii. Aproximativ 450 de mii de tone de gaze naturale și asociate sunt arse anual în rachete, în timp ce peste 60 de mii de tone de poluanți sunt eliberați în atmosferă.
Petrolul, gazul, cărbunele sunt materii prime valoroase pentru industria chimică. În viitorul apropiat, le va fi găsit un înlocuitor în complexul de combustibil și energie al țării noastre. În prezent, oamenii de știință caută modalități de a folosi energia solară și eoliană și combustibilul nuclear pentru a înlocui complet petrolul. Cel mai promițător tip de combustibil al viitorului este hidrogenul. Reducerea utilizării uleiului în ingineria energiei termice este calea nu numai către utilizarea mai rațională a acestuia, ci și către conservarea acestei materii prime pentru generațiile viitoare. Materiile prime de hidrocarburi ar trebui utilizate numai în industria de prelucrare pentru a obține o varietate de produse. Din păcate, situația nu s-a schimbat încă și până la 94% din uleiul produs servește drept combustibil. D.I. Mendeleev a spus cu înțelepciune: „Arderea uleiului este la fel cu încălzirea unui cuptor cu bancnote”.
Obiectivele lecției:
Educational:
- Dezvoltați activitatea cognitivă a elevilor.
- Să familiarizeze studenții cu sursele naturale de hidrocarburi: petrol, gaze naturale, cărbune, compoziția și metodele de prelucrare ale acestora.
- Pentru a studia principalele zăcăminte ale acestor resurse la nivel global și în Rusia.
- Arată semnificația lor în economia națională.
- Luați în considerare problemele de protecție a mediului.
Educational:
- Cultivarea interesului pentru studierea temei, insuflarea culturii vorbirii în lecțiile de chimie.
Educational:
- Dezvoltați abilitățile de atenție, observație, ascultare și tragerea de concluzii.
Metode și tehnici pedagogice:
- Abordare perceptivă.
- Abordare gnostică.
- Abordare cibernetică.
Echipament: Tablă interactivă, multimedia, manuale electronice ale MarSTU, Internet, colecții „Uleiul și principalele produse ale prelucrării sale”, „Cărbunele și cele mai importante produse ale prelucrării sale”.
În timpul orelor
I. Moment organizatoric.
Vă prezint scopul și obiectivele acestei lecții.
II. Parte principală.
Cele mai importante surse naturale de hidrocarburi sunt: petrolul, cărbunele, gazele naturale și asociate.
Ulei – „aur negru” (Le prezint elevilor originea petrolului, rezervele principale, producția, compoziția petrolului, proprietățile fizice, produsele petroliere).
În timpul procesului de rectificare, uleiul este împărțit în următoarele fracții:
Vă arăt mostre de fracții din colecție (demonstrație însoțită de explicație).
- Gaze de distilare– un amestec de hidrocarburi cu molecul scăzut, în principal propan și butan, cu o temperatură de fierbere de până la 40 ° C;
- Fracția de benzină (benzină)– compoziția HC C 5 H 12 până la C 11 H 24 (punct de fierbere 40-200°C, cu o separare mai fină a acestei fracțiuni se obține motorina(eter de petrol, 40 - 70°C) și benzină(70 - 120°C),
- Fracția de nafta– compoziția HC de la C 8 H 18 la C 14 H 30 (temperatura de fierbere 150 - 250°C),
- Fracția de kerosen– compoziția HC de la C 12 H 26 la C 18 H 38 (temperatura de fierbere 180 - 300°C),
- Combustibil diesel– Compoziția HC de la С 13 Н 28 la С 19 Н 36 (punct de fierbere t 200 - 350°С)
Reziduuri de la rafinarea petrolului - păcură– conține hidrocarburi cu un număr de atomi de carbon de la 18 la 50. Distilarea sub presiune redusă din păcură produce ulei solar(C 18 H 28 – C 25 H 52), uleiuri lubrifiante(C 28 H 58 – C 38 H 78), petrolatumȘi parafină– amestecuri cu punct de topire scăzut de hidrocarburi solide. Reziduu solid din distilarea păcurului - gudronși produsele prelucrării sale - bitumȘi asfalt folosit pentru realizarea suprafetelor de drum.
Produsele obtinute in urma rectificarii uleiului sunt supuse prelucrarii chimice. Unul dintre ei este cracare.
Cracarea este descompunerea termică a produselor petroliere, care duce la formarea de hidrocarburi cu un număr mai mic de atomi de carbon în moleculă. (Eu folosesc manualul electronic MarSTU, care vorbește despre tipurile de cracare).
Elevii compară cracarea termică și catalitică. (Diapozitivul nr. 16)
Fisura termica.
Descompunerea moleculelor de hidrocarburi are loc la o temperatură mai mare (470-5500 C). Procesul decurge lent, se formează hidrocarburi cu un lanț neramificat de atomi de carbon. Benzina obținută ca urmare a cracării termice, împreună cu hidrocarburile saturate, conține multe hidrocarburi nesaturate. Prin urmare, această benzină are o rezistență mai mare la detonare decât benzina distilată direct. Benzina cracata termic conține multe hidrocarburi nesaturate, care se oxidează și se polimerizează cu ușurință. Prin urmare, această benzină este mai puțin stabilă în timpul depozitării. Când arde, diferite părți ale motorului se pot înfunda.
Cracare catalitică.
Diviziunea moleculelor de hidrocarburi are loc în prezența catalizatorilor și la o temperatură mai scăzută (450-5000 C). Accentul principal este pe benzină. Ei încearcă să obțină mai mult și întotdeauna de o calitate mai bună. Cracarea catalitică a apărut tocmai ca urmare a luptei pe termen lung și persistente a lucrătorilor din petrol pentru a îmbunătăți calitatea benzinei. În comparație cu cracarea termică, procesul decurge mult mai rapid și nu are loc doar scindarea moleculelor de hidrocarburi, ci și izomerizarea acestora, adică. se formează hidrocarburi cu catenă ramificată de atomi de carbon. Benzina cracata catalitic este chiar mai rezistenta la detonare decat benzina cracata termic.
Cărbune. (Le prezint elevilor originea cărbunelui, rezervele principale, producția, proprietățile fizice, produsele prelucrate).
Origine: (Eu folosesc manualul electronic al MarSTU, unde se vorbește despre originea cărbunelui).
Principalele rezerve: (diapozitivul numărul 18) Pe hartă le arăt studenților cele mai mari zăcăminte de cărbune din Rusia în ceea ce privește volumul de producție - acestea sunt bazinele Tunguska, Kuznetsk și Pechora.
Productie:(Eu folosesc manualul electronic MarSTU, unde se vorbește despre minerit de cărbune).
- Gaz cocs– care include H2, CH4, CO, CO2, impurități de NH3, N2 și alte gaze;
- Gudron de cărbune– conține câteva sute de substanțe organice diferite, inclusiv benzen și omologii săi, fenoli și alcooli aromatici, naftalină și diverși compuși heterociclici;
- Nadsmolnaya, sau apa cu amoniac– conține amoniac dizolvat, precum și fenol, hidrogen sulfurat și alte substanțe;
- Coca-Cola– reziduu solid de cocsificare, carbon aproape pur.
Gaze naturale și asociate petrolului. (Le prezint elevilor principalele rezerve, producție, compoziție, produse prelucrate).
III. Generalizare.
În partea rezumată a lecției, am creat un test folosind programul Turning Point. Elevii s-au înarmat cu telecomenzi. Când o întrebare apare pe ecran, apăsând butonul corespunzător, ei selectează răspunsul corect.
1. Principalele componente ale gazelor naturale sunt:
- etan;
- propan;
- Metan;
- Butan.
2. Ce fracție de distilare a petrolului conține de la 4 la 9 atomi de carbon pe moleculă?
- nafta;
- motorină;
- Benzină;
- Kerosenul.
3. Care este scopul spargerii produselor petroliere grele?
- Producția de metan;
- Obținerea fracțiilor de benzină cu rezistență mare la detonare;
- producerea gazelor de sinteză;
- Producția de hidrogen.
4. Care proces nu are legătură cu rafinarea petrolului?
- Cocsificabil;
- Distilație fracțională;
- Cracare catalitică;
- Fisura termica.
5. Care dintre următoarele evenimente este cel mai periculos pentru ecosistemele acvatice?
- Încălcarea etanșeității conductei de petrol;
- Deversarea de petrol ca urmare a unui accident de cisternă;
- Încălcarea tehnologiei în timpul producției de petrol în adâncime pe uscat;
- Transportul cărbunelui pe mare.
6. Din metan, care formează gaz natural, obținem:
- gaz de sinteză;
- Etilenă;
- Acetilenă;
- butadienă.
7. Ce caracteristici deosebesc benzina de cracare catalitică de benzina distilată direct?
- Prezența alchenelor;
- Prezența alchinelor;
- Prezența hidrocarburilor cu un lanț ramificat de atomi de carbon;
- Rezistență mare la detonare.
Rezultatul testului este vizibil imediat pe ecran.
Teme pentru acasă:§ 10, ex.1 – 8
Literatură:
- L.Yu. Alikberova „Chimie distractivă” – M.: „AST-Press”, 1999.
- O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov „Manual pentru profesorii de chimie, clasa a 10-a.” – M.: „Blik și K”, 2001.
- O.S. Gabrielyan, F.N. Maskaev, S.Yu. Ponomarev, V.I. Terenin „Chimie clasa a X-a.” – M.: „Drofa”, 2003.
Distilarea uscată a cărbunelui.
Hidrocarburile aromatice se obțin în principal din distilarea uscată a cărbunelui. La încălzirea cărbunelui în retorte sau cuptoare de cocsificare fără acces la aer la 1000–1300 °C, substanțele organice ale cărbunelui se descompun cu formarea de produse solide, lichide și gazoase.
Produsul solid al distilării uscate - cocs - este o masă poroasă constând din carbon cu un amestec de cenușă. Cocsul este produs în cantități uriașe și este consumat în principal de industria metalurgică ca agent reducător în producția de metale (în primul rând fier) din minereuri.
Produsele lichide ale distilării uscate sunt gudronul vâscos negru (gudronul de cărbune), iar stratul apos care conține amoniac este apa cu amoniac. Gudronul de cărbune se obține în medie 3% din greutatea cărbunelui original. Apa cu amoniac este una dintre sursele importante de amoniac. Produșii gazoși ai distilării uscate a cărbunelui se numesc gaz de cuptor de cocs. Gazul de cocs are o compoziție diferită în funcție de tipul de cărbune, modul de cocsificare etc. Gazul de cocs produs în bateriile de cocs este trecut printr-o serie de absorbante care captează gudronul, amoniacul și vaporii ușori de ulei. Uleiul ușor obținut prin condensare din gazul cuptorului de cocs conține 60% benzen, toluen și alte hidrocarburi. Majoritatea benzenului (până la 90%) este obținut în acest fel și doar o mică parte este obținută prin fracționarea gudronului de cărbune.
Prelucrarea gudronului de cărbune. Gudronul de cărbune are aspectul unei mase rășinoase negre cu miros caracteristic. În prezent, peste 120 de produse diferite au fost izolate din gudronul de cărbune. Printre acestea se numără hidrocarburile aromatice, precum și substanțele aromatice care conțin oxigen de natură acidă (fenoli), substanțele care conțin azot de natură bazică (piridină, chinolină), substanțele care conțin sulf (tiofen) etc.
Gudronul de cărbune este supus distilarii fracționate, rezultând mai multe fracțiuni.
Uleiul ușor conține benzen, toluen, xilen și alte câteva hidrocarburi. Uleiul mediu sau carbolic conține o serie de fenoli.
Uleiul greu sau de creozot: Dintre hidrocarburi, uleiul greu conține naftalină.
Obținerea hidrocarburilor din petrol Uleiul este una dintre principalele surse de hidrocarburi aromatice. Majoritatea speciilor
uleiul conține doar o cantitate foarte mică de hidrocarburi aromatice. Dintre uleiurile domestice, uleiul din câmpul Ural (Perm) este bogat în hidrocarburi aromatice. Al doilea ulei de Baku conține până la 60% hidrocarburi aromatice.
Din cauza deficitului de hidrocarburi aromatice, acum se folosește „aromatizarea uleiului”: produsele petroliere sunt încălzite la o temperatură de aproximativ 700 °C, în urma căreia 15-18% din hidrocarburile aromatice pot fi obținute din produsele de descompunere a uleiului.
32. Sinteza, proprietățile fizice și chimice ale hidrocarburilor aromatice
1. Sinteza din hidrocarburi aromatice si derivați de halo grași în prezența catalizatorilor (sinteza Friedel-Crafts).
2. Sinteza din sărurile acizilor aromatici.
Când sărurile uscate ale acizilor aromatici sunt încălzite cu var sodic, sărurile se descompun pentru a forma hidrocarburi. Această metodă este similară cu producerea de hidrocarburi grase.
3. Sinteză din acetilenă. Această reacție este de interes ca exemplu de sinteză a benzenului din hidrocarburi grase.
Când acetilena este trecută printr-un catalizator încălzit (la 500 ° C), legăturile triple ale acetilenei sunt rupte și trei dintre moleculele sale sunt polimerizate într-o moleculă de benzen.
Proprietăţi fizice Hidrocarburile aromatice sunt lichide sau solide cu
miros caracteristic. Hidrocarburile care nu au mai mult de un inel benzenic în moleculele lor sunt mai ușoare decât apa. Hidrocarburile aromatice sunt ușor solubile în apă.
Spectrele IR ale hidrocarburilor aromatice sunt caracterizate în principal de trei zone:
1) aproximativ 3000 cm-1, din cauza vibrațiilor de întindere C-H;
2) regiunea de 1600–1500 cm-1, asociată cu vibrații scheletice ale legăturilor aromatice carbon-carbon și variind semnificativ în poziția vârfurilor în funcție de structură;
3) regiunea sub 900 cm-1, legată de vibrațiile de încovoiere C-H ale inelului aromatic.
Proprietăţi chimice Cele mai importante proprietăţi chimice generale ale hidrocarburilor aromatice sunt
tendința lor de a suferi reacții de substituție și rezistența mai mare a inelului benzenic.
Omologii benzenului au un inel benzenic și o catenă laterală în molecula lor, de exemplu, în hidrocarbura C6H5-C2H5, gruparea C6H5 este inelul benzenic și C2H5 este lanțul lateral. Proprietăți
inelul benzenic din moleculele omologilor benzenului se apropie de proprietățile benzenului însuși. Proprietățile catenelor laterale, care sunt reziduuri de hidrocarburi grase, se apropie de proprietățile hidrocarburilor grase.
Reacțiile hidrocarburilor benzenice pot fi împărțite în patru grupe.
33. Reguli de orientare în inelul benzenic
La studierea reacțiilor de substituție în inelul benzenic, s-a descoperit că, dacă inelul benzenic conține deja orice grupare substituentă, atunci a doua grupă intră într-o anumită poziție în funcție de natura primului substituent. Astfel, fiecare substituent de pe ciclul benzenic are un anumit efect de direcție sau orientare.
Poziția substituentului nou introdus este, de asemenea, influențată de natura substituentului însuși, adică de natura electrofilă sau nucleofilă a reactivului activ. Marea majoritate a celor mai importante reacții de substituție din ciclul benzenic sunt reacții de substituție electrofile (înlocuirea unui atom de hidrogen care este eliminat sub formă de proton cu o particulă încărcată pozitiv) - halogenare, sulfonare, nitrare etc.
Toți substituenții, în funcție de natura acțiunii lor de direcție, sunt împărțiți în două grupuri.
1. Substituenți de primul fel în reacții substituția electrofilă direcționează grupările introduse ulterioare către pozițiile orto și para.
Substituenții de acest fel includ, de exemplu, următoarele grupe, dispuse în ordinea descrescătoare a forței lor de direcție: -NH2, -OH, – CH3.
2. Substituenți de al doilea fel în reacții substituția electrofilă direcționează grupurile introduse ulterioare către poziția meta.
Substituenții de acest fel includ următoarele grupe, dispuse în ordinea descrescătoare a forței lor de direcție: -NO2, -C≡N, – SO3 H.
Substituenții de primul fel conțin legături simple; Substituenții de al doilea fel sunt caracterizați prin prezența legăturilor duble sau triple.
Substituenții de primul fel în marea majoritate a cazurilor facilitează reacțiile de substituție. De exemplu, pentru a nitra benzenul, trebuie să îl încălziți cu un amestec de acizi azotic și sulfuric concentrat, în timp ce fenolul C6 H5 OH poate fi cu succes.
azotat cu acid azotic diluat la temperatura camerei pentru a forma orto- și paranitrofenol.
Substituenții de al doilea fel complică în general reacțiile de substituție. Înlocuirea în pozițiile orto și para este deosebit de dificilă, iar substituția în poziția meta este relativ mai ușoară.
În prezent, influența substituenților se explică prin faptul că substituenții de primul fel sunt donatori de electroni (donători de electroni), adică norii lor de electroni sunt deplasați către inelul benzenic, ceea ce crește reactivitatea atomilor de hidrogen.
Creșterea reactivității atomilor de hidrogen din inel facilitează cursul reacțiilor de substituție electrofilă. De exemplu, în prezența hidroxilului, electronii liberi ai atomului de oxigen se deplasează spre inel, ceea ce crește densitatea electronilor în inel, iar densitatea electronilor atomilor de carbon din pozițiile orto și para față de substituent crește în special.
34. Reguli de substituție în inelul benzenic
Regulile de substituție în inelul benzenic sunt de mare importanță practică, deoarece fac posibilă prezicerea cursului reacției și alegerea rutei corecte pentru sinteza uneia sau alteia substanțe dorite.
Mecanismul reacțiilor de substituție electrofilă în seria aromatică. Metodele moderne de cercetare au făcut posibilă elucidarea în mare măsură a mecanismului de substituție în seria aromatică. Este interesant că în multe privințe, în special în primele etape, mecanismul de substituție electrofilă din seria aromatică s-a dovedit a fi similar cu mecanismul de adăugare electrofilă din seria grasă.
Primul pas în substituția electrofilă este (ca și în adiția electrofilă) formarea unui complex p. Specia electrofilă Xd+ se leagă de toți cei șase electroni p ai inelului benzenic.
A doua etapă este formarea complexului p. În acest caz, particula electrofilă „trage” doi electroni din șase electroni p pentru a forma o legătură covalentă obișnuită. Complexul p rezultat nu mai are o structură aromatică: este un carbocation instabil în care patru electroni p în stare delocalizată sunt distribuiți între cinci atomi de carbon, în timp ce al șaselea atom de carbon intră într-o stare saturată. Substituentul X introdus și atomul de hidrogen sunt într-un plan perpendicular pe planul inelului cu șase atomi. Complexul S este un intermediar a cărui formare și structură au fost demonstrate printr-o serie de metode, în special prin spectroscopie.
A treia etapă a substituției electrofile este stabilizarea complexului S, care se realizează prin îndepărtarea unui atom de hidrogen sub formă de proton. Cei doi electroni implicați în formarea legăturii C-H, după îndepărtarea protonilor, împreună cu cei patru electroni delocalizați ai celor cinci atomi de carbon, dau structura aromatică stabilă obișnuită a benzenului substituit. Rolul catalizatorului (de obicei A 1 Cl3) în acest caz
Procesul constă în creșterea polarizării halogenurei de alchil cu formarea unei particule încărcate pozitiv, care intră într-o reacție de substituție electrofilă.
Reacții de adiție Hidrocarburile benzenice suferă reacții de adiție cu mare dificultate - nu
se decolorează cu apă de brom și soluție de KMnO4. Cu toate acestea, în condiții speciale de reacție
alăturarea este încă posibilă. 1. Adăugarea de halogeni.
În această reacție, oxigenul joacă rolul unui catalizator negativ: în prezența sa, reacția nu are loc. Adăugarea de hidrogen în prezența unui catalizator:
C6H6 + 3H2 → C6H12
2. Oxidarea hidrocarburilor aromatice.
Benzenul în sine este extrem de rezistent la oxidare - mai rezistent decât parafinele. Când agenții de oxidare energetică (KMnO4 în mediu acid etc.) acționează asupra omologilor benzenului, miezul benzenului nu este oxidat, în timp ce lanțurile laterale suferă oxidare pentru a forma acizi aromatici.
Surse naturale de hidrocarburi Nume complet Starchevaya Arina Group B-105 2013
Surse naturale Sursele naturale de hidrocarburi sunt combustibilii fosili - petrol și gaze, cărbune și turbă. Depozitele de țiței și gaze au apărut în urmă cu 100-200 de milioane de ani din plante și animale marine microscopice care s-au încorporat în rocile sedimentare formate pe fundul mării. În schimb, cărbunele și turba au început să se formeze acum 340 de milioane de ani din plantele care cresc pe uscat.
Gazele naturale și țițeiul se găsesc de obicei împreună cu apa în straturile purtătoare de petrol situate între straturile de rocă (Figura 2). Termenul „gaz natural” se aplică și gazelor care se formează în condiții naturale ca urmare a descompunerii cărbunelui. Gazele naturale și țițeiul sunt dezvoltate pe fiecare continent, cu excepția Antarcticii. Cei mai mari producători de gaze naturale din lume sunt Rusia, Algeria, Iran și Statele Unite. Cei mai mari producători de țiței sunt Venezuela, Arabia Saudită, Kuweit și Iran. Gazul natural constă în principal din metan. Uleiul brut este un lichid uleios care poate varia în culoare de la maro închis sau verde până la aproape incolor. Conține un număr mare de alcani. Printre aceștia se numără alcanii drepti, alcanii ramificati și cicloalcanii cu un număr de atomi de carbon de la cinci la 50. Denumirea industrială a acestor cicloalcani este nachtany. De asemenea, țițeiul conține aproximativ 10% hidrocarburi aromatice, precum și cantități mici de alți compuși care conțin sulf, oxigen și azot.
Gazul natural este folosit atât ca combustibil, cât și ca materie primă pentru producerea unei varietăți de substanțe organice și anorganice. Știți deja că hidrogenul, acetilena și alcoolul metilic, formaldehida și acidul formic și multe alte substanțe organice se obțin din metan, componenta principală a gazelor naturale. Gazul natural este folosit ca combustibil în centralele electrice, în sistemele de cazane pentru încălzirea apei clădirilor rezidențiale și industriale, în industriile furnalelor și cu vatră deschisă. Prin lovirea unui chibrit și aprinzând gazul în aragazul din bucătărie a unei case de oraș, „declanșați” o reacție în lanț de oxidare a alcanilor care formează gazul natural. Pe lângă petrol, gaze naturale și asociate, cărbunele este o sursă naturală de hidrocarburi. 0n formează straturi groase în intestinele pământului, rezervele sale dovedite depășesc semnificativ rezervele de petrol. Ca și petrolul, cărbunele conține o cantitate mare de diverse substanțe organice. Pe lângă substanțele organice, conține și substanțe anorganice, cum ar fi apa, amoniacul, hidrogenul sulfurat și, desigur, carbonul însuși - cărbune. Una dintre principalele metode de procesare a cărbunelui este cocsificarea - calcinarea fără acces la aer. Ca urmare a cocsării, care se efectuează la o temperatură de aproximativ 1000 ° C, se formează următoarele: gaz de cuptor de cocs, care include hidrogen, metan, dioxid de carbon și dioxid de carbon, impurități de amoniac, azot și alte gaze; gudron de cărbune care conține câteva sute de ori substanțe organice personale, inclusiv benzen și omologii săi, fenol și alcooli aromatici, naftalenă și diverși compuși heterociclici; gudron sau apă cu amoniac, care conține, după cum sugerează și numele, amoniac dizolvat, precum și fenol, hidrogen sulfurat și alte substanțe; cocs este un reziduu solid din cocsificare, carbon aproape pur. Cocsul este folosit în producția de fier și oțel, amoniacul este folosit în producția de azot și îngrășăminte combinate, iar importanța produselor organice de cocsificare cu greu poate fi supraestimată. Astfel, petrolul și gazele naturale asociate, cărbunele sunt nu numai cele mai valoroase surse de hidrocarburi, ci și o parte a unui depozit unic de resurse naturale de neînlocuit, a căror utilizare atentă și rezonabilă este o condiție necesară pentru dezvoltarea progresivă a societății umane.
Țițeiul este un amestec complex de hidrocarburi și alți compuși. În această formă este rar folosit. Este mai întâi procesat în alte produse care au aplicații practice. Prin urmare, țițeiul este transportat cu cisterne sau conducte către rafinării. Rafinarea petrolului implică o serie de procese fizice și chimice: distilare fracționată, cracare, reformare și desulfurare.
Țițeiul este separat în numeroasele sale părți constitutive prin distilare simplă, fracționată și în vid. Natura acestor procese, precum și numărul și compoziția fracțiilor petroliere rezultate depind de compoziția țițeiului și de cerințele pentru diferitele sale fracțiuni. În primul rând, impuritățile de gaz dizolvate în acesta sunt îndepărtate din țiței prin supunerea acestuia la distilare simplă. Uleiul este apoi supus distilarii primare, în urma căreia este separat în gaz, fracțiuni ușoare și medii și păcură. Distilarea fracțională ulterioară a fracțiilor ușoare și medii, precum și distilarea în vid a păcurului, duce la formarea unui număr mare de fracții. În tabel 4 prezintă intervalele punctului de fierbere și compoziția diferitelor fracții de ulei, iar Fig. Figura 5 prezintă o diagramă a designului unei coloane de distilare primară (distilare) pentru distilarea uleiului. Să trecem acum la o descriere a proprietăților fracțiilor individuale de ulei.
Câmpurile de petrol conțin, de regulă, acumulări mari de așa-numitele gaze petroliere asociate, care se adună deasupra petrolului din scoarța terestră și se dizolvă parțial în acesta sub presiunea rocilor de deasupra. La fel ca petrolul, gazul petrolier asociat este o sursă naturală valoroasă de hidrocarburi. Conține în principal alcani, ale căror molecule conțin de la 1 până la 6 atomi de carbon. Este evident că compoziția gazului petrolier asociat este mult mai săracă decât petrolul. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, este, de asemenea, utilizat pe scară largă atât ca combustibil, cât și ca materie primă pentru industria chimică. Cu doar câteva decenii în urmă, în majoritatea câmpurilor petroliere, gazele petroliere asociate erau arse ca un supliment inutil la petrol. În prezent, de exemplu, în Surgut, cea mai bogată rezervă de petrol din Rusia, cea mai ieftină energie electrică din lume este generată folosind ca combustibil gazul petrolier asociat.
Vă mulțumim pentru atenție.
- Rulouri de scorțișoară cu aluat de drojdie cu smântână
- Cod la cuptor Cod la cuptor cu smantana si branza reteta
- Cum să gătești delicioase „arici” pentru copii Rețetă de arici de carne pentru copii
- Cum să gătești supă de broccoli verde strălucitor într-un aragaz lent Rețetă de supă de broccoli într-un aragaz lent