Natürliche Quellen für Kohlenwasserstoffe. Öl-Raffination

NATÜRLICHE QUELLEN VON KOHLENWASSERSTOFFEN

Kohlenwasserstoffe sind alle so unterschiedlich –
Flüssig und fest und gasförmig.
Warum gibt es so viele davon in der Natur?
Es geht um unersättlichen Kohlenstoff.

Tatsächlich ist dieses Element wie kein anderes „unersättlich“: Es strebt danach, aus seinen vielen Atomen gerade und verzweigte Ketten, Ringe oder Netzwerke zu bilden. Daher gibt es viele Verbindungen von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen.

Kohlenwasserstoffe sind sowohl Erdgas – Methan, als auch ein weiteres brennbares Haushaltsgas, das zum Befüllen von Flaschen verwendet wird – Propan C 3 H 8. Zu den Kohlenwasserstoffen zählen Öl, Benzin und Kerosin. Und außerdem - organisches Lösungsmittel C 6 H 6, Paraffin, aus dem Neujahrskerzen hergestellt werden, Vaseline aus der Apotheke und sogar Plastiktüte zum Verpacken von Produkten...

Die wichtigsten natürlichen Quellen für Kohlenwasserstoffe sind Mineralien – Kohle, Öl, Gas.

KOHLE

Auf dem Globus ist mehr bekannt 36 tausend Kohlebecken und Lagerstätten, die zusammen besetzen 15% Territorien der Welt. Kohlebecken können sich über Tausende von Kilometern erstrecken. Die gesamten geologischen Kohlereserven auf der Erde betragen 5 Billionen 500 Milliarden Tonnen, einschließlich erkundeter Lagerstätten - 1 Billion 750 Milliarden Tonnen.

Es gibt drei Haupttypen fossiler Kohlen. Beim Verbrennen von Braunkohle und Anthrazit ist die Flamme unsichtbar und die Verbrennung rauchfrei, während Steinkohle beim Verbrennen ein lautes Knackgeräusch erzeugt.

Anthrazit- die älteste fossile Kohle. Es zeichnet sich durch hohe Dichte und Glanz aus. Enthält bis zu 95% Kohlenstoff.

Kohle– enthält bis zu 99% Kohlenstoff. Von allen fossilen Kohlen hat sie die breiteste Anwendung.

Braunkohle– enthält bis zu 72% Kohlenstoff. Hat eine braune Farbe. Als jüngste fossile Kohle weist sie oft noch Spuren der Struktur des Holzes auf, aus dem sie geformt wurde. Es zeichnet sich durch eine hohe Hygroskopizität und einen hohen Aschegehalt aus ( von 7 % bis 38 %), Daher wird es nur als lokaler Brennstoff und als Rohstoff für die chemische Verarbeitung verwendet. Insbesondere durch Hydrierung werden wertvolle flüssige Kraftstoffe gewonnen: Benzin und Kerosin.

Kohlenstoff ist der Hauptbestandteil von Kohle ( 99% ), Braunkohle ( bis zu 72 %). Der Ursprung des Namens Kohlenstoff bedeutet „die Entstehung von Kohle“. Ebenso enthält der lateinische Name „Carboneum“ an seiner Basis die Wurzel Kohlenstoffkohle.

Kohle enthält wie Öl große Menge organische Substanzen. Es enthält neben organischen Stoffen auch anorganische Stoffe, wie Wasser, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und natürlich Kohlenstoff selbst – Kohle. Eine der Hauptmethoden zur Verarbeitung von Kohle ist die Verkokung – Kalzinierung ohne Luftzugang. Durch die Verkokung, die bei einer Temperatur von 1000 0 C durchgeführt wird, entsteht:

Koksgas– es enthält Wasserstoff, Methan, Kohlendioxid und Kohlendioxid, Beimischungen von Ammoniak, Stickstoff und anderen Gasen.

Kohlenteer – enthält mehrere hundert verschiedene organische Substanzen, darunter Benzol und seine Homologen, Phenol und aromatische Alkohole, Naphthalin und verschiedene heterozyklische Verbindungen.

Harz oder Ammoniakwasser – enthält, wie der Name schon sagt, gelöstes Ammoniak sowie Phenol, Schwefelwasserstoff und andere Stoffe.

Koks– fester Verkokungsrückstand, praktisch reiner Kohlenstoff.

Koks wird bei der Herstellung von Eisen und Stahl verwendet, Ammoniak wird bei der Herstellung von Stickstoff und kombinierten Düngemitteln verwendet und die Bedeutung organischer Kokereiprodukte kann kaum hoch genug eingeschätzt werden. Wie ist die geografische Verbreitung dieses Minerals?

Der Großteil der Kohleressourcen befindet sich auf der Nordhalbkugel – Asien, Nordamerika, Eurasien. Welche Länder zeichnen sich hinsichtlich Kohlereserven und -produktion aus?

China, USA, Indien, Australien, Russland.

Die wichtigsten Exporteure von Kohle sind Länder.

USA, Australien, Russland, Südafrika.

Hauptimportzentren.

Japan, Fremdes Europa.

Dies ist ein sehr umweltschädlicher Kraftstoff. Beim Kohleabbau kommt es zu Explosionen und Methanbränden sowie zu bestimmten Umweltproblemen.

Umweltverschmutzung ist jede unerwünschte Veränderung des Zustands dieser Umwelt als Folge menschlicher Wirtschaftstätigkeit. Dies geschieht auch beim Mining. Stellen wir uns die Situation in einem Kohlebergbaugebiet vor. Zusammen mit der Kohle steigt eine große Menge Abfallgestein an die Oberfläche, das einfach als unnötig auf Deponien verbracht wird. Allmählich gebildet Müllhaufen- riesige, mehrere Dutzend Meter hohe, kegelförmige Berge aus taubem Gestein, die das Erscheinungsbild der natürlichen Landschaft verzerren. Wird die gesamte an die Oberfläche geförderte Kohle zum Verbraucher transportiert? Natürlich nicht. Schließlich ist der Prozess nicht luftdicht. Auf der Erdoberfläche setzt sich eine große Menge Kohlenstaub ab. Dadurch verändert sich die Zusammensetzung von Böden und Grundwasser, was sich unweigerlich auf Tiere und Tiere auswirkt Gemüsewelt Bezirk.

Kohle enthält radioaktiven Kohlenstoff (C), aber nach der Verbrennung des Brennstoffs gelangt der gefährliche Stoff zusammen mit dem Rauch in die Luft, das Wasser und den Boden und wird zu Schlacke oder Asche gesintert, die zur Herstellung von Baumaterialien verwendet wird. Infolgedessen in Wohngebäude Wände und Decken strahlen Licht aus und stellen eine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar.

ÖL

Öl ist der Menschheit seit der Antike bekannt. Es wurde am Ufer des Euphrat abgebaut

6-7.000 Jahre v. Chr äh . Es wurde zur Beleuchtung von Häusern, zur Herstellung von Mörsern, als Arzneimittel und Salben sowie zum Einbalsamieren verwendet. Öl war in der Antike eine gewaltige Waffe: Feuerströme ergossen sich auf die Spitzen der stürmenden Festungsmauern, in Öl getauchte brennende Pfeile flogen in belagerte Städte. Öl war Bestandteil Brandstifter, der unter diesem Namen in die Geschichte einging „Griechisches Feuer“ Im Mittelalter wurde es hauptsächlich zur Straßenbeleuchtung verwendet.

Mehr als 600 Öl- und Gasbecken wurden erkundet, 450 befinden sich in der Entwicklung , A GesamtzahlÖlfelder erreichen 50.000.

Es gibt leichte und schwere Öle. Leichtöl wird mit Pumpen oder im Fontänenverfahren aus dem Untergrund gefördert. Dieses Öl wird hauptsächlich zur Herstellung von Benzin und Kerosin verwendet. Manchmal werden schwere Ölsorten sogar im Minenverfahren gefördert (in der Republik Komi) und daraus Bitumen, Heizöl und verschiedene Öle hergestellt.

Öl ist der vielseitigste und kalorienreichste Kraftstoff. Die Förderung ist relativ einfach und kostengünstig, da bei der Ölförderung keine Menschen unter der Erde untergebracht werden müssen. Der Transport von Öl durch Pipelines ist kein großes Problem. Der Hauptnachteil dieser Kraftstoffart ist ihre geringe Ressourcenverfügbarkeit (ca. 50 Jahre). ) . Die allgemeinen geologischen Reserven belaufen sich auf 500 Milliarden Tonnen, davon sind 140 Milliarden Tonnen erkundet .

IN 2007 Jahr haben russische Wissenschaftler der Weltgemeinschaft bewiesen, dass die Unterwasser-Lomonossow- und Mendelejew-Rücken, die sich im Arktischen Ozean befinden, eine Festlandsockelzone sind und daher zur Russischen Föderation gehören. Ein Chemielehrer erklärt Ihnen die Zusammensetzung des Öls und seine Eigenschaften.

Öl ist ein „Energieklumpen“. Mit nur 1 ml können Sie einen ganzen Eimer Wasser um ein Grad erhitzen und um einen Eimer Samowar zum Kochen zu bringen, benötigen Sie weniger als ein halbes Glas Öl. In Bezug auf die Energiekonzentration pro Volumeneinheit steht Öl unter den Naturstoffen an erster Stelle. Auch radioaktive Erze können hier nicht mithalten, da der Gehalt an radioaktiven Stoffen in ihnen so gering ist, dass 1 mg gewonnen werden kann. Kernbrennstoff erfordert die Verarbeitung von Tonnen von Gestein.

Öl ist nicht nur die Grundlage des Kraftstoff- und Energiekomplexes eines jeden Staates.

Hier finden sich die berühmten Worte von D.I. Mendelejew „Das Verbrennen von Öl ist dasselbe wie das Anzünden eines Ofens Banknoten". Jeder Tropfen Öl enthält mehr als 900 verschieden Chemische Komponenten, mehr als die Hälfte der chemischen Elemente des Periodensystems. Dies ist wirklich ein Wunder der Natur, die Grundlage der petrochemischen Industrie. Ungefähr 90 % des gesamten geförderten Öls werden als Kraftstoff verwendet. Trotz “ deine 10 %“ , Die petrochemische Synthese ermöglicht die Produktion vieler Tausend organischer Verbindungen, die alle Anforderungen erfüllen dringende Bedürfnisse moderne Gesellschaft. Nicht umsonst nennen die Menschen Öl respektvoll „schwarzes Gold“, „das Blut der Erde“.

Öl ist eine ölige, dunkelbraune Flüssigkeit mit rötlicher oder grünlicher Tönung, manchmal schwarz, rot, blau oder hell und sogar transparent mit einem charakteristischen stechenden Geruch. Es gibt Öl, das weiß oder farblos ist, wie Wasser (zum Beispiel im Surukhan-Feld in Aserbaidschan, in einigen Feldern in Algerien).

Die Zusammensetzung von Öl ist nicht dieselbe. Aber alle enthalten normalerweise drei Arten von Kohlenwasserstoffen – Alkane (meist mit normaler Struktur), Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe. Das Verhältnis dieser Kohlenwasserstoffe im Öl aus verschiedenen Feldern ist unterschiedlich: Beispielsweise ist Mangyshlak-Öl reich an Alkanen und Öl in der Region Baku ist reich an Cycloalkanen.

Die wichtigsten Ölreserven liegen auf der Nordhalbkugel. Gesamt 75 Länder auf der Welt fördern Öl, aber 90 % der Produktion stammen aus nur 10 Ländern. Nahe ? Die weltweiten Ölreserven befinden sich in Entwicklungsländern. (Der Lehrer benennt und zeigt auf der Karte).

Haupterzeugerländer:

Saudi-Arabien, USA, Russland, Iran, Mexiko.

Gleichzeitig mehr 4/5 Der Ölverbrauch macht den Anteil der wirtschaftlich entwickelten Länder aus, die die wichtigsten Importländer sind:

Japan, ausländisches Europa, USA.

Rohöl wird nirgendwo verwendet, es werden jedoch raffinierte Erdölprodukte verwendet.

Öl-Raffination

Eine moderne Anlage besteht aus einem Heizölofen und einer Destillationskolonne, in der das Öl abgetrennt wird Fraktionen – Kohlenwasserstoffgemische nach ihrem Siedepunkt trennen: Benzin, Naphtha, Kerosin. Der Ofen hat ein langes Rohr, das zu einer Spule gerollt ist. Der Ofen wird durch Verbrennungsprodukte von Heizöl oder Gas beheizt. Öl wird kontinuierlich in die Spule eingespeist: Dort wird es in Form einer Flüssigkeits-Dampf-Mischung auf 320 - 350 0 C erhitzt und gelangt in die Destillationskolonne. Die Destillationskolonne ist ein zylindrischer Stahlapparat mit einer Höhe von etwa 40 m. Es verfügt über mehrere Dutzend horizontale Trennwände mit Löchern im Inneren – die sogenannten Platten. In die Säule eintretender Öldampf steigt auf und strömt durch Löcher in den Platten. Während sie sich nach oben bewegen, kühlen sie allmählich ab und verflüssigen sich teilweise. Weniger flüchtige Kohlenwasserstoffe werden bereits auf den ersten Platten verflüssigt und bilden eine Gasölfraktion; Flüchtigere Kohlenwasserstoffe sammeln sich höher und bilden die Kerosinfraktion. noch höher – Naphtha-Fraktion. Die flüchtigsten Kohlenwasserstoffe verlassen die Kolonne als Dämpfe und bilden nach der Kondensation Benzin. Ein Teil des Benzins wird zur „Bewässerung“ in die Kolonne zurückgeführt, was zu besseren Betriebsbedingungen beiträgt. (Ins Notizbuch schreiben). Benzin – enthält Kohlenwasserstoffe C5 – C11, siedet im Bereich von 40 0 ​​​​C bis 200 0 C; Naphtha – enthält C8-C14-Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von 120 0 C bis 240 0 C; Kerosin – enthält C12-C18-Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von 180 0 C bis 300 0 C; Gasöl – enthält C13–C15-Kohlenwasserstoffe, destilliert bei Temperaturen von 230 0 C bis 360 0 C; Schmieröle - C16 - C28, sieden bei einer Temperatur von 350 0 C und darüber.

Nach der Destillation leichter Produkte aus Öl bleibt eine viskose schwarze Flüssigkeit zurück – Heizöl. Es handelt sich um ein wertvolles Kohlenwasserstoffgemisch. Durch zusätzliche Destillation werden aus Heizöl Schmieröle gewonnen. Der nicht destillierbare Teil des Heizöls wird Teer genannt und wird im Bauwesen und für den Straßenbelag verwendet (Demonstration eines Videoausschnitts). Die wertvollste Fraktion der Direktdestillation von Öl ist Benzin. Die Ausbeute dieser Fraktion übersteigt jedoch nicht 17–20 Gew.-% Rohöl. Es entsteht ein Problem: Wie kann der ständig wachsende Bedarf der Gesellschaft an Auto- und Flugtreibstoff befriedigt werden? Die Lösung wurde Ende des 19. Jahrhunderts von einem russischen Ingenieur gefunden Wladimir Grigorjewitsch Schuchow. IN 1891 Jahr führte er zum ersten Mal ein Industrieprojekt durch knacken Kerosinanteil des Öls, wodurch die Benzinausbeute auf 65-70 % (bezogen auf Rohöl) gesteigert werden konnte. Nur für die Entwicklung des Prozesses des thermischen Crackens von Erdölprodukten hat die dankbare Menschheit den Namen dieser einzigartigen Person in goldenen Buchstaben in die Geschichte der Zivilisation eingeschrieben.

Die bei der Ölrektifikation gewonnenen Produkte werden einer chemischen Verarbeitung unterzogen, die eine Reihe komplexer Prozesse umfasst. Einer davon ist das Cracken von Erdölprodukten (aus dem Englischen „Cracking“ – Spaltung). Es gibt verschiedene Arten des Crackens: thermisches Cracken, katalytisches Cracken, Hochdruckcracken und Reduktionscracken. Beim thermischen Cracken werden langkettige Kohlenwasserstoffmoleküle unter dem Einfluss hoher Temperaturen (470–550 °C) in kürzere gespalten. Bei dieser Spaltung entstehen neben Alkanen auch Alkene:

Derzeit ist das katalytische Cracken die am weitesten verbreitete Methode. Es wird bei einer Temperatur von 450–500 °C, jedoch mit höherer Geschwindigkeit durchgeführt und ermöglicht die Gewinnung von Benzin höherer Qualität. Unter katalytischen Crackbedingungen treten neben Spaltungsreaktionen auch Isomerisierungsreaktionen auf, also die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen normaler Struktur in verzweigte Kohlenwasserstoffe.

Die Isomerisierung beeinträchtigt die Qualität von Benzin, da das Vorhandensein verzweigter Kohlenwasserstoffe dessen Oktanzahl stark erhöht. Cracken wird als sogenannter sekundärer Ölraffinationsprozess eingestuft. Eine Reihe anderer katalytischer Prozesse, wie beispielsweise die Reformierung, werden ebenfalls als sekundär eingestuft. Reformieren- Hierbei handelt es sich um die Aromatisierung von Benzin durch Erhitzen in Gegenwart eines Katalysators, beispielsweise Platin. Unter diesen Bedingungen werden Alkane und Cycloalkane in aromatische Kohlenwasserstoffe umgewandelt, wodurch auch die Oktanzahl von Benzin deutlich ansteigt.

Ökologie und Ölfeld

Für die petrochemische Produktion ist das Umweltproblem besonders drängend. Die Ölförderung ist mit Energiekosten und Umweltverschmutzung verbunden. Eine gefährliche Quelle der Verschmutzung der Weltmeere ist die Offshore-Ölförderung, und die Weltmeere werden auch beim Öltransport verschmutzt. Jeder von uns hat im Fernsehen die Folgen von Öltankerunfällen gesehen. Schwarze Strände, bedeckt mit einer Schicht Heizöl, schwarze Brandung, keuchende Delfine, Vögel, deren Flügel mit zähflüssigem Heizöl bedeckt sind, Menschen in Schutzanzügen, die mit Schaufeln und Eimern Öl sammeln. Ich möchte Daten zu einer schweren Umweltkatastrophe bereitstellen, die sich im November 2007 in der Straße von Kertsch ereignete. 2.000 Tonnen Erdölprodukte und etwa 7.000 Tonnen Schwefel gelangten ins Wasser. Am stärksten von der Katastrophe betroffen waren die Nehrung von Tuzla, die an der Kreuzung des Schwarzen und des Asowschen Meeres liegt, und die Nehrung von Tschuschka. Nach dem Unfall setzte sich das Heizöl auf dem Boden ab und führte zum Tod der kleinen herzförmigen Muschel, der Hauptnahrung der Meeresbewohner. Die Wiederherstellung des Ökosystems wird 10 Jahre dauern. Mehr als 15.000 Vögel starben. Ein Liter Öl verteilt sich im Wasser an Stellen mit einer Fläche von 100 m² auf der Oberfläche. Obwohl der Ölfilm sehr dünn ist, stellt er eine unüberwindbare Barriere für den Weg des Sauerstoffs von der Atmosphäre zur Wassersäule dar. Dadurch kommt es zu einer Störung des Sauerstoffhaushalts und des Ozeans „erstickend.“ Plankton, die Grundlage der Nahrungskette im Meer, stirbt. Derzeit sind bereits etwa 20 % der Fläche des Weltmeeres mit Ölverschmutzungen bedeckt, und die von Ölverschmutzung betroffene Fläche wächst. Abgesehen davon, dass der Weltozean mit einem Ölfilm bedeckt ist, können wir ihn auch an Land beobachten. Zum Beispiel in Ölfeldern Westsibirien Pro Jahr wird mehr Öl verschüttet, als der Tanker aufnehmen kann – bis zu 20 Millionen Tonnen. Etwa die Hälfte dieses Öls landet durch Unfälle auf dem Boden, der Rest sind „geplante“ Quellen und Lecks beim Start von Bohrlöchern, Erkundungsbohrungen und Pipeline-Reparaturen. Das größte ölverseuchte Gebiet liegt nach Angaben des Umweltausschusses des Autonomen Kreises der Jamal-Nenzen im Bezirk Purovsky.

ERDGAS UND ZUGEHÖRIGES ERDÖLGAS

Erdgas enthält Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht, die Hauptbestandteile sind Methan. Sein Gehalt in Gasen aus verschiedenen Bereichen liegt zwischen 80 % und 97 %. Neben Methan - Ethan, Propan, Butan. Anorganisch: Stickstoff – 2 %; CO2; H2O; H2S, Edelgase. Bei der Verbrennung von Erdgas entsteht viel Wärme.

Von seinen Eigenschaften her ist Erdgas als Kraftstoff sogar dem Erdöl überlegen; es ist kalorienreicher. Dies ist der jüngste Zweig der Kraftstoffindustrie. Gas lässt sich noch einfacher fördern und transportieren. Dies ist der sparsamste aller Kraftstoffarten. Es gibt jedoch einige Nachteile: komplizierter interkontinentaler Gastransport. Methantanker, die Gas in verflüssigtem Zustand transportieren, sind äußerst komplexe und teure Konstruktionen.

Verwendet als: effektiver Kraftstoff, Rohstoffe in der chemischen Industrie, bei der Herstellung von Acetylen, Ethylen, Wasserstoff, Ruß, Kunststoffen, Essigsäure, Farbstoffen, Medikamenten usw. Begleitgase (Erdölgase) sind natürliche Gase, die sich in Öl lösen und sind beim Abbau freigesetzt Erdölgas enthält weniger Methan, dafür aber mehr Propan, Butan und andere höhere Kohlenwasserstoffe. Wo wird das Gas produziert?

Weltweit verfügen mehr als 70 Länder über Industriegasreserven. Darüber hinaus verfügen Entwicklungsländer, wie auch beim Erdöl, über sehr große Reserven. Die Gasförderung wird jedoch hauptsächlich von Industrieländern durchgeführt. Sie haben die Möglichkeit, es zu nutzen oder Gas an andere Länder auf demselben Kontinent zu verkaufen. Der internationale Gashandel ist weniger aktiv als der Ölhandel. Etwa 15 % des weltweiten Gases werden auf dem internationalen Markt geliefert. Fast zwei Drittel der weltweiten Gasproduktion stammen aus Russland und den USA. Zweifellos sind die Jamal-Nenzen die führende Gasförderregion nicht nur in unserem Land, sondern weltweit autonome Region, wo sich diese Branche seit 30 Jahren entwickelt. Unsere Stadt Nowy Urengoi wird zu Recht als Gashauptstadt anerkannt. Zu den größten Lagerstätten zählen Urengoiskoje, Jamburgskoje, Medweschje und Zapolyarnoje. Die Urengoi-Lagerstätte ist im Guinness-Buch der Rekorde aufgeführt. Die Reserven und die Produktion der Lagerstätte sind einzigartig. Die erkundeten Reserven übersteigen 10 Billionen. m 3, seit Inbetriebnahme wurden bereits 6 Billionen produziert. m 3. Im Jahr 2008 plant OJSC Gazprom, 598 Milliarden m 3 „blaues Gold“ aus der Urengoi-Lagerstätte zu fördern.

Gas und Ökologie

Die Unvollkommenheit der Öl- und Gasproduktionstechnologie und ihres Transports führt zu einer ständigen Verbrennung von Gasmengen in Heizeinheiten von Kompressorstationen und in Fackeln. Kompressorstationen sind für etwa 30 % dieser Emissionen verantwortlich. Jährlich werden etwa 450.000 Tonnen Erdgas und Begleitgas in Fackeln verbrannt, während mehr als 60.000 Tonnen Schadstoffe in die Atmosphäre gelangen.

Öl, Gas, Kohle sind wertvolle Rohstoffe für die chemische Industrie. In naher Zukunft wird im Kraftstoff- und Energiekomplex unseres Landes ein Ersatz für sie gefunden. Derzeit suchen Wissenschaftler nach Möglichkeiten, Sonnen- und Windenergie sowie Kernbrennstoffe zu nutzen, um Erdöl vollständig zu ersetzen. Der vielversprechendste Kraftstoff der Zukunft ist Wasserstoff. Die Reduzierung des Öleinsatzes in der Wärmeenergietechnik ist nicht nur der Weg zu einer rationelleren Nutzung, sondern auch zur Erhaltung dieses Rohstoffs für künftige Generationen. Kohlenwasserstoffrohstoffe sollten nur in der verarbeitenden Industrie zur Gewinnung vielfältiger Produkte verwendet werden. Leider hat sich die Situation noch nicht geändert und bis zu 94 % des geförderten Öls dienen als Kraftstoff. D. I. Mendeleev sagte weise: „Öl zu verbrennen ist dasselbe wie einen Ofen mit Banknoten zu erhitzen.“

Die wichtigsten natürlichen Quellen für Kohlenwasserstoffe sind Öl , Erdgas Und Kohle . Sie bilden reiche Vorkommen in verschiedenen Regionen der Erde.

Bisher wurden ausschließlich gewonnene Naturprodukte als Brennstoff verwendet. Derzeit wurden Methoden zu ihrer Verarbeitung entwickelt und sind weit verbreitet, die es ermöglichen, wertvolle Kohlenwasserstoffe zu isolieren, die sowohl als hochwertiger Kraftstoff als auch als Rohstoffe für verschiedene organische Synthesen verwendet werden. Verarbeitet natürliche Rohstoffquellen petrochemische Industrie . Schauen wir uns die wichtigsten Verarbeitungsmethoden an natürliche Kohlenwasserstoffe.

Die wertvollste Quelle natürlicher Rohstoffe ist Öl . Es ist eine ölige Flüssigkeit von dunkelbrauner oder schwarzer Farbe mit charakteristischem Geruch, die praktisch unlöslich in Wasser ist. Öldichte ist 0,73–0,97 g/cm3.Öl ist ein komplexes Gemisch verschiedener flüssiger Kohlenwasserstoffe, in dem gasförmige und feste Kohlenwasserstoffe gelöst sind, und die Zusammensetzung von Öl aus verschiedenen Lagerstätten kann unterschiedlich sein. Alkane, Cycloalkane, aromatische Kohlenwasserstoffe sowie sauerstoff-, schwefel- und stickstoffhaltige organische Verbindungen können in unterschiedlichen Anteilen im Öl enthalten sein.

Rohöl wird praktisch nicht genutzt, sondern verarbeitet.

Unterscheiden primäre Ölraffination (Destillation ), d.h. Teilen Sie es in Fraktionen mit unterschiedlichen Siedepunkten und Recycling (knacken ), bei dem sich die Struktur von Kohlenwasserstoffen verändert

dovs in seiner Zusammensetzung enthalten.

Primäre Ölraffinierung basiert auf der Tatsache, dass die Molmasse von Kohlenwasserstoffen umso höher ist, je höher der Siedepunkt ist. Öl enthält Verbindungen mit Siedepunkten von 30 bis 550 °C. Durch die Destillation wird das Öl in Fraktionen aufgeteilt, die bei unterschiedlichen Temperaturen sieden und Gemische von Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlichen Molmassen enthalten. Diese Brüche haben vielfältige Verwendungsmöglichkeiten (siehe Tabelle 10.2).

Tabelle 10.2. Produkte der Primärölraffination.

Fraktion Siedepunkt, °C Verbindung Anwendung
Flüssiggas <30 Kohlenwasserstoffe C 3 -C 4 Gasförmige Brennstoffe, Rohstoffe für die chemische Industrie
Benzin 40-200 Kohlenwasserstoffe C 5 – C 9 Flug- und Autotreibstoff, Lösungsmittel
Naphtha 150-250 Kohlenwasserstoffe C 9 – C 12 Dieselkraftstoff, Lösungsmittel
Kerosin 180-300 Kohlenwasserstoffe C 9 -C 16 Kraftstoff für Dieselmotoren, Haushaltskraftstoff, Beleuchtungskraftstoff
Gasöl 250-360 Kohlenwasserstoffe C 12 -C 35 Dieselkraftstoff, Rohstoffe für das katalytische Cracken
Heizöl > 360 Höhere Kohlenwasserstoffe, O-, N-, S-, Me-haltige Stoffe Brennstoff für Kesselanlagen und Industrieöfen, Rohstoffe für die weitere Destillation

Heizöl macht etwa die Hälfte der Erdölmasse aus. Daher wird es auch einer thermischen Verarbeitung unterzogen. Um eine Zersetzung zu verhindern, wird Heizöl unter vermindertem Druck destilliert. Dabei fallen mehrere Fraktionen an: flüssige Kohlenwasserstoffe, die als verwendet werden Schmieröle ; Gemisch aus flüssigen und festen Kohlenwasserstoffen – Vaseline , zur Herstellung von Salben verwendet; Gemisch fester Kohlenwasserstoffe – Paraffin , wird zur Herstellung von Schuhcreme, Kerzen, Streichhölzern und Bleistiften sowie zum Imprägnieren von Holz verwendet; nichtflüchtiger Rückstand - Teer , zur Herstellung von Straßen-, Bau- und Dachbitumen.

Ölrecycling beinhaltet chemische Reaktionen, die die Zusammensetzung und chemische Struktur von Kohlenwasserstoffen verändern. Seine Vielfalt ist

Typ – thermisches Cracken, katalytisches Cracken, katalytische Reformierung.

Thermisches Cracken normalerweise Heizöl und anderen schweren Ölfraktionen ausgesetzt. Bei einer Temperatur von 450–550 °C und einem Druck von 2–7 MPa werden Kohlenwasserstoffmoleküle durch den Mechanismus freier Radikale in Fragmente mit einer geringeren Anzahl von Kohlenstoffatomen gespalten und es entstehen gesättigte und ungesättigte Verbindungen:

S 16 H 34 ¾® S 8 H 18 + S 8 H 16

C 8 H 18 ¾®C 4 H 10 +C 4 H 8

Mit dieser Methode wird Motorbenzin gewonnen.

Katalytische Zersetzung erfolgt in Gegenwart von Katalysatoren (meist Alumosilikaten). Luftdruck und Temperatur 550 - 600°C. Gleichzeitig wird Flugbenzin aus Kerosin- und Gasölanteilen hergestellt.

Der Abbau von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Alumosilikaten erfolgt nach dem ionischen Mechanismus und geht mit einer Isomerisierung einher, d.h. die Bildung eines Gemisches aus gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen mit verzweigtem Kohlenstoffgerüst, zum Beispiel:

CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3

Katze., T||

C 16 H 34 ¾¾® CH 3 -C -C-CH 3 + CH 3 -C = C - CH-CH 3

Katalytische Reformierung durchgeführt bei einer Temperatur von 470–540 °C und einem Druck von 1–5 MPa unter Verwendung von Platin- oder Platin-Rhenium-Katalysatoren, die auf einer Al 2 O 3-Basis abgeschieden sind. Unter diesen Bedingungen erfolgt die Umwandlung von Paraffinen u

Cycloparaffine aus Erdöl in aromatische Kohlenwasserstoffe


Katze., t, p

¾¾¾¾® + 3H 2


Katze., t, p

C 6 H 14 ¾¾¾¾® + 4H 2

Katalytische Verfahren ermöglichen aufgrund ihres hohen Gehalts an verzweigten und aromatischen Kohlenwasserstoffen die Gewinnung von Benzin mit verbesserter Qualität. Die Qualität von Benzin zeichnet sich durch seine Qualität aus Oktanzahl. Je stärker das Kraftstoff-Luft-Gemisch durch die Kolben komprimiert wird, desto größer ist die Motorleistung. Die Kompression kann jedoch nur bis zu einer bestimmten Grenze durchgeführt werden, ab der es zur Detonation (Explosion) kommt.

Gasgemisch, was zu Überhitzung und vorzeitigem Motorverschleiß führt. Normalparaffine haben den geringsten Detonationswiderstand. Mit einer Abnahme der Kettenlänge nehmen ihre Verzweigung und die Anzahl der Doppelten zu

Die Anzahl der Verbindungen nimmt zu; es ist besonders reich an aromatischen Kohlenwasserstoffen

vor der Geburt. Zur Beurteilung der Detonationsfestigkeit verschiedene Sorten Benzin werden sie mit ähnlichen Indikatoren für die Mischung verglichen Isooctan Und n-hep-tana mit unterschiedlichen Komponentenverhältnissen; Die Oktanzahl entspricht dem prozentualen Anteil an Isooctan in dieser Mischung. Je höher er ist, desto höher ist die Qualität des Benzins. Die Oktanzahl kann auch durch die Zugabe spezieller Antiklopfmittel erhöht werden, z.B. Tetraethylblei Pb(C 2 H 5) 4, dieses Benzin und seine Verbrennungsprodukte sind jedoch giftig.

Neben flüssigem Kraftstoff erzeugen katalytische Prozesse niedere gasförmige Kohlenwasserstoffe, die dann als Rohstoffe für die organische Synthese verwendet werden.

Eine weitere wichtige natürliche Quelle für Kohlenwasserstoffe, deren Bedeutung stetig zunimmt, ist Erdgas. Es enthält bis zu 98 % Vol. Methan, 2–3 % Vol. seine engsten Homologen sowie Verunreinigungen von Schwefelwasserstoff, Stickstoff, Kohlendioxid, Edelgasen und Wasser. Bei der Ölförderung freigesetzte Gase ( Vorbeigehen ), enthalten weniger Methan, aber mehr seiner Homologen.

Als Brennstoff wird Erdgas verwendet. Darüber hinaus werden daraus auch einzelne gesättigte Kohlenwasserstoffe destillativ isoliert Synthesegas , hauptsächlich bestehend aus CO und Wasserstoff; Sie werden als Rohstoffe für verschiedene organische Synthesen verwendet.

In großen Mengen abgebaut Kohle – heterogenes festes Material von schwarzer oder grauschwarzer Farbe. Es handelt sich um eine komplexe Mischung verschiedener hochmolekularer Verbindungen.

Kohle wird als fester Brennstoff verwendet und ist auch ausgesetzt Verkokung – Trockendestillation ohne Luftzugang bei 1000-1200°C. Als Ergebnis dieses Prozesses entstehen: Koks , ein fein gemahlener Graphit, der in der Metallurgie als Reduktionsmittel verwendet wird; Kohlenteer , das destilliert wird, um aromatische Kohlenwasserstoffe (Benzol, Toluol, Xylol, Phenol usw.) herzustellen und Tonhöhe wird zur Herstellung von Dachpappe verwendet; Ammoniakwasser Und Kokereigas , enthält etwa 60 % Wasserstoff und 25 % Methan.

Somit liefern natürliche Kohlenwasserstoffquellen

die chemische Industrie mit vielfältigen und relativ günstigen Rohstoffen zur Durchführung organischer Synthesen, die die Gewinnung zahlreicher organischer Verbindungen ermöglichen, die in der Natur nicht vorkommen, aber für den Menschen notwendig sind.

Das allgemeine Schema der Verwendung natürlicher Rohstoffe für die grundlegende organische und petrochemische Synthese kann wie folgt dargestellt werden.


Arenas Synthesegas Acetylen AlkeneAlkane


Grundlegende organische und petrochemische Synthese


Testaufgaben.

1222. Was ist der Unterschied zwischen primärer Ölraffinierung und sekundärer Raffination?

1223. Welche Verbindungen bestimmen hohe Qualität Benzin?

1224. Schlagen Sie eine Methode vor, die es ermöglicht, Ethylalkohol aus Öl zu gewinnen.


Kapitel 1. GEOCHEMIE DER ÖL- UND FOSSILEXPLORATION. 3

§ 1. Herkunft fossiler Brennstoffe. 3

§ 2. Gas- und Ölgesteine. 4

Kapitel 2. NATÜRLICHE QUELLEN... 5

Kapitel 3. INDUSTRIELLE HERSTELLUNG VON KOHLENWASSERSTOFFEN... 8

Kapitel 4. ÖLVERARBEITUNG... 9

§ 1. Fraktionierte Destillation. 9

§ 2. Knacken. 12

§ 3. Reform. 13

§ 4. Schwefelentfernung. 14

Kapitel 5. ANWENDUNGEN VON KOHLENWASSERSTOFFEN... 14

§ 1. Alkane.. 15

§ 2. Alkene.. 16

§ 3. Alkine.. 18

§ 4. Arenen.. 19

Kapitel 6. Analyse des Zustands der Ölindustrie. 20

Kapitel 7. Merkmale und Haupttrends in der Ölindustrie. 27

Liste der verwendeten Literatur... 33

Die ersten Theorien, die sich mit den Entstehungsprinzipien von Ölvorkommen befassten, beschränkten sich meist hauptsächlich auf die Frage, wo sich Ölvorkommen ansammeln. In den letzten 20 Jahren wurde jedoch klar, dass es zur Beantwortung dieser Frage notwendig ist, zu verstehen, warum, wann und in welchen Mengen Öl in einem bestimmten Becken entstanden ist, und auch zu verstehen und festzustellen, infolge welcher Prozesse es verarbeitet wird entstanden, wanderten und sammelten sich an. Diese Informationen sind unbedingt erforderlich, um die Effizienz der Ölexploration zu verbessern.

Die Bildung von Kohlenwasserstofffossilien erfolgte nach moderner Auffassung als Ergebnis einer komplexen Abfolge geochemischer Prozesse (siehe Abb. 1) im Inneren der ursprünglichen Gas- und Ölgesteine. Bei diesen Prozessen wurden die Bestandteile verschiedener biologischer Systeme (Stoffe natürlichen Ursprungs) in Kohlenwasserstoffe und in geringerem Maße in polare Verbindungen mit unterschiedlicher thermodynamischer Stabilität umgewandelt – durch die Ausfällung von Stoffen natürlichen Ursprungs und deren anschließende Bedeckung mit Sedimentgesteinen, unter dem Einfluss erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck in den Oberflächenschichten der Erdkruste. Die primäre Migration flüssiger und gasförmiger Produkte aus der anfänglichen Gasölschicht und ihre anschließende sekundäre Migration (durch Lagerhorizonte, Schichten usw.) in poröses, ölgesättigtes Gestein führt zur Bildung von Ablagerungen von Kohlenwasserstoffmaterialien, deren weitere Migration Dies wird verhindert, indem die Ablagerungen zwischen nicht porösen Gesteinsschichten eingeschlossen werden.

In Extrakten organischer Substanz aus Sedimentgesteinen biogenen Ursprungs finden sich Verbindungen mit der gleichen chemischen Struktur wie im Erdöl. Für die Geochemie gibt es etwas Besonderes wichtig einige dieser Verbindungen gelten als „biologische Marker“ („chemische Fossilien“). Solche Kohlenwasserstoffe haben viele Gemeinsamkeiten mit Verbindungen, die in biologischen Systemen vorkommen (z. B. Lipide, Pigmente und Metaboliten), aus denen Öl gebildet wurde. Diese Verbindungen belegen nicht nur den biogenen Ursprung natürlicher Kohlenwasserstoffe, sondern ermöglichen auch deren Gewinnung wichtige Informationenüber gas- und ölführende Gesteine ​​sowie über die Art der Reifung und Herkunft, Migration und biologischen Abbau, die zur Bildung spezifischer Gas- und Ölvorkommen führten.

Abbildung 1 Geochemische Prozesse, die zur Bildung fossiler Kohlenwasserstoffe führen.

Als Gasölgestein gilt ein fein verteiltes Sedimentgestein, das bei natürlicher Ablagerung zur Bildung und Freisetzung erheblicher Mengen Öl und (oder) Gas geführt hat oder führen könnte. Die Klassifizierung solcher Gesteine ​​basiert auf dem Gehalt und der Art der organischen Substanz, dem Zustand ihrer metamorphen Entwicklung (chemische Umwandlungen bei Temperaturen von etwa 50–180 °C) sowie der Art und Menge der daraus erhältlichen Kohlenwasserstoffe . Die organische Substanz Kerogen in biogenen Sedimentgesteinen kommt in den unterschiedlichsten Formen vor, lässt sich jedoch in vier Haupttypen einteilen.

1) Liptinitis– einen sehr hohen Wasserstoffgehalt, aber einen niedrigen Sauerstoffgehalt haben; Ihre Zusammensetzung wird durch das Vorhandensein aliphatischer Kohlenstoffketten bestimmt. Es wird angenommen, dass sich Liptinite hauptsächlich aus Algen gebildet haben (die normalerweise einer bakteriellen Zersetzung unterliegen). Sie haben eine hohe Fähigkeit, sich in Öl umzuwandeln.

2) Ausgänge– haben einen hohen Wasserstoffgehalt (jedoch niedriger als der von Liptiniten), reich an aliphatischen Ketten und gesättigten Naphthenen (alicyclischen Kohlenwasserstoffen) sowie aromatischen Ringen und sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen. Diese organische Substanz wird aus Pflanzenmaterialien wie Sporen, Pollen, Nagelhaut und anderen Strukturteilen von Pflanzen gebildet. Exinite haben eine gute Fähigkeit, sich in Öl- und Gaskondensat und in höheren Stadien der metamorphen Entwicklung in Gas umzuwandeln.

3) Vitrshita– haben einen niedrigen Wasserstoffgehalt, einen hohen Sauerstoffgehalt und bestehen hauptsächlich aus aromatischen Strukturen mit kurzen aliphatischen Ketten, die durch sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen verbunden sind. Sie bestehen aus strukturierten Holzmaterialien (Lignozellulose) und können nur begrenzt in Öl, aber gut in Gas umgewandelt werden.

4) Trägheit sind schwarze, undurchsichtige klastische Gesteine ​​(mit hohem Kohlenstoff- und niedrigem Wasserstoffgehalt), die aus stark modifizierten holzigen Vorläufern gebildet wurden. Sie können nicht in Öl und Gas umgewandelt werden.

Die Hauptfaktoren, an denen ein Gasölgestein erkannt wird, sind sein Kerogengehalt, die Art der organischen Substanz im Kerogen und das Stadium der metamorphen Entwicklung dieser organischen Substanz. Gute Gasölgesteine ​​sind solche, die 2–4 % organisches Material der Art enthalten, aus dem die entsprechenden Kohlenwasserstoffe gebildet und freigesetzt werden können. Unter günstigen geochemischen Bedingungen kann die Ölbildung aus Sedimentgesteinen erfolgen, die organische Stoffe wie Liptinit und Exinit enthalten. Die Bildung von Gasvorkommen erfolgt meist in vitrinitreichen Gesteinen oder durch thermisches Cracken des ursprünglich gebildeten Öls.

Durch die anschließende Verlagerung organischer Sedimente unter die oberen Sedimentgesteinsschichten wird dieses Material immer höheren Temperaturen ausgesetzt, was zur thermischen Zersetzung von Kerogen und zur Bildung von Öl und Gas führt. Die Bildung von Öl in Mengen, die für die industrielle Erschließung des Feldes von Interesse sind, erfolgt unter bestimmten Zeit- und Temperaturbedingungen (Vorkommenstiefe), und die Bildungszeit ist umso länger, je niedriger die Temperatur ist (dies ist nicht schwer zu verstehen, wenn wir davon ausgehen). dass die Reaktion gemäß der Gleichung erster Ordnung abläuft und eine Arrhenius-Abhängigkeit von der Temperatur aufweist). Beispielsweise sollte sich die gleiche Menge Öl, die bei einer Temperatur von 100 °C in etwa 20 Millionen Jahren gebildet wurde, bei einer Temperatur von 90 °C in 40 Millionen Jahren und bei einer Temperatur von 80 °C in 80 Millionen Jahren bilden . Die Geschwindigkeit der Bildung von Kohlenwasserstoffen aus Kerogen verdoppelt sich etwa bei jedem Temperaturanstieg um 10 °C. Jedoch chemische Zusammensetzung Kerogen. kann äußerst unterschiedlich sein und daher kann der angegebene Zusammenhang zwischen der Zeit der Ölreifung und der Temperatur dieses Prozesses nur als Grundlage für ungefähre Schätzungen angesehen werden.

Moderne geochemische Untersuchungen zeigen, dass auf dem Festlandsockel der Nordsee jede Tiefenzunahme um 100 m mit einem Temperaturanstieg von etwa 3 °C einhergeht, was bedeutet, dass organisch reiche Sedimentgesteine ​​in einer Tiefe von 2500–4000 m flüssige Kohlenwasserstoffe bildeten 50-80 Millionen Jahre. Leichte Öle und Kondensate bildeten sich offenbar in einer Tiefe von 4000–5000 m, Methan (trockenes Gas) in einer Tiefe von mehr als 5000 m.

Natürliche Quellen für Kohlenwasserstoffe sind fossile Brennstoffe – Öl und Gas, Kohle und Torf. Erdöl- und Gasvorkommen entstanden vor 100–200 Millionen Jahren aus mikroskopisch kleinen Meerespflanzen und Tieren, die sich in Sedimentgesteinen auf dem Meeresboden festsetzten. Im Gegensatz dazu begannen sich Kohle- und Torfvorkommen vor 340 Millionen Jahren aus Pflanzen zu bilden, die an Land wuchsen.

Erdgas und Rohöl kommen typischerweise zusammen mit Wasser in ölhaltigen Schichten zwischen Gesteinsschichten vor (Abbildung 2). Unter dem Begriff „Erdgas“ werden auch Gase verstanden, die unter natürlichen Bedingungen bei der Zersetzung von Kohle entstehen. Erdgas und Erdöl werden auf allen Kontinenten außer der Antarktis gefördert. Die weltweit größten Erdgasproduzenten sind Russland, Algerien, Iran und die Vereinigten Staaten. Die größten Rohölproduzenten sind Venezuela, Saudi-Arabien, Kuwait und der Iran.

Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan (Tabelle 1).

Rohöl ist eine ölige Flüssigkeit, deren Farbe von dunkelbraun oder grün bis fast farblos variieren kann. Es beinhaltet große Nummer Alkane. Darunter sind gerade Alkane, verzweigte Alkane und Cycloalkane mit einer Anzahl von Kohlenstoffatomen von fünf bis 40. Der Industriename dieser Cycloalkane ist Nachtany. Rohöl enthält außerdem etwa 10 % aromatische Kohlenwasserstoffe sowie geringe Mengen anderer Verbindungen, die Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff enthalten.

Kohlenwasserstoffe sind von großer wirtschaftlicher Bedeutung, da sie als wichtigster Rohstoff für die Herstellung fast aller Produkte der modernen organischen Syntheseindustrie dienen und in großem Umfang für Energiezwecke genutzt werden. Sie scheinen Sonnenwärme und Energie zu speichern, die bei der Verbrennung freigesetzt werden. Torf, Kohle, Ölschiefer, Öl, natürliche und Erdölbegleitgase enthalten Kohlenstoff, dessen Verbindung mit Sauerstoff bei der Verbrennung mit der Freisetzung von Wärme einhergeht.

Kohle Torf Öl Erdgas
solide solide flüssig Gas
ohne Geruch ohne Geruch Starker Geruch ohne Geruch
homogene Zusammensetzung homogene Zusammensetzung Stoffgemisch Stoffgemisch
ein dunkel gefärbtes Gestein mit einem hohen Gehalt an brennbaren Substanzen, das durch die Einlagerung verschiedener Pflanzenansammlungen in Sedimentschichten entsteht Ansammlung von halbverrottetem Pflanzenmaterial, das sich am Grund von Sümpfen und überwucherten Seen ansammelt natürliche brennbare ölige Flüssigkeit, bestehend aus einer Mischung flüssiger und gasförmiger Kohlenwasserstoffe Ein Gasgemisch, das im Erdinneren bei der anaeroben Zersetzung organischer Substanzen entsteht. Das Gas gehört zur Gruppe der Sedimentgesteine
Brennwert – die Anzahl der Kalorien, die bei der Verbrennung von 1 kg Kraftstoff freigesetzt werden
7 000 - 9 000 500 - 2 000 10000 - 15000 ?

Kohle.

Kohle war schon immer ein vielversprechender Rohstoff für die Produktion von Energie und vielen chemischen Produkten.

Der erste große Kohleverbraucher seit dem 19. Jahrhundert war der Transport, dann wurde Kohle für die Stromerzeugung, Hüttenkoks, die Herstellung verschiedener Produkte durch chemische Verarbeitung, Kohlenstoff-Graphit-Strukturmaterialien, Kunststoffe, Steinwachs, synthetische, flüssige und gasförmige hochkalorische Brennstoffe, hoch salpetrige Säuren zur Herstellung von Düngemitteln

Kohle ist ein komplexes Gemisch hochmolekularer Verbindungen, zu denen die folgenden Elemente gehören: C, H, N, O, S. Kohle enthält wie Öl eine Vielzahl verschiedener organischer Stoffe, aber auch anorganische Stoffe, wie zum Beispiel Wasser , Ammoniak, Schwefelwasserstoff und natürlich Kohlenstoff selbst – Kohle.

Die Kohleverarbeitung erfolgt in drei Hauptrichtungen: Verkokung, Hydrierung und unvollständige Verbrennung. Eine der Hauptmethoden zur Verarbeitung von Kohle ist Verkokung– Kalzinierung ohne Luftzugang in Koksöfen bei einer Temperatur von 1000–1200 °C. Bei dieser Temperatur und ohne Zugang zu Sauerstoff durchläuft Kohle komplexe chemische Umwandlungen, die zur Bildung von Koks und flüchtigen Produkten führen:

1. Kokereigas (Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, Beimischungen von Ammoniak, Stickstoff und anderen Gasen);

2. Kohlenteer (mehrere hundert verschiedene organische Stoffe, darunter Benzol und seine Homologen, Phenol und aromatische Alkohole, Naphthalin und verschiedene heterozyklische Verbindungen);

3. Teer oder Ammoniak, Wasser (gelöstes Ammoniak sowie Phenol, Schwefelwasserstoff und andere Substanzen);

4. Koks (fester Koksrückstand, nahezu reiner Kohlenstoff).

Der abgekühlte Koks wird an Hüttenwerke geschickt.

Beim Abkühlen flüchtiger Produkte (Koksofengas) kondensieren Kohlenteer und Ammoniakwasser.

Durch das Leiten nicht kondensierter Produkte (Ammoniak, Benzol, Wasserstoff, Methan, CO 2, Stickstoff, Ethylen usw.) durch eine Schwefelsäurelösung wird Ammoniumsulfat freigesetzt, das als Mineraldünger verwendet wird. Benzol wird vom Lösungsmittel absorbiert und aus der Lösung destilliert. Anschließend wird das Koksofengas als Brennstoff oder als chemischer Rohstoff genutzt. Kohlenteer wird in geringen Mengen (3 %) gewonnen. Aufgrund des Produktionsumfangs gilt Kohlenteer jedoch als Rohstoff für die Herstellung einer Reihe organischer Stoffe. Entfernt man bei 350°C siedende Produkte aus dem Harz, bleibt eine feste Masse zurück – Pech. Es wird zur Herstellung von Lacken verwendet.

Die Hydrierung von Kohle erfolgt bei einer Temperatur von 400–600 °C und einem Wasserstoffdruck von bis zu 25 MPa in Gegenwart eines Katalysators. Dabei entsteht ein Gemisch flüssiger Kohlenwasserstoffe, das als Kraftstoff verwendet werden kann. Herstellung von flüssigem Brennstoff aus Kohle. Flüssiger synthetischer Kraftstoff ist Benzin, Diesel und Kesselbrennstoff mit hoher Oktanzahl. Um aus Kohle flüssigen Brennstoff zu gewinnen, ist es notwendig, den Wasserstoffgehalt durch Hydrierung zu erhöhen. Die Hydrierung erfolgt im Mehrfachkreislauf, wodurch die gesamte organische Masse der Kohle in Flüssigkeit und Gase umgewandelt werden kann. Der Vorteil dieser Methode ist die Möglichkeit der Hydrierung minderwertiger Braunkohle.

Durch die Kohlevergasung wird es möglich, minderwertige Braun- und Steinkohle in Wärmekraftwerken zu nutzen, ohne die Umwelt mit Schwefelverbindungen zu belasten. Dies ist die einzige Methode zur Herstellung von konzentriertem Kohlenmonoxid ( Kohlenmonoxid) CO. Bei der unvollständigen Verbrennung von Kohle entsteht Kohlenmonoxid. Mit einem Katalysator (Nickel, Kobalt) kann bei Normal- oder erhöhtem Druck aus Wasserstoff und CO Benzin mit gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen gewonnen werden:

nCO + (2n+1)H 2 → C n H 2n+2 + nH 2 O;

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Bei der Trockendestillation von Kohle bei 500–550 °C entsteht Teer, der zusammen mit Bitumen in der Bauindustrie als Bindemittel bei der Herstellung von Dach- und Abdichtungsbeschichtungen (Dachpappe, Dachpappe) verwendet wird , usw.).

In der Natur kommt Steinkohle in folgenden Regionen vor: Region Moskau, Südjakutsk-Becken, Kusbass, Donbass, Petschora-Becken, Tunguska-Becken, Lena-Becken.

Erdgas.

Erdgas ist ein Gasgemisch, dessen Hauptbestandteil Methan CH 4 ist (von 75 bis 98 %, je nach Fachgebiet), der Rest ist Ethan, Propan, Butan und eine kleine Menge an Verunreinigungen – Stickstoff, Kohlenmonoxid (IV ), Schwefelwasserstoff und Dämpfe Wasser, und fast immer Schwefelwasserstoff und organische Erdölverbindungen – Mercaptane. Sie verleihen dem Gas einen spezifischen unangenehmen Geruch und führen bei der Verbrennung zur Bildung von giftigem Schwefeldioxid SO 2 .

Normalerweise der höhere molekulare Masse Kohlenwasserstoff, desto weniger ist er im Erdgas enthalten. Die Zusammensetzung von Erdgas aus verschiedenen Lagerstätten ist nicht gleich. Seine durchschnittliche Zusammensetzung in Volumenprozent ist wie folgt:

CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 C 4 H 10 N 2 und andere Gase
75-98 0,5 - 4 0,2 – 1,5 0,1 – 1 1-12

Methan entsteht bei der anaeroben (ohne Zugang zu Luft) Fermentation pflanzlicher und tierischer Rückstände, daher entsteht es in Bodensedimenten und wird „Sumpfgas“ genannt.

Ablagerungen von Methan in hydratisierter kristalliner Form, den sogenannten Methanhydrat unter einer Permafrostschicht und in großen Tiefen der Ozeane entdeckt. Bei niedrigen Temperaturen (−800 °C) und hohen Drücken befinden sich Methanmoleküle in den Hohlräumen des Kristallgitters von Wassereis. In den Eishohlräumen eines Kubikmeters Methanhydrat sind 164 Kubikmeter Gas „eingemacht“.

Methanhydratbrocken sehen aus wie schmutziges Eis, aber an der Luft brennen sie mit einer gelb-blauen Flamme. Schätzungen zufolge speichert der Planet zwischen 10.000 und 15.000 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von Methanhydrat („Giga“ entspricht 1 Milliarde). Diese Mengen sind um ein Vielfaches größer als alle derzeit bekannten Erdgasreserven.

Erdgas ist erneuerbar natürliche Ressource, da es in der Natur kontinuierlich synthetisiert wird. Es wird auch „Biogas“ genannt. Daher verbinden viele Umweltwissenschaftler heute die Aussichten auf eine wohlhabende Existenz der Menschheit mit der Nutzung von Gas als alternativem Kraftstoff.

Als Brennstoff hat Erdgas große Vorteile gegenüber festen und flüssigen Brennstoffen. Seine Verbrennungswärme ist viel höher, bei der Verbrennung hinterlässt es keine Asche und die Verbrennungsprodukte sind viel umweltfreundlicher. Daher werden etwa 90 % der gesamten geförderten Erdgasmenge als Brennstoff in Wärmekraftwerken und Kesselhäusern, in thermischen Prozessen in Industriebetrieben und im Alltag verbrannt. Etwa 10 % des Erdgases werden als wertvoller Rohstoff für die chemische Industrie genutzt: zur Herstellung von Wasserstoff, Acetylen, Ruß, verschiedenen Kunststoffen und Medikamenten. Methan, Ethan, Propan und Butan werden aus Erdgas abgetrennt. Produkte, die aus Methan gewonnen werden können, sind von großer industrieller Bedeutung. Methan wird für die Synthese vieler organischer Substanzen verwendet – Synthesegas und darauf basierende weitere Synthese von Alkoholen; Lösungsmittel (Tetrachlorkohlenstoff, Methylenchlorid usw.); Formaldehyd; Acetylen und Ruß.

Erdgas bildet eigenständige Lagerstätten. Die Hauptvorkommen natürlicher brennbarer Gase befinden sich in Nord- und Westsibirien, im Wolga-Ural-Becken, im Nordkaukasus (Stawropol), in der Republik Komi, in der Region Astrachan und in der Barentssee.

Ziel. Wissen über natürliche Quellen organischer Verbindungen und deren Verarbeitung zusammenfassen; zeigen die Erfolge und Perspektiven für die Entwicklung der Petrochemie und Kokschemie, ihre Rolle dabei technischer Fortschritt Länder; Kenntnisse aus dem Studiengang Wirtschaftsgeographie über die Gaswirtschaft, moderne Richtungen der Gasaufbereitung, Rohstoff- und Energieprobleme vertiefen; Entwickeln Sie Unabhängigkeit im Umgang mit Lehrbüchern, Nachschlagewerken und populärwissenschaftlicher Literatur.

PLANEN

Natürliche Quellen Kohlenwasserstoffe. Erdgas. Erdölbegleitgase.
Öl und Erdölprodukte, ihre Anwendung.
Thermisches und katalytisches Cracken.
Koksproduktion und das Problem der Gewinnung von flüssigem Brennstoff.
Aus der Entwicklungsgeschichte von OJSC Rosneft - KNOS.
Produktionskapazität der Anlage. Hergestellte Produkte.
Kommunikation mit dem Chemielabor.
Umweltschutz im Werk.
Anlagenpläne für die Zukunft.

Natürliche Quellen für Kohlenwasserstoffe.
Erdgas. Erdölbegleitgase

Vor dem Großen Vaterländischen Krieg Industriereserven Erdgas waren in der Karpatenregion, im Kaukasus, in der Wolgaregion und im Norden (Komi ASSR) bekannt. Die Untersuchung von Erdgasreserven war nur mit der Ölexploration verbunden. Die industriellen Erdgasreserven beliefen sich 1940 auf 15 Milliarden m3. Dann wurden Gasvorkommen im Nordkaukasus, in Transkaukasien, in der Ukraine, in der Wolgaregion entdeckt. Zentralasien, Westsibirien und Fernost. An
1 января 1976 г. разведанные запасы природного газа составляли 25,8 трлн м 3 , из них в европейской части СССР – 4,2 трлн м 3 (16,3%), на Востоке – 21,6 трлн м 3 (83,7 %), einschließlich
18,2 Billionen m3 (70,5 %) – in Sibirien und im Fernen Osten, 3,4 Billionen m3 (13,2 %) – in Zentralasien und Kasachstan. Zum 1. Januar 1980 beliefen sich die potenziellen Erdgasreserven auf 80–85 Billionen m3, die erkundeten Reserven beliefen sich auf 34,3 Billionen m3. Darüber hinaus stiegen die Reserven vor allem aufgrund der Entdeckung von Lagerstätten im Osten des Landes – nachgewiesene Reserven lagen dort bei etwa
30,1 Billionen m 3, was 87,8 % der Gesamtmenge der Union entspricht.
Heute verfügt Russland über 35 % der weltweiten Erdgasreserven, die sich auf mehr als 48 Billionen m3 belaufen. Die Hauptgebiete des Erdgasvorkommens in Russland und den GUS-Staaten (Vorkommen):

Westsibirische Öl- und Gasprovinz:
Urengoiskoje, Jamburgskoje, Zapoljarnoje, Medweschje, Nadymskoje, Tasowskoje – Autonomer Kreis der Jamal-Nenzen;
Pokhromskoye, Igrimskoye – Gasführendes Gebiet Beresowski;
Meldzhinskoe, Luginetskoe, Ust-Silginskoe – gasführende Region Vasyugan.
Öl- und Gasprovinz Wolga-Ural:
Das bedeutendste ist Vuktylskoye in der Öl- und Gasregion Timan-Petschora.
Zentralasien und Kasachstan:
das bedeutendste in Zentralasien ist Gazlinskoye im Fergana-Tal;
Kyzylkum, Bayram-Ali, Darvazin, Achak, Shatlyk.
Nordkaukasus und Transkaukasien:
Karadag, Duvanny – Aserbaidschan;
Lichter von Dagestan – Dagestan;
Severo-Stawropolskoe, Pelachiadinskoe – Region Stawropol;
Leningradskoje, Maikopskoje, Staro-Minskoje, Berezanskoje – Region Krasnodar.

Auch in der Ukraine, auf Sachalin und im Fernen Osten sind Erdgasvorkommen bekannt.
Westsibirien zeichnet sich durch Erdgasreserven aus (Urengoiskoje, Jamburgskoje, Zapolyarnoje, Medweschje). Die industriellen Reserven erreichen hier 14 Billionen m3. Besonders wichtig werden nun die Jamal-Gaskondensatfelder (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye usw.). Auf ihrer Grundlage wird das Projekt Jamal – Europa umgesetzt.
Die Erdgasproduktion ist stark konzentriert und konzentriert sich auf Gebiete mit den größten und profitabelsten Feldern. Nur fünf Felder – Urengoiskoje, Jamburgskoje, Zapolyarnoje, Medweschje und Orenburgskoje – enthalten die Hälfte aller Industriereserven in Russland. Die Reserven von Medvezhye werden auf 1,5 Billionen m3 und von Urengoyskoe auf 5 Billionen m3 geschätzt.
Das nächste Merkmal ist die dynamische Lage der Erdgasproduktionsstandorte, die sich aus der schnellen Erweiterung der Grenzen der identifizierten Ressourcen sowie der vergleichsweise einfachen und geringen Kosten ihrer Einbindung in die Entwicklung erklärt. Hinter kurzfristig Die Hauptzentren der Erdgasförderung verlagerten sich von der Wolgaregion in die Ukraine und in den Nordkaukasus. Weitere territoriale Verschiebungen werden durch die Erschließung von Vorkommen in Westsibirien, Zentralasien, dem Ural und dem Norden verursacht.

Nach dem Zusammenbruch der UdSSR kam es in Russland zu einem Rückgang der Erdgasförderung. Der Rückgang wurde hauptsächlich in der nördlichen Wirtschaftsregion (8 Milliarden m3 im Jahr 1990 und 4 Milliarden m3 im Jahr 1994), im Ural (43 Milliarden m3 und 35 Milliarden m3) und in der westsibirischen Wirtschaftsregion (576 Milliarden m3) beobachtet
555 Milliarden m3) und im Nordkaukasus (6 und 4 Milliarden m3). Die Erdgasförderung blieb in den Wirtschaftsregionen Wolga (6 Mrd. m3) und Fernost auf dem gleichen Niveau.
Ende 1994 war ein Aufwärtstrend im Produktionsniveau zu verzeichnen.
Aus den Republiken der ehemaligen UdSSR Die Russische Föderation produziert das meiste Gas, an zweiter Stelle steht Turkmenistan (mehr als 1/10), gefolgt von Usbekistan und der Ukraine.
Von besonderer Bedeutung ist die Förderung von Erdgas auf dem Schelf des Weltmeeres. Im Jahr 1987 wurden 12,2 Milliarden m 3 aus Offshore-Feldern gefördert, was etwa 2 % des im Land geförderten Gases entspricht. Die damit verbundene Gasproduktion belief sich im selben Jahr auf 41,9 Milliarden m3. Eine der gasförmigen Brennstoffreserven ist für viele Gebiete die Vergasung von Kohle und Schiefer. Die unterirdische Kohlevergasung wird im Donbass (Lisichansk), im Kusbass (Kiselevsk) und in der Region Moskau (Tula) durchgeführt.
Erdgas war und ist ein wichtiges Exportprodukt im russischen Außenhandel.
Die wichtigsten Erdgasverarbeitungszentren befinden sich im Ural (Orenburg, Shkapovo, Almetyevsk), in Westsibirien (Nischnewartowsk, Surgut), in der Wolgaregion (Saratow), ​​im Nordkaukasus (Grosny) und in anderen Gasregionen. tragende Provinzen. Es ist festzustellen, dass Gasaufbereitungsanlagen auf Rohstoffquellen ausgerichtet sind – Felder und große Gaspipelines.
Der wichtigste Verwendungszweck von Erdgas ist der Brennstoff. In letzter Zeit Der Anteil von Erdgas an der Brennstoffbilanz des Landes nimmt tendenziell zu.

Das wertvollste Erdgas mit hohem Methangehalt ist Stawropol (97,8 % CH 4), Saratow (93,4 %), Urengoi (95,16 %).
Die Erdgasreserven auf unserem Planeten sind sehr groß (ca. 1015 m3). Wir kennen mehr als 200 Vorkommen in Russland; sie befinden sich in Westsibirien, im Wolga-Ural-Becken und im Nordkaukasus. In Bezug auf die Erdgasreserven nimmt Russland weltweit den ersten Platz ein.
Erdgas ist der wertvollste Brennstoff. Bei der Verbrennung von Gas wird viel Wärme freigesetzt, sodass es als energieeffizienter und kostengünstiger Brennstoff in Kesselanlagen, Hochöfen, Herdfeueröfen und Glasschmelzöfen dient. Der Einsatz von Erdgas in der Produktion ermöglicht eine deutliche Steigerung der Arbeitsproduktivität.
Erdgas ist eine Rohstoffquelle für die chemische Industrie: zur Herstellung von Acetylen, Ethylen, Wasserstoff, Ruß, verschiedenen Kunststoffen, Essigsäure, Farbstoffen, Medikamenten und anderen Produkten.

Erdölbegleitgas ist ein Gas, das zusammen mit Öl existiert, in Öl gelöst ist und sich darüber befindet und unter Druck einen „Tankdeckel“ bildet. Am Brunnenausgang sinkt der Druck und Begleitgas vom Öl getrennt. Dieses Gas wurde früher nicht genutzt, sondern einfach verbrannt. Derzeit wird es aufgefangen und als Brennstoff und wertvolle chemische Rohstoffe verwendet. Die Einsatzmöglichkeiten von Begleitgasen sind sogar noch größer als bei Erdgas, denn... ihre Zusammensetzung ist reicher. Begleitgase enthalten weniger Methan als Erdgas, dafür aber deutlich mehr Methanhomologe. Um Begleitgas rationeller zu nutzen, wird es in Gemische engerer Zusammensetzung aufgeteilt. Nach der Trennung werden Gasbenzin, Propan und Butan sowie trockenes Gas erhalten. Auch einzelne Kohlenwasserstoffe werden gefördert – Ethan, Propan, Butan und andere. Durch Dehydrierung werden ungesättigte Kohlenwasserstoffe gewonnen – Ethylen, Propylen, Butylen usw.

Öl und Erdölprodukte, ihre Anwendung

Öl ist eine ölige Flüssigkeit mit stechendem Geruch. Es kommt an vielen Orten auf der ganzen Welt vor und dringt in unterschiedlichen Tiefen in poröses Gestein ein.
Nach Ansicht der meisten Wissenschaftler handelt es sich bei Öl um die geochemisch veränderten Überreste von Pflanzen und Tieren, die einst auf der Erde lebten. Diese Theorie des organischen Ursprungs von Öl wird durch die Tatsache gestützt, dass Öl einige stickstoffhaltige Substanzen enthält – Abbauprodukte von Substanzen, die in Pflanzengeweben vorhanden sind. Es gibt auch Theorien über den anorganischen Ursprung von Öl: seine Entstehung als Folge der Einwirkung von Wasser in der Erdoberfläche auf heiße Metallkarbide (Verbindungen von Metallen mit Kohlenstoff) mit anschließender Veränderung der resultierenden Kohlenwasserstoffe unter dem Einfluss von hohe Temperatur, hoher Druck, Kontakt mit Metallen, Luft, Wasserstoff usw.
Bei der Gewinnung aus ölführenden Formationen in Erdkruste Manchmal gelangt Öl in mehreren Kilometern Tiefe entweder unter dem Druck der darauf befindlichen Gase an die Oberfläche oder wird von Pumpen abgepumpt.

Die Ölindustrie ist heute ein großer nationaler Wirtschaftskomplex, der nach seinen eigenen Gesetzen lebt und sich entwickelt. Was bedeutet Öl heute für die Volkswirtschaft des Landes? Öl ist ein Rohstoff für Petrochemikalien bei der Herstellung von synthetischem Kautschuk, Alkoholen, Polyethylen, Polypropylen, einer Vielzahl verschiedener Kunststoffe und daraus hergestellter Fertigprodukte sowie künstlichen Stoffen; Quelle für die Herstellung von Kraftstoffen (Benzin, Kerosin, Diesel und Flugzeugtreibstoffe), Ölen und Schmiermitteln sowie Kessel- und Ofenbrennstoff (Mazut), Baumaterialien (Bitumen, Teer, Asphalt); Rohstoffe für die Herstellung einer Reihe von Proteinpräparaten, die als Zusatzstoffe in Viehfutter verwendet werden, um deren Wachstum zu stimulieren.
Öl ist unser nationaler Reichtum, die Machtquelle des Landes, die Grundlage seiner Wirtschaft. Der russische Ölkomplex umfasst 148.000 Ölquellen, 48,3.000 km Hauptölpipelines, 28 Ölraffinerien mit einer Gesamtkapazität von mehr als 300 Millionen Tonnen Öl pro Jahr sowie eine Vielzahl weiterer Produktionsanlagen.
Die Unternehmen der Ölindustrie und ihrer Dienstleistungsbranchen beschäftigen etwa 900.000 Arbeitnehmer, davon etwa 20.000 Menschen im Bereich Wissenschaft und wissenschaftliche Dienstleistungen.
In den letzten Jahrzehnten kam es zu grundlegenden Veränderungen in der Struktur der Brennstoffindustrie, verbunden mit einem Rückgang des Anteils der Kohleindustrie und dem Wachstum der Öl- und Gasproduktions- und -verarbeitungsindustrien. Betrugen sie 1940 noch 20,5 %, waren es 1984 75,3 % der Gesamtproduktion mineralischer Brennstoffe. Jetzt rücken Erdgas und Tagebaukohle in den Vordergrund. Der Ölverbrauch für Energiezwecke wird sinken, im Gegenteil, seine Nutzung als chemischer Rohstoff wird zunehmen. Derzeit machen Öl und Gas in der Struktur der Brennstoff- und Energiebilanz 74 % aus, während der Anteil von Öl abnimmt und der Anteil von Gas zunimmt und etwa 41 % beträgt. Der Kohleanteil beträgt 20 %, die restlichen 6 % stammen aus Strom.
Die Brüder Dubinin begannen zunächst mit der Ölraffinierung im Kaukasus. Die primäre Ölverarbeitung umfasst die Destillation. Die Destillation erfolgt in Erdölraffinerien nach der Trennung der Erdölgase.

Aus Öl werden verschiedene Produkte von großer praktischer Bedeutung isoliert. Zunächst werden daraus gelöste gasförmige Kohlenwasserstoffe (hauptsächlich Methan) entfernt. Nach dem Abdestillieren flüchtiger Kohlenwasserstoffe wird das Öl erhitzt. Sie gehen als erste in einen Dampfzustand über und Kohlenwasserstoffe werden daraus abdestilliert eine große Anzahl Kohlenstoffatome in einem Molekül, die einen relativ niedrigen Siedepunkt haben. Mit zunehmender Temperatur der Mischung werden Kohlenwasserstoffe mit einem höheren Siedepunkt destilliert. Auf diese Weise können einzelne Ölgemische (Fraktionen) gesammelt werden. Meistens entstehen bei dieser Destillation vier flüchtige Fraktionen, die dann weiter getrennt werden.
Die wichtigsten Ölfraktionen sind wie folgt.
Benzinanteil, gesammelt bei 40 bis 200 °C, enthält Kohlenwasserstoffe von C 5 H 12 bis C 11 H 24. Bei weiterer Destillation der isolierten Fraktion erhalten wir Benzin (T kip = 40–70 °C), Benzin
(T kip = 70–120 °C) – Luftfahrt, Automobil usw.
Naphtha-Fraktion, gesammelt im Bereich von 150 bis 250 °C, enthält Kohlenwasserstoffe von C 8 H 18 bis C 14 H 30. Naphtha wird als Kraftstoff für Traktoren verwendet. Große Mengen Naphtha werden zu Benzin verarbeitet.
Kerosin-Fraktion umfasst Kohlenwasserstoffe von C 12 H 26 bis C 18 H 38 mit einem Siedepunkt von 180 bis 300 °C. Kerosin wird nach der Reinigung als Treibstoff für Traktoren, Jets und Raketen verwendet.
Gasölfraktion (T kip > 275 °C), sonst genannt Dieselkraftstoff.
Rückstand nach der Öldestillation – Heizöl– enthält Kohlenwasserstoffe mit einer großen Anzahl von Kohlenstoffatomen (bis zu mehreren Dutzend) im Molekül. Auch Heizöl wird durch Destillation unter vermindertem Druck in Fraktionen aufgetrennt, um eine Zersetzung zu vermeiden. Als Ergebnis erhalten wir Solaröle (Dieselkraftstoff), Schmieröle(Automobil, Luftfahrt, Industrie usw.), Vaseline(Technische Vaseline wird zum Schmieren von Metallprodukten verwendet, um sie vor Korrosion zu schützen; gereinigte Vaseline wird als Basis für Kosmetika und in der Medizin verwendet). Aus einigen Ölsorten wird es gewonnen Paraffin(zur Herstellung von Streichhölzern, Kerzen usw.). Nach dem Abdestillieren der flüchtigen Bestandteile aus dem Heizöl bleibt übrig Teer. Es wird häufig im Straßenbau eingesetzt. Neben der Verarbeitung zu Schmierölen wird Heizöl auch als flüssiger Brennstoff in Kesselanlagen eingesetzt. Das aus der Erdölraffinierung gewonnene Benzin reicht nicht aus, um den gesamten Bedarf zu decken. Im besten Fall können bis zu 20 % des Benzins aus Öl gewonnen werden, der Rest sind hochsiedende Produkte. In diesem Zusammenhang stand die Chemie vor der Aufgabe, Wege zu finden, Benzin in großen Mengen herzustellen. Ein bequemer Weg wurde mithilfe der von A.M. Butlerov entwickelten Theorie der Struktur organischer Verbindungen gefunden. Hochsiedende Öldestillationsprodukte sind für den Einsatz als Kraftstoff ungeeignet. Ihr hoher Siedepunkt ist darauf zurückzuführen, dass die Moleküle solcher Kohlenwasserstoffe zu langkettig sind. Beim Abbau großer Moleküle mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen entstehen niedrigsiedende Produkte wie Benzin. Diesen Weg beschritt der russische Ingenieur V.G. Schuchow, der 1891 eine Methode zur Spaltung komplexer Kohlenwasserstoffe entwickelte, die später Cracken (was Spaltung bedeutet) genannt wurde.

Eine grundlegende Verbesserung beim Cracken war die Einführung des katalytischen Crackverfahrens in die Praxis. Dieses Verfahren wurde erstmals 1918 von N.D. Zelinsky durchgeführt. Das katalytische Cracken ermöglichte die großtechnische Herstellung von Flugbenzin. In katalytischen Crackanlagen werden bei einer Temperatur von 450 °C unter dem Einfluss von Katalysatoren lange Kohlenstoffketten gespalten.

Thermisches und katalytisches Cracken

Die Hauptmethode zur Verarbeitung von Erdölfraktionen sind verschiedene Arten des Crackens. Zum ersten Mal (1871–1878) wurde das Ölcracken im Labor- und halbindustriellen Maßstab von A.A. Letny, einem Mitarbeiter des St. Petersburger Instituts für Technologie, durchgeführt. Das erste Patent für eine Crackanlage wurde 1891 von Schuchow angemeldet. Seit den 1920er Jahren ist Cracken in der Industrie weit verbreitet.
Beim Cracken handelt es sich um die thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen und anderen Stoffen KomponentenÖl Je höher die Temperatur, desto höher ist die Crackrate und desto höher ist die Ausbeute an Gasen und aromatischen Kohlenwasserstoffen.
Beim Cracken von Erdölfraktionen entsteht neben flüssigen Produkten ein primärer Rohstoff – Gase, die ungesättigte Kohlenwasserstoffe (Olefine) enthalten.
Folgende Hauptarten der Rissbildung werden unterschieden:
Flüssigphase (20–60 atm, 430–550 °C), produziert ungesättigtes und gesättigtes Benzin, die Ausbeute an Benzin beträgt etwa 50 %, an Gasen 10 %;
Dampfphase(normal oder niedriger Druck, 600 °C) erzeugt ungesättigtes aromatisches Benzin, die Ausbeute ist geringer als beim Flüssigphasencracken, es entsteht eine große Menge an Gasen;
Pyrolyse Öl (normaler oder verminderter Druck, 650–700 °C), erzeugt ein Gemisch aus aromatischen Kohlenwasserstoffen (Pyrobenzol), Ausbeute beträgt etwa 15 %, mehr als die Hälfte des Rohstoffs wird in Gase umgewandelt;
zerstörende Hydrierung (Wasserstoffdruck 200–250 atm, 300–400 °C in Gegenwart von Katalysatoren – Eisen, Nickel, Wolfram usw.) ergibt das ultimative Benzin mit einer Ausbeute von bis zu 90 %;
katalytische Zersetzung (300–500 °C in Gegenwart von Katalysatoren – AlCl 3, Alumosilikate, MoS 3, Cr 2 O 3 usw.) erzeugt gasförmige Produkte und hochwertiges Benzin mit einem überwiegenden Anteil an aromatischen und gesättigten Kohlenwasserstoffen mit Isostruktur.
In der Technik ist das sogenannte katalytische Reformierung– Umwandlung minderwertiger Benzine in hochwertige Benzine mit hoher Oktanzahl oder aromatische Kohlenwasserstoffe.
Die Hauptreaktionen beim Cracken sind die Spaltung von Kohlenwasserstoffketten, Isomerisierung und Cyclisierung. Bei diesen Prozessen spielen freie Kohlenwasserstoffradikale eine große Rolle.

Koksproduktion
und das Problem der Beschaffung von flüssigem Kraftstoff

Reserven Kohle in der Natur übersteigen die Ölreserven deutlich. Daher ist Kohle der wichtigste Rohstoff für die chemische Industrie.
Derzeit nutzt die Industrie verschiedene Methoden zur Verarbeitung von Kohle: Trockendestillation (Verkokung, Halbverkokung), Hydrierung, unvollständige Verbrennung und Herstellung von Calciumcarbid.

Die Trockendestillation von Kohle wird zur Herstellung von Koks in der Metallurgie oder von Haushaltsgas verwendet. Kokskohle produziert Koks, Kohlenteer, Teerwasser und Koksgase.
Kohlenteer enthält eine Vielzahl aromatischer und anderer organischer Verbindungen. Durch Destillation bei Normaldruck wird es in mehrere Fraktionen aufgeteilt. Aus Steinkohlenteer werden aromatische Kohlenwasserstoffe, Phenole etc. gewonnen.
Verkokungsgase enthalten überwiegend Methan, Ethylen, Wasserstoff und Kohlenmonoxid (II). Sie werden teilweise verbrannt und teilweise recycelt.
Die Hydrierung von Kohle erfolgt bei 400–600 °C unter einem Wasserstoffdruck von bis zu 250 atm in Gegenwart eines Katalysators – Eisenoxiden. Dabei entsteht ein flüssiges Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, das meist an Nickel oder anderen Katalysatoren hydriert wird. Minderwertige Braunkohlen können hydriert werden.

Calciumcarbid CaC 2 wird aus Kohle (Koks, Anthrazit) und Kalk gewonnen. Anschließend wird es in Acetylen umgewandelt, das in der chemischen Industrie aller Länder in immer größerem Umfang eingesetzt wird.

Aus der Entwicklungsgeschichte von OJSC „Rosneft – KNOS“

Die Entwicklungsgeschichte des Werks ist eng mit der Öl- und Gasindustrie des Kuban verbunden.
Der Beginn der Ölförderung in unserem Land reicht bis in die ferne Vergangenheit zurück. Zurück im 10. Jahrhundert. Aserbaidschan handelte mit verschiedenen Ländern Öl. Im Kuban begann die industrielle Ölförderung im Jahr 1864 in der Region Maikop. Auf Wunsch des Chefs der Kuban-Region, General Karmalin, zog D. I. Mendeleev 1880 eine Schlussfolgerung über das Ölpotenzial des Kuban: „Hier muss man mit viel Öl rechnen, hier liegt es entlang einer langen geraden Linie parallel.“ bis zum Bergrücken und in der Nähe der Ausläufer verlaufend, etwa in Richtung von Kudako nach Ilskaya.
Während der ersten Fünfjahrespläne wurden umfangreiche Explorationsarbeiten durchgeführt und die industrielle Ölförderung aufgenommen. Erdölbegleitgas wurde teilweise als Haushaltsbrennstoff in Arbeitersiedlungen verwendet Großer Teil Dieses wertvolle Produkt wurde in Fackeln verbrannt. Um der Verschwendung natürlicher Ressourcen ein Ende zu setzen, beschloss das Ministerium für Ölindustrie der UdSSR im Jahr 1952 den Bau einer Gas-Benzin-Anlage im Dorf Afipskoye.
Im Jahr 1963 wurde das Gesetz zur Inbetriebnahme der ersten Stufe des Afipsky-Gas- und Benzinwerks unterzeichnet.
Anfang 1964 begann die Verarbeitung von Gaskondensaten aus der Region Krasnodar zur Herstellung von A-66-Benzin und Dieselkraftstoff. Der Rohstoff war Gas aus den Feldern Kanevsky, Berezansky, Leningradsky, Maikopsky und anderen großen Feldern. Durch die Verbesserung der Produktion beherrschten die Mitarbeiter des Werks die Produktion von B-70-Flugbenzin und A-72-Motorbenzin.
Im August 1970 wurden zwei neue technologische Anlagen zur Aufbereitung von Gaskondensat zur Herstellung von Aromaten (Benzol, Toluol, Xylol) in Betrieb genommen: eine Nachdestillationsanlage und eine katalytische Reformierungsanlage. Gleichzeitig wurden Kläranlagen mit biologischer Abwasserreinigung sowie die Rohstoff- und Rohstoffbasis des Werks errichtet.
1975 wurde eine Xylol-Produktionsanlage und 1978 eine importierte Toluol-Demethylierungsanlage in Betrieb genommen. Das Werk hat sich zu einem der führenden Werke des Ministeriums für Erdölindustrie bei der Herstellung aromatischer Kohlenwasserstoffe für die chemische Industrie entwickelt.
Um die Managementstruktur des Unternehmens und die Organisation der Produktionsabteilungen zu verbessern, wurde im Januar 1980 der Produktionsverband Krasnodarnefteorgsintez gegründet. Der Verbund umfasste drei Werke: den Standort Krasnodar (seit August 1922 in Betrieb), die Ölraffinerie Tuapse (seit 1929 in Betrieb) und die Ölraffinerie Afipsky (seit Dezember 1963 in Betrieb).
Im Dezember 1993 wurde das Unternehmen neu organisiert und im Mai 1994 wurde Krasnodarnefteorgsintez OJSC in Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC umbenannt.

Der Artikel wurde mit Unterstützung von Met S LLC erstellt. Wenn Sie eine gusseiserne Badewanne, ein Waschbecken oder anderen Metallmüll loswerden müssen, wenden Sie sich am besten an die Firma Met S. Auf der Website „www.Metalloloms.Ru“ können Sie, ohne Ihren Bildschirm zu verlassen, die Demontage und Beseitigung von Altmetall zu einem wettbewerbsfähigen Preis bestellen. Das Unternehmen Met S beschäftigt ausschließlich hochqualifizierte Fachkräfte mit umfassender Berufserfahrung.

Es folgt der Schluss



 

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