Sursele naturale de hidrocarburi, prelucrarea și aplicarea acestora. Surse naturale de hidrocarburi: caracteristici generale și utilizare

Compuși care conțin numai atomi de carbon și hidrogen.

Hidrocarburile sunt împărțite în ciclice (compuși carbociclici) și aciclice.

Compușii ciclici (carbociclici) sunt numiți compuși care includ unul sau mai multe cicluri constând numai din atomi de carbon (spre deosebire de compușii heterociclici care conțin heteroatomi - azot, sulf, oxigen etc.). Compușii carbociclici, la rândul lor, sunt împărțiți în compuși aromatici și nearomatici (aliciclici).

Hidrocarburile aciclice includ compuși organici al căror schelet de carbon al moleculelor este lanțuri deschise.

Aceste lanțuri pot fi formate din legături simple (al-cani), conțin o legătură dublă (alchene), două sau mai multe legături duble (diene sau poliene), o legătură triplă (alchine).

După cum știți, lanțurile de carbon fac parte din majoritatea substanțelor organice. Astfel, studiul hidrocarburilor capătă sens special, deoarece acești compuși sunt baza structurală a altor clase de compuși organici.

În plus, hidrocarburile, în special alcanii, sunt principalele surse naturale de compuși organici și baza celor mai importante sinteze industriale și de laborator (Schema 1).

Știți deja că hidrocarburile sunt cea mai importantă materie primă pentru industria chimică. La rândul lor, hidrocarburile sunt destul de răspândite în natură și pot fi izolate din diverse surse naturale: petrol, petrol și gaze naturale asociate, cărbune. Să le luăm în considerare mai detaliat.

Ulei- un amestec natural complex de hidrocarburi, in principal alcani liniari si ramificati, continand de la 5 la 50 de atomi de carbon in molecule, cu alte substante organice. Compoziția sa depinde în mod semnificativ de locul producerii (depozitul), poate conține, pe lângă alcani, și cicloalcani și hidrocarburi aromatice.

Componentele gazoase și solide ale petrolului sunt dizolvate în componentele sale lichide, ceea ce determină starea sa de agregare. Uleiul este un lichid uleios de culoare închisă (de la maro la negru) cu miros caracteristic, insolubil în apă. Densitatea sa este mai mică decât cea a apei, prin urmare, intrând în ea, uleiul se răspândește pe suprafață, împiedicând dizolvarea oxigenului și a altor gaze ale aerului în apă. Evident, pătrunzând în corpurile naturale de apă, petrolul provoacă moartea microorganismelor și a animalelor, ducând la dezastre de mediu și chiar la catastrofe. Există bacterii care pot folosi componentele uleiului ca hrană, transformându-l în produse inofensive ale activității lor vitale. Este clar că utilizarea culturilor acestor bacterii este cea mai sigură și promițătoare modalitate de combatere a poluării. mediu inconjurator ulei în timpul extracției, transportului și procesării sale.

În natură, petrolul și gazele petroliere asociate, care vor fi discutate mai jos, umplu cavitățile din interiorul pământului. Fiind un amestec de diverse substanțe, uleiul nu are un punct de fierbere constant. Este clar că fiecare dintre componentele sale își păstrează caracteristicile individuale în amestec. proprietăți fizice, care vă permite să separați uleiul în componentele sale. Pentru a face acest lucru, este purificat de impurități mecanice, compuși care conțin sulf și supus așa-numitei distilare fracționată sau rectificare.

Distilarea fracționată este o metodă fizică de separare a unui amestec de componente cu diferite puncte de fierbere.

Distilarea se realizează în instalații speciale - coloane de distilare, în care se repetă ciclurile de condensare și evaporare a substanțelor lichide conținute în ulei (Fig. 9).

Vaporii formați în timpul fierberii unui amestec de substanțe sunt îmbogățiți cu o componentă cu fierbere mai ușoară (adică, având o temperatură mai scăzută). Acești vapori sunt colectați, condensați (răciți sub punctul de fierbere) și aduși înapoi la fierbere. În acest caz, se formează vapori care sunt și mai îmbogățiți cu o substanță cu punct de fierbere scăzut. Prin repetarea repetată a acestor cicluri, este posibil să se realizeze o separare aproape completă a substanțelor conținute în amestec.

Coloana de distilare primește ulei încălzit într-un cuptor tubular la o temperatură de 320-350 °C. Coloana de distilare are partiții orizontale cu găuri - așa-numitele plăci, pe care se condensează fracțiunile de ulei. Fracțiile cu punct de fierbere ușor se acumulează pe cele superioare, fracțiile cu punct de fierbere ridicat pe cele inferioare.

În procesul de rectificare, uleiul este împărțit în următoarele fracții:

Gaze de rectificare - un amestec de hidrocarburi cu greutate moleculară mică, în principal propan și butan, cu un punct de fierbere de până la 40 ° C;

Fracția de benzină (benzină) - hidrocarburi cu compoziția de la C 5 H 12 la C 11 H 24 (punct de fierbere 40-200 ° C); cu o separare mai fină a acestei fracțiuni, se obține benzină (eter de petrol, 40-70 ° C) și benzină (70-120 ° C);

Fracția nafta - hidrocarburi cu compoziția de la C8H18 la C14H30 (punct de fierbere 150-250 ° C);

Fracția de kerosen - hidrocarburi cu compoziție de la C12H26 la C18H38 (punct de fierbere 180-300 ° C);

Combustibil diesel - hidrocarburi cu compoziție de la C13H28 la C19H36 (punct de fierbere 200-350 ° C).

Rezidu de distilare a uleiului - păcură- contine hidrocarburi cu numarul de atomi de carbon de la 18 la 50. Distilarea sub presiune redusa din pacura produce ulei solar (C18H28-C25H52), uleiuri lubrifiante (C28H58-C38H78), vaselina si parafina - amestecuri fuzibile de hidrocarburi solide. Reziduul solid din distilare de păcură - gudron și produsele sale de prelucrare - bitum și asfalt sunt utilizate pentru fabricarea suprafețelor de drum.

Produsele obținute ca urmare a rectificării uleiului sunt supuse unei prelucrări chimice, care include o serie de procese complexe. Una dintre ele este cracarea produselor petroliere. Știți deja că păcura este separată în componente sub presiune redusă. Acest lucru se explică prin faptul că la presiune atmosferică constituenții săi încep să se descompună înainte de a ajunge la punctul de fierbere. Aceasta este ceea ce stă la baza crăpăturii.

Cracare - descompunerea termică a produselor petroliere, ducând la formarea de hidrocarburi cu un număr mai mic de atomi de carbon în moleculă.

Există mai multe tipuri de cracare: cracare termică, catalitică, cracare presiune ridicata, fisurare reductivă.

Cracarea termică constă în scindarea moleculelor de hidrocarburi cu lanț lung de carbon în altele mai scurte sub influența temperaturii ridicate (470-550 ° C). În procesul acestei scindări, împreună cu alcanii, se formează alchene.

ÎN vedere generala această reacție poate fi scrisă după cum urmează:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
alcan alcan alchenă
lanț lung

Hidrocarburile rezultate pot suferi din nou cracare pentru a forma alcani și alchene cu un lanț și mai scurt de atomi de carbon în moleculă:

În timpul cracării termice convenționale, se formează multe hidrocarburi gazoase cu greutate moleculară mică, care pot fi utilizate ca materii prime pentru producerea de alcooli, acizi carboxilici și compuși cu greutate moleculară mare (de exemplu, polietilenă).

cracare catalitică apare în prezența catalizatorilor, care sunt utilizați ca aluminosilicați naturali ai compoziției

Implementarea cracării folosind catalizatori duce la formarea de hidrocarburi având un lanț ramificat sau închis de atomi de carbon în moleculă. Conținutul de hidrocarburi al unei astfel de structuri în combustibilul pentru motor își îmbunătățește semnificativ calitatea, în primul rând rezistența la detonare - numărul octan al benzinei.

Cracarea produselor petroliere are loc la temperaturi mari Prin urmare, se formează adesea funingine (funingine), contaminând suprafața catalizatorului, ceea ce îi reduce brusc activitatea.

Curățarea suprafeței catalizatorului de depozitele de carbon - regenerarea acestuia - este condiția principală pentru implementarea practică a cracării catalitice. Cea mai simplă și ieftină modalitate de a regenera un catalizator este prăjirea acestuia, timp în care depozitele de carbon sunt oxidate de oxigenul atmosferic. Produșii gazoși de oxidare (în principal dioxid de carbon și dioxid de sulf) sunt îndepărtați de pe suprafața catalizatorului.

Cracarea catalitică este un proces eterogen care implică substanțe solide (catalizator) și gazoase (vapori de hidrocarburi). Este evident că regenerarea catalizatorului - interacțiunea depozitelor solide cu oxigenul atmosferic - este, de asemenea, un proces eterogen.

reacții eterogene(gaz - solid) curge mai repede pe măsură ce suprafața solidului crește. Prin urmare, catalizatorul este zdrobit, iar regenerarea și cracarea hidrocarburilor sunt efectuate într-un „pat fluidizat”, familiar pentru producția de acid sulfuric.

Materiile prime de cracare, cum ar fi motorina, intră în reactorul conic. Partea inferioară a reactorului are un diametru mai mic, astfel încât debitul de vapori de alimentare este foarte mare. Gazul care se deplasează cu viteză mare captează particulele de catalizator și le transportă în partea superioară a reactorului, unde, datorită creșterii diametrului său, debitul scade. Sub acțiunea gravitației, particulele de catalizator cad în partea inferioară, mai îngustă a reactorului, de unde sunt din nou transportate în sus. Astfel, fiecare bob de catalizator este în mișcare constantă și este spălat din toate părțile de un reactiv gazos.

Unele granule de catalizator intră în partea exterioară, mai largă a reactorului și, fără a întâlni rezistența fluxului de gaz, coboară în partea inferioară, unde sunt preluate de fluxul de gaz și transportate la regenerator. Și acolo, în modul „pat fluidizat”, catalizatorul este ars și returnat în reactor.

Astfel, catalizatorul circulă între reactor și regenerator, iar produsele gazoase de cracare și prăjire sunt îndepărtate din acestea.

Utilizarea catalizatorilor de cracare face posibilă creșterea ușoară a vitezei de reacție, reducerea temperaturii acesteia și îmbunătățirea calității produselor cracate.

Hidrocarburile obținute ale fracției de benzină au în principal o structură liniară, ceea ce duce la o rezistență scăzută la detonare a benzinei obținute.

Vom lua în considerare conceptul de „rezistență la detonare” mai târziu, deocamdată doar observăm că hidrocarburile cu molecule ramificate au o rezistență mult mai mare la detonare. Este posibilă creșterea proporției de hidrocarburi izomerice ramificate în amestecul format în timpul cracarei prin adăugarea de catalizatori de izomerizare în sistem.

Câmpurile petroliere conțin, de regulă, acumulări mari de așa-numitul gaz petrolier asociat, care este colectat deasupra petrolului în Scoarta terestrași se dizolvă parțial în ea sub presiunea rocilor de deasupra. La fel ca petrolul, gazul petrolier asociat este o sursă naturală valoroasă de hidrocarburi. Conține în principal alcani, care au de la 1 până la 6 atomi de carbon în molecule. Evident, 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. Până în urmă cu câteva decenii, în majoritatea câmpurilor petroliere, gazele petroliere asociate erau ars ca un adaos inutil la petrol. În prezent, de exemplu, în Surgut, cea mai bogată cămară de petrol din Rusia, cea mai ieftină energie electrică din lume este generată folosind gazul petrolier asociat drept combustibil.

După cum sa menționat deja, gazul petrolier asociat este mai bogat în compoziție în diferite hidrocarburi decât gazul natural. Împărțindu-le în fracții, obțin:

Benzină naturală - un amestec foarte volatil format în principal din lentan și hexan;

Amestecul propan-butan, constând, după cum sugerează și numele, din propan și butan și care se transformă ușor în stare lichida cu creșterea presiunii;

Gaz uscat - un amestec care conține în principal metan și etan.

Benzina naturală, fiind un amestec de componente volatile cu un mic greutate moleculară Se evaporă bine chiar și la temperaturi scăzute. Acest lucru permite utilizarea benzinei ca combustibil pentru motoare. combustie internaîn Nordul Îndepărtat și ca aditiv la combustibilul pentru motor, ceea ce facilitează pornirea motoarelor în condiții de iarnă.

Un amestec de propan-butan sub formă de gaz lichefiat este folosit ca combustibil de uz casnic (butelii de gaz cunoscute în țară) și pentru umplerea brichetelor. Tranziția treptată a transportului rutier la gaze lichefiate este una dintre principalele modalități de a depăși criza globală a combustibililor și de a rezolva problemele de mediu.

Gazul uscat, cu compoziție apropiată de gazul natural, este, de asemenea, utilizat pe scară largă ca combustibil.

Cu toate acestea, utilizarea gazului petrolier asociat și a componentelor sale ca combustibil este departe de a fi cel mai promițător mod de utilizare.

Este mult mai eficient să folosiți componentele asociate de gaze petroliere ca materie primă pentru producția chimică. Hidrogenul, acetilena, hidrocarburile nesaturate și aromatice și derivații acestora se obțin din alcani, care fac parte din gazul petrolier asociat.

Hidrocarburile gazoase nu numai că pot însoți petrolul în scoarța terestră, ci pot forma și acumulări independente - zăcăminte de gaze naturale.

Gaz natural - un amestec de hidrocarburi saturate gazoase cu greutate moleculara mica. Componenta principală a gazelor naturale este metanul, a cărui pondere, în funcție de domeniu, variază între 75 și 99% în volum. Pe lângă metan, gazul natural conține etan, propan, butan și izobutan, precum și azot și dioxid de carbon.

La fel ca gazele petroliere asociate, gazele naturale sunt folosite atât ca combustibil, cât și ca materie primă pentru producerea diferitelor 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. Ca combustibil, gazele naturale sunt utilizate în centrale electrice, în sistemele de cazane pentru încălzirea apei clădirilor rezidențiale și clădirilor industriale, în furnalele și producția pe vatră deschisă. Dă un chibrit și aprind gazul în bucătărie aragaz casă de oraș, „fugi” reacție în lanț oxidarea alcanilor care fac parte din gazul natural. , Pe lângă petrol, gazele petroliere naturale și asociate, o sursă naturală de hidrocarburi este cărbune. 0n formează straturi puternice în intestinele pământului, rezervele sale explorate depășesc semnificativ rezervele de petrol. Ca și petrolul, cărbunele conține un numar mare de diverse substanțe organice. Pe lângă organice, include și substanțe anorganice, cum ar fi apa, amoniacul, hidrogenul sulfurat și, desigur, carbonul însuși - cărbunele. Una dintre principalele moduri de prelucrare a cărbunelui este cocsarea - calcinare fără acces la aer. Ca urmare a cocsării, care se efectuează la o temperatură de aproximativ 1000 ° C, se formează următoarele:

Gazul cuptorului de cocs, care include hidrogen, metan, monoxid de carbon și dioxid de carbon, impurități de amoniac, azot și alte gaze;
gudron de cărbune care conține câteva sute de substanțe organice diferite, inclusiv benzen și omologii săi, fenol și alcooli aromatici, naftalenă și diverși compuși heterociclici;
supra-gudron, sau apă amoniacală, care conține, după cum sugerează și numele, amoniac dizolvat, precum și fenol, hidrogen sulfurat și alte substanțe;
cocs - reziduu solid de cocsare, carbon aproape pur.

cocs folositîn producția de fier și oțel, amoniac - în producția de azot și îngrășăminte combinate, precum și 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 cămarei unice de neînlocuit. resurse naturale, a cărui utilizare atentă și prudentă - conditie necesara dezvoltarea progresivă a societății umane.

1. Enumeraţi principalele surse naturale de hidrocarburi. Ce substanțe organice sunt incluse în fiecare dintre ele? Ce au in comun?

2. Descrieți proprietățile fizice ale uleiului. De ce nu are un punct de fierbere constant?

3. După ce sintetizați reportajele media, descrieți dezastrele de mediu cauzate de deversarea de petrol și cum să depășiți consecințele acestora.

4. Ce este rectificarea? Pe ce se bazează acest proces? Numiți fracțiile obținute în urma rectificării uleiului. Cum se deosebesc unul de celălalt?

5. Ce este cracarea? Dați ecuațiile a trei reacții corespunzătoare cracarei produselor petroliere.

6. Ce tipuri de cracare cunoașteți? Ce au aceste procese în comun? Cum se deosebesc unul de celălalt? Care este diferența fundamentală dintre diferitele tipuri de produse crăpate?

7. De ce se numește astfel gazul petrolier asociat? Care sunt componentele sale principale și utilizările lor?

8. Prin ce diferă gazele naturale de gazele petroliere asociate? Ce au in comun? Dați ecuațiile reacțiilor de ardere ale tuturor componentelor gazului petrolier asociat cunoscute de dvs.

9. Dați ecuațiile de reacție care pot fi folosite pentru a obține benzen din gazul natural. Precizați condițiile pentru aceste reacții.

10. Ce este cocsificarea? Care sunt produsele și compoziția lor? Dați ecuațiile reacțiilor tipice pentru produsele de cocsificare a cărbunelui cunoscute de dvs.

11. Explicați de ce arderea petrolului, a cărbunelui și a gazelor petroliere asociate este departe de a fi cea mai rațională modalitate de utilizare a acestora.

Principalele surse naturale de hidrocarburi sunt petrolul, gazele, cărbunele. Dintre acestea, alocă cel mai substanțe ale chimiei organice. Mai multe despre această clasă de substanțe organice sunt discutate mai jos.

Compoziția mineralelor

Hidrocarburile reprezintă cea mai extinsă clasă de substanțe organice. Acestea includ clase de compuși aciclice (liniare) și ciclice. Alocați hidrocarburi saturate (limită) și nesaturate (nesaturate).

Hidrocarburile saturate includ compuși cu legături simple:

  • alcani- conexiuni de linie;
  • cicloalcani- substante ciclice.

Hidrocarburile nesaturate includ substanțe cu legături multiple:

  • alchene- conțin o legătură dublă;
  • alchine- conțin o legătură triplă;
  • alcadiene- include două legături duble.

Separat, se distinge o clasă de arene sau hidrocarburi aromatice care conțin un inel benzenic.

Orez. 1. Clasificarea hidrocarburilor.

Hidrocarburile gazoase și lichide sunt izolate de minerale. Tabelul descrie sursele naturale de hidrocarburi mai detaliat.

Sursă

feluri

Alcani, cicloalcani, arene, oxigen, azot, compuși cu sulf
  • natural - un amestec de gaze găsite în natură;
  • asociat - un amestec gazos dizolvat în ulei sau situat deasupra acestuia

Metan cu impurități (nu mai mult de 5%): propan, butan, dioxid de carbon, azot, hidrogen sulfurat, vapori de apă. Gazul natural conține mai mult metan decât gazul asociat
  • antracit - include 95% carbon;
  • piatra - contine 99% carbon;
  • maro - 72% carbon

Carbon, hidrogen, sulf, azot, oxigen, hidrocarburi

În Rusia se produc anual peste 600 de miliarde de m 3 de gaz, 500 de milioane de tone de petrol și 300 de milioane de tone de cărbune.

Reciclare

Mineralele sunt folosite într-o formă prelucrată. Cărbunele este calcinat fără acces la oxigen (proces de cocsificare) pentru a izola mai multe fracții:

  • gaz de cuptor de cocs- un amestec de metan, oxizi de carbon (II) și (IV), amoniac, azot;
  • gudron de cărbune- un amestec de benzen, omologii săi, fenol, arene, compuși heterociclici;
  • apa cu amoniac- un amestec de amoniac, fenol, hidrogen sulfurat;
  • Coca-Cola- produsul final al cocsării care conține carbon pur.

Orez. 2. Cocsificare.

Una dintre cele mai importante ramuri ale industriei mondiale este rafinarea petrolului. Uleiul extras din intestinele pământului se numește brut. Este în curs de procesare. În primul rând, se efectuează purificarea mecanică de impurități, apoi uleiul purificat este distilat pentru a obține diverse fracțiuni. Tabelul descrie principalele fracțiuni de petrol.

Fracțiune

Compus

Ce primesc

Alcani gazoși de la metan la butan

Benzină

Alcani de la pentan (C 5 H 12) la undecan (C 11 H 24)

Benzină, eteri

Nafta

Alcani de la octan (C 8 H 18) la tetradecan (C 14 H 30)

Nafta (benzină grea)

Kerosenul

Motorină

Alcani de la tridecan (C 13 H 28) la nonadecan (C 19 H 36)

Alcani de la pentadecan (C 15 H 32) la pentacontan (C 50 H 102)

Uleiuri lubrifiante, vaselina, bitum, parafina, gudron

Orez. 3. Distilarea uleiului.

Hidrocarburile sunt folosite pentru a produce materiale plastice, fibre, medicamente. Metanul și propanul sunt folosiți ca combustibili domestici. Cocsul este folosit în producția de fier și oțel. Din apa cu amoniac sunt produse acid azotic, amoniac, îngrășăminte. Gudronul este folosit în construcții.

Ce am învățat?

Din tema lecției, am învățat din ce surse naturale sunt izolate hidrocarburile. Petrolul, cărbunele, gazele naturale și asociate sunt utilizate ca materii prime pentru compușii organici. Mineralele sunt purificate și împărțite în fracțiuni, din care se obțin substanțe adecvate producției sau utilizării directe. Combustibilii lichizi și uleiurile sunt produse din petrol. Gazele conțin metan, propan, butan folosit ca combustibil menajer. Din cărbune, materiile prime lichide și solide sunt izolate pentru producerea de aliaje, îngrășăminte și medicamente.

Test cu subiecte

Raport de evaluare

Rata medie: 4.2. Evaluări totale primite: 289.

În timpul lecției, veți putea explora subiectul " izvoare naturale hidrocarburi. Rafinarea petrolului". Peste 90% din toată energia consumată în prezent de omenire este extrasă din compuși organici naturali fosili. Veți afla despre resursele naturale (gaze naturale, petrol, cărbune), ce se întâmplă cu petrolul după ce este extras.

Subiect: Limitarea hidrocarburilor

Lecția: Surse naturale de hidrocarburi

Aproximativ 90% din energia consumată de civilizația modernă este generată din arderea combustibililor fosili naturali - gaze naturale, petrol și cărbune.

Rusia este o țară bogată în combustibili fosili naturali. Există rezerve mari de petrol și gaze naturale Vestul Siberieiși Uralii. Cărbunele este extras în bazinele Kuznetsk, South Yakutsk și în alte regiuni.

Gaz natural constă în medie 95% din volum metan.

În plus față de metan, gazele naturale din diverse câmpuri conțin azot, dioxid de carbon, heliu, hidrogen sulfurat și alți alcani ușori - etan, propan și butani.

Gazele naturale sunt extrase din zăcăminte subterane, unde se află sub presiune ridicată. Metanul și alte hidrocarburi se formează din substanțe organice de origine vegetală și animală în timpul descompunerii lor fără acces la aer. Metanul este produs în mod constant și în prezent ca urmare a activității microorganismelor.

Metan găsit pe planete sistem solarși tovarășii lor.

Metanul pur este inodor. Cu toate acestea, gazul folosit în viața de zi cu zi are un miros neplăcut caracteristic. Acesta este mirosul aditivilor speciali - mercaptani. Mirosul de mercaptani vă permite să detectați la timp o scurgere de gaz menajer. Amestecuri de metan cu aer sunt exploziveîntr-o gamă largă de rapoarte - de la 5 la 15% din volum de gaz. Prin urmare, dacă simțiți miros de gaz în cameră, nu numai că puteți aprinde un foc, dar puteți și folosi întrerupătoare electrice. Cea mai mică scânteie poate provoca o explozie.

Orez. 1. Petrol din diferite domenii

Ulei- un lichid gros ca uleiul. Culoarea sa este de la galben deschis la maro și negru.

Orez. 2. Câmpuri de petrol

Compoziția petrolului din diferite domenii variază foarte mult. Orez. 1. Partea principală a petrolului este hidrocarburile care conțin 5 sau mai mulți atomi de carbon. Practic, aceste hidrocarburi sunt saturate, adică. alcani. Orez. 2.

Compoziția uleiului include și compuși organici care conțin sulf, oxigen, azot.Uleiul conține apă și impurități anorganice.

Gazele sunt dizolvate în ulei, care sunt eliberate în timpul extracției sale - gazele petroliere asociate. Acestea sunt metanul, etanul, propanul, butanii cu impurități de azot, dioxid de carbon și hidrogen sulfurat.

Cărbune, ca și uleiul, este un amestec complex. Ponderea carbonului în el reprezintă 80-90%. Restul este hidrogen, oxigen, sulf, azot și alte câteva elemente. În cărbune brun proporția de carbon și materie organică este mai mică decât în ​​piatră. Și mai puțin organic șisturi petroliere.

În industrie, cărbunele este încălzit la 900-1100 0 C fără aer. Acest proces se numește cocsificabil. Rezultatul este cocs cu un conținut ridicat de carbon, gaz de cocs și gudron de cărbune, necesar pentru metalurgie. O mulțime de substanțe organice sunt eliberate din gaz și gudron. Orez. 3.

Orez. 3. Dispozitivul cuptorului de cocs

Gazele naturale și petrolul sunt cele mai importante surse de materii prime pentru industria chimică. Uleiul așa cum este produs, sau „țițeiul”, este greu de utilizat chiar și ca combustibil. Prin urmare, țițeiul este împărțit în fracții (din engleză „fracție” - „parte”), folosind diferențele în punctele de fierbere ale substanțelor sale constitutive.

Metoda de separare a uleiului bazată pe temperaturi diferite fierberea hidrocarburilor sale constitutive se numește distilare sau distilare. Orez. 4.

Orez. 4. Produse de rafinare a petrolului

Fracția care este distilată de la aproximativ 50 până la 180 0 C se numește benzină.

Kerosenul fierbe la temperaturi de 180-300 0 C.

Se numește un reziduu gros negru care nu conține substanțe volatile păcură.

Există, de asemenea, o serie de fracții intermediare care fierb în intervale mai înguste - eteri de petrol (40-70 0 C și 70-100 0 C), spirit alb (149-204 ° C) și motorină (200-500 0 C). Sunt folosiți ca solvenți. Păcură poate fi distilată la presiune redusă, în acest fel se obțin uleiuri lubrifiante și parafină. Reziduu solid din distilarea păcurului - asfalt. Este utilizat pentru producția de suprafețe rutiere.

Prelucrarea gazelor petroliere asociate este o industrie separată și face posibilă obținerea unui număr de produse valoroase.

Rezumând lecția

În timpul lecției, ați studiat tema „Surse naturale de hidrocarburi. Rafinarea petrolului". Peste 90% din toată energia consumată în prezent de omenire este extrasă din compuși organici naturali fosili. Ați învățat despre resursele naturale (gaze naturale, petrol, cărbune), despre ce se întâmplă cu petrolul după ce este extras.

Bibliografie

1. Rudzitis G.E. Chimie. Bazele Chimie generală. Nota a 10-a: manual pentru institutii de invatamant: nivel de bază / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - ediția a XIV-a. - M.: Educație, 2012.

2. Chimie. Clasa 10. Nivel de profil: manual. pentru învăţământul general instituții / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin şi alţii - M.: Drofa, 2008. - 463 p.

3. Chimie. Clasa a 11a. Nivel de profil: manual. pentru învăţământul general instituții / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin și alții - M.: Drofa, 2010. - 462 p.

4. Hhomcenko G.P., Hhomcenko I.G. Culegere de probleme de chimie pentru cei care intră în universități. - a 4-a ed. - M.: RIA „New Wave”: Editura Umerenkov, 2012. - 278 p.

Teme pentru acasă

1. Nr. 3, 6 (p. 74) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chimie: Chimie organică. Clasa a 10-a: manual pentru instituţiile de învăţământ: nivel de bază / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - ediția a XIV-a. - M.: Educație, 2012.

2. Care este diferența dintre gazele petroliere asociate și gazele naturale?

3. Cum se realizează rafinarea petrolului?

Trebuie remarcat faptul că hidrocarburile sunt larg distribuite în natură. Majoritatea materiei organice provine din surse naturale. În procesul de sinteză a compușilor organici, gazele naturale și asociate, cărbunele și cărbunele brun, petrolul, turba, produse de origine animală și vegetală sunt utilizate ca materii prime.

Surse naturale de hidrocarburi: gaze naturale.

Gazele naturale sunt amestecuri naturale de hidrocarburi de diferite structuri și unele impurități gazoase (hidrogen sulfurat, hidrogen, dioxid de carbon) care umplu rocile din scoarța terestră. Acești compuși se formează ca urmare a hidrolizei substanțelor organice la adâncimi mari în grosimea Pământului. Ele se găsesc în stare liberă sub formă de acumulări uriașe - gaze, condensat de gaze și zăcăminte de petrol și gaze.

Principala componentă structurală a combustibililor gaze naturale este CH₄ (metan - 98%), C₂H₆ (etan - 4,5%), propan (C₃H₈ - 1,7%), butan (C₄H₁₀ - 0,8%), pentan (C₅H₁₂ - 0,6%). Gazul petrolier asociat face parte din ulei în stare dizolvată și este eliberat din acesta datorită scăderii presiunii atunci când uleiul urcă la suprafață. În câmpurile de gaze și petrol, o tonă de petrol conține de la 30 la 300 mp. m de gaz. Sursele naturale de hidrocarburi sunt un combustibil și o materie primă valoroasă pentru industria sintezei organice. Gazul este furnizat întreprinderilor de prelucrare a gazelor, unde poate fi prelucrat (ulei, adsorbție la temperatură scăzută, condensare și rectificare). Este împărțit în componente separate, fiecare dintre ele fiind utilizată în scopuri specifice. De exemplu, din gazul de sinteză a metanului, care sunt materiile prime de bază pentru producerea altor hidrocarburi, acetilenă, metanol, metanal, cloroform.

Surse naturale de hidrocarburi: ulei.

Uleiul este un amestec complex care constă în principal din hidrocarburi naftenice, parafinice și aromatice. Compoziția uleiului include substanțe asfalt-rășinoase, mono- și disulfuri, mercaptani, tiofen, tiofan, hidrogen sulfurat, piperidină, piridină și omologii săi, precum și alte substanțe. Pe baza produselor, se obțin peste 3.000 de produse diferite prin metode de sinteză petrochimică, inclusiv. etilenă, benzen, propilenă, dicloroetan, clorură de vinil, stiren, etanol, izopropanol, butilene, diverse materiale plastice, fibre chimice, coloranți, detergenti, droguri, explozivi etc.

Turba este o rocă sedimentară de origine vegetală. Această substanță este folosită ca combustibil (în principal pentru centrale termice), materii prime chimice (pentru sinteza multor substanțe organice), așternut antiseptic în ferme, în special în fermele de păsări, și componentă a îngrășămintelor pentru grădinărit și culturile de câmp.

Surse naturale de hidrocarburi: xilem sau lemn.

Xilemul este un țesut de plante superioare prin care se dizolvă apa și nutrienți provin de la rizomul sistemului până la frunze, precum și alte organe ale plantei. Este format din celule cu o înveliș rigidă, care au un sistem de conducere vasculară. În funcție de tipul de lemn, acesta conține cantități diferite de pectină și compuși minerali (în principal săruri de calciu), lipide și Uleiuri esentiale. Lemnul este folosit ca combustibil; din el pot fi sintetizate alcool metilic, acid acetic, celuloză și alte substanțe. Din unele tipuri de lemn se obtin coloranti (lemn de santal, bustean), taninuri (stejar), rasini si balsamuri (cedru, pin, molid), alcaloizi (plante de mac, mac, ranunculus, familii de umbrele). Unii alcaloizi sunt utilizați ca medicamente (chitină, cofeină), erbicide (anabazină), insecticide (nicotină).

 

Ar putea fi util să citiți: