Naravni viri ogljikovodikov, njihova predelava in uporaba. Naravni viri ogljikovodikov: splošne značilnosti in uporaba

Spojine, ki vsebujejo samo ogljikove in vodikove atome.

Ogljikovodike delimo na ciklične (karbociklične spojine) in aciklične.

Ciklične (karbociklične) spojine imenujemo spojine, ki vključujejo enega ali več ciklov, sestavljenih samo iz ogljikovih atomov (v nasprotju s heterocikličnimi spojinami, ki vsebujejo heteroatome - dušik, žveplo, kisik itd.). Karbociklične spojine pa delimo na aromatske in nearomatske (aliciklične) spojine.

Aciklični ogljikovodiki vključujejo organske spojine, katerih ogljikov skelet molekul je odprta veriga.

Te verige so lahko tvorjene z enojnimi vezmi (al-kani), vsebujejo eno dvojno vez (alkeni), dve ali več dvojnih vezi (dieni ali polieni), eno trojno vez (alkini).

Kot veste, so ogljikove verige del večine organskih snovi. Tako pridobiva študija ogljikovodikov poseben pomen, saj so te spojine strukturna osnova drugih razredov organskih spojin.

Poleg tega so ogljikovodiki, zlasti alkani, glavni naravni viri organskih spojin in osnova najpomembnejših industrijskih in laboratorijskih sintez (Shema 1).

Že veste, da so ogljikovodiki najpomembnejše surovine za kemično industrijo. Ogljikovodiki so v naravi precej razširjeni in jih je mogoče izolirati iz različnih naravnih virov: nafte, povezane nafte in zemeljskega plina, premoga. Razmislimo o njih podrobneje.

Olje- naravna kompleksna mešanica ogljikovodikov, predvsem ravnih in razvejanih alkanov, ki vsebujejo od 5 do 50 ogljikovih atomov v molekulah, z drugimi organskimi snovmi. Njegova sestava je bistveno odvisna od kraja njegove proizvodnje (nahajališča), poleg alkanov lahko vsebuje cikloalkane in aromatske ogljikovodike.

Plinaste in trdne sestavine olja so raztopljene v njegovih tekočih sestavinah, kar določa njegovo agregatno stanje. Olje je oljnata tekočina temne (od rjave do črne) barve z značilnim vonjem, netopna v vodi. Njegova gostota je manjša od gostote vode, zato se olje, ko pride vanj, razširi po površini, kar preprečuje raztapljanje kisika in drugih zračnih plinov v vodi. Očitno je, da nafta, ki pride v naravna vodna telesa, povzroči smrt mikroorganizmov in živali, kar povzroči okoljske katastrofe in celo katastrofe. Obstajajo bakterije, ki lahko sestavine olja uporabljajo kot hrano in jih pretvorijo v neškodljive produkte svoje vitalne dejavnosti. Jasno je, da je uporaba kultur teh bakterij okolju najbolj varen in obetaven način boja proti onesnaževanju. okolju nafte med njenim črpanjem, transportom in predelavo.

V naravi nafta in z njo povezan naftni plin, o katerem bo govora v nadaljevanju, zapolnjujeta votline zemeljske notranjosti. Ker je olje mešanica različnih snovi, nima stalnega vrelišča. Jasno je, da vsaka njegova komponenta v mešanici ohrani svoje individualne značilnosti. fizične lastnosti, ki omogoča ločevanje olja na njegove sestavine. Da bi to naredili, ga očistimo iz mehanskih nečistoč, spojin, ki vsebujejo žveplo, in podvržemo tako imenovani frakcijski destilaciji ali rektifikaciji.

Frakcijska destilacija je fizikalna metoda za ločevanje mešanice komponent z različnimi vrelišči.

Destilacija se izvaja v posebnih napravah - destilacijskih stolpcih, v katerih se ponavljajo cikli kondenzacije in izhlapevanja tekočih snovi, ki jih vsebuje olje (slika 9).

Hlapi, ki nastanejo med vrenjem zmesi snovi, so obogateni s komponento z lažjim vreliščem (tj. z nižjo temperaturo). Ti hlapi se zberejo, kondenzirajo (ohladijo pod vrelišče) in ponovno zavrejo. V tem primeru nastanejo pare, ki so še bolj obogatene s snovjo z nizkim vreliščem. Z večkratnim ponavljanjem teh ciklov je mogoče doseči skoraj popolno ločitev snovi, ki jih vsebuje mešanica.

V destilacijsko kolono pride olje, segreto v cevni peči na temperaturo 320-350 °C. Destilacijski stolpec ima vodoravne predelne stene z luknjami - tako imenovane plošče, na katerih se kondenzirajo oljne frakcije. Na višjih se kopičijo frakcije z lahkim vreliščem, na nižjih z visokim vreliščem.

V procesu rektifikacije se olje razdeli na naslednje frakcije:

Rektifikacijski plini - mešanica ogljikovodikov z nizko molekulsko maso, predvsem propana in butana, z vreliščem do 40 ° C;

Bencinska frakcija (bencin) - ogljikovodiki sestave od C 5 H 12 do C 11 H 24 (vrelišče 40-200 ° C); s finejšim ločevanjem te frakcije dobimo bencin (petroleter, 40-70 ° C) in bencin (70-120 ° C);

Frakcija nafte - ogljikovodiki sestave od C8H18 do C14H30 (vrelišče 150-250 ° C);

Kerozinska frakcija - ogljikovodiki sestave od C12H26 do C18H38 (vrelišče 180-300 ° C);

Dizelsko gorivo - ogljikovodiki sestave od C13H28 do C19H36 (vrelišče 200-350 ° C).

Ostanek destilacije nafte - kurilno olje- vsebuje ogljikovodike s številom ogljikovih atomov od 18 do 50. Destilacija pod znižanim tlakom iz kurilnega olja daje solarno olje (C18H28-C25H52), mazalna olja (C28H58-C38H78), vazelin in parafin - taljive zmesi trdnih ogljikovodikov. Trdni ostanek destilacije kurilnega olja - katran in produkti njegove predelave - bitumen in asfalt se uporabljajo za izdelavo cestnih površin.

Izdelki, pridobljeni z rektifikacijo olja, so izpostavljeni kemični obdelavi, ki vključuje številne zapletene procese. Eden od njih je krekiranje naftnih derivatov. Že veste, da kurilno olje ločimo na komponente pod znižanim tlakom. To je razloženo z dejstvom, da pri zračni tlak njegove sestavine začnejo razpadati, preden dosežejo vrelišče. To je tisto, kar je osnova za pokanje.

Pokanje - termična razgradnja naftnih derivatov, ki vodi do tvorbe ogljikovodikov z manjšim številom ogljikovih atomov v molekuli.

Poznamo več vrst krekinga: termični, katalitični kreking, kreking visok pritisk, redukcijsko razpokanje.

Termično krekiranje je cepitev molekul ogljikovodikov z dolgo ogljikovo verigo na krajše pod vplivom visoke temperature (470-550 ° C). V procesu te cepitve skupaj z alkani nastanejo alkeni.

IN splošni pogled to reakcijo lahko zapišemo takole:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
alkan alkan alken
dolga veriga

Nastali ogljikovodiki so lahko ponovno podvrženi krekingu, da nastanejo alkani in alkeni s še krajšo verigo ogljikovih atomov v molekuli:

Pri konvencionalnem termičnem krekingu nastajajo številni plinasti ogljikovodiki z nizko molekulsko maso, ki se lahko uporabljajo kot surovine za proizvodnjo alkoholov, karboksilnih kislin in spojin z visoko molekulsko maso (na primer polietilena).

katalitsko krekiranje nastane v prisotnosti katalizatorjev, ki se uporabljajo kot naravni aluminosilikati sestave

Izvedba krekinga z uporabo katalizatorjev vodi do tvorbe ogljikovodikov z razvejano ali zaprto verigo ogljikovih atomov v molekuli. Vsebnost ogljikovodikov takšne strukture v motornem gorivu bistveno izboljša njegovo kakovost, predvsem odpornost proti udarcem - oktansko število bencina.

Krekiranje naftnih derivatov nastane pri visoke temperature Zato se pogosto tvorijo saje (saje), ki onesnažijo površino katalizatorja, kar močno zmanjša njegovo aktivnost.

Čiščenje površine katalizatorja iz ogljikovih usedlin - njegova regeneracija - je glavni pogoj za praktično izvedbo katalitskega krekinga. Najenostavnejši in najcenejši način regeneracije katalizatorja je njegovo praženje, pri katerem ogljikove usedline oksidira atmosferski kisik. Plinasti produkti oksidacije (predvsem ogljikov dioksid in žveplov dioksid) se odstranijo s površine katalizatorja.

Katalitski kreking je heterogen proces, ki vključuje trdne (katalizator) in plinaste (hlapi ogljikovodika) snovi. Očitno je, da je tudi regeneracija katalizatorja - interakcija trdnih usedlin z atmosferskim kisikom - heterogen proces.

heterogene reakcije(plin - trdna snov) tečejo hitreje, ko se površina trdne snovi poveča. Zato se katalizator zdrobi, njegova regeneracija in krekiranje ogljikovodikov pa potekata v "fluidizirani postelji", ki jo poznamo pri proizvodnji žveplove kisline.

Surovina za krekiranje, kot je plinsko olje, vstopi v konični reaktor. Spodnji del reaktorja ima manjši premer, zato je pretok dovodne pare zelo visok. Plin, ki se premika z veliko hitrostjo, zajame delce katalizatorja in jih odnese v zgornji del reaktorja, kjer se zaradi povečanja njegovega premera pretok zmanjša. Delci katalizatorja pod delovanjem gravitacije padejo v spodnji, ožji del reaktorja, od koder se ponovno odnesejo navzgor. Tako je vsako zrno katalizatorja v stalnem gibanju in ga z vseh strani opere plinasti reagent.

Nekatera zrna katalizatorja vstopijo v zunanji, širši del reaktorja in se brez upora plinskega toka spustijo v spodnji del, kjer jih prevzame plinski tok in odnese v regenerator. Tudi tam se v načinu "fluidized bed" katalizator sežge in vrne v reaktor.

Tako katalizator kroži med reaktorjem in regeneratorjem, iz njih pa se odstranijo plinasti produkti krekinga in praženja.

Uporaba katalizatorjev krekinga omogoča rahlo povečanje hitrosti reakcije, znižanje njene temperature in izboljšanje kakovosti krekiranih produktov.

Dobljeni ogljikovodiki bencinske frakcije imajo večinoma linearno strukturo, kar vodi do nizke odpornosti proti udarcem pridobljenega bencina.

Koncept "odpornosti proti udarcem" bomo obravnavali kasneje, za zdaj pa ugotavljamo le, da imajo ogljikovodiki z razvejanimi molekulami veliko večjo detonacijsko odpornost. Z dodajanjem izomerizacijskih katalizatorjev v sistem je možno povečati delež izomernih razvejanih ogljikovodikov v mešanici, ki nastane pri krekingu.

Na naftnih poljih so praviloma velike akumulacije tako imenovanega povezanega naftnega plina, ki se zbira nad nafto v zemeljska skorja in se v njej delno raztopi pod pritiskom prekrivnih kamnin. Povezani naftni plin je tako kot nafta dragocen naravni vir ogljikovodikov. Vsebuje predvsem alkane, ki imajo v svojih molekulah od 1 do 6 ogljikovih atomov. Očitno je sestava pripadajočega naftnega plina veliko slabša od nafte. Kljub temu pa se pogosto uporablja tudi kot gorivo in kot surovina za kemično industrijo. Do pred nekaj desetletji so na večini naftnih polj sorodni naftni plin sežigali kot neuporaben dodatek k nafti. Trenutno se na primer v Surgutu, najbogatejšem skladišču nafte v Rusiji, proizvaja najcenejša elektrika na svetu z uporabo povezanega naftnega plina kot goriva.

Kot smo že omenili, je pripadajoči naftni plin bogatejši po sestavi z različnimi ogljikovodiki kot zemeljski plin. Če jih razdelimo na frakcije, dobimo:

Naravni bencin - zelo hlapna zmes, sestavljena predvsem iz lentana in heksana;

Mešanica propan-butana, ki je, kot pove že ime, sestavljena iz propana in butana ter se zlahka spremeni v tekoče stanje z naraščajočim pritiskom;

Suh plin - mešanica, ki vsebuje predvsem metan in etan.

Naravni bencin, ki je mešanica hlapnih komponent z majhnim molekularna teža Dobro izhlapi tudi pri nizkih temperaturah. To omogoča uporabo plinskega bencina kot goriva za motorje. notranje zgorevanje na skrajnem severu in kot dodatek motornemu gorivu, ki olajša zagon motorjev v zimskih razmerah.

Mešanica propan-butan v obliki utekočinjenega plina se uporablja kot gorivo za gospodinjstvo (plinske jeklenke, ki jih poznamo v državi) in za polnjenje vžigalnikov. Postopni prehod cestnega prometa na utekočinjen plin je eden glavnih načinov za premagovanje svetovne krize goriva in reševanje okoljskih problemov.

Suh plin, ki je po sestavi blizu zemeljskemu plinu, se pogosto uporablja tudi kot gorivo.

Vendar uporaba pripadajočega naftnega plina in njegovih komponent kot goriva še zdaleč ni najbolj obetaven način uporabe.

Veliko učinkoviteje je uporabiti komponente povezanega naftnega plina kot surovino za kemično proizvodnjo. Vodik, acetilen, nenasičeni in aromatski ogljikovodiki ter njihovi derivati se pridobivajo iz alkanov, ki so del povezanega naftnega plina.

Plinasti ogljikovodiki lahko ne le spremljajo nafto v zemeljski skorji, ampak tudi tvorijo neodvisne akumulacije - nahajališča zemeljskega plina.

Zemeljski plin - zmes plinastih nasičenih ogljikovodikov z majhno molekulsko maso. Glavna sestavina zemeljskega plina je metan, katerega delež se glede na nahajališče giblje od 75 do 99 volumskih odstotkov. Zemeljski plin poleg metana vsebuje še etan, propan, butan in izobutan ter dušik in ogljikov dioksid.

Tako kot pripadajoči naftni plin se tudi zemeljski plin uporablja kot gorivo in kot surovina za proizvodnjo različnih organskih in anorganskih snovi. Že veste, da iz metana, glavne sestavine zemeljskega plina, pridobivajo vodik, acetilen in metilni alkohol, formaldehid in mravljinčno kislino ter številne druge organske snovi. Kot gorivo se zemeljski plin uporablja v elektrarnah, v kotlovnicah za ogrevanje vode stanovanjskih stavb in industrijskih objektov, v plavžu in martovski proizvodnji. Zažiganje vžigalice in prižiganje plina v kuhinji plinski štedilnik mestna hiša, "tečeš" verižna reakcija oksidacija alkanov, ki so del zemeljskega plina. , Poleg nafte so naravni vir ogljikovodikov naravni in povezani naftni plini premog. 0n tvori močne plasti v črevesju zemlje, njegove raziskane zaloge znatno presegajo zaloge nafte. Tako kot nafta tudi premog vsebuje veliko število različne organske snovi. Poleg organskih vključuje tudi anorganske snovi, kot so voda, amoniak, vodikov sulfid in seveda sam ogljik - premog. Eden od glavnih načinov predelave premoga je koksanje - žganje brez dostopa zraka. Kot rezultat koksanja, ki se izvaja pri temperaturi okoli 1000 ° C, nastanejo:

Koksarni plin, ki vključuje vodik, metan, ogljikov monoksid in ogljikov dioksid, nečistoče amoniaka, dušika in drugih plinov;
premogov katran, ki vsebuje več sto različnih organskih snovi, vključno z benzenom in njegovimi homologi, fenolom in aromatičnimi alkoholi, naftalenom in različnimi heterocikličnimi spojinami;
suprakatran ali amonijakova voda, ki vsebuje, kot že ime pove, raztopljen amoniak, pa tudi fenol, vodikov sulfid in druge snovi;
koks - trden ostanek koksanja, skoraj čisti ogljik.

uporabljen koks v proizvodnji železa in jekla, amoniaka - v proizvodnji dušikovih in kombiniranih gnojil, pomena organskih produktov koksanja pa je težko preceniti.

Tako povezana nafta in zemeljski plini ter premog niso le najdragocenejši viri ogljikovodikov, ampak tudi del edinstvene shrambe nenadomestljivih naravni viri, katerih skrbna in preudarna uporaba - potreben pogoj progresivni razvoj človeške družbe.

1. Naštejte glavne naravne vire ogljikovodikov. Katere organske snovi so vključene v vsako od njih? Kaj imajo skupnega?

2. Opišite fizikalne lastnosti olja. Zakaj nima konstantnega vrelišča?

3. Po povzetku medijskih poročil opišite okoljske katastrofe, ki jih je povzročilo razlitje nafte in kako premagovati njihove posledice.

4. Kaj je rektifikacija? Na čem temelji ta proces? Poimenujte frakcije, dobljene kot rezultat rektifikacije olja. Kako se med seboj razlikujejo?

5. Kaj je pokanje? Navedite enačbe treh reakcij, ki ustrezajo krekingu naftnih derivatov.

6. Katere vrste krekinga poznate? Kaj imajo ti procesi skupnega? Kako se med seboj razlikujejo? Kakšna je temeljna razlika med različnimi vrstami krekiranih izdelkov?

7. Zakaj se pripadajoči naftni plin tako imenuje? Katere so njegove glavne sestavine in njihova uporaba?

8. Kako se zemeljski plin razlikuje od povezanega naftnega plina? Kaj imajo skupnega? Navedite enačbe zgorevalnih reakcij vseh sestavin povezanega naftnega plina, ki jih poznate.

9. Navedite enačbe reakcij, s katerimi lahko pridobite benzen iz zemeljskega plina. Določite pogoje za te reakcije.

10. Kaj je koksanje? Kakšni so njegovi izdelki in njihova sestava? Navedite enačbe reakcij, značilnih za produkte koksanja premoga, ki jih poznate.

11. Pojasnite, zakaj kurjenje nafte, premoga in pripadajočega naftnega plina še zdaleč ni najbolj racionalen način njihove rabe.

Glavni naravni viri ogljikovodikov so nafta, plin, premog. Od teh dodelite večina snovi organske kemije. Več o tem razredu organskih snovi je obravnavanih spodaj.

Sestava mineralov

Ogljikovodiki so najobsežnejši razred organskih snovi. Ti vključujejo aciklične (linearne) in ciklične razrede spojin. Dodelite nasičene (mejne) in nenasičene (nenasičene) ogljikovodike.

Nasičeni ogljikovodiki vključujejo spojine z enojnimi vezmi:

alkani- linijske povezave;
cikloalkani- ciklične snovi.

Nenasičeni ogljikovodiki vključujejo snovi z več vezmi:

alkeni- vsebujejo eno dvojno vez;
alkini- vsebujejo eno trojno vez;
alkadieni- vključuje dve dvojni vezi.

Ločeno ločimo razred arenov ali aromatskih ogljikovodikov, ki vsebujejo benzenski obroč.

riž. 1. Razvrstitev ogljikovodikov.

Iz mineralov izoliramo plinaste in tekoče ogljikovodike. V tabeli so podrobneje opisani naravni viri ogljikovodikov.

*Vir*	*Vrste*
		Alkani, cikloalkani, areni, kisikove, dušikove, žveplove spojine
	naravni - mešanica plinov, ki jih najdemo v naravi; povezano - plinska zmes, raztopljena v olju ali nad njim	Metan z nečistočami (ne več kot 5%): propan, butan, ogljikov dioksid, dušik, vodikov sulfid, vodna para. Zemeljski plin vsebuje več metana kot povezani plin
	antracit - vključuje 95% ogljika; kamen - vsebuje 99% ogljika; rjava - 72% ogljika	Ogljik, vodik, žveplo, dušik, kisik, ogljikovodiki

Letno se v Rusiji proizvede več kot 600 milijard m 3 plina, 500 milijonov ton nafte in 300 milijonov ton premoga.

Recikliranje

Minerali se uporabljajo v predelani obliki. Črni premog se kalcinira brez dostopa kisika (postopek koksanja), da se izolira več frakcij:

koksarni plin- mešanica metana, ogljikovih oksidov (II) in (IV), amoniaka, dušika;
premogov katran- zmes benzena, njegovih homologov, fenola, arenov, heterocikličnih spojin;
amoniakova voda- mešanica amoniaka, fenola, vodikovega sulfida;
koks- končni produkt koksanja, ki vsebuje čisti ogljik.

riž. 2. Koksanje.

Ena vodilnih vej svetovne industrije je rafiniranje nafte. Nafta, pridobljena iz zemeljskega drobovja, se imenuje surova. Je v obdelavi. Najprej se izvede mehansko čiščenje od nečistoč, nato pa se prečiščeno olje destilira, da dobimo različne frakcije. V tabeli so opisane glavne frakcije olja.

*Ulomek*	*Spojina*	*Kaj dobijo*
	Plinasti alkani od metana do butana
Bencin	Alkani od pentana (C 5 H 12) do undekana (C 11 H 24)	Bencin, eter
Nafta	Alkani od oktana (C 8 H 18) do tetradekana (C 14 H 30)	Nafta (težak bencin)
kerozin
Dizelsko gorivo	Alkani od tridekana (C 13 H 28) do nonadekana (C 19 H 36)
	Alkani od pentadekana (C 15 H 32) do pentakontana (C 50 H 102)	Mazalna olja, vazelin, bitumen, parafin, katran

riž. 3. Destilacija olja.

Ogljikovodiki se uporabljajo za proizvodnjo plastike, vlaken, zdravil. Kot gorivi v gospodinjstvih se uporabljata metan in propan. Koks se uporablja pri proizvodnji železa in jekla. Dušikova kislina, amoniak, gnojila se proizvajajo iz amonijeve vode. Katran se uporablja v gradbeništvu.

Kaj smo se naučili?

Iz teme lekcije smo izvedeli, iz katerih naravnih virov so izolirani ogljikovodiki. Nafta, premog, naravni in povezani plini se uporabljajo kot surovine za organske spojine. Minerale prečistijo in razdelijo na frakcije, iz katerih pridobijo snovi, primerne za proizvodnjo ali neposredno uporabo. Iz nafte se proizvajajo tekoča goriva in olja. Plini vsebujejo metan, propan, butan, ki se uporabljajo kot gospodinjsko gorivo. Iz premoga se izolirajo tekoče in trdne surovine za proizvodnjo zlitin, gnojil in zdravil.

Tematski kviz

Ocena poročila

Povprečna ocena: 4.2. Skupaj prejetih ocen: 289.

Med lekcijo boste lahko raziskali temo " naravni izviri ogljikovodiki. Rafiniranje nafte". Več kot 90 % vse energije, ki jo trenutno porabi človeštvo, se pridobi iz fosilnih naravnih organskih spojin. Spoznali boste naravne vire (zemeljski plin, nafta, premog), kaj se zgodi z nafto po črpanju.

Tema: Omejitev ogljikovodikov

Lekcija: Naravni viri ogljikovodikov

Približno 90 % energije, ki jo porabi sodobna civilizacija, nastane s sežiganjem naravnih fosilnih goriv – zemeljskega plina, nafte in premoga.

Rusija je država, bogata z naravnimi fosilnimi gorivi. Obstajajo velike zaloge nafte in zemeljskega plina Zahodna Sibirija in Ural. Črni premog se pridobiva v Kuznetskem, Južnem Jakutskem bazenu in drugih regijah.

Zemeljski plin sestoji v povprečju iz 95 volumskih % metana.

Zemeljski plin iz različnih polj vsebuje poleg metana še dušik, ogljikov dioksid, helij, vodikov sulfid in druge lahke alkane - etan, propan in butane.

Zemeljski plin se pridobiva iz podzemnih nahajališč, kjer je pod visokim pritiskom. Metan in drugi ogljikovodiki nastajajo iz organskih snovi rastlinskega in živalskega izvora pri njihovi razgradnji brez dostopa zraka. Metan nastaja stalno in trenutno kot posledica delovanja mikroorganizmov.

Metan najdemo na planetih solarni sistem in njihovi spremljevalci.

Čisti metan je brez vonja. Vendar ima plin, ki se uporablja v vsakdanjem življenju, značilen neprijeten vonj. To je vonj posebnih dodatkov - merkaptanov. Vonj merkaptanov vam omogoča pravočasno odkrivanje puščanja domačega plina. Mešanice metana z zrakom so eksplozivne v širokem razponu razmerij - od 5 do 15% prostornine plina. Če torej v prostoru zavohate plin, ne smete le zakuriti ognja, ampak tudi uporabiti električna stikala. Najmanjša iskra lahko povzroči eksplozijo.

riž. 1. Olje iz različnih polj

Olje- gosta tekočina, podobna olju. Njegova barva je od svetlo rumene do rjave in črne.

riž. 2. Naftna polja

Nafta iz različnih polj se po sestavi zelo razlikuje. riž. 1. Glavni del nafte so ogljikovodiki, ki vsebujejo 5 ali več ogljikovih atomov. V bistvu so ti ogljikovodiki nasičeni, tj. alkani. riž. 2.

Sestava olja vključuje tudi organske spojine, ki vsebujejo žveplo, kisik, dušik.Olje vsebuje vodo in anorganske primesi.

V olju so raztopljeni plini, ki se sproščajo pri njegovem pridobivanju – povezani naftni plini. To so metan, etan, propan, butani s primesmi dušika, ogljikovega dioksida in vodikovega sulfida.

Premog, tako kot olje, je kompleksna mešanica. Delež ogljika v njem je 80-90%. Ostalo so vodik, kisik, žveplo, dušik in nekateri drugi elementi. V rjavem premogu delež ogljika in organskih snovi je manjši kot v kamnu. Še manj organsko oljni skrilavec.

V industriji se premog segreje na 900-1100 0 C brez zraka. Ta proces se imenuje koksanje. Rezultat je koks z visoko vsebnostjo ogljika, koksni plin in premogov katran, ki sta potrebna za metalurgijo. Iz plina in katrana se sprošča veliko organskih snovi. riž. 3.

riž. 3. Naprava koksarne

Zemeljski plin in nafta sta najpomembnejša vira surovin za kemično industrijo. Nafto, kot je proizvedena, ali "surovo nafto", je težko uporabiti tudi kot gorivo. Zato je surova nafta razdeljena na frakcije (iz angleškega "fraction" - "del") z uporabo razlik v vreliščih njenih sestavnih snovi.

Metoda ločevanja olja, ki temelji na različne temperature vrenje njegovih sestavnih ogljikovodikov imenujemo destilacija ali destilacija. riž. 4.

riž. 4. Izdelki rafiniranja nafte

Frakcija, ki je destilirana od približno 50 do 180 0 C, se imenuje bencin.

kerozin vre pri temperaturah 180-300 0 C.

Gost črn ostanek, ki ne vsebuje hlapljivih snovi, se imenuje kurilno olje.

Obstajajo tudi številne vmesne frakcije, ki vrejo v ožjih območjih - petrol etri (40-70 0 C in 70-100 0 C), beli špirit (149-204 ° C) in plinsko olje (200-500 0 C). Uporabljajo se kot topila. Kurilno olje lahko destiliramo pod znižanim tlakom, na ta način iz njega pridobivamo mazalna olja in parafin. Trdni ostanek pri destilaciji kurilnega olja - asfalt. Uporablja se za izdelavo cestnih površin.

Predelava pripadajočih naftnih plinov je ločena panoga in omogoča pridobivanje številnih dragocenih izdelkov.

Povzetek lekcije

Med lekcijo ste preučevali temo »Naravni viri ogljikovodikov. Rafiniranje nafte". Več kot 90 % vse energije, ki jo trenutno porabi človeštvo, se pridobi iz fosilnih naravnih organskih spojin. Spoznali ste naravne vire (zemeljski plin, nafta, premog), kaj se zgodi z nafto po črpanju.

Bibliografija

1. Rudzitis G.E. kemija. Osnove splošna kemija. 10. razred: učbenik za izobraževalne ustanove: osnovna raven / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. izdaja. - M.: Izobraževanje, 2012.

2. Kemija. 10. razred. Raven profila: učbenik. za splošno izobraževanje institucije / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin in drugi - M.: Drofa, 2008. - 463 str.

3. Kemija. 11. razred. Raven profila: učbenik. za splošno izobraževanje institucije / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin in drugi - M.: Drofa, 2010. - 462 str.

4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Zbirka problemov iz kemije za tiste, ki vstopajo na univerze. - 4. izd. - M .: RIA "New Wave": Založnik Umerenkov, 2012. - 278 str.

Domača naloga

1. št. 3, 6 (str. 74) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kemija: Organska kemija. 10. razred: učbenik za izobraževalne ustanove: osnovna raven / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. izdaja. - M.: Izobraževanje, 2012.

2. Kakšna je razlika med pripadajočim naftnim plinom in zemeljskim plinom?

3. Kako poteka rafiniranje nafte?

Opozoriti je treba, da so ogljikovodiki v naravi zelo razširjeni. Večina organskih snovi prihaja iz naravnih virov. V procesu sinteze organskih spojin se kot surovine uporabljajo naravni in povezani plini, premog in rjavi premog, nafta, šota, proizvodi živalskega in rastlinskega izvora.

Naravni viri ogljikovodikov: zemeljski plini.

Naravni plini so naravne mešanice ogljikovodikov različnih struktur in nekaterih plinskih primesi (vodikov sulfid, vodik, ogljikov dioksid), ki polnijo kamnine v zemeljski skorji. Te spojine nastanejo kot posledica hidrolize organskih snovi v velikih globinah v globini Zemlje. V prostem stanju jih najdemo v obliki ogromnih akumulacij - plina, plinskega kondenzata ter naftnih in plinskih polj.

Glavna strukturna komponenta gorljivih snovi zemeljski plini je CH₄ (metan - 98 %), C₂H6 (etan - 4,5 %), propan (C3H₈ - 1,7 %), butan (C4H10 - 0,8 %), pentan (C5H12 - 0,6 %). Povezani naftni plin je del nafte v raztopljenem stanju in se iz nje sprosti zaradi znižanja tlaka, ko se nafta dvigne na površje. Na plinskih in naftnih poljih ena tona nafte vsebuje od 30 do 300 kvadratnih metrov. m plina. Naravni viri ogljikovodikov so dragoceno gorivo in surovina za industrijo organske sinteze. Plin se dobavlja podjetjem za predelavo plina, kjer se lahko predela (nafta, nizkotemperaturna adsorpcija, kondenzacija in rektifikacija). Razdeljen je na ločene komponente, od katerih se vsaka uporablja za posebne namene. Na primer iz sinteznega plina metana, ki so osnovne surovine za proizvodnjo drugih ogljikovodikov, acetilena, metanola, metanala, kloroforma.

Naravni viri ogljikovodikov: nafta.

Nafta je kompleksna mešanica, ki je sestavljena predvsem iz naftenskih, parafinskih in aromatskih ogljikovodikov. Sestava olja vključuje asfaltno-smolnate snovi, mono- in disulfide, merkaptane, tiofen, tiofan, vodikov sulfid, piperidin, piridin in njegove homologe ter druge snovi. Na osnovi produktov se z metodami petrokemične sinteze pridobiva več kot 3000 različnih produktov, vklj. etilen, benzen, propilen, dikloroetan, vinil klorid, stiren, etanol, izopropanol, butileni, razne plastike, kemična vlakna, barvila, detergenti, droge, eksplozivi itd.

Šota je sedimentna kamnina rastlinskega izvora. Ta snov se uporablja kot gorivo (predvsem za termoelektrarne), kemične surovine (za sintezo številnih organskih snovi), antiseptična stelja na kmetijah, zlasti na perutninskih farmah, in sestavni del gnojil za vrtne in poljske pridelke.

Naravni viri ogljikovodikov: ksilem ali les.

Ksilem je tkivo višjih rastlin, skozi katerega se raztaplja voda in hranila prihajajo iz korenike sistema do listov, pa tudi do drugih organov rastline. Sestavljen je iz celic s togo lupino, ki imajo žilni prevodni sistem. Odvisno od vrste lesa vsebuje različne količine pektinskih in mineralnih spojin (predvsem kalcijevih soli), lipidov in esencialna olja. Les se uporablja kot gorivo, iz njega lahko sintetiziramo metilni alkohol, ocetno kislino, celulozo in druge snovi. Iz nekaterih vrst lesa pridobivajo barvila (sandalovina, les), tanine (hrast), smole in balzame (cedra, bor, smreka), alkaloide (rastline nočnega senčnika, maka, ranunculus, družine dežnikarjev). Nekateri alkaloidi se uporabljajo kot zdravila (hitin, kofein), herbicidi (anabazin), insekticidi (nikotin).

Morda bi bilo koristno prebrati: