Naravni viri ogljikovodikov. Rafiniranje nafte

NARAVNI VIRI OGLIKOVODIKOV

Vsi ogljikovodiki so tako različni -
Tekoče, trdne in plinaste.
Zakaj jih je v naravi toliko?
To je nenasiten ogljik.

Dejansko je ta element kot noben drug »nenasiten«: iz množice svojih atomov si prizadeva oblikovati verige, ravne in razvejane, nato obroče, nato mreže. Od tod številne spojine ogljikovih in vodikovih atomov.

Ogljikovodiki so tako zemeljski plin - metan, kot drugi gorljivi plin za gospodinjstvo, ki je napolnjen z jeklenkami - propan C 3 H 8. Ogljikovodiki so olje, bencin in kerozin. In tudi - organsko topilo C 6 H 6, parafin, iz katerega so narejene novoletne sveče, vazelin iz lekarne in celo plastična vrečka za pakiranje hrane ...

Najpomembnejši naravni viri ogljikovodikov so minerali - premog, nafta, plin.

PREMOG

Bolj znan po vsem svetu 36 tisoč premogovnih bazenov in nahajališč, ki skupaj zavzemajo 15% ozemlja sveta. Polja premoga se lahko raztezajo na tisoče kilometrov. Skupaj so splošne geološke zaloge premoga na svetu 5 trilijonov 500 milijard ton, vključno z raziskanimi nahajališči - 1 trilijon 750 milijard ton.

Obstajajo tri glavne vrste fosilnih premogov. Pri kurjenju rjavega premoga, antracita, je plamen neviden, zgorevanje je brezdimno, premog pa pri gorenju močno poka.

antracitje najstarejši fosilni premog. Razlikuje se po veliki gostoti in sijaju. Vsebuje do 95% ogljik.

Premog- vsebuje do 99% ogljik. Od vseh fosilnih premogov se najbolj uporablja.

Rjavi premog- vsebuje do 72% ogljik. Ima rjavo barvo. Kot najmlajši fosilni premog pogosto ohranja sledove zgradbe drevesa, iz katerega je nastal. Razlikuje se po visoki higroskopnosti in visoki vsebnosti pepela ( od 7% do 38%), zato se uporablja le kot lokalno gorivo in kot surovina za kemično predelavo. S hidrogeniranjem se pridobivajo zlasti dragocene vrste tekočih goriv: bencin in kerozin.

Ogljik je glavna sestavina premoga 99% ), rjavi premog ( do 72%). Izvor imena ogljik, tj. "nosni premog". Podobno latinsko ime "carboneum" v osnovi vsebuje koren carbo-coal.

Tako kot nafta tudi premog vsebuje veliko število organske snovi. Poleg organskih snovi 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 1000 0 C, nastane:

koksarni plin- sestoji iz vodika, metana, ogljikovega monoksida in ogljikovega dioksida, primesi amoniaka, dušika in drugih plinov.

Premogov katran - vsebuje več sto različnih organskih snovi, vključno z benzenom in njegovimi homologi, fenolom in aromatskimi alkoholi, naftalinom in različnimi heterocikličnimi spojinami.

Top-katran ali amonijačna voda - ki vsebuje, kot že ime pove, raztopljen amoniak, pa tudi fenol, vodikov sulfid in druge snovi.

kokakola– trden ostanek koksanja, praktično čisti ogljik.

Koks se uporablja v proizvodnji železa in jekla, amoniak se uporablja v proizvodnji dušikovih in kombiniranih gnojil, pomena organskih produktov koksanja pa ni mogoče preceniti. Kakšna je geografija razširjenosti tega minerala?

Glavnina virov premoga je na severni polobli - Azija, Severna Amerika, Evrazija. Katere države izstopajo po zalogah in proizvodnji premoga?

Kitajska, ZDA, Indija, Avstralija, Rusija.

Države so glavne izvoznice premoga.

ZDA, Avstralija, Rusija, Južna Afrika.

glavna uvozna središča.

Japonska, prekomorska Evropa.

Je okolju zelo umazano gorivo. Pri premogovništvu prihaja do eksplozij in požarov metana, nastajajo pa tudi nekateri okoljski problemi.

Onesnaževanje okolja - to je vsaka nezaželena sprememba stanja tega okolja, ki je posledica človekovih dejavnosti. To se dogaja tudi v rudarstvu. Predstavljajte si situacijo na območju premogovništva. Skupaj s premogom se na površje dvigne ogromna količina odpadne kamnine, ki se kot nepotrebna preprosto pošlje na odlagališča. Postopoma oblikovana odpadkov- ogromne, več deset metrov visoke, stožčaste gore kamnin, ki kazijo videz naravne krajine. In ali bo ves premog, dvignjen na površje, nujno izvožen potrošniku? Seveda ne. Navsezadnje postopek ni hermetičen. Ogromna količina premogovega prahu se usede na površino zemlje. Posledično se spremeni sestava tal in podzemne vode, kar bo neizogibno vplivalo na živali in rastlinski svet okrožje.

Premog vsebuje radioaktivni ogljik - C, vendar po zgorevanju goriva nevarna snov skupaj z dimom preide v zrak, vodo, tla in se speče v žlindro ali pepel, ki se uporablja za proizvodnjo gradbenih materialov. Kot rezultat, v stanovanjske zgradbe stene in stropi »žarijo« in predstavljajo nevarnost za zdravje ljudi.

OLJE

Nafta je človeštvu znana že od antičnih časov. Na bregovih Evfrata so ga minirali

6-7 tisoč let pr uh . Uporabljali so ga za razsvetljevanje bivališč, za pripravo možnarjev, kot zdravila in mazila ter za balzamiranje. Nafta v starodavnem svetu je bila mogočno orožje: ognjene reke so se zlivale na glave tistih, ki so napadli obzidje trdnjave, goreče puščice, namočene v olje, so letele v oblegana mesta. Olje je bilo sestavni del zažigalno sredstvo, ki se je v zgodovino zapisalo pod imenom "Grški ogenj" V srednjem veku so ga uporabljali predvsem za ulično razsvetljavo.

Raziskanih je bilo več kot 600 naftnih in plinskih bazenov, 450 jih je v razvoju , A skupno število naftnih polj doseže 50 tisoč.

Razlikovati med lahkim in težkim oljem. Lahka nafta se črpa iz podtalja s črpalkami ali po metodi fontane. Večinoma iz take nafte izdelujejo bencin in kerozin. Težke vrste nafte se včasih pridobivajo tudi z rudniško metodo (v Republiki Komi), iz nje pa pripravljajo bitumen, kurilno olje in različna olja.

Nafta je najbolj vsestransko gorivo, visokokalorično. Njeno pridobivanje je relativno preprosto in poceni, saj pri črpanju nafte ni treba spuščati ljudi pod zemljo. Transport nafte po cevovodih ni velik problem. Glavna pomanjkljivost te vrste goriva je nizka razpoložljivost virov (približno 50 let ) . Splošne geološke rezerve znašajo 500 milijard ton, vključno z raziskanimi 140 milijardami ton .

IN 2007 Ruski znanstveniki so svetovni skupnosti dokazali, da sta podvodna grebena Lomonosova in Mendelejeva, ki se nahajata v Arktičnem oceanu, obala kopnega in zato pripadata Ruski federaciji. Učitelj kemije bo povedal o sestavi olja, njegovih lastnostih.

Nafta je "sveženj energije". Z le 1 ml tega lahko segrejete celo vedro vode za eno stopinjo, za kuhanje vedra samovarja pa potrebujete manj kot pol kozarca olja. Po koncentraciji energije na prostorninsko enoto je olje na prvem mestu med naravnimi snovmi. Tudi radioaktivne rude ji v tem pogledu ne morejo konkurirati, saj je vsebnost radioaktivnih snovi v njih tako majhna, da se lahko pridobi 1mg. jedrsko gorivo je treba predelati na tone kamenja.

Nafta ni samo osnova gorivnega in energetskega kompleksa katere koli države.

Tukaj so znane besede D. I. Mendelejeva na mestu »kurjenje olja je isto kot segrevanje peči bankovci". Vsaka kapljica olja vsebuje več kot 900 različno kemične spojine, več kot polovica kemičnih elementov periodnega sistema. To je res čudež narave, osnova petrokemične industrije. Približno 90 % vse proizvedene nafte se porabi kot gorivo. Kljub “ lastnik 10%" , petrokemična sinteza zagotavlja na tisoče organskih spojin, ki zadovoljujejo nujne potrebe sodobne družbe. Ni čudno, da ljudje nafto spoštljivo imenujejo "črno zlato", "kri Zemlje".

Olje je mastna temno rjava tekočina z rdečkastim ali zelenkastim odtenkom, včasih črna, rdeča, modra ali svetla in celo prozorna z značilnim ostrim vonjem. Včasih je nafta bela ali brezbarvna, kot voda (na primer na polju Surukhanskoye v Azerbajdžanu, na nekaterih poljih v Alžiriji).

Sestava olja ni enaka. Toda vsi običajno vsebujejo tri vrste ogljikovodikov - alkane (predvsem normalne strukture), cikloalkane in aromatske ogljikovodike. Razmerje teh ogljikovodikov v nafti različnih polj je različno: na primer, nafta Mangyshlak je bogata z alkani, nafta v regiji Baku pa je bogata s cikloalkani.

Glavne zaloge nafte so na severni polobli. Skupaj 75 Države sveta proizvajajo nafto, vendar 90% njene proizvodnje pade na delež le 10 držav. blizu ? svetovne zaloge nafte so v državah v razvoju. (Učitelj pokliče in pokaže na zemljevidu).

Glavne države proizvajalke:

Savdska Arabija, ZDA, Rusija, Iran, Mehika.

Hkrati več 4/5 poraba nafte pade na delež gospodarsko razvitih držav, ki so glavne uvoznice:

Japonska, čezmorska Evropa, ZDA.

Nafta v surovi obliki se ne uporablja nikjer, ampak rafinirani izdelki.

Rafiniranje nafte

Sodoben obrat je sestavljen iz peči za segrevanje olja in destilacijske kolone, v kateri se olje ločuje frakcije - posamezne mešanice ogljikovodikov glede na njihova vrelišča: bencin, nafta, kerozin. Peč ima dolgo cev, zvito v tuljavo. Peč se ogreva s produkti zgorevanja kurilnega olja ali plina. Olje se neprekinjeno dovaja v tuljavo: tam se segreje na 320 - 350 0 C v obliki mešanice tekočine in hlapov in vstopi v destilacijski stolpec. Destilacijski stolpec je jeklena cilindrična naprava z višino približno 40 m. V notranjosti ima več deset vodoravnih predelnih sten z luknjami - tako imenovane plošče. Oljni hlapi, ki vstopajo v stolpec, se dvignejo in gredo skozi luknje v ploščah. Ko se med premikanjem navzgor postopoma ohlajajo, se delno utekočinijo. Manj hlapni ogljikovodiki se že na prvih ploščah utekočinijo in tvorijo frakcijo plinskega olja; bolj hlapni ogljikovodiki se zbirajo zgoraj in tvorijo kerozinsko frakcijo; še višja - frakcija nafte. Najbolj hlapni ogljikovodiki zapustijo stolpec kot hlapi in po kondenzaciji tvorijo bencin. Del bencina se vrne v kolono za "namakanje", kar prispeva k boljšemu načinu delovanja. (Vpis v zvezek). Bencin - vsebuje ogljikovodike C5 - C11, vrelišče v območju od 40 ° C do 200 ° C; nafta - vsebuje ogljikovodike C8 - C14 z vreliščem od 120 0 C do 240 0 C; kerozin - vsebuje ogljikovodike C12 - C18, ki vrejo pri temperaturi od 180 0 C do 300 0 C; plinsko olje - vsebuje ogljikovodike C13 - C15, destilirane pri temperaturi od 230 0 C do 360 0 C; mazalna olja - C16 - C28, vrejo pri temperaturi 350 0 C in več.

Po destilaciji lahkih produktov iz nafte ostane viskozna črna tekočina - kurilno olje. Je dragocena mešanica ogljikovodikov. Iz kurilnega olja z dodatno destilacijo pridobivamo mazalna olja. Nedestilni del kurilnega olja se imenuje katran, ki se uporablja v gradbeništvu in pri asfaltiranju cest (prikaz fragmenta videa). Najbolj dragocena frakcija direktne destilacije nafte je bencin. Vendar izkoristek te frakcije ne presega 17-20 mas.% surove nafte. Pojavlja se problem: kako zadovoljiti vedno večje potrebe družbe po avtomobilskem in letalskem gorivu? Rešitev je konec 19. stoletja našel ruski inženir Vladimir Grigorjevič Šuhov. IN 1891 letu je najprej izvedel industrijsko pokanje kerozinska frakcija nafte, kar je omogočilo povečanje izkoristka bencina na 65-70% (preračunano na surovo nafto). Samo za razvoj procesa termičnega krekinga naftnih derivatov je hvaležno človeštvo z zlatimi črkami vpisalo ime te edinstvene osebe v zgodovino civilizacije.

Produkti, pridobljeni z rektifikacijo nafte, so podvrženi kemični obdelavi, ki vključuje številne zapletene procese, eden od njih je krekiranje naftnih derivatov (iz angleškega "Cracking" - cepitev). Poznamo več vrst krekinga: termični, katalitični, visokotlačni, redukcijski. Termični kreking je cepitev molekul ogljikovodikov z dolgo verigo na krajše pod vplivom visoke temperature (470-550 0 C). V procesu te cepitve skupaj z alkani nastanejo alkeni:

Trenutno je najpogostejši katalitski kreking. Izvaja se pri temperaturi 450-500 0 C, vendar pri višji hitrosti in vam omogoča, da dobite višjo kakovost bencina. V pogojih katalitskega krekinga skupaj z reakcijami cepitve potekajo reakcije izomerizacije, to je pretvorba ogljikovodikov normalne strukture v razvejane ogljikovodike.

Izomerizacija vpliva na kakovost bencina, saj prisotnost razvejanih ogljikovodikov močno poveča njegovo oktansko število. Krekiranje se nanaša na tako imenovane sekundarne procese rafiniranja nafte. Številni drugi katalitični procesi, kot je reforming, so prav tako razvrščeni kot sekundarni. Preoblikovanje- to je aromatizacija bencina s segrevanjem v prisotnosti katalizatorja, na primer platine. V teh pogojih se alkani in cikloalkani pretvorijo v aromatske ogljikovodike, zaradi česar se tudi oktansko število bencina močno poveča.

Ekologija in naftna polja

Za petrokemično proizvodnjo je problem okolja še posebej aktualen. Proizvodnja nafte je povezana s stroški energije in onesnaževanjem okolja. Nevaren vir onesnaževanja oceanov je pridobivanje nafte na morju, oceani pa so onesnaženi tudi pri transportu nafte. Vsak od nas je na televiziji videl posledice nesreč naftnih tankerjev. Črne, z nafto prekrite obale, črni valovi, delfini, ki se dušijo, ptice, katerih krila so v viskoznem kurilnem olju, ljudje v zaščitnih oblekah, ki zbirajo nafto z lopatami in vedri. Rad bi navedel podatke o resni okoljski katastrofi, ki se je zgodila v Kerški ožini novembra 2007. V vodo je prišlo 2000 ton naftnih derivatov in približno 7000 ton žvepla. Zaradi katastrofe sta najbolj prizadeli preliv Tuzla, ki se nahaja na stičišču Črnega in Azovskega morja, in preliv Čuška. Po nesreči se je na dno usedlo kurilno olje, ki je pokončalo majhno srčasto školjko, glavno hrano morskih prebivalcev. Za obnovo ekosistema bo potrebnih 10 let. Poginilo je več kot 15 tisoč ptic. Liter olja, ki je padel v vodo, se na mestih, velikih 100 kvadratnih metrov, razlije po njeni površini. Oljni film, čeprav zelo tanek, tvori nepremostljivo oviro na poti kisika iz ozračja v vodni stolpec. Posledično sta motena kisikov režim in ocean. "zadušiti". Plankton, ki je hrbtenica oceanske prehranjevalne verige, umira. Trenutno je približno 20% površine Svetovnega oceana pokrito z razlitjem nafte, območje, prizadeto zaradi onesnaženja z nafto, pa narašča. Poleg tega, da je Svetovni ocean prekrit z oljnim filmom, ga lahko opazujemo tudi na kopnem. Na primer na naftnih poljih Zahodna Sibirija na leto se izlije več nafte, kot je lahko sprejme tanker – do 20 milijonov ton. Približno polovica te nafte konča na tleh zaradi nesreč, ostalo so »načrtovani« vodnjaki in puščanja med zagoni vrtin, raziskovalnim vrtanjem in popravili cevovodov. Največje območje ozemlja, onesnaženega z nafto, po podatkih Odbora za okolje avtonomnega okrožja Yamalo-Nenets spada v okrožje Purovsky.

ZEMELJSKI IN POVEZAN NAFTNI PLIN

Zemeljski plin vsebuje ogljikovodike z nizko molekulsko maso, glavne sestavine so metan. Njegova vsebnost v plinu različnih polj se giblje od 80% do 97%. Poleg metana - etan, propan, butan. Anorganski: dušik - 2%; CO2; H2O; H2S, žlahtni plini. Pri zgorevanju zemeljskega plina se sprosti veliko toplote.

Zemeljski plin kot gorivo po svojih lastnostih prekaša celo nafto, je bolj kaloričen. To je najmlajša veja industrije goriva. Plin je še lažje črpati in transportirati. Je najbolj ekonomično od vseh goriv. Res je, obstajajo tudi slabosti: zapleten medcelinski transport plina. Tankerji - metanski gnoj, ki prevažajo plin v utekočinjenem stanju, so izjemno zapletene in drage strukture.

Uporablja se kot: učinkovito gorivo, surovina v kemični industriji, pri proizvodnji acetilena, etilena, vodika, saj, plastike, ocetne kisline, barvil, zdravil itd. Naftni plin vsebuje manj metana, vendar več propana, butana in drugih višjih ogljikovodikov. Kje se proizvaja plin?

Komercialne zaloge plina ima več kot 70 držav sveta. Poleg tega imajo tako kot v primeru nafte tudi države v razvoju zelo velike zaloge. Toda proizvodnjo plina izvajajo predvsem razvite države. Imajo možnosti, da ga uporabijo ali način, da plin prodajajo drugim državam, ki so z njimi na istem kontinentu. Mednarodna trgovina s plinom je manj dejavna kot trgovina z nafto. Približno 15 % svetovnega proizvedenega plina pride na mednarodni trg. Skoraj 2/3 svetovne proizvodnje plina zagotavljata Rusija in ZDA. Nedvomno je Yamalo-Nenets vodilna regija za proizvodnjo plina ne le pri nas, ampak tudi v svetu. avtonomna pokrajina kjer se ta industrija razvija že 30 let. Naše mesto Novy Urengoy je upravičeno priznano kot prestolnica plina. Največja nahajališča vključujejo Urengoyskoye, Yamburgskoye, Medvezhye, Zapolyarnoye. Polje Urengoy je vključeno v Guinnessovo knjigo rekordov. Zaloge in proizvodnja nahajališča so edinstveni. Raziskane rezerve presegajo 10 trilijonov. m 3, 6 bilijonov. m 3. V letu 2008 JSC "Gazprom" načrtuje proizvodnjo 598 milijard m 3 "modrega zlata" na polju Urengoy.

Plin in ekologija

Nepopolnost tehnologije pridobivanja nafte in plina, njihov transport povzroča nenehno izgorevanje količine plina v toplotnih enotah kompresorskih postaj in v baklah. Kompresorske postaje predstavljajo približno 30 % teh emisij. Na bakleh letno zgori približno 450.000 ton zemeljskega in povezanega plina, v ozračje pa pride več kot 60.000 ton onesnaževal.

Nafta, plin, premog so dragocene surovine za kemično industrijo. V bližnji prihodnosti bodo našli zamenjavo v gorivnem in energetskem kompleksu naše države. Trenutno znanstveniki iščejo načine za uporabo sončne in vetrne energije, jedrskega goriva, da bi popolnoma nadomestili nafto. Vodik je najbolj obetavno gorivo prihodnosti. Zmanjšanje porabe nafte v termoenergetiki je pot ne le k njeni racionalnejši rabi, temveč tudi k ohranitvi te surovine za prihodnje generacije. Ogljikovodikove surovine je treba uporabljati samo v predelovalni industriji za pridobivanje različnih izdelkov. Na žalost se stanje še ne spreminja in do 94% proizvedene nafte se porabi kot gorivo. D. I. Mendelejev je modro rekel: "Kuriti olje je enako kot kuriti peč z bankovci."

Najpomembnejši naravni viri ogljikovodikov so olje , zemeljski plin in premog . Tvorijo bogata nahajališča v različnih regijah Zemlje.

Prej so bili pridobljeni naravni proizvodi uporabljeni izključno kot gorivo. Trenutno so razvite in široko uporabljene metode za njihovo predelavo, ki omogočajo izolacijo dragocenih ogljikovodikov, ki se uporabljajo kot visokokakovostno gorivo in kot surovine za različne organske sinteze. Predelava naravnih virov surovin petrokemična industrija . Analizirali bomo glavne metode obdelave naravni ogljikovodiki.

Najdragocenejši vir naravnih surovin - olje . Je oljnata tekočina temno rjave ali črne barve z značilnim vonjem, praktično netopna v vodi. Gostota olja je 0,73–0,97 g/cm3. Nafta je kompleksna mešanica različnih tekočih ogljikovodikov, v kateri so raztopljeni plinasti in trdni ogljikovodiki, sestava nafte iz različnih nahajališč pa se lahko razlikuje. V sestavi olja so lahko v različnih razmerjih prisotni alkani, cikloalkani, aromatski ogljikovodiki, pa tudi organske spojine, ki vsebujejo kisik, žveplo in dušik.

Surove nafte se praktično ne uporablja, ampak se predeluje.

Razlikovati primarna rafinacija nafte (destilacija ), tj. ločevanje na frakcije z različnimi vrelišči in recikliranje (pokanje ), med katerim se spremeni struktura ogljikovodikov

dov vključen v njegovo sestavo.

Primarna rafinacija nafte Temelji na dejstvu, da je vrelišče ogljikovodikov tem večje, čim večja je njihova molska masa. Olje vsebuje spojine z vreliščem od 30 do 550°C. Kot rezultat destilacije se olje loči na frakcije, ki vrejo pri različnih temperaturah in vsebujejo mešanice ogljikovodikov z različnimi molskimi masami. Te frakcije se uporabljajo na različne načine (glej tabelo 10.2).

Tabela 10.2. Izdelki primarne rafinacije nafte.

Ulomek Vrelišče, °C Spojina Aplikacija
Utekočinjen plin <30 Ogljikovodiki С 3 -С 4 Plinasta goriva, surovine za kemično industrijo
Bencin 40-200 Ogljikovodiki C 5 - C 9 Letalsko in avtomobilsko gorivo, topilo
Nafta 150-250 Ogljikovodiki C 9 - C 12 Gorivo za dizelske motorje, topilo
kerozin 180-300 Ogljikovodiki С 9 -С 16 Gorivo za dizelske motorje, gorivo za gospodinjstvo, gorivo za razsvetljavo
plinsko olje 250-360 Ogljikovodiki С 12 -С 35 Dizelsko gorivo, surovina za katalitski kreking
kurilno olje > 360 Višji ogljikovodiki, snovi, ki vsebujejo O-, N-, S-, Me Gorivo za kotlovnice in industrijske peči, surovina za nadaljnjo destilacijo

Delež kurilnega olja predstavlja približno polovico mase nafte. Zato je podvržen tudi termični obdelavi. Da preprečimo razgradnjo, se kurilno olje destilira pod znižanim tlakom. V tem primeru dobimo več frakcij: tekoče ogljikovodike, ki se uporabljajo kot mazalna olja ; mešanica tekočih in trdnih ogljikovodikov - petrolatum uporablja se pri pripravi mazil; mešanica trdnih ogljikovodikov - parafin , za proizvodnjo kreme za čevlje, sveč, vžigalic in svinčnikov ter za impregnacijo lesa; nehlapni ostanek katran uporablja se za proizvodnjo cestnega, gradbenega in strešnega bitumna.

Rafiniranje nafte vključuje kemične reakcije, ki spremenijo sestavo in kemično strukturo ogljikovodikov. Njegova raznolikost

ty - termični kreking, katalitski kreking, katalitski reforming.

Toplotno razpokanje običajno izpostavljen kurilnemu olju in drugim frakcijam težkega olja. Pri temperaturi 450–550 °C in tlaku 2–7 MPa mehanizem prostih radikalov razcepi molekule ogljikovodikov na fragmente z manjšim številom ogljikovih atomov, pri čemer nastanejo nasičene in nenasičene spojine:

C 16 N 34 ¾® C 8 N 18 + C 8 N 16

C 8 H 18 ¾®C 4 H 10 +C 4 H 8

Na ta način se pridobiva avtomobilski bencin.

katalitsko krekiranje izvajajo v prisotnosti katalizatorjev (običajno aluminosilikatov) pri zračni tlak in temperaturo 550 - 600°C. Hkrati se letalski bencin pridobiva iz frakcij nafte iz kerozina in plinskega olja.

Razcepitev ogljikovodikov v prisotnosti aluminosilikatov poteka po ionskem mehanizmu in ga spremlja izomerizacija, tj. tvorba mešanice nasičenih in nenasičenih ogljikovodikov z razvejanim ogljikovim skeletom, na primer:

CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3

mačka., t||

C 16 H 34 ¾¾® CH 3 -C -C-CH 3 + CH 3 -C \u003d C - CH-CH 3

katalitsko reformiranje izvedemo pri temperaturi 470-540 °C in tlaku 1-5 MPa z uporabo platinastih ali platina-renijevih katalizatorjev, nanesenih na osnovi Al 2 O 3 . V teh pogojih se transformacija parafinov in

naftnih cikloparafinov do aromatskih ogljikovodikov


mačka., t, str

¾¾¾¾® + 3H 2


mačka., t, str

C 6 H 14 ¾¾¾¾® + 4H 2

Katalitični procesi omogočajo pridobivanje bencina izboljšane kakovosti zaradi visoke vsebnosti razvejanih in aromatskih ogljikovodikov v njem. Za kakovost bencina je značilna njegova oktansko število. Bolj ko bati stisnejo zmes goriva in zraka, večja je moč motorja. Stiskanje pa se lahko izvaja le do določene meje, nad katero pride do detonacije (eksplozije).

mešanica plinov, kar povzroča pregrevanje in prezgodnjo obrabo motorja. Najnižja odpornost proti detonaciji pri običajnih parafinih. Z zmanjšanjem dolžine verige se poveča njena razvejanost in število dvojnih

ny povezave, se poveča; še posebej veliko je aromatičnih ogljikovih hidratov.

pred porodom. Za oceno odpornosti proti detonaciji različnih vrst bencina jih primerjamo s podobnimi kazalci za mešanico izooktan in n-heptan z različnim razmerjem komponent; oktansko število je enako odstotku izooktana v tej mešanici. Večji kot je, višja je kakovost bencina. Oktansko število lahko povečamo tudi z dodajanjem posebnih sredstev proti detonaciji, npr. tetraetil svinec Pb(C 2 H 5) 4 , vendar so takšen bencin in produkti njegovega zgorevanja strupeni.

Poleg tekočih goriv se v katalitskih procesih pridobivajo nižji plinasti ogljikovodiki, ki se nato uporabljajo kot surovine za organsko sintezo.

Še en pomemben naravni vir ogljikovodikov, katerega pomen nenehno narašča - zemeljski plin. Vsebuje do 98 vol.% metana, 2–3 vol.%. njegovih najbližjih homologov, pa tudi nečistoč vodikovega sulfida, dušika, ogljikovega dioksida, žlahtnih plinov in vode. Plini, ki se sproščajo med proizvodnjo nafte ( mimogrede ), vsebujejo manj metana, vendar več njegovih homologov.

Kot gorivo se uporablja zemeljski plin. Poleg tega se iz njega z destilacijo izolirajo posamezni nasičeni ogljikovodiki, pa tudi sintezni plin , ki sestoji predvsem iz CO in vodika; uporabljajo se kot surovine za različne organske sinteze.

Minirano v velikih količinah premog - nehomogen trdni material črne ali sivo-črne barve. Je kompleksna mešanica različnih makromolekularnih spojin.

Premog se uporablja kot trdno gorivo in je tudi izpostavljen koksanje – suha destilacija brez dostopa zraka pri 1000-1200°С. Kot rezultat tega procesa se oblikujejo: koks , ki je fino zdrobljen grafit in se uporablja v metalurgiji kot redukcijsko sredstvo; premogov katran , ki je podvržen destilaciji in dobimo aromatske ogljikovodike (benzen, toluen, ksilen, fenol itd.) in višina tona , gre za pripravo strešne kritine; amoniakova voda in koksarni plin ki vsebuje približno 60 % vodika in 25 % metana.

Tako zagotavljajo naravni viri ogljikovodikov

kemična industrija z raznolikimi in razmeroma poceni surovinami za organske sinteze, ki omogočajo pridobivanje številnih organskih spojin, ki jih v naravi ni, so pa za človeka nujne.

Splošna shema uporabe naravnih surovin za glavno organsko in petrokemično sintezo je lahko predstavljena na naslednji način.


Arenas Syngas Acetylene Alkenes Alkanes


Osnove organske in petrokemične sinteze


Kontrolne naloge.

1222. Kakšna je razlika med primarno in sekundarno rafinacijo nafte?

1223. Katere spojine določajo visoka kvaliteta bencin?

1224. Predlagajte metodo, ki omogoča pridobivanje etanola iz olja.


Poglavje 1. GEOKEMIJA NAFTE IN RAZISKOVANJE GORIVNIH VIROV.

§ 1. Izvor fosilnih goriv. 3

§ 2. Plinsko-oljne kamnine. 4

Poglavje 2. NARAVNI VIRI.. 5

Poglavje 3. INDUSTRIJSKA PROIZVODNJA Ogljikovodikov .. 8

Poglavje 4. RAFINIRANJE NAFTE .. 9

§ 1. Frakcijska destilacija.. 9

§ 2. Pokanje. 12

§ 3. Preoblikovanje. 13

§ 4. Odstranjevanje žvepla.. 14

Poglavje 5. UPORABA Ogljikovodikov .. 14

§ 1. Alkani .. 15

§ 2. Alkeni.. 16

§ 3. Alkini.. 18

§ 4. Arene.. 19

Poglavje 6. Analiza stanja naftne industrije. 20

Poglavje 7. Značilnosti in glavni trendi v naftni industriji. 27

Seznam referenc ... 33

Prve teorije, ki so upoštevale principe, ki določajo nastanek nahajališč nafte, so bile običajno omejene predvsem na vprašanje, kje se kopiči. Vendar je v zadnjih 20 letih postalo jasno, da je za odgovor na to vprašanje potrebno razumeti, zakaj, kdaj in v kakšnih količinah je nafta nastala v določenem bazenu, ter razumeti in vzpostaviti procese kot zaradi česar je nastala, selila in kopičila. Te informacije so bistvene za izboljšanje učinkovitosti iskanja nafte.

Nastanek virov ogljikovodikov je po sodobnih pogledih nastal kot posledica zapletenega zaporedja geokemičnih procesov (glej sliko 1) znotraj prvotnih plinskih in naftnih kamnin. V teh procesih se sestavine različnih bioloških sistemov (snovi naravnega izvora) spremenili v ogljikovodike in v manjši meri v polarne spojine z različno termodinamično stabilnostjo - kot posledica obarjanja snovi naravnega izvora in njihovega kasnejšega prekrivanja s sedimentnimi kamninami pod vplivom povišane temperature in povečanega tlaka na površini. plasti zemeljske skorje. Primarna migracija tekočih in plinastih produktov iz prvotnega plinsko-oljnega sloja in njihova kasnejša sekundarna migracija (skozi nosilne horizonte, premike itd.) V porozne z nafto nasičene kamnine vodi do nastanka usedlin ogljikovodikov, nadaljnje migracije ki se prepreči z zaklepanjem usedlin med neporoznimi plastmi kamnin.

V izvlečkih organskih snovi iz sedimentnih kamnin biogenega izvora so spojine z enako kemijsko zgradbo kot spojine, ekstrahirane iz nafte. Za geokemijo imajo še posebej pomembnost nekatere od teh spojin veljajo za "biološke označevalce" ("kemične fosile"). Takšni ogljikovodiki imajo veliko skupnega s spojinami, ki jih najdemo v bioloških sistemih (npr. lipidi, pigmenti in metaboliti), iz katerih nastaja nafta. Te spojine ne dokazujejo le biogenega izvora naravnih ogljikovodikov, temveč omogočajo tudi pridobivanje zelo pomembna informacija o plinskih in naftonosnih kamninah, pa tudi o naravi zorenja in izvora, migracij in biorazgradnje, ki so privedli do nastanka določenih nahajališč plina in nafte.

Slika 1 Geokemični procesi, ki vodijo do nastanka fosilnih ogljikovodikov.

Plinsko-oljna kamnina se šteje za fino razpršeno sedimentno kamnino, ki je med naravnim usedanjem povzročila ali bi lahko povzročila nastanek in izpust znatnih količin nafte in (ali) plina. Razvrstitev takih kamnin temelji na vsebnosti in vrsti organske snovi, stanju njene metamorfne evolucije (kemične transformacije, ki se pojavljajo pri temperaturah približno 50-180 ° C), pa tudi naravi in ​​količini ogljikovodikov, ki jih je mogoče pridobiti. iz tega. Organsko snov kerogen v sedimentnih kamninah biogenega izvora lahko najdemo v najrazličnejših oblikah, vendar ga lahko razdelimo na štiri glavne vrste.

1) Liptiniti– imajo zelo visoko vsebnost vodika, vendar nizko vsebnost kisika; njihova sestava je posledica prisotnosti alifatskih ogljikovih verig. Predpostavlja se, da so liptiniti nastali predvsem iz alg (običajno podvrženih bakterijskemu razkroju). Imajo visoko sposobnost pretvorbe v olje.

2) Izhodi– imajo visoko vsebnost vodika (vendar nižjo kot pri liptinitih), so bogati z alifatskimi verigami in nasičenimi nafteni (aliciklični ogljikovodiki), pa tudi z aromatskimi cikli in funkcionalnimi skupinami, ki vsebujejo kisik. Ta organska snov nastane iz rastlinskih materialov, kot so trosi, cvetni prah, povrhnjica in drugi strukturni deli rastlin. Eksiniti imajo dobro sposobnost pretvorbe v nafto in plinski kondenzat, na višjih stopnjah metamorfnega razvoja pa v plin.

3) Vitrshity- imajo nizko vsebnost vodika, visoko vsebnost kisika in so sestavljeni predvsem iz aromatskih struktur s kratkimi alifatskimi verigami, ki so povezane s funkcionalnimi skupinami, ki vsebujejo kisik. Nastanejo iz strukturiranih lesnih (lignoceluloznih) materialov in imajo omejeno sposobnost pretvorbe v olje, vendar dobro sposobnost pretvorbe v plin.

4) Inertinitis so črne, neprozorne klastične kamnine (z visoko vsebnostjo ogljika in malo vodika), ki so nastale iz močno spremenjenih lesnih predhodnikov. Nimajo možnosti, da bi se spremenili v nafto in plin.

Glavni dejavniki, po katerih prepoznamo plinsko olje, so vsebnost kerogena, vrsta organske snovi v kerogenu in stopnja metamorfnega razvoja te organske snovi. Dobre naftne in plinaste kamnine so tiste, ki vsebujejo 2-4 % organske snovi tiste vrste, iz katere se lahko tvorijo in sproščajo ustrezni ogljikovodiki. Pod ugodnimi geokemičnimi pogoji lahko pride do tvorbe nafte iz sedimentnih kamnin, ki vsebujejo organske snovi, kot sta liptinit in eksinit. Tvorba plinskih nahajališč se običajno pojavi v kamninah, bogatih z vitrinitom, ali kot posledica termičnega krekinga prvotno nastale nafte.

Zaradi naknadnega zakopavanja sedimentov organske snovi pod zgornje plasti sedimentnih kamnin je ta snov izpostavljena vedno višjim temperaturam, kar vodi do termičnega razpada kerogena in nastajanja nafte in plina. Nastajanje nafte v količinah, zanimivih za industrijski razvoj polja, poteka pod določenimi časovnimi in temperaturnimi pogoji (globina nahajanja), čas nastajanja pa je tem daljši, čim nižja je temperatura (to zlahka razumemo, če predpostavimo, da reakcija poteka po enačbi prvega reda in je Arrheniusova odvisnost od temperature). Na primer, enaka količina nafte, ki je nastala pri 100 °C v približno 20 milijonih let, bi morala nastati pri 90 °C v 40 milijonih let in pri 80 °C v 80 milijonih let. Hitrost tvorbe ogljikovodikov iz kerogena se približno podvoji za vsakih 10 °C dviga temperature. Vendar kemična sestava kerogen. so lahko izjemno raznolike, zato lahko navedeno razmerje med časom zorenja olja in temperaturo tega procesa štejemo le kot osnovo za približne ocene.

Sodobne geokemijske študije kažejo, da v epikontinentalnem pasu Severnega morja vsakih 100 m povečanja globine spremlja povišanje temperature za približno 3 °C, kar pomeni, da so sedimentne kamnine, bogate z organskimi snovmi, tvorile tekoče ogljikovodike na globini 2500-4000 °C. m za 50-80 milijonov let. Zdi se, da so lahka olja in kondenzati nastali v globinah 4000-5000 m, metan (suh plin) pa v globinah nad 5000 m.

Naravni viri ogljikovodikov so fosilna goriva – nafta in plin, premog in šota. Nahajališča surove nafte in plina so nastala pred 100–200 milijoni let iz mikroskopskih morskih rastlin in živali, ki so se vdelale v sedimentne kamnine, ki so nastale na morskem dnu, v nasprotju s tem sta se premog in šota začela tvoriti pred 340 milijoni let iz rastlin, ki rastejo na kopnem.

Zemeljski plin in surovo nafto običajno najdemo skupaj z vodo v naftonosnih plasteh, ki se nahajajo med plastmi kamnin (slika 2). Izraz "zemeljski plin" se uporablja tudi za pline, ki nastajajo v naravne razmere iz razgradnje premoga. Zemeljski plin in surovo nafto razvijajo na vseh celinah razen na Antarktiki. Največje proizvajalke zemeljskega plina na svetu so Rusija, Alžirija, Iran in ZDA. Največje proizvajalke surove nafte so Venezuela, Savdska Arabija, Kuvajt in Iran.

Zemeljski plin je sestavljen predvsem iz metana (tabela 1).

Surova nafta je oljnata tekočina, katere barva se lahko spreminja od temno rjave ali zelene do skoraj brezbarvne. Vsebuje velika številka alkani. Med njimi so nerazvejeni alkani, razvejeni alkani in cikloalkani s številom ogljikovih atomov od pet do 40. Industrijsko ime teh cikloalkanov je dobro znano. Surova nafta vsebuje tudi približno 10 % aromatskih ogljikovodikov ter majhne količine drugih spojin, ki vsebujejo žveplo, kisik in dušik.

Ogljikovodiki so velikega gospodarskega pomena, saj so najpomembnejša vrsta surovine za pridobivanje skoraj vseh izdelkov sodobne industrije organske sinteze in se pogosto uporabljajo v energetske namene. Zdi se, da akumulirajo sončno toploto in energijo, ki se sproščata med zgorevanjem. Šota, premog, oljni skrilavec, nafta, naravni in povezani naftni plini vsebujejo ogljik, katerega kombinacija s kisikom med zgorevanjem spremlja sproščanje toplote.

premog šota olje zemeljski plin
trdna trdna tekočina plin
brez vonja brez vonja Močan vonj brez vonja
enotna sestava enotna sestava mešanica snovi mešanica snovi
temno obarvana kamnina z visoko vsebnostjo gorljive snovi, ki je posledica zakopavanja kopičenja različnih rastlin v sedimentne plasti. kopičenje polrazpadle rastlinske mase, nabrane na dnu močvirij in zaraščenih jezer naravna gorljiva oljnata tekočina, sestavljena iz mešanice tekočih in plinastih ogljikovodikov mešanica plinov, ki nastane v črevesju Zemlje pri anaerobnem razkroju organskih snovi, plin spada v skupino sedimentnih kamnin
Kalorična vrednost - število kalorij, ki se sprostijo pri zgorevanju 1 kg goriva
7 000 - 9 000 500 - 2 000 10000 - 15000 ?

Premog.

Premog je že od nekdaj obetavna surovina za energijo in številne kemične izdelke.

Od 19. stoletja je bil prvi večji porabnik premoga promet, nato so premog začeli uporabljati za proizvodnjo električne energije, metalurški koks, proizvodnjo različnih izdelkov pri kemični predelavi, karbografitnih konstrukcijskih materialov, plastike, gorskega voska, itd. sintetična, tekoča in plinasta visokokalorična goriva, kisline z visoko vsebnostjo dušika za proizvodnjo gnojil.

Premog je kompleksna mešanica makromolekularnih spojin, ki vključuje naslednje elemente: C, H, N, O, S. Premog, tako kot nafta, vsebuje veliko količino različnih organskih snovi, pa tudi anorganskih snovi, kot so npr. , voda, amoniak, vodikov sulfid in seveda sam ogljik - premog.

Predelava črnega premoga poteka v treh glavnih smereh: koksanje, hidrogeniranje in nepopolno zgorevanje. Eden glavnih načinov predelave premoga je koksanje– žganje brez dostopa zraka v koksarnah pri temperaturi 1000–1200°C. Pri tej temperaturi, brez dostopa kisika, je premog podvržen najbolj zapletenim kemičnim transformacijam, zaradi česar nastanejo koks in hlapni produkti:

1. koksni plin (vodik, metan, ogljikov monoksid in ogljikov dioksid, primesi amoniaka, dušik in drugi plini);

2. premogov katran (več sto različnih organskih snovi, vključno z benzenom in njegovimi homologi, fenolom in aromatskimi alkoholi, naftalinom in različnimi heterocikličnimi spojinami);

3. suprakatran ali amoniak, voda (raztopljeni amoniak, pa tudi fenol, vodikov sulfid in druge snovi);

4. koks (trden ostanek koksanja, praktično čisti ogljik).

Ohlajeni koks se pošlje v metalurške obrate.

Pri ohlajanju hlapnih produktov (koksarniškega plina) kondenzirata premogov katran in amonijakova voda.

S prehodom nekondenziranih produktov (amoniak, benzen, vodik, metan, CO 2, dušik, etilen itd.) Skozi raztopino žveplove kisline se izolira amonijev sulfat, ki se uporablja kot mineralno gnojilo. Benzen prevzamemo v topilo in oddestiliramo iz raztopine. Nato se koksni plin uporablja kot gorivo ali kot kemična surovina. Premogov katran se pridobiva v majhnih količinah (3%). Toda glede na obseg proizvodnje se premogov katran šteje za surovino za pridobivanje številnih organskih snovi. Če izdelke, ki vrejo do 350 ° C, odženemo od smole, potem ostane trdna masa - smola. Uporablja se za izdelavo lakov.

Hidrogeniranje premoga poteka pri temperaturi 400–600 °C pod tlakom vodika do 25 MPa v prisotnosti katalizatorja. Pri tem nastane mešanica tekočih ogljikovodikov, ki se lahko uporablja kot pogonsko gorivo. Pridobivanje tekočega goriva iz premoga. Tekoča sintetična goriva so visokooktanski bencin, dizel in kotlovska goriva. Za pridobivanje tekočega goriva iz premoga je potrebno povečati vsebnost vodika s hidrogenacijo. Hidrogeniranje se izvaja z večkratnim kroženjem, ki vam omogoča, da celotno organsko maso premoga spremenite v tekočino in pline. Prednost te metode je možnost hidrogeniranja nizko kakovostnega rjavega premoga.

Uplinjanje premoga bo omogočilo uporabo nizkokakovostnih rjavih in črnih premogov v termoelektrarnah brez onesnaževanja okolja z žveplovimi spojinami. To je edina metoda za pridobivanje koncentriranega ogljikovega monoksida ( ogljikov monoksid) CO. Pri nepopolnem zgorevanju premoga nastaja ogljikov monoksid (II). Na katalizatorju (nikelj, kobalt) pri normalnem ali povišanem tlaku lahko vodik in CO uporabimo za proizvodnjo bencina, ki vsebuje nasičene in nenasičene ogljikovodike:

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

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Če suho destilacijo premoga izvedemo pri 500–550 °C, dobimo katran, ki se skupaj z bitumnom uporablja v gradbeništvu kot vezivo pri izdelavi strešnih kritin, hidroizolacijskih premazov (strešni material, strešna lepenka, itd.).

V naravi premog najdemo v naslednjih regijah: Moskovska regija, Južni Yakutski bazen, Kuzbas, Donbas, Pechora bazen, Tunguski bazen, Lena bazen.

Zemeljski plin.

Zemeljski plin je mešanica plinov, katere glavna sestavina je metan CH 4 (od 75 do 98 %, odvisno od polja), ostalo je etan, propan, butan in majhna količina nečistoč - dušik, ogljikov monoksid (IV ), vodikov sulfid in hlapi vode, in skoraj vedno vodikov sulfid in organske spojine nafte - merkaptani. Prav oni dajejo plinu specifičen neprijeten vonj, pri zgorevanju pa povzročijo nastanek strupenega žveplovega dioksida SO 2.

Običajno višje molekulska masa ogljikovodik, manj ga vsebuje zemeljski plin. Sestava zemeljskega plina iz različnih polj ni enaka. Njegova povprečna sestava kot odstotek prostornine je naslednja:

CH 4 C 2 H 6 C 3 H 8 C 4 H 10 N 2 in drugi plini
75-98 0,5 - 4 0,2 – 1,5 0,1 – 1 1-12

Metan nastaja med anaerobno (brez dostopa zraka) fermentacijo rastlinskih in živalskih ostankov, zato nastaja v pridnenih usedlinah in se imenuje "močvirski" plin.

Nahajališča metana v hidratizirani kristalni obliki, ti metan hidrat, najdemo pod plastjo permafrosta in v velikih globinah oceanov. Pri nizkih temperaturah (−800ºC) in visokih tlakih se molekule metana nahajajo v prazninah kristalne mreže vodnega ledu. V ledenih prazninah enega kubičnega metra metan hidrata je "naftalina" 164 kubičnih metrov plina.

Koščki metan hidrata so videti kot umazan led, a na zraku gorijo z rumeno modrim plamenom. Ocenjuje se, da je na planetu shranjenih 10.000 do 15.000 gigaton ogljika v obliki metan hidrata (giga je 1 milijarda). Takšne količine so večkrat večje od vseh trenutno znanih zalog zemeljskega plina.

Zemeljski plin je obnovljiv naravni vir, saj se nenehno sintetizira v naravi. Imenuje se tudi "bioplin". Zato mnogi okoljski znanstveniki danes povezujejo možnosti za uspešen obstoj človeštva prav z uporabo plina kot alternativnega goriva.

Zemeljski plin ima kot gorivo velike prednosti pred trdimi in tekočimi gorivi. Njegova kurilna vrednost je veliko večja, pri zgorevanju ne pušča pepela, produkti zgorevanja so okolju veliko bolj prijazni. Zato približno 90% celotne količine proizvedenega zemeljskega plina zgori kot gorivo v termoelektrarnah in kotlovnicah, v termičnih procesih v industrijskih podjetjih in v vsakdanjem življenju. Približno 10 % zemeljskega plina se uporablja kot dragocena surovina za kemično industrijo: za proizvodnjo vodika, acetilena, saj, različnih plastičnih mas in zdravil. Metan, etan, propan in butan so izolirani iz zemeljskega plina. Produkti, ki jih je mogoče pridobiti iz metana, so velikega industrijskega pomena. Metan se uporablja za sintezo številnih organskih snovi - sintezni plin in nadaljnjo sintezo alkoholov na njegovi osnovi; topila (ogljikov tetraklorid, metilen klorid itd.); formaldehid; acetilen in saje.

Zemeljski plin tvori samostojna nahajališča. Glavna nahajališča naravnih gorljivih plinov se nahajajo v severni in zahodni Sibiriji, Volga-Uralskem bazenu, Severnem Kavkazu (Stavropol), Republiki Komi, Astrahanski regiji, Barentsovem morju.

Tarča. Posplošiti znanje o naravnih virih organskih spojin in njihovi predelavi; pokazati uspehe in možnosti za razvoj petrokemije in koksokemije, njihovo vlogo v tehničnem napredku države; poglobiti znanja iz predmeta ekonomske geografije o plinski industriji, sodobnih smereh predelave plina, surovinski in energetski problematiki; razvijajo samostojnost pri delu z učbenikom, referenčno in poljudnoznanstveno literaturo.

NAČRTUJ

naravni izviri ogljikovodiki. Zemeljski plin. Povezani naftni plini.
Nafta in naftni derivati, njihova uporaba.
Termični in katalitski kreking.
Proizvodnja koksa in problem pridobivanja tekočega goriva.
Iz zgodovine razvoja OJSC Rosneft-KNOS.
Proizvodna zmogljivost tovarne. Proizvedeni izdelki.
Komunikacija s kemijskim laboratorijem.
Varstvo okolja v tovarni.
Rastlinski načrti za prihodnost.

Naravni viri ogljikovodikov.
Zemeljski plin. Povezani naftni plini

Pred veliko domovinsko vojno industrijske zaloge zemeljski plin so bili znani v regiji Karpatov, na Kavkazu, v regiji Volge in na severu (Komi ASSR). Preučevanje zalog zemeljskega plina je bilo povezano le z iskanjem nafte. Industrijske zaloge zemeljskega plina so leta 1940 znašale 15 milijard m 3 . Nato so odkrili plinska polja na severnem Kavkazu, v Zakavkazju, Ukrajini, na Volgi, Srednja Azija, Zahodna Sibirija in Daljni vzhod. Vklopljeno
1. januarja 1976 so raziskane zaloge zemeljskega plina znašale 25,8 bilijona m 3, od tega 4,2 bilijona m 3 (16,3%) v evropskem delu ZSSR, 21,6 bilijona m 3 (83,7%), vključno z
18,2 bilijona m 3 (70,5%) - v Sibiriji in na Daljnem vzhodu, 3,4 bilijona m 3 (13,2%) - v Srednji Aziji in Kazahstanu. Od 1. januarja 1980 so potencialne zaloge zemeljskega plina znašale 80–85 bilijonov m 3, raziskane - 34,3 bilijona m 3. Poleg tega so se zaloge povečale predvsem zaradi odkritja nahajališč v vzhodnem delu države - tam so bile raziskane zaloge na ravni približno
30,1 bilijona m 3, kar je bilo 87,8 % vsezvezne.
Danes ima Rusija 35 % svetovnih zalog zemeljskega plina, kar je več kot 48 trilijonov m 3 . Glavna področja pojavljanja zemeljskega plina v Rusiji in državah CIS (polja):

Zahodnosibirska naftna in plinska provinca:
Urengojskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye, Nadymskoye, Tazovskoye – Yamalo-Nenetsko avtonomno okrožje;
Pokhromskoye, Igrimskoye - Berezovskaya plinonosna regija;
Meldzhinskoye, Luginetskoye, Ust-Silginskoye - plinonosna regija Vasyugan.
Volga-Uralska naftna in plinska provinca:
najpomembnejše je Vuktylskoye, v naftni in plinski regiji Timan-Pechora.
Srednja Azija in Kazahstan:
najpomembnejši v srednji Aziji je Gazli v Ferganski dolini;
Kyzylkum, Bairam-Ali, Darvaza, Achak, Shatlyk.
Severni Kavkaz in Zakavkazje:
Karadag, Duvanny - Azerbajdžan;
Dagestanske luči - Dagestan;
Severo-Stavropolskoye, Pelachiadinskoye - Stavropol regija;
Leningradskoye, Maykopskoye, Staro-Minskoye, Berezanskoye - Krasnodarsko ozemlje.

Znana so tudi nahajališča zemeljskega plina v Ukrajini, na Sahalinu in na Daljnem vzhodu.
Po zalogah zemeljskega plina izstopa Zahodna Sibirija (Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye). Industrijske rezerve tukaj dosegajo 14 trilijonov m 3 . Plinskokondenzatna polja Yamal (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye itd.) Zdaj pridobivajo poseben pomen. Na njihovi podlagi se izvaja projekt Yamal-Europe.
Proizvodnja zemeljskega plina je zelo koncentrirana in osredotočena na območja z največjimi in najbolj donosnimi nahajališči. Samo pet nahajališč - Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye in Orenburgskoye - vsebuje 1/2 vseh industrijskih rezerv Rusije. Zaloge Medvezhye so ocenjene na 1,5 bilijona m 3, Urengoy pa na 5 bilijonov m 3.
Naslednja značilnost je dinamična lokacija proizvodnih območij zemeljskega plina, kar je razloženo s hitrim širjenjem meja identificiranih virov, pa tudi relativno enostavnostjo in poceni njihove vključitve v razvoj. zadaj kratkoročno glavni centri za proizvodnjo zemeljskega plina so se iz Povolžja preselili v Ukrajino, na Severni Kavkaz. Nadaljnji teritorialni premiki so bili posledica razvoja nahajališč v Zahodni Sibiriji, Srednji Aziji, Uralu in severu.

Po razpadu ZSSR je v Rusiji prišlo do zmanjšanja obsega proizvodnje zemeljskega plina. Padec je bil opazen predvsem v severni gospodarski regiji (8 milijard m 3 leta 1990 in 4 milijarde m 3 leta 1994), na Uralu (43 milijard m 3 in 35 milijard m 3 in
555 milijard m 3) in na severnem Kavkazu (6 in 4 milijarde m 3). Proizvodnja zemeljskega plina je ostala na enaki ravni v Povolžju (6 milijard kubičnih metrov) in v gospodarskih regijah Daljnega vzhoda.
Ob koncu leta 1994 je prišlo do trenda rasti proizvodnje.
Iz republik nekdanje ZSSR Ruska federacija daje največ plina, na drugem mestu je Turkmenistan (več kot 1/10), sledita Uzbekistan in Ukrajina.
Posebno pomembno je pridobivanje zemeljskega plina na polici Svetovnega oceana. Leta 1987 so polja na morju proizvedla 12,2 milijarde m 3 ali približno 2 % plina, proizvedenega v državi. Proizvodnja povezanega plina je v istem letu znašala 41,9 bcm. Za številna območja je ena od rezerv plinastega goriva uplinjanje premoga in skrilavca. Podzemno uplinjanje premoga se izvaja v Donbassu (Lysichansk), Kuzbassu (Kiselevsk) in Moskovskem bazenu (Tula).
Zemeljski plin je bil in ostaja pomemben izvozni izdelek v ruski zunanji trgovini.
Glavni centri za predelavo zemeljskega plina se nahajajo na Uralu (Orenburg, Shkapovo, Almetyevsk), v Zahodni Sibiriji (Nižnevartovsk, Surgut), v Povolžju (Saratov), ​​na Severnem Kavkazu (Grozni) in v drugih plinskih območjih. nosilne pokrajine. Opaziti je mogoče, da se obrati za predelavo plina nagibajo k virom surovin - nahajališčem in velikim plinovodom.
Najpomembnejša uporaba zemeljskega plina je kot gorivo. V zadnjem času je opaziti trend povečanja deleža zemeljskega plina v bilanci goriva v državi.

Najbolj cenjen zemeljski plin z visoko vsebnostjo metana je Stavropol (97,8% CH 4), Saratov (93,4%), Urengoy (95,16%).
Zaloge zemeljskega plina na našem planetu so zelo velike (približno 1015 m 3). V Rusiji je znanih več kot 200 nahajališč, ki se nahajajo v Zahodni Sibiriji, v Volga-Uralskem bazenu, na Severnem Kavkazu. Rusija je po zalogah zemeljskega plina na prvem mestu na svetu.
Zemeljski plin je najdragocenejša vrsta goriva. Pri zgorevanju plina se sprosti veliko toplote, zato služi kot energetsko učinkovito in poceni gorivo v kotlovnicah, plavžih, marševih pečeh in pečeh za taljenje stekla. Uporaba zemeljskega plina v proizvodnji omogoča znatno povečanje produktivnosti dela.
Zemeljski plin je vir surovin za kemično industrijo: proizvodnjo acetilena, etilena, vodika, saj, raznih plastičnih mas, ocetne kisline, barvil, zdravil in drugih izdelkov.

Prehajanje naftni plin - to je plin, ki obstaja skupaj z nafto, je raztopljen v nafti in se nahaja nad njim, tako da pod pritiskom tvori "plinsko kapo". Na izhodu iz vrtine tlak pade, pripadajoči plin pa se loči od nafte. Tega plina v preteklosti niso uporabljali, ampak so ga preprosto zažgali. Trenutno se zajema in uporablja kot gorivo in dragocena kemična surovina. Možnosti uporabe sorodnih plinov so še širše kot pri zemeljskem plinu. njihova sestava je bogatejša. Sorodni plini vsebujejo manj metana kot zemeljski plin, vendar vsebujejo znatno več homologov metana. Zaradi racionalnejše uporabe pripadajočega plina ga delimo na zmesi ožje sestave. Po ločitvi dobimo plinski bencin, propan in butan, suh plin. Pridobivajo se tudi posamezni ogljikovodiki - etan, propan, butan in drugi. Z njihovo dehidrogenacijo dobimo nenasičene ogljikovodike - etilen, propilen, butilen itd.

Nafta in naftni derivati, njihova uporaba

Olje je oljnata tekočina z ostrim vonjem. Najdemo ga na mnogih mestih po svetu, prepoji porozne kamnine na različnih globinah.
Po mnenju večine znanstvenikov je nafta geokemično spremenjen ostanek rastlin in živali, ki so nekoč naseljevale zemeljsko oblo. To teorijo o organskem izvoru olja podpira dejstvo, da olje vsebuje nekaj dušikovih snovi – produktov razgradnje snovi, prisotnih v rastlinskih tkivih. Obstajajo tudi teorije o anorganskem izvoru nafte: njen nastanek kot posledica delovanja vode v plasteh sveta na vroče kovinske karbide (spojine kovin z ogljikom), čemur sledi sprememba nastalih ogljikovodikov pod vplivom visoke temperature, visok pritisk, izpostavljenost kovinam, zraku, vodiku itd.
Ko se nafta črpa iz naftonosnih plasti, ki včasih ležijo v zemeljski skorji na globini več kilometrov, nafta pride na površje pod pritiskom plinov, ki se nahajajo na njej, ali pa jo črpajo črpalke.

Danes je naftna industrija velik nacionalni gospodarski kompleks, ki živi in ​​se razvija po svojih zakonitostih. Kaj danes pomeni nafta za nacionalno gospodarstvo države? Nafta je surovina za petrokemijo pri proizvodnji sintetičnega kavčuka, alkoholov, polietilena, polipropilena, široke palete različnih plastičnih mas in končnih izdelkov iz njih, umetnih tkanin; vir za proizvodnjo motornih goriv (bencin, kerozin, dizel in reaktivna goriva), olj in maziv ter kotlovskega in kurilnega goriva (kurilno olje), gradbenih materialov (bitumen, katran, asfalt); surovina za pridobivanje številnih beljakovinskih pripravkov, ki se uporabljajo kot dodatki krmi za spodbujanje rasti živine.
Nafta je naše nacionalno bogastvo, vir moči države, temelj njenega gospodarstva. Naftni kompleks Rusije vključuje 148 tisoč naftnih vrtin, 48,3 tisoč km glavnih naftovodov, 28 rafinerij nafte s skupno zmogljivostjo več kot 300 milijonov ton nafte na leto, pa tudi veliko število drugih proizvodnih zmogljivosti.
V podjetjih naftne industrije in njenih storitvenih dejavnosti je zaposlenih približno 900.000 ljudi, od tega približno 20.000 ljudi na področju znanosti in znanstvenih storitev.
V zadnjih desetletjih so se v strukturi industrije goriv zgodile temeljne spremembe, povezane z zmanjšanjem deleža premogovništva ter rastjo proizvodnje in predelave nafte in plina. Če so leta 1940 znašali 20,5%, potem leta 1984 - 75,3% celotne proizvodnje mineralnih goriv. Zdaj prihajata v ospredje zemeljski plin in premog iz površinskih kopov. Zmanjšala se bo poraba nafte za energetske namene, nasprotno, razširila se bo njena uporaba kot kemične surovine. Trenutno v strukturi goriva in energetske bilance nafta in plin predstavljata 74 %, medtem ko delež nafte upada, medtem ko delež plina narašča in znaša približno 41 %. Delež premoga je 20 %, preostalih 6 % je električna energija.
Rafinacijo nafte sta prva začela brata Dubinin na Kavkazu. Primarna rafinacija nafte je destilacija. Destilacija se izvaja v rafinerijah po ločevanju naftnih plinov.

Iz nafte so izolirani številni izdelki velikega praktičnega pomena. Najprej se iz njega odstranijo raztopljeni plinasti ogljikovodiki (predvsem metan). Po destilaciji hlapnih ogljikovodikov se olje segreje. Ogljikovodiki z majhnim številom ogljikovih atomov v molekuli, ki imajo razmeroma nizko vrelišče, prvi preidejo v stanje pare in se oddestilirajo. Ko se temperatura mešanice dvigne, se destilirajo ogljikovodiki z višjim vreliščem. Na ta način se lahko zbirajo posamezne mešanice (frakcije) olja. Najpogosteje s to destilacijo dobimo štiri hlapne frakcije, ki jih nato podvržemo nadaljnjemu ločevanju.
Glavne frakcije olja so naslednje.
Bencinska frakcija, zbrano od 40 do 200 ° C, vsebuje ogljikovodike od C 5 H 12 do C 11 H 24. Po nadaljnji destilaciji izolirane frakcije se bencin (t kip = 40–70 °C), bencin
(t kip \u003d 70–120 ° С) - letalstvo, avtomobili itd.
Naftna frakcija, zbrano v območju od 150 do 250 ° C, vsebuje ogljikovodike od C 8 H 18 do C 14 H 30. Nafta se uporablja kot gorivo za traktorje. Velike količine nafte se predelajo v bencin.
Kerozinska frakcija vključuje ogljikovodike od C 12 H 26 do C 18 H 38 z vreliščem od 180 do 300 °C. Kerozin se po rafinaciji uporablja kot gorivo za traktorje, reaktivna letala in rakete.
Frakcija plinskega olja (t bala > 275 °C), drugače imenovana dizelsko gorivo.
Ostanek po destilaciji olja - kurilno olje- vsebuje ogljikovodike z velikim številom ogljikovih atomov (do več deset) v molekuli. Kurilno olje se frakcionira tudi z destilacijo pod znižanim tlakom, da se prepreči razgradnja. Kot rezultat, dobite sončna olja(dizelsko gorivo), mazalna olja(avtotraktorski, letalski, industrijski itd.), petrolatum(tehnični vazelin se uporablja za mazanje kovinskih izdelkov za zaščito pred korozijo, prečiščen vazelin se uporablja kot osnova za kozmetiko in v medicini). Iz nekaterih vrst olja parafin(za proizvodnjo vžigalic, sveč ipd.). Po destilaciji ostanejo hlapne komponente iz kurilnega olja katran. Široko se uporablja pri gradnji cest. Poleg predelave v mazalna olja se kurilno olje uporablja tudi kot tekoče gorivo v kotlovnicah. Bencin, pridobljen pri destilaciji nafte, ne zadostuje za pokritje vseh potreb. V najboljšem primeru lahko do 20% bencina pridobimo iz nafte, ostalo so izdelki z visokim vreliščem. V zvezi s tem se je kemija soočila z nalogo iskanja načinov za pridobivanje bencina v velikih količinah. Priročen način je bil najden s pomočjo teorije o strukturi organskih spojin, ki jo je ustvaril A.M. Butlerov. Produkti destilacije olja z visokim vreliščem so neprimerni za uporabo kot pogonsko gorivo. Njihovo visoko vrelišče je posledica dejstva, da so molekule takih ogljikovodikov predolge verige. Če razgradimo velike molekule, ki vsebujejo do 18 ogljikovih atomov, dobimo produkte z nizkim vreliščem, kot je bencin. Tej poti je sledil ruski inženir V. G. Šuhov, ki je leta 1891 razvil metodo za cepitev kompleksnih ogljikovodikov, kasneje imenovano kreking (kar pomeni cepitev).

Temeljna izboljšava krekinga je bila uvedba procesa katalitskega krekinga v prakso. Ta postopek je leta 1918 prvič izvedel N.D. Zelinsky. Katalitski kreking je omogočil pridobivanje letalskega bencina v velikem obsegu. V enotah za katalitski kreking pri temperaturi 450 °C pod delovanjem katalizatorjev pride do cepitve dolgih ogljikovih verig.

Termični in katalitski kreking

Glavni način predelave oljnih frakcij so različne vrste krekinga. Prvič (1871–1878) je kreking nafte v laboratorijskem in polindustrijskem obsegu izvedel A.A. Letniy, uslužbenec Sanktpeterburškega tehnološkega inštituta. Prvi patent za napravo za krekiranje je vložil Šuhov leta 1891. Krekiranje je postalo razširjeno v industriji od leta 1920.
Kreking je termična razgradnja ogljikovodikov in drugo sestavnih delov olje. Višja kot je temperatura, večja je stopnja krekinga in večji je izkoristek plinov in aromatov.
Pri krekingu oljnih frakcij se poleg tekočih produktov proizvaja izjemno pomembna surovina - plini, ki vsebujejo nenasičene ogljikovodike (olefine).
Obstajajo naslednje glavne vrste razpok:
tekoča faza (20–60 atm, 430–550 °C), daje nenasičen in nasičen bencin, izkoristek bencina je približno 50%, plini 10%;
headspace(navadno oz nizek pritisk, 600 °C), daje nenasičen aromatski bencin, izkoristek je manjši kot pri krekingu v tekoči fazi, nastane velika količina plinov;
piroliza olje (normalni ali znižani tlak, 650–700 °C), daje mešanico aromatskih ogljikovodikov (pirobenzen), izkoristek okoli 15 %, več kot polovica surovine se pretvori v pline;
destruktivno hidrogeniranje (tlak vodika 200–250 atm, 300–400 ° C v prisotnosti katalizatorjev - železa, niklja, volframa itd.), daje mejni bencin z izkoristkom do 90%;
katalitsko krekiranje (300–500 ° C v prisotnosti katalizatorjev - AlCl 3, aluminosilikatov, MoS 3, Cr 2 O 3 itd.), Daje plinaste produkte in visokokakovosten bencin s prevlado aromatskih in nasičenih ogljikovodikov izostrukture.
V tehnologiji je t.i katalitsko reformiranje– pretvorbo bencina nizke kakovosti v visokooktanske bencine visoke kakovosti ali aromatske ogljikovodike.
Glavne reakcije pri krekingu so reakcije cepitve ogljikovodikovih verig, izomerizacije in ciklizacije. Prosti ogljikovodikovi radikali imajo v teh procesih ogromno vlogo.

Proizvodnja koksa
in problem pridobivanja tekočega goriva

Zaloge črni premog v naravi močno presega zaloge nafte. Zato je premog najpomembnejša vrsta surovine za kemično industrijo.
Trenutno industrija uporablja več načinov predelave premoga: suho destilacijo (koksanje, polkoksanje), hidrogeniranje, nepopolno zgorevanje in proizvodnjo kalcijevega karbida.

Suha destilacija premoga se uporablja za pridobivanje koksa v metalurgiji ali gospodinjskega plina. Pri koksanju premoga dobimo koks, premogov katran, katransko vodo in koksne pline.
Premogov katran vsebuje široko paleto aromatskih in drugih organskih spojin. Z destilacijo pri normalnem tlaku se loči na več frakcij. Iz premogovega katrana se pridobivajo aromatski ogljikovodiki, fenoli itd.
koksni plini vsebujejo predvsem metan, etilen, vodik in ogljikov monoksid (II). Nekatere sežgejo, nekatere reciklirajo.
Hidrogeniranje premoga poteka pri 400–600 °C pod tlakom vodika do 250 atm v prisotnosti katalizatorja, železovih oksidov. Pri tem nastane tekoča mešanica ogljikovodikov, ki so običajno izpostavljeni hidrogeniranju na niklju ali drugih katalizatorjih. Rjave premoge nizke kakovosti je mogoče hidrogenirati.

Kalcijev karbid CaC 2 se pridobiva iz premoga (koks, antracit) in apna. Kasneje se pretvori v acetilen, ki se uporablja v kemični industriji vseh držav v vedno večjem obsegu.

Iz zgodovine razvoja OJSC Rosneft-KNOS

Zgodovina razvoja tovarne je tesno povezana z naftno in plinsko industrijo Kubana.
Začetki pridobivanja nafte pri nas so daleč. Nazaj v X stoletju. Azerbajdžan je trgoval z nafto z različnimi državami. Na Kubanu se je industrijski razvoj nafte začel leta 1864 v regiji Maykop. Na zahtevo vodje Kubanske regije generala Karmalina je D. I. Mendelejev leta 1880 podal mnenje o vsebnosti nafte v Kubanu: Ilskaya.
V letih prvih petletnih načrtov so bila opravljena obsežna raziskovalna dela in začela se je komercialna proizvodnja nafte. Povezani naftni plin se je delno uporabljal kot gorivo v gospodinjstvih v delavskih naseljih in večina tega dragocenega izdelka so zažgali na baklah. Da bi odpravili potratnost naravnih virov, se je Ministrstvo za naftno industrijo ZSSR leta 1952 odločilo zgraditi tovarno plina in bencina v vasi Afipsky.
Leta 1963 je bil podpisan akt o zagonu prve stopnje tovarne plina in bencina Afipsky.
V začetku leta 1964 se je začela predelava plinskih kondenzatov iz Krasnodarskega ozemlja s proizvodnjo bencina A-66 in dizelskega goriva. Surovina je bil plin iz Kanevskega, Berezanskega, Leningradskega, Majkopskega in drugih velikih polj. Z izboljšanjem proizvodnje je osebje tovarne obvladalo proizvodnjo letalskega bencina B-70 in bencina A-72.
Avgusta 1970 sta začeli obratovati dve novi tehnološki enoti za predelavo plinskega kondenzata s proizvodnjo aromatov (benzen, toluen, ksilen): sekundarna destilacija in katalitski reforming. Hkrati so bile zgrajene čistilne naprave z biološkim čiščenjem odpadnih voda ter blagovno-surovinska baza obrata.
Leta 1975 je začela obratovati naprava za proizvodnjo ksilenov, leta 1978 pa uvožena demetilacija toluena. Tovarna je postala ena vodilnih v Minneftepromu za proizvodnjo aromatskih ogljikovodikov za kemično industrijo.
Da bi izboljšali strukturo upravljanja podjetja in organizacijo proizvodnih enot, je bilo januarja 1980 ustanovljeno proizvodno združenje Krasnodarnefteorgsintez. Združenje je vključevalo tri tovarne: mesto Krasnodar (deluje od avgusta 1922), rafinerija nafte Tuapse (deluje od leta 1929) in rafinerija nafte Afipsky (deluje od decembra 1963).
Decembra 1993 je bilo podjetje reorganizirano, maja 1994 pa se je OJSC Krasnodarnefteorgsintez preimenoval v OJSC Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez.

Članek je bil pripravljen s podporo Met S LLC. Če se morate znebiti litoželezne kadi, umivalnika ali drugega kovinskega smeti, potem bi bila najboljša rešitev, da se obrnete na podjetje Met C. Na spletni strani, ki se nahaja na "www.Metalloloms.Ru", lahko, ne da bi zapustili zaslon monitorja, naročite razstavljanje in odvoz odpadnih kovin po ugodni ceni. Podjetje Met S zaposluje samo visoko usposobljene strokovnjake z dolgoletnimi delovnimi izkušnjami.

Konec, da bi bil

 

Morda bi bilo koristno prebrati: