Таблиця природних джерел вуглеводнів. Природні джерела вуглеводнів


Основні джерела вуглеводнів - нафта, природний та попутний нафтовий газы, вугілля. Запаси їх не безмежні. За оцінками вчених, за сучасних темпів видобуток і споживань їх вистачить: нафти – 30 – 90 років, газу – на 50 років, вугілля – на 300 років.

Нафта та її склад:

Нафта-масляниста рідина від світло-коричневого до темно-бурого, майже чорного кольору з характерним запахом, у воді не розчиняється, утворює на поверхні води плівку, яка не пропускає повітря. Нафта-масляниста рідина світло-коричневого до темно-бурого, майже чорного кольору, з характерним запахом, у воді не розчиняється, утворює на поверхні води плівку, яка не пропускає повітря. Нафта-це складна суміш насичених та ароматичних вуглеводнів, циклопарафіном, а також деяких органічних сполук, що містять гетероатоми - кисень, сірку, азот та тр. Яких тільки захоплених імен не давали люди нафти: Чорне золото», та «Кров землі». Нафта і справді заслуговує на наш захоплення і шляхетність.

За складом нафта буває: парафінова - складається з алканів з прямим і розгалуженим ланцюгом; нафтенова - містить граничні циклічні вуглеводні; ароматична - включає ароматичні вуглеводні (бензол і його гомологи). Незважаючи на складний компонентний склад, елементний склад нафт більш-менш однаковий: в середньому 82-87% вуглеводню, 11-14% водню, 2-6% ін.елементів (кисень, сірка, азот).

Трохи історії .

У 1859 р. у США, у штаті Пенсільванія 40-річний Едвін Дрейк за допомогою власної завзятості, грошей нафтової копані та старого парового двигуна пробурив свердловину глибиною 22 метри і витяг з неї першу нафту.

Пріоритет Дрейка як піонера у сфері буріння нафтових свердловин оспорюється, проте його ім'я все одно пов'язане з початком нафтової ери. Нафта виявили у багатьох частинах світу. Людство нарешті придбало у великій кількості чудове джерело штучного освітлення.

Яке походження нафти?

Серед учених домінували дві основні концепції: органічна і неорганічна. Згідно з першою концепцією, органічні залишки, поховані в осадових породах, з часом розкладаються, перетворюючись на нафту, вугілля та природний газ; більш рухливі нафта і газ потім накопичуються у верхніх пластах осадових порід, що мають пори. Інші вчені стверджують, що нафта утворюється на "великих глибинах у мантії Землі".

Російський учений – хімік Д.І Менделєєв був прихильником неорганічної концепції. У 1877 р. він запропонував мінеральну (карбідну) гіпотезу, згідно з якою виникнення нафти пов'язане з проникненням води в глиб Землі за розломами, де під впливом її на «вуглецеві метали» та виходять вуглеводні.

Якби була гіпотеза космічного походження нафти – з вуглеводнів, які у газовій оболонці Землі ще під час її зоряного стану.

Природний газ-«блакитне золото».

Наша країна займає перше місце у світі за запасом природного газу. Найважливіші родовища цього цінного палива перебувають у Західного Сибіру(Уренгойське, Заполярне), у Волго-Уральському басейні (Вуктильське, Оренбурзьке), на Північному Кавказі (Ставропольське).

Для видобутку газу зазвичай застосовується фонтанний спосіб. Щоб газ почав надходити на поверхню, достатньо відкрити свердловину, пробурену в газоносному шарі.

Природний газ використовується без попереднього поділу, тому що піддається очищенню ще до транспортування. З нього видаляють зокрема: механічні домішки, водяні пари, сірководень та ін. агресивні компоненти…. Практично чистий метан, що залишився, витрачається, по першеяк паливо: висока теплота згоряння; екологічно; зручно добувати, транспортувати, спалювати, тому що агрегатний стан - газ.

По-друге, метан стає сировиною для отримання ацетилену, сажі та водню; для виробництва ненасичених вуглеводнів, в першу чергу етилену та пропілену; для органічного синтезу: метилового спирту, формальдегіду, ацетону, оцтової кислоти та багато іншого.

Попутний нафтовий газ

Попутний нафтовий газ за своїм походженням теж є природним газом. Особливу назву він отримав тому, що знаходиться у покладах разом із нафтою – він розчинений у ній. При вилучення нафти на поверхню він внаслідок різкого падіння тиску відокремлюється від неї. Росія займає одне з перших місць за запасами попутного газу та його видобутку.

Склад попутного нафтового газу відрізняється від природного газу-в ньому набагато більше етану, пропану, бутану та ін. вуглеводнів. Крім того, до його складу входять такі рідкісні на Землі гази, як аргон та гелій.

Попутний нафтовий газ - цінна хімічна сировина, з неї можна отримати більше речовин, ніж із газу. Вилучають для хімічної переробки та індивідуальні вуглеводні: етан, пропан, бутан та ін. З них отримують ненасичені вуглеводні реакцією дегідрування.

Кам'яне вугілля

Запаси кам'яного вугілляу природі значно перевищую запаси нафти та газу. Вугілля - складна суміш речовин, що складається з різних сполук вуглецю, водню, кисню, азоту та сірки. До складу вугілля входять такі мінеральні речовини, що містять сполуки багатьох інших елементів.

Кам'яне вугілля мають склад: вуглець - до 98%, водень - до 6%, азот, сірка, кисень - до 10%. Але в природі буває ще й буре вугілля. Їх склад: вуглець-до 75%, водень-до 6%, азот, кисень-до 30%.

Основний спосіб переробки вуглецю - піроліз (кокосування) - розкладання органічних речовин без доступу повітря при високій температурі (близько 1000 С). При цьому виходять такі продукти: кокс (штучне тверде паливо підвищеної міцності, що широко використовується в металургії); кам'яновугільна смола (використовується в хімічній галузі промисловості); кокосовий газ (використовується в хімічній галузі промисловості та як паливо.)

Коксовий газ

Летючі сполуки (коксовий газ), що утворюються при термічному розкладанні кам'яного вугілля, надходять до загальної збірки. Тут коксовий газ охолоджують і пропускають через електрофільтри відділення кам'яновугільної смоли. У газозбірнику одночасно зі смолою конденсується і вода, в якій розчиняються аміак, сірководень, фенол та інші речовини. З несконденсованого коксового газу виділяють водень для різних синтезів.

Після перегонки кам'яновугільної смоли залишається тверда речовина – пек, яка використовується для приготування електродів та покрівельного толю.

Переробка нафти

Переробка нафти, або ректифікація - це процес термічного поділу нафти та нафти продуктів на фракції за температурою кипіння.

Перегонка – це фізичний процес.

Існує два методи переробки нафти: фізичний (первинна переробка) та хімічний (вторинна переробка).

Первинну переробку нафти здійснює в колоні ректифікації- апараті для поділу рідких сумішей речовин, що відрізняються за температурою кипіння.

Фракції нафти та основні сфери їх використання:

Бензин - автомобільне паливо;

Гас - авіаційне паливо;

Лігроін-виробництво пластмас, сировина для вторинної переробки;

Газойль-дизельне та котельне паливо, сировина для вторинної переробки;

Мазут-заводське паливо, парафіни, мастила, бітуми.

Способи очищення від нафтових плям :

1) Поглинання-Усім вам відомі солома та торф. Вони поглинають нафту, після чого можна акуратно зібрати та вивезти з подальшим знищенням. Цей метод годиться лише за умов штилю і лише невеликих плям. Спосіб дуже популярний останнім часом через свою дешевизну та високу ефективність.

Підсумок: Метод дешевий, залежний від умов.

2) Самоліквідація: цей метод застосовують у тому випадку, якщо нафта розлита далеко від берегів і пляма невелика (у цьому випадку пляма краще зовсім не чіпати). Поступово воно розчиниться у воді та частково випарується. Іноді нафту не зникає і через кілька років, дрібні плями досягають узбережжя у вигляді шматочків слизької смоли.

Підсумок: не використовують хімічні препарати; Нафта тримається на поверхні тривалий час.

3) Біологічна: Технологія, основу якої лежить використання мікроорганізмів, здатних окислювати вуглеводні.

Підсумок: мінімальні збитки; видалення нафти з поверхні, але метод трудомісткий і тривалий.

Основними природними джерелами вуглеводнів є нафту, газ, вугілля. З них виділяють більшу частину речовин органічної хімії. Докладніше про цей клас органічних речовин говоримо нижче.

Склад корисних копалин

Вуглеводні - найбільші класові органічні речовини. До них відносяться ациклічні (лінійні) та циклічні класи сполук. Виділяють насичені (граничні) та ненасичені (ненасичені) вуглеводні.

До граничних вуглеводнів відносять сполуки з одинарними зв'язками:

  • алкани- Лінійні з'єднання;
  • циклоалкани- Циклічні речовини.

До ненасичених вуглеводнів відносяться речовини з кратними зв'язками:

  • алкени- Містять один подвійний зв'язок;
  • алкіни- містять один потрійний зв'язок;
  • алкадієни- Включають два подвійні зв'язки.

Окремо виділяють клас аренів або ароматичних вуглеводнів, що містять бензольне кільце.

Мал. 1. Класифікація вуглеводнів.

З корисних копалин виділяють газоподібні та рідкі вуглеводні. У таблиці природні джерела вуглеводнів описані докладніше.

Джерело

Види

Алкани, циклоалкани, арени, кисень, азот, сірковмісні сполуки
  • природний - суміш газів, що у природі;
  • попутний - газоподібна суміш, розчинена в нафті або яка знаходиться над нею

Метан з домішками (не більше 5%): пропан, бутан, вуглекислий газ, азот, сірководень, водяна пара. У природному газі більше метану, ніж у попутному
  • антрацит - включає 95% вуглецю;
  • кам'яний – містить 99% вуглецю;
  • бурий - на 72% складається з вуглецю

Вуглець, водень, сірка, азот, кисень, вуглеводні

Щорічно у Росії видобувається понад 600 млрд. м3 газу, 500 млн. тонн нафти, 300 млн. тонн вугілля.

Переробка

Корисні копалини використовують у переробленому вигляді. Кам'яне вугілля прожарюють без доступу кисню (процес коксування), щоб виділити кілька фракцій:

  • коксовий газ- суміш метану, оксидів вуглецю (II) та (IV), аміаку, азоту;
  • кам'яновугільна смола- суміш бензолу, його гомологів, фенолу, аренів, гетероциклічних сполук;
  • аміачна вода- суміш аміаку, фенолу, сірководню;
  • кокс- Кінцевий продукт коксування, що містить чистий вуглець.

Мал. 2. Коксування.

Одна з провідних галузей світової промисловості – переробка нафти. Нафта, що видобувається з надр землі, називається сирою. Вона піддається переробці. Спочатку проводиться механічне очищення від домішок, потім очищену нафту переганяють для отримання різних фракцій. У таблиці описано основні фракції нафти.

Фракція

склад

Що отримують

Газоподібні алкани від метану до бутану.

Бензинова

Алкани від пентану (З 5 Н 12) до ундекану (З 11 Н 24)

Бензин, ефіри

Лігроінова

Алкани від октану (З 8 Н 18) до тетрадекану (З 14 Н 30)

Лігроїн (важкий бензин)

Гасова

Дизельна

Алкани від тридекану (З 13 Н 28) до нонадекану (З 19 Н 36)

Алкани від пентадекану (З 15 Н 32) до пентаконтану (З 50 Н 102)

Мастильні олії, вазелін, бітум, парафін, гудрон

Мал. 3. Перегонка нафти.

З вуглеводнів виготовляються пластмаси, волокна, медикаменти. Метан і пропан використовуються як побутове паливо. Кокс використовується у виробництві чавуну, сталі. З аміачної води виробляють азотну кислоту, аміак, добрива. Гудрон застосовується у будівництві.

Що ми дізналися?

З теми уроку довідалися, з яких природних джерел виділяють вуглеводні. Як сировина органічних сполук використовуються нафта, кам'яне вугілля, природний та попутний гази. Корисні копалини очищають і ділять на фракції, у тому числі отримують придатні виробництва чи прямого використання речовини. З нафти виробляють рідке паливо, олії. Гази містять метан, пропан, бутан, що використовуються як побутове паливо. З кам'яного вугілля виділяють рідку та тверду сировину для виробництва сплавів, добрив, медикаментів.

Тест на тему

Оцінка доповіді

Середня оцінка: 4.2. Усього отримано оцінок: 289.

Ціль.Узагальнити знання про природні джерела органічних сполук та їх переробку; показати успіхи та перспективи розвитку нафтохімії та коксохімії, їх роль у технічному прогресікраїни; поглибити знання з курсу економічної географії про газову галузь промисловості, сучасних напрямкахпереробки газу, сировинної та енергетичної проблеми; розвивати самостійність у роботі з підручником, довідковою та науково-популярною літературою.

ПЛАН

Природні джерелавуглеводнів. Природний газ. Супутні нафтові гази.
Нафта та нафтопродукти, їх застосування.
Термічний та каталітичний крекінг.
Коксохімічне виробництво та проблема отримання рідкого палива.
З розвитку ВАТ «Роснефть – КНОС».
Виробничі потужності заводу. Продукція, що випускається.
Зв'язок із хімлабораторією.
Охорона довкілляна заводі.
Плани заводу майбутнє.

Природні джерела вуглеводнів.
Природний газ. Попутні нафтові гази

До Великої Вітчизняної війнипромислові запаси природного газубули відомі в Прикарпатті, на Кавказі, у Заволжі та на Півночі (Комі АРСР). Вивчення запасів газу було пов'язане лише з розвідкою нафти. Промислові запаси газу в 1940 р. становили 15 млрд м 3 . Потім родовища газу були виявлені на Північному Кавказі, на Закавказзі, на Україні, на Поволжі,Середньої Азії , Західного Сибіру та наДалекому Сході
. на
1 січня 1976 р. розвідані запаси газу становили 25,8 трлн м 3 , їх у європейській частині СРСР – 4,2 трлн м 3 (16,3%), Сході – 21,6 трлн м 3 (83,7 %), в тому числі
18,2 трлн м 3 (70,5%) – у Сибіру та Далекому Сході, 3,4 трлн м 3 (13,2%) – у Середній Азії та Казахстані. Станом на 1 січня 1980 р. потенційні запаси природного газу становили 80-85 трлн м 3 , розвідані - 34,3 трлн м 3 . Причому запаси збільшилися головним чином завдяки відкриттю родовищ у східній частині країни – розвідані запаси були на рівні близько
30,1 трлн м3, що становило 87,8% від загальносоюзних.

Сьогодні Росія має 35% від світових запасів газу, що становить понад 48 трлн м 3 . Основні райони залягання природного газу Росією та країнами СНД (родовища):
Західно-сибірська нафтогазоносна провінція:
Уренгойське, Ямбурзьке, Заполярне, Ведмеже, Надимське, Тазовське - Ямало-Ненецький АТ;
Похромське, Ігримське – Березівська газоносна область;
Волго-Уральська нафтогазоносна провінція:
найбільш значне – Вуктилське, у Тімано-Печорській нафтогазоносній області.
Середня Азія та Казахстан:
найбільш значне у Середній Азії – Газлінське, у Ферганській долині;
Кизилкумське, Байрам-Алійське, Дарвазинське, Ачацьке, Шатлицьке.
Північний Кавказ і Закавказзя:
Карадаг, Дуван – Азербайджан;
Дагестанські вогні - Дагестан;
Північно-Ставропольське, Пелачіадінське – Ставропольський край;
Ленінградське, Майкопське, Старо-Мінське, Березанське - Краснодарський край.

Також родовища природного газу відомі на Україні, Сахаліні та Далекому Сході.
За запасами природного газу виділяється Західний Сибір (Уренгойське, Ямбурзьке, Заполярне, Ведмеже). Промислові запаси тут сягають 14 трлн м 3 . Особливо важливе значеннянині набувають ямальські газоконденсатні родовища (Бованенківське, Крузенштернське, Харасавейське та ін.). На їх основі відбувається здійснення проекту «Ямал – Європа».
Видобуток природного газу відрізняється високою концентрацією та орієнтована на райони з найбільшими та вигідними по експлуатації родовищами. Тільки п'ять родовищ – Уренгойське, Ямбурзьке, Заполярне, Ведмеже та Оренбурзьке – містять 1/2 всіх промислових запасів Росії. Запаси Ведмежого оцінюються в 1,5 трлн м 3 , а Уренгойського - 5 трлн м 3 .
Наступна особливість полягає у динамічності розміщення місць видобутку природного газу, що пояснюється швидким розширенням кордонів виявлених ресурсів, а також порівняльною легкістю та дешевизною залучення їх у розробку. За короткий строкОсновні центри з видобутку газу перемістилися з Поволжя в Україну, Північний Кавказ. Подальші територіальні зрушення викликані освоєнням родовищ Західного Сибіру, ​​Середню Азію, Уралу і Півночі.

Після розпаду СРСР у Росії відбувалося падіння обсягу видобутку газу. Спад спостерігався в основному в Північному економічному районі (8 млрд м 3 у 1990 р. та 4 млрд м 3 у 1994 р.), на Уралі (43 млрд м 3 та 35 млрд м 3), у Західно-Сибірському економічному районі (576 і
555 млрд м3) та у Північно-Кавказькому (6 та 4 млрд м3). Видобуток природного газу залишалася на колишньому рівні в Поволзькому (6 млрд м 3) та Далекосхідному економічних районах.
Наприкінці 1994 р. спостерігалася тенденція до зростання рівня видобутку.
З республік колишнього СРСР Російська Федераціядає найбільше газу, на другому місці – Туркменія (понад 1/10), далі йдуть Узбекистан та Україна.
Особливе значеннянабуває видобуток природного газу на шельфі Світового океану. У 1987 р. на морських родовищах було видобуто 12,2 млрд м 3 або близько 2% газу, видобутого в країні. Видобуток попутного газу того ж року склав 41,9 млрд м 3 . Для багатьох районів одним із резервів газоподібного палива служить газифікація вугілля та сланців.
Підземна газифікація вугілля здійснюється у Донбасі (Лисичанськ), Кузбасі (Киселівськ) та Підмосковному басейні (Тула).
Природний газ був і залишається важливим продуктом експорту у російській зовнішній торгівлі.
Основні центри переробки природного газу розташовані на Уралі (Оренбург, Шкапово, Альметьевськ), Західному Сибіру (Нижньовартовськ, Сургут), Поволжі (Саратов), на Північному Кавказі (Грозний) та інших газоносних провінціях. Можна відзначити, що комбінати газопереробки тяжіють до джерел сировини – родовищ та великих газопроводів. Найважливіше використання природного газу – як паливо.Останнім часом

йде тенденція до збільшення частки газу в паливному балансі країни.
Найбільш цінується природний газ із високим вмістом метану – це ставропольський (97,8% СН 4), саратовський (93,4%), уренгойський (95,16%).
Запаси газу на нашій планеті дуже великі (приблизно 1015 м 3 ). У Росії відомо більше 200 родовищ, вони у Західному Сибіру, ​​у Волго-Уральському басейні, на Північному Кавказі. За запасами газу перше місце у світі належить Росії.
Природний газ є найціннішим видом палива.

При згорянні газу виділяється багато теплоти, тому він служить енергетично ефективним та дешевим паливом у котельних установках, доменних, мартенівських та скловарних печах.- це газ, що існує разом з нафтою, він розчинений у нафті і знаходиться над нею, утворюючи «газову шапку», під тиском. На виході зі свердловини тиск падає, і попутний газ відокремлюється від нафти. Цей газ у минулі часи не використовувався, а просто спалювався. В даний час його вловлюють і використовують як паливо та цінну хімічну сировину. Можливості використання попутних газів навіть ширше, ніж газу, т.к. склад їх багатший. У попутних газах міститься менше метану, ніж у природному газі, але значно більше гомологів метану. Щоб використовувати попутний газ раціональніше, його поділяють на суміші вужчого складу. Після поділу одержують газовий бензин, пропан і бутан, сухий газ. Витягують і індивідуальні вуглеводні – етан, пропан, бутан та інші. Дегідруванням їх отримують ненасичені вуглеводні – етилен, пропілен, бутилен та ін.

Нафта та нафтопродукти, їх застосування

Нафта – це масляниста рідина із різким запахом. Вона зустрічається у багатьох місцях земної кулі, просочуючи пористі гірські породи на різній глибині.
На думку більшості вчених, нафта є геохімічно зміненими залишками рослин і тварин, що колись населяли земну кулю. Ця теорія органічного походження нафти підкріплюється тим, що у нафти містяться деякі азотисті речовини – продукти розпаду речовин, що у тканинах рослин. Є і теорії про неорганічне походження нафти: утворення її в результаті дії води в товщах земної кулі на розпечені карбіди металів (з'єднання металів з вуглецем) з подальшою зміною вуглеводнів, що виходять під впливом високої температури, високого тиску, впливу металів, повітря, водню та ін.
При видобуванні з нафтоносних пластів, що залягають у земної кориіноді на глибині кількох кілометрів, нафта або виходить на поверхню під тиском газів, що знаходяться на ньому, або викачується насосами.

Нафтова галузь промисловості сьогодні – це великий народно-господарський комплекс, який живе та розвивається за своїми законами. Що означає нафту сьогодні для народного господарства країни? Нафта – це сировина для нафтохімії у виробництві синтетичного каучуку, спиртів, поліетилену, поліпропілену, широкої гами різних пластмас та готових виробів із них, штучних тканин; джерело для вироблення моторних палив (бензину, гасу, дизельного та реактивного палива), мастил та мастил, а також котельно-пічного палива (мазут), будівельних матеріалів (бітуми, гудрон, асфальт); сировину для отримання ряду білкових препаратів, що використовуються як добавки в корм худобі для стимуляції його зростання.
Нафта – наше національне багатство, джерело могутності країни, фундамент її економіки. Нафтовий комплекс Росії включає 148 тис. нафтових свердловин, 48,3 тис. км. магістральних нафтопроводів, 28 нафтопереробних заводів загальною потужністю понад 300 млн т/рік нафти, а такожвелика кількість
інших виробничих об'єктів.
На підприємствах нафтової галузі промисловості та галузей, що її обслуговують, зайнято близько 900 тис. працівників, у тому числі у сфері науки та наукового обслуговування – близько 20 тис. осіб.
За останні десятиліття у структурі паливної галузі промисловості відбулися докорінні зміни, пов'язані зі зменшенням частки вугільної галузі промисловості та зростанням галузей з видобутку та переробки нафти та газу. Якщо 1940 р. вони становили 20,5%, то 1984 р. – 75,3% від сумарного видобутку мінерального палива. Тепер на перший план висувається природний газ та вугілля відкритого видобутку. Споживання нафти для енергетичних цілей буде скорочено, навпаки, розшириться її використання як хімічна сировина. В даний час у структурі паливно-енергетичного балансу на нафту і газ припадає 74%, при цьому частка нафти скорочується, а частка газу зростає і становить приблизно 41%. Частка вугілля 20%, решта 6% припадає на електроенергію.

З нафти виділяють різноманітні продукти, що мають велике практичне значення. Спочатку з неї видаляють розчинені газоподібні вуглеводні (переважно метан). Після відгону летких вуглеводнів нафту нагрівають. Першими переходять у пароподібний стан і відганяються вуглеводні з небільшим числом
атомів вуглецю у молекулі, що мають відносно низьку температуру кипіння. З підвищенням температури суміші переганяються вуглеводні з вищою температурою кипіння. Таким чином, можна зібрати окремі суміші (фракції) нафти. Найчастіше при такій перегонці одержують чотири леткі фракції, які потім піддаються подальшому поділу.
Основні фракції нафти такі.Газолінова фракція , що збирається від 40 до 200 °С, містить вуглеводні від 5 Н 12 до 11 Н 24 . При подальшій перегонці виділеної фракції одержують (газолін t кіп = 40-70 ° С),
(газолінбензин
кіп = 70-120 ° С) - авіаційний, автомобільний і т.д.Лігроїнова фракція
, що збирається в межах від 150 до 250 °С, містить вуглеводні від 8 Н 18 до 14 Н 30 . Лігроїн застосовується як пальне для тракторів. Великі кількості лігроїну переробляють на бензин.Гасова фракція
включає вуглеводні від 12 Н 26 до 18 Н 38 з температурою кипіння від 180 до 300 °С. Гас після очищення використовується як паливо для тракторів, реактивних літаків та ракет. (газолінГазойльова фракція кіп > 275 °С), по-іншому називається.
дизельним паливом Залишок після перегонки нафти –мазут - Містить вуглеводні з великим числом атомів вуглецю (до багатьох десятків) в молекулі. Мазут також поділяють на фракції перегонкою під зменшеним тиском, щоб уникнути розкладання. В результаті одержуютьсолярові олії (дизельне паливо),мастила (Автотракторні, авіаційні, індустріальні та ін.),вазелін (Технічний вазелін застосовується для змащення металевих виробів з метою запобігання їх від корозії, очищений вазелін використовується як основа для косметичних засобів та в медицині). З деяких сортів нафти одержуютьпарафін (для виробництва сірників, свічок та ін.). Після відгону летких компонентів з мазуту залишається.

Його широко застосовують у дорожньому будівництві.

Крім переробки на мастила мазут також використовують як рідке паливо в котельних установках. Бензину, одержуваного під час перегонки нафти, не вистачає покриття всіх потреб. У найкращому разі з нафти вдається отримати до 20% бензину, решта – висококиплячі продукти. У зв'язку з цим перед хімією постало завдання знайти способи отримання бензину у великій кількості. Зручний шлях було знайдено за допомогою створеної А.М.Бутлеровим теорії будови органічних сполук. Висококиплячі продукти розгонки нафти непридатні для використання як моторне паливо. Їхня висока температура кипіння обумовлена ​​тим, що молекули таких вуглеводнів є занадто довгими ланцюгами. Якщо розщепити великі молекули, що містять до 18 атомів вуглецю, виходять низькокиплячі продукти типу бензину.

Цим шляхом пішов російський інженер В.Г.Шухов, який у 1891 р. розробив метод розщеплення складних вуглеводнів, названий згодом крекінгом (що означає розщеплення). Корінним удосконаленням крекінгу стало використання у практику процесу каталітичного крекінгу. Цей процес було вперше здійснено 1918 р. Н.Д.Зелінським.Каталітичний крекінг дозволив отримувати у великих масштабах авіаційний бензин. На установках каталітичного крекінгу при температурі 450 °С під впливом каталізаторів відбувається розщеплення довгих вуглецевих ланцюгів.
Термічний та каталітичний крекінг Основним способом переробки нафтових фракцій єрізні види
крекінгу.
Вперше (1871-1878) крекінг нафти було здійснено в лабораторному та напівпромисловому масштабі співробітником Петербурзького технологічного інституту А.А.Літнім. Перший патент на установку для крекінгу заявлений Шуховим в 1891 р. У промисловості крекінгу набув поширення з 1920-х років.
Крекінг - це термічне розкладання вуглеводнів та інших складових частин
нафти.Чим вище температура, тим більша швидкість крекінгу і більше вихід газів та ароматичних вуглеводнів. Крекінг нафтових фракцій крім рідких продуктів дає першочергово важливу сировину - гази, що містять ненасичені вуглеводні (олефіни)., 600 °С), дає ненасичено-ароматичний бензин, вихід менше, ніж при рідкофазному крекінгу, утворюється велика кількість газів;
піроліз нафти (звичайний або знижений тиск, 650-700 ° С), дає суміш ароматичних вуглеводнів (піробензол), вихід близько 15%, більше половини сировини перетворюється на гази;
деструктивне гідрування (тиск водню 200-250 атм, 300-400 ° С у присутності каталізаторів - заліза, нікелю, вольфраму та ін), дає граничний бензин з виходом до 90%;
каталітичний крекінг (300–500 °С у присутності каталізаторів – AlCl 3 , алюмосилікатів, МоS 3 , Сr 2 Про 3 та ін.), дає газоподібні продукти та високосортний бензин з величезним переважанням ароматичних і граничних вуглеводнів изостроения.
У техніці велику рольграє так званий каталітичний риформінг– перетворення низькосортних бензинів на високосортні високооктанові бензини або ароматичні вуглеводні.
Основними реакціями при крекінгу є реакції розщеплення вуглеводневих ланцюгів, ізомеризації та циклізації. Величезну роль цих процесах грають вільні вуглеводневі радикали.

Коксохімічне виробництво
та проблема отримання рідкого палива

Запаси кам'яного вугілляу природі значно перевищують запаси нафти. Тому кам'яне вугілля – найважливіший вид сировини для хімічної галузі промисловості.
Нині у промисловості використовується кілька шляхів переробки кам'яного вугілля: суха перегонка (коксування, напівкоксування), гідрування, неповне згоряння, отримання карбіду кальцію.

Суха перегонка вугілля використовується для одержання коксу у металургії чи побутовому газі.
При коксуванні вугілля одержують кокс, кам'яновугільну смолу, надсмольну воду та гази коксування.Кам'яновугільна смола
містить найрізноманітніші ароматичні та інші органічні сполуки. Розгін при звичайному тиску її поділяють на кілька фракцій. З кам'яновугільної смоли отримують ароматичні вуглеводні, феноли та ін.Гази коксування
містять переважно метан, етилен, водень та оксид вуглецю(II).

Карбід кальцію СаС 2 отримують з вугілля (коксу, антрациту) та вапна. Надалі його перетворюють на ацетилен, який використовується в хімічній галузі промисловості всіх країн у зростаючих масштабах.

З розвитку ВАТ «Роснефть – КНОС»

Історія розвитку заводу тісно пов'язана з нафтогазовою галуззю промисловості Кубані.
Початок видобутку нафти нашій країні йде у далеке минуле. Ще X ст. Азербайджан торгував нафтою із різними країнами. На Кубані промислова розробка нафти розпочалася 1864 р. у Майкопському районі. На прохання начальника Кубанської області генерала Кармаліна Д. І. Менделєєв в 1880 р. дав висновок про нафтоносність Кубані: «Тут нафти треба чекати багато, тут вона розташована по довгій прямій лінії, паралельній хребту і що йде біля передгір'їв, приблизно в напрямку від Кудако на Ільську».
У роки перших п'ятирічок було зроблено великі пошукові роботи та розпочато промисловий видобуток нафти. Попутний нафтовий газ частково використовувався як побутове паливо у робочих селищах, а більшість цього цінного продукту спалювалася на смолоскипах. Щоб покінчити з марнотратством природних багатств, Міністерство нафтової промисловості СРСР у 1952 р. прийняло рішення збудувати в селищі Афіпському газобензиновий завод.
Протягом 1963 року було підписано акт введення в експлуатацію першої черги Афіпського газобензинового заводу.
На початку 1964 р. розпочалася переробка газоконденсатів Краснодарського краю з отриманням бензину А-66 та дизельного палива.
Сировиною служив газ Канівського, Березанського, Ленінградського, Майкопського та інших великих родовищ. Удосконалюючи виробництво, колектив заводу освоїв випуск авіаційного бензину Б-70 та автобензину А-72.
У серпні 1970 р. введено в дію дві нові технологічні установки з переробки газоконденсату з отриманням ароматики (бензолу, толуолу, ксилолу): встановлення вторинної перегонки та встановлення каталітичного риформінгу.
З метою вдосконалення структури управління підприємства та організації виробничих підрозділів у січні 1980 р. створено виробниче об'єднання «Краснодарнафтооргсинтез». До об'єднання увійшли три заводи: Краснодарський майданчик (діє із серпня 1922 р.), Туапсинський нафтопереробний завод (діє з 1929 р.) та Афіпський нафтопереробний завод (діє з грудня 1963 р.).
У грудні 1993 р. відбулася реорганізація підприємства, а травні 1994 р. АТВТ «Краснодарнефтеоргсинтез» було перейменовано на ВАТ «Роснефть – Краснодарнефтеоргсинтез».

Статтю підготовлено за підтримки компанії ТОВ «Мет С». Якщо вам потрібно позбавитися чавунної ванни, раковини або іншого металевого мотлоху, то оптимальним рішенням стане звернутися до компанії «Мет С». На сайті, розташованому за адресою "www.Metalloloms.Ru", ви зможете, не відходячи від екрану монітора, замовити демонтаж та вивіз металобрухту за вигідною ціною. У компанії «Мет С» працюють лише висококваліфіковані спеціалісти великим стажем роботи.

Закінчення слідує

Суха перегонка кам'яного вугілля.

Ароматичні вуглеводні виходять головним чином при сухій перегонці кам'яного вугілля. При нагріванні кам'яного вугілля в ретортах або коксувальних печах без доступу повітря при 1000–1300 °C відбувається розкладання органічних речовин кам'яного вугілля з утворенням твердих, рідких та газоподібних продуктів.

Твердий продукт сухої перегонки – кокс – є пористою масою, що складається з вуглецю з домішкою золи. Кокс виробляється у величезних кількостях і споживається головним чином металургійною промисловістю як відновник при отриманні металів (насамперед заліза) з руд.

Рідкі продукти сухої перегонки – це чорна в'язка смола (кам'яновугільний дьоготь), і водний шар, що містить аміак – аміачна вода. Кам'яновугільного дьогтю виходить у середньому 3 % від маси вихідного кам'яного вугілля. Аміачна вода – одне з важливих джерел одержання аміаку. Газоподібні продукти сухої перегонки кам'яного вугілля звуться коксового газу. Коксовий газ має різний склад залежно від сорту вугілля, режиму коксування тощо. Легка олія, одержувана шляхом конденсації з коксового газу, містить 60% бензолу, толуол та інші вуглеводні. Більша частинабензолу (до 90%) виходить саме цим способом і лише небагато – шляхом фракціонування кам'яновугільного дьогтю.

Переробка кам'яновугільного дьогтю. Кам'яновугільний дьоготь має вигляд чорної смолистої маси з характерним запахом. Нині з кам'яновугільного дьогтю виділено понад 120 різних продуктів. Серед них ароматичні вуглеводні, а також ароматичні кисневмісні речовини кислого характеру (феноли), азотовмісні речовини основного характеру (піридин, хінолін), речовини, що містять сірку (тіофен) та ін.

Кам'яновугільний дьоготь піддають фракційної перегонки, в результаті якої одержують кілька фракцій.

Легка олія містить бензол, толуол, ксилоли та деякі інші вуглеводні. Середня, або карболова, олія містить ряд фенолів.

Тяжке, або креозотове, масло: з вуглеводнів у тяжкому маслі міститься нафталін.

Одержання вуглеводнів з нафти Нафта – одне з головних джерел ароматичних вуглеводнів. Більшість видів

нафти містить дуже невелику кількість вуглеводнів ароматичного ряду. З вітчизняної нафти багата на ароматичні вуглеводні нафту Уральського (Пермського) родовища. Нафта "Другого Баку" містить до 60% ароматичних вуглеводнів.

У зв'язку з дефіцитністю ароматичних вуглеводнів тепер користуються «ароматизацією нафти»: нафтові продукти нагрівають при температурі близько 700 °C, внаслідок чого з продуктів розкладання нафти вдається одержати 15–18 % ароматичних вуглеводнів.

32. Синтез, фізичні та хімічні властивості ароматичних вуглеводнів

1. Синтез з ароматичних вуглеводнів тагало-генопохідних жирного ряду у присутності каталізаторів (синтез Фріделя-Крафтса).

2. Синтез із солей ароматичних кислот.

При нагріванні сухих солей ароматичних кислот із натронним вапном відбувається розкладання солей з утворенням вуглеводнів. Цей спосіб аналогічний отриманню вуглеводнів жирного ряду.

3. Синтез із ацетилену. Ця реакція цікавить як приклад синтезу бензолу з вуглеводнів жирного ряду.

При пропущенні ацетилену через нагрітий каталізатор (500 °C) відбувається розрив потрійних зв'язків ацетилену і полімеризація трьох його молекул в одну молекулу бензолу.

Фізичні властивості Ароматичні вуглеводні являють собою рідини або тверді тіла

характерним запахом. Вуглеводні, що мають в молекулах не більше одного бензольного кільця, легші за воду. У воді ароматичні вуглеводні розчинні мало.

Для ІЧ-спектрів ароматичних вуглеводнів характерні насамперед три області:

1) близько 3000 см-1 обумовлена ​​валентними коливаннями С-Н;

2) область 1600-1500 см-1, пов'язана зі скелетними коливаннями ароматичних вуглець-вуглецевих зв'язків і значно варіює за положенням піків залежно від будови;

3) область нижче 900 см-1, що відноситься до деформаційних коливань С-Нароматичного кільця.

Хімічні властивості Найважливішими загальними хімічними властивостямиароматичних вуглеводнів є

їх схильність до реакцій заміщення та велика міцність бензольного ядра.

Гомологи бензолу мають у своїй молекулі бензольне ядро ​​та бічне коло, наприклад у вуглеводні С 6 Н5 -С2 Н5 група С6 Н5 - бензольне ядро, а С2 Н5 - бічний ланцюг. Властивості

бензольного ядра у молекулах гомологів бензолу наближаються до властивостей самого бензолу. Властивості бічних ланцюгів, що є залишками вуглеводнів жирного ряду, наближаються до властивостей жирних вуглеводнів.

Можна розділити реакції бензольних вуглеводнів на чотири групи.

33. Правила орієнтації у бензольному ядрі

При вивченні реакцій заміщення в бензольному ядрі було виявлено, що якщо в бензольному ядрі вже міститься якась заміщувальна група, друга група вступає у певне положення залежно від характеру першого заступника. Таким чином, кожен заступник у бензольному ядрі має певну напрямну, або орієнтуючу, дію.

На положення нововведеного заступника також впливає природа самого заступника, тобто електрофільна або нуклеофільна природа діючого реагенту. Переважна більшість найбільш важливих реакцій заміщення в бензольному кільці – це реакції електрофільного заміщення (заміна атома водню, що відщеплюється у вигляді протона, позитивно зарядженої часткою) – реакції галогенування, сульфування, нітрування та ін.

Усі заступники характером свого напрямного дії діляться на дві групи.

1. Заступники першого роду у реакціяхелектро-фільного заміщення направляють наступні групи, що вводяться в орто- і параположение.

До заступників цього роду відносяться, наприклад, такі групи, розташовані в порядку спаду своєї спрямовуючої сили: -NH2, -OH, - CH3.

2. Заступники другого роду у реакціяхелектро-фільного заміщення направляють наступні групи, що вводяться в метаположення.

До заступників цього роду відносяться такі групи, розташовані в порядку спаду своєї напрямної сили: -NO2 , -C≡N, - SO3 H.

Заступники першого роду містять одинарні зв'язки; для заступників другого роду характерна наявність подвійних чи потрійних зв'язків.

Заступники першого роду у переважній більшості випадків полегшують реакцію заміщення. Наприклад, для нітрування бензолу потрібно нагрівати його із сумішшю концентрованих азотної та сірчаної кислот, тоді як фенол С6 Н5 ВІН можна успішно

нітрувати розведеною азотною кислотою при кімнатній температуріз утворенням орто-і паранітрофенолу.

Заступники другого роду зазвичай взагалі ускладнюють реакції заміщення. Особливо утруднене заміщення в орто- і пароположенні і відносно легше відбувається заміщення в мета-положенні.

В даний час вплив заступників пояснюють тим, що заступники першого роду є електронодонорними (що віддають електрони), тобто їх електронні хмари зміщуються у бік ядра бензольного, що підвищує реакційну здатність атомів водню.

Підвищення реакційної здатності атомів водню в кільці полегшує перебіг електрофільних реакцій заміщення. Так, наприклад, за наявності гідроксилу вільні електрони кисневого атома зсуваються у бік кільця, що підвищує електронну щільність в кільці, причому особливо підвищується електронна щільність у атомів вуглецю в орто-і параположеніях до заступника.

34. Правила заміщення у бензольному ядрі

Правила заміщення в бензольному ядрі мають величезне практичне значення, тому що дають можливість передбачити хід реакції та вибрати вірний шляхсинтезу тієї чи іншої потрібної речовини

Механізм реакцій електрофільного заміщення в ароматичному ряду. Сучасні методидослідження дали змогу значною мірою з'ясувати механізм заміщення в ароматичному ряду. Цікаво, що у багатьох рисах, особливо на перших стадіях, механізм електрофільного заміщення в ароматичному ряду виявився подібним до механізму електрофільного приєднання в жирному ряду.

Першою стадією електрофільного заміщення є (як при електрофільному приєднанні) утворення p-комплексу. Електрофільна частка Xd+ зв'язується з усіма шістьма p-електронами бензольного кільця.

Другою стадією стає утворення р-комплексу. При цьому електрофільна частка «витягує» з шести р-електронів два електрони для утворення звичайного ковалентного зв'язку. Р-комплекс, що утворився, вже не має ароматичної структури: це нестабільний карбокатіон, в якому чотири р-електрони в делокализованном стані розподілені між п'ятьма вуглецевими атомами, тоді як шостий вуглецевий атом переходить у насичений стан. Заступник X і атом водню знаходяться в площині, перпендикулярній площині шестичленного кільця. S-комплекс – це проміжний продукт, освіту та структуру якого було доведено низкою методів, зокрема спектроскопією.

Третя стадія електрофільного заміщення полягає у стабілізації S-комплексу, що досягається шляхом відщеплення атома водню у вигляді протона. Два електрони, які брали участь в освіті зв'язку С-Н, після відділення протона разом з чотирма делекалізованими електронами п'яти атомів вуглецевих дають звичайну стабільну ароматичну структуру заміщеного бензолу. Роль каталізатора (зазвичай А 1 Сl3) у своїй

Процес полягає у посиленні поляризації галогеналкілу з утворенням позитивно зарядженої частинки, яка і вступає в реакцію електрофільного заміщення.

Реакції приєднання Бензольні вуглеводні з великою працеювступають у реакцію приєднання – не

знебарвлюють бромної води та розчину КМnO4. Однак у особливих умовах реакції

приєднання все ж таки можливі. 1. Приєднання галогенів.

Кисень при цій реакції грає роль негативного каталізатора: у його присутності реакція не йде. Приєднання водню у присутності каталізатора:

C6 H6 + 3H2 → C6 H12

2. Окислення ароматичних вуглеводнів.

Сам бензол виключно стійкий до окислення – стійкіший, ніж парафіни. При дії енергійних окислювачів (КМпО4 в кислому середовищіта ін) на гомологи бензолу ядро ​​бензолу не окислюється, тоді як бічні ланцюги піддаються окисленню з утворенням ароматичних кислот.



 

Можливо, буде корисно почитати: