Surse naturale de hidrocarburi - Hypermarket de cunoștințe. Surse naturale de hidrocarburi: gaz, petrol, cocs

slide 1

slide 2

slide 3

Gaze naturale combustibile - amestecuri de hidrocarburi gazoase de diferite structuri, care umple porii și golurile rocilor, dispersate în sol, dizolvate în apele de formare. Gazele petroliere asociate sunt amestecuri de hidrocarburi care sunt dizolvate în ulei sau deasupra acestuia sub forma unui capac de gaz. Ele sunt eliberate din cauza scăderii presiunii atunci când petrolul se ridică la suprafața Pământului.

slide 4

- Baza din Siberia de Vest (92% din gazul total al țării): Urengoy, Yamburg, Medvezhye; - Baza Orenburg - Astrakhan (6%); - Baza Timano - Pechora (1%). Câmpul Urengoy

slide 5

Gaz Natural Petrol asociat Compoziție Metan 80-97% Etan, propan, butan, pentan. Azot și alte gaze. Metan (mai puțin decât în ​​natural) Etan, propan, butan, pentan (cu cât masa este mai mare, cu atât cantitatea de hidrocarbură este mai mare. Aplicare 90% ca combustibil 10% ca materie primă chimică pentru producerea de hidrogen, acetilenă, funingine, etilenă.90% ca materie primă chimică valoroasă pentru producerea de hidrogen, acetilenă, etan, propan etc., Combustibil pentru uz casnic și auto, Aditiv la benzină.

slide 6

Slide 7

Uleiul este un lichid vâscos maro închis sau negru. Uleiul conține alcani, cicloalcani și arene. Compoziția depinde de depozit. Pe lângă hidrocarburi, uleiul conține compuși organici care conțin oxigen, sulf, azot și rășini. În total, uleiul conține aproximativ 100 de compuși diferiți.

Slide 8

- Baza Siberiei de Vest (70% din petrolul total al tarii): Samotlor, Megion; - Baza Volga-Ural (25% din totalul uleiului): Romashkinskoye, Tuymazy. - Perspectivă - raft Marea Barents, Sakhalin (Marea Ochotsk).

Slide 9

Conducta petrolieră Baku-Supsa Instalație de foraj onshore Instalație de foraj plutitoare Instalație petrolieră offshore

slide 10

Rectificare Nafta Benzină Kerosen Motorină Păcură Combustibil pentru automobile Combustibil de fabrică, uleiuri lubrifiante Motorină și combustibil pentru cazane Combustibil pentru avioane și rachete Combustibil pentru tractoare

slide 11

Rezistența la detonare este capacitatea unui combustibil de a rezista la compresii mari într-un motor (fără ardere prematură). Cifra octanică este un indicator cantitativ al rezistenței la detonare a benzinelor. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 n-heptan număr octanic = 0 CH3 2,2,4 - trimetilpentan CH3-C - CH2-CH-CH3 (izooctan) CH3 CH3 octan = 100

slide 12

Cracarea este un proces chimic de descompunere a hidrocarburilor petroliere în substanțe mai volatile pentru a crește randamentul benzinei. Reformarea este un proces de prelucrare a fracțiilor de benzină sub presiunea hidrogenului la T = 5000C, în prezența unui catalizator de platină, pentru a obține hidrocarburi saturate aromatice și ramificate. Piroliza este procesul de scindare a hidrocarburilor cu încălzire puternică (până la 700 - 9000C).

slide 13

Tipuri de cracare Condiții catalitice termice t = 470-550°C t = 500°C (Al2O3 nSiO2) Produse Benzină care conține hidrocarburi nesaturate Benzină care conține hidrocarburi nesaturate și ramificate Chimie (CH2)6 -CH2 ||CH2-(CH2) 6 | | CH3 CH3 ≈ 500 °С C8H18 +C8H10 Vezi cracare termică Izomerizare Cat, t CH3 -CH2 -CH2 -CH2 –CH3 CH3 -CH -CH2 –CH3 | CH3

slide 14

Cărbunele este un amestec complex de compuși macromoleculari, care includ: carbon, hidrogen, oxigen, sulf și azot. Cocsificare de cărbune - încălzire până la 10000С fără acces la aer.

slide 15

1. Bazinul Kuznetsk (Kuzbass) - 40% din producție. 2. Kansko - cărbune brun Achinsk. 3. Bazinul Pechora.

slide 16

Înapoi la Cuprins Gazul cuptorului de cocs: hidrogen, metan, dioxid de carbon, azot, etilenă, etc. Combustibil Materii prime chimice Produse de cocsificare și utilizarea lor Apă amoniacală: amoniac, fenol, hidrogen sulfurat, etc. Îngrășăminte cu azot. Cocs La uzine metalurgice pentru furnalele înalte. Gudron de cărbune: benzen și omologii săi, fenol, naftalenă etc. Materii prime chimice

diapozitivul 17

În prezent, petrolul se află pe locul 6 la poluarea aerului și pe locul 2 la poluarea apei. Când combustibilul este ars, peste 200 de milioane de tone de oxizi de sulf, carbon și azot intră în atmosferă anual. În timpul arderii cărbunelui, impuritățile incombustibile se transformă în zgură, care intră în mediu. Până la 60% din toate emisiile nocive provin de la mașini.

slide 18

- D.I. Mendeleev a scris: „Nu există deșeuri în chimie, dar există materii prime inepuizabile”. Este necesară introducerea tehnologiilor non-deșeuri în producție, utilizarea integrată a materiilor prime; - la întreprinderile din industria chimică este necesară instalarea de instalații de tratare, utilizarea materialelor filtrante și colectoarelor de praf;

Mesaj pe tema: „Surse naturale de hidrocarburi”

Pregătit

hidrocarburi

Hidrocarburile sunt compuși formați numai din atomi de carbon și hidrogen.

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

Compușii ciclici (carbociclici) sunt numiți compuși care includ unul sau mai multe cicluri constând numai din atomi de carbon (spre deosebire de compușii heterociclici care conțin heteroatomi - azot, sulf, oxigen etc.).

d.). Compușii carbociclici, la rândul lor, sunt împărțiți în compuși aromatici și nearomatici (aliciclici).

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

Aceste lanțuri pot fi formate din legături simple (alcani CnH2n+2), conțin o legătură dublă (alchene CnH2n), două sau mai multe legături duble (diene sau poliene), o legătură triplă (alchine CnH2n-2).

După cum știți, lanțurile de carbon fac parte din majoritatea substanțelor organice. Astfel, studiul hidrocarburilor este de o importanță deosebită, deoarece acești compuși sunt baza structurală a altor clase de compuși organici.

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

Hidrocarburile sunt cea mai importantă materie primă pentru industria chimică. La rândul lor, hidrocarburile sunt destul de răspândite în natură și pot fi izolate din diverse surse naturale: petrol, petrol și gaze naturale asociate, cărbune.

Să le luăm în considerare mai detaliat.

Uleiul este un amestec natural complex de hidrocarburi, in principal alcani liniari si ramificati, continand de la 5 la 50 de atomi de carbon in molecule, cu alte substante organice.

Compoziția sa depinde în mod semnificativ de locul producerii (depozitul), poate conține, pe lângă alcani, și cicloalcani și hidrocarburi aromatice.

Componentele gazoase și solide ale petrolului sunt dizolvate în componentele sale lichide, ceea ce determină starea sa de agregare. Uleiul este un lichid uleios de culoare închisă (de la maro la negru) cu miros caracteristic, insolubil în apă. Densitatea sa este mai mică decât cea a apei, prin urmare, intrând în ea, uleiul se răspândește pe suprafață, împiedicând dizolvarea oxigenului și a altor gaze ale aerului în apă.

Evident, pătrunzând în corpurile naturale de apă, petrolul provoacă moartea microorganismelor și a animalelor, ducând la dezastre de mediu și chiar la catastrofe. Există bacterii care pot folosi componentele uleiului ca hrană, transformându-l în produse inofensive ale activității lor vitale. Este clar că utilizarea culturilor acestor bacterii este cea mai sigură și promițătoare modalitate de combatere a poluării. mediu inconjurator ulei în timpul extracției, transportului și procesării sale.

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

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

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

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

Fracția de benzină (benzină) - hidrocarburi cu compoziție de la C5H12 la C11H24 (punct de fierbere 40-200 ° C); cu o separare mai fină a acestei fracțiuni, se obține benzină (eter de petrol, 40-70 ° C) și benzină (70-120 ° C);

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

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

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

Reziduul distilării uleiului - păcură - conține hidrocarburi cu un număr de atomi de carbon de la 18 la 50. Prin distilare la presiune redusă, se obțin ulei solar (С18Н28-С25Н52), uleiuri lubrifiante (С28Н58-С38Н78), vaselină și parafină. păcură - amestecuri fuzibile de hidrocarburi solide.

Reziduul solid din distilare de păcură - gudron și produsele sale de prelucrare - bitum și asfalt sunt utilizate pentru fabricarea suprafețelor de drum.

Gaz petrolier asociat

Câmpurile petroliere conțin, de regulă, acumulări mari de așa-numitul gaz petrolier asociat, care este colectat deasupra petrolului din scoarța terestră și parțial dizolvat în acesta sub presiunea rocilor de deasupra.

La fel ca petrolul, gazul petrolier asociat este o sursă naturală valoroasă de hidrocarburi. Conține în principal alcani, care au de la 1 până la 6 atomi de carbon în molecule. Evident, compoziția gazului petrolier asociat este mult mai săracă decât petrolul. Cu toate acestea, în ciuda acestui fapt, este, de asemenea, utilizat pe scară largă atât ca combustibil, cât și ca materie primă pentru industria chimică. Până în urmă cu câteva decenii, în majoritatea câmpurilor petroliere, gazele petroliere asociate erau ars ca un adaos inutil la petrol.

În prezent, de exemplu, în Surgut, cea mai bogată cămară de petrol din Rusia, cea mai ieftină energie electrică din lume este generată folosind gazul petrolier asociat drept combustibil.

Gazul petrolier asociat este mai bogat în compoziția diferitelor hidrocarburi decât gazul natural. Împărțindu-le în fracții, obțin:

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

Amestecul propan-butan, format, după cum sugerează și numele, din propan și butan și se transformă ușor în stare lichidă când presiunea crește;

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

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

Un amestec de propan-butan sub formă de gaz lichefiat este folosit ca combustibil de uz casnic (butelii de gaz cunoscute în țară) și pentru umplerea brichetelor.

Tranziția treptată a transportului rutier la gaze lichefiate este una dintre principalele modalități de a depăși criza globală a combustibililor și de a rezolva problemele de mediu.

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

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

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

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

Gaz natural

Gazul natural este un amestec de hidrocarburi saturate gazoase cu o greutate moleculara mica. Componenta principală a gazelor naturale este metanul, a cărui pondere, în funcție de domeniu, variază între 75 și 99% în volum.

Pe lângă metan, gazul natural conține etan, propan, butan și izobutan, precum și azot și dioxid de carbon.

La fel ca gazele petroliere asociate, gazele naturale sunt folosite atât ca combustibil, cât și ca materie primă pentru producerea diferitelor substanțe organice și anorganice.

Știți deja că hidrogenul, acetilena și alcoolul metilic, formaldehida și acidul formic și multe alte substanțe organice se obțin din metan, componenta principală a gazelor naturale. Ca combustibil, gazele naturale sunt utilizate în centrale electrice, în sistemele de cazane pentru încălzirea apei clădirilor rezidențiale și clădirilor industriale, în furnalele și producția pe vatră deschisă.

Dă un chibrit și aprind gazul în bucătărie aragaz casă de oraș, „fugi” reacție în lanț oxidarea alcanilor care fac parte din gazul natural.

Cărbune

Pe lângă petrol, gaze naturale și asociate, cărbunele este o sursă naturală de hidrocarburi.

0n formează straturi puternice în intestinele pământului, rezervele sale explorate depășesc semnificativ rezervele de petrol. Ca și petrolul, cărbunele conține o cantitate mare de diverse substanțe organice.

Pe lângă organice, include și substanțe anorganice, cum ar fi apa, amoniacul, hidrogenul sulfurat și, desigur, carbonul însuși - cărbunele. Una dintre principalele moduri de prelucrare a cărbunelui este cocsarea - calcinare fără acces la aer. Ca urmare a cocsării, care se efectuează la o temperatură de aproximativ 1000 ° C, se formează următoarele:

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

Cocsul este folosit în producția de fier și oțel, amoniacul este folosit în producția de azot și îngrășăminte combinate, iar importanța produselor organice de cocsificare nu poate fi supraestimată.

Concluzie: astfel, petrolul, petrolul și gazele naturale asociate, cărbunele sunt nu numai cele mai valoroase surse de hidrocarburi, ci și o parte a cămarei unice de neînlocuit. resurse naturale, a cărui utilizare atentă și prudentă - conditie necesara dezvoltarea progresivă a societății umane.

Sursele naturale de hidrocarburi sunt combustibilii fosili. Majoritatea materiei organice provine din surse naturale. În procesul de sinteză a compușilor organici, gazele naturale și asociate, cărbunele și cărbunele brun, petrolul, șisturile bituminoase, turba, produse de origine animală și vegetală sunt utilizate ca materii prime.

Care este compoziția gazelor naturale

Compoziția calitativă a gazelor naturale constă din două grupe de componente: organice și anorganice.

Componentele organice includ: metanul - CH4; propan - C3H8; butan - C4H10; etan - C2H4; hidrocarburi mai grele cu mai mult de cinci atomi de carbon. Componentele anorganice includ următorii compuși: hidrogen (în cantități mici) - H2; dioxid de carbon - CO2; heliu - Nu; azot - N2; hidrogen sulfurat - H2S.

Care va fi exact compoziția unui anumit amestec depinde de sursă, adică de depozit. Aceleași motive explică diferitele proprietăți fizice și chimice ale gazelor naturale.

Compoziție chimică
Partea principală a gazelor naturale este metanul (CH4) - până la 98%. Compoziția gazelor naturale poate include și hidrocarburi mai grele:
* etan (C2H6),
* propan (C3H8),
* butan (C4H10)
- omologi ai metanului, precum și ai altor substanțe nehidrocarburice:
* hidrogen (H2),
* hidrogen sulfurat (H2S),
* dioxid de carbon (CO2),
* azot (N2),
* heliu (El) .

Gazul natural este incolor și inodor.

Pentru a putea detecta o scurgere prin miros, în gaz se adaugă o cantitate mică de mercaptani, care au un miros puternic neplăcut.

Care sunt avantajele gazelor naturale față de alți combustibili

1. extracție simplificată (nu necesită pompare artificială)

2. gata de utilizare fără procesare intermediară (distilare)

transport atât în ​​stare gazoasă cât și lichidă.

4. emisii minime de substanţe nocive în timpul arderii.

5. comoditatea furnizării combustibilului în stare deja gazoasă în timpul arderii acestuia (cost mai mic al echipamentelor care utilizează acest tip de combustibil)

rezerve mai extinse decât alți combustibili (valoare/piață mai mică)

7. utilizare în industriile mari economie nationala decât alți combustibili.

o cantitate suficientă în intestinele Rusiei.

9. Emisiile de combustibil însuși în timpul accidentelor sunt mai puțin toxice pentru mediu.

10. temperatură ridicată de ardere pentru utilizare în organigramele economiei naționale etc., etc.

Aplicație în industria chimică

Este folosit pentru a produce materiale plastice, alcool, cauciuc, acizi organici. Numai cu utilizarea gazelor naturale este posibil să sintetizezi substanțe chimice care pur și simplu nu se găsesc în natură, cum ar fi polietilena.

metanul este folosit ca materie primă pentru producerea de acetilenă, amoniac, metanol și cianuri de hidrogen. În același timp, gazele naturale reprezintă principala bază de materie primă în producția de amoniac. Aproape trei sferturi din tot amoniacul este folosit pentru producerea de îngrășăminte cu azot.

Cianură de hidrogen, deja obținută din amoniac, împreună cu acetilena servește ca materie primă inițială pentru producerea diferitelor fibre sintetice. Acetilena poate fi folosită pentru a produce diverse straturi, care sunt destul de utilizate pe scară largă în industrie și în viața de zi cu zi.

De asemenea, produce acetat de mătase.

Gazul natural este unul dintre cele mai bune privelisti combustibili care sunt utilizați pentru nevoi industriale și casnice. Valoarea sa ca combustibil rezidă și în faptul că acest combustibil mineral este destul de prietenos cu mediul. Când este ars, apar substanțe mult mai puțin nocive în comparație cu alte tipuri de combustibil.

Cele mai importante produse petroliere

Din ulei în proces de prelucrare, combustibil (lichid și gazos), uleiuri și grăsimi lubrifiante, solvenți, hidrocarburi individuale - etilenă, propilenă, metan, acetilenă, benzen, toluen, xilo etc., amestecuri solide și semi-solide de hidrocarburi (parafină, vaselină, cerezină), bitum de petrol, negru de fum (funingine), acizi petrolieri și derivații acestora.

Combustibilii lichizi obținuți prin rafinarea petrolului sunt împărțiți în combustibili pentru motoare și pentru cazane.

Combustibilii gazoși includ gazele combustibile lichefiate cu hidrocarburi utilizate pentru serviciile casnice. Acestea sunt amestecuri de propan și butan în proporții diferite.

Uleiurile lubrifiante concepute pentru a asigura lubrifierea lichidă în diverse mașini și mecanisme se împart, în funcție de aplicație, în uleiuri industriale, de turbină, de compresoare, de transmisie, izolatoare, de motor.

Unsorile sunt uleiuri din petrol ingrosate cu sapunuri, hidrocarburi solide si alti agenti de ingrosare.

Hidrocarburile individuale obținute ca urmare a prelucrării petrolului și gazelor petroliere servesc drept materii prime pentru producerea polimerilor și a produselor de sinteză organică.

Dintre acestea, cele mai importante sunt cele limitative - metan, etan, propan, butan; nesaturat - etilenă, propilenă; aromatice - benzen, toluen, xilen. De asemenea, produsele de rafinare a petrolului sunt hidrocarburi saturate cu o greutate moleculara mare (C16 si mai mare) - parafine, ceresine, folosite in industria parfumurilor si ca agent de ingrosare a grasimilor.

Bitumul petrolier, obținut din reziduuri de petrol grele prin oxidare, este utilizat la construcția drumurilor, la producerea materialelor de acoperiș, la prepararea lacurilor asfaltice și a cernelurilor de tipar etc.

Unul dintre principalele produse ale rafinării petrolului este combustibilul pentru motor, care include benzina pentru aviație și motor.

Care sunt principalele surse naturale de hidrocarburi pe care le cunoașteți?

Sursele naturale de hidrocarburi sunt combustibilii fosili.

Majoritatea materiei organice provine din surse naturale. În procesul de sinteză a compușilor organici, gazele naturale și asociate, cărbunele și cărbunele brun, petrolul, șisturile bituminoase, turba, produse de origine animală și vegetală sunt utilizate ca materii prime.

12 Următorul ⇒

Răspunsuri la paragraful 19

1. Care sunt principalele surse naturale de hidrocarburi pe care le cunoașteți?
Petrol, gaze naturale, șist, cărbune.

Care este compoziția gazelor naturale? Arată pe harta geografică cele mai importante zăcăminte: a) gaze naturale; a fierbe; c) cărbune.

3. Ce avantaje are gazele naturale față de alți combustibili? Pentru ce este folosit gazul natural în industria chimică?
Gazul natural, în comparație cu alte surse de hidrocarburi, este cel mai ușor de extras, transportat și procesat.

În industria chimică, gazul natural este folosit ca sursă de hidrocarburi cu greutate moleculară mică.

4. Scrieţi ecuaţiile pentru reacţiile de obţinere a: a) acetilenei din metan; b) cauciuc cloropren din acetilenă; c) tetraclorura de carbon din metan.

5. Care este diferența dintre gazele petroliere asociate și gazele naturale?
Gazele asociate sunt hidrocarburi volatile dizolvate în petrol.

Izolarea lor are loc prin distilare. Spre deosebire de gazul natural, acesta poate fi eliberat în orice stadiu al dezvoltării unui câmp petrolier.

6. Descrieți principalele produse obținute din gazele petroliere asociate.
Produse principale: metan, etan, propan, n-butan, pentan, izobutan, izopentan, n-hexan, n-heptan, hexan și izomeri heptan.

Numiți cele mai importante produse petroliere, indicați compoziția lor și domeniile de aplicare a acestora.

8. Ce uleiuri lubrifiante sunt folosite în producție?
Uleiuri de motor pentru transmisii, industriale, emulsii de răcire a lubrifianților pentru mașini-unelte etc.

Cum se realizează rafinarea petrolului?

10. Ce este cracarea petrolului? Scrieți o ecuație pentru reacțiile de scindare a hidrocarburilor Și în timpul acestui proces.

De ce este posibil să obțineți nu mai mult de 20% benzină în timpul distilării directe a uleiului?
Deoarece conținutul fracției de benzină în ulei este limitat.

12. Care este diferența dintre cracarea termică și cracarea catalitică? Descrieți benzinele cracate termic și catalitic.
În cracarea termică, este necesar să se încălzească reactanții la temperaturi mari, cu catalitic - introducerea unui catalizator reduce energia de activare a reacției, ceea ce poate reduce semnificativ temperatura de reacție.

Cât de practic poate fi diferențiată benzina crăpată de benzina pură?
Benzina crăpată are un număr octanic mai mare decât benzina cu funcționare directă, adică. mai rezistent la detonare si recomandat pentru utilizare la motoarele cu ardere interna.

14. Ce este aromatizarea uleiului? Scrieți ecuații de reacție care explică acest proces.

Care sunt principalele produse obținute din cocsificarea cărbunelui?
Naftalină, antracen, fenantren, fenoli și uleiuri de cărbune.

16. Cum se produce cocsul și unde se folosește?
Cocsul este un produs solid poros de culoare cenușie, obținut prin coacoperirea cărbunelui la temperaturi de 950-1100 fără oxigen.

Este folosit pentru topirea fierului, ca combustibil fără fum, agent reducător minereu de fier, praf de copt pentru materiale de încărcare.

17. Care sunt principalele produse primite:
a) din gudron de cărbune; b) din apa de gudron; c) din gazul cuptorului de cocs? Unde sunt aplicate? Ce substanțe organice pot fi obținute din gazul cuptorului de cocs?
a) benzen, toluen, naftalina - industria chimica
b) amoniac, fenoli, acizi organici - industria chimica
c) hidrogen, metan, etilenă - combustibil.

Amintiți-vă toate modalitățile principale de obținere a hidrocarburilor aromatice. Care este diferența dintre metodele de obținere a hidrocarburilor aromatice din produsele de cocsificare a cărbunelui și petrolului? Scrieți ecuațiile reacțiilor corespunzătoare.
Ele diferă în metodele de producție: rafinarea primară a petrolului se bazează pe diferența dintre proprietățile fizice ale diferitelor fracții, iar cocsificarea se bazează exclusiv pe proprietățile chimice ale cărbunelui.

Explicați cum, în procesul de rezolvare a problemelor energetice din țară, vor fi îmbunătățite modalitățile de prelucrare și utilizare a resurselor naturale de hidrocarburi.
Căutarea de noi surse de energie, optimizarea proceselor de producție și rafinare a petrolului, dezvoltarea de noi catalizatori pentru reducerea costului întregii producții etc.

20. Care sunt perspectivele pentru obținerea combustibilului lichid din cărbune?
În viitor, obținerea de combustibil lichid din cărbune este posibilă, cu condiția ca costul producției acestuia să fie redus.

Sarcina 1.

Se știe că gazul conține fracțiuni de volum de 0,9 metan, 0,05 etan, 0,03 propan, 0,02 azot. Ce volum de aer este necesar pentru a arde 1 m3 din acest gaz în condiții normale?

Sarcina 2.

Ce volum de aer (N.O.) este necesar pentru a arde 1 kg de heptan?

Sarcina 3. Calculați ce volum (în l) și ce masă (în kg) de monoxid de carbon (IV) se va obține prin arderea a 5 moli de octan (n.o.).

Principalele surse de hidrocarburi de pe planeta noastră sunt gaz natural, uleiȘi cărbune. Milioane de ani de conservare în intestinele pământului au rezistat celor mai stabile hidrocarburi: saturate și aromatice.

Gazul natural este format în principal din metan cu impurități ale altor alcani gazoși, azot, dioxid de carbon și alte gaze; cărbunele conține în principal policiclice hidrocarburi aromatice.

Petrolul, spre deosebire de gazul natural și cărbunele, conține întreaga gamă de componente:

În ulei sunt prezente și alte substanțe: compuși organici heteroatomi (conțin sulf, azot, oxigen și alte elemente), apă cu săruri dizolvate în ea, particule solide din alte roci și alte impurități.

Interesant de știut! Hidrocarburile se găsesc și în spațiu, inclusiv pe alte planete.

De exemplu, metanul alcătuiește o mare parte a atmosferei lui Uranus și este responsabil pentru culoarea sa turcoaz deschis, văzută printr-un telescop. Atmosfera Titanului, cel mai mare satelit al lui Saturn, este formată în principal din azot, dar conține și hidrocarburi metan, etan, propan, etină, propină, butadiină și derivații acestora; uneori plouă metan, iar râurile de hidrocarburi se varsă în lacuri de hidrocarburi de pe suprafața Titanului.

Prezența hidrocarburilor nesaturate, împreună cu hidrogenul saturat și molecular, se datorează efectului radiației solare.

Mendeleev deține fraza: „Arderea uleiului este la fel cu încălzirea cuptorului cu bancnote”. Datorită apariției și dezvoltării tehnologiilor de rafinare a petrolului, în secolul al XX-lea, petrolul s-a transformat din combustibil obișnuit în cel mai valoros sursă de materie primă pentru industria chimică.

Produsele petroliere sunt utilizate în prezent în aproape toate industriile.

Rafinarea primară a petrolului este Instruire, adică purificarea uleiului de impurități anorganice și gaze petroliere dizolvate în el și distilare, adică diviziunea fizică în fracțiunile in functie de punctul de fierbere:

Din pacura rămasă după distilarea uleiului la presiunea atmosferică, sub acțiunea vidului, sunt izolate componente cu greutate moleculară mare, potrivite pentru prelucrare în uleiuri minerale, combustibili de motor și alte produse, iar restul - gudron- folosit pentru producerea de bitum.

În curs reciclare ulei, la care sunt supuse fracțiunile individuale transformări chimice.

Acestea sunt cracarea, reformarea, izomerizarea și multe alte procese care fac posibilă obținerea de hidrocarburi nesaturate și aromatice, alcani ramificați și alte produse petroliere valoroase. Unele dintre ele sunt cheltuite pentru producția de combustibili de înaltă calitate și diverși solvenți, iar unele sunt materii prime pentru producerea de noi compuși organici și materiale pentru cel mai mult diferite industrii industrie.

Dar trebuie amintit că rezervele de hidrocarburi din natură sunt completate mult mai lent decât le consumă omenirea, iar procesul de prelucrare și ardere a produselor petroliere introduce abateri puternice în echilibrul chimic al naturii.

Desigur, mai devreme sau mai târziu, natura va restabili echilibrul, dar acest lucru se poate transforma în probleme serioase pentru oameni. Prin urmare, este necesar noi tehnologii pentru a se îndepărta în viitor de utilizarea hidrocarburilor ca combustibil.

Pentru a rezolva astfel de probleme globale, este necesar dezvoltarea științei fundamentaleși înțelegerea profundă a lumii din jurul nostru.

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

Surse naturale de hidrocarburi: gaze naturale.

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

Principala componentă structurală a gazelor naturale combustibile este CH₄ (metan - 98%), С₂Н₆ (etan - 4,5%), propan (С₃Н₈ - 1,7%), butan (С₄Н₁₀ - 0,8%), pentan (С₄Н₁₀ - 0,8%), pentan (С₃Н₅ - 1,7%). . Gazul petrolier asociat face parte din ulei în stare dizolvată și este eliberat din acesta datorită scăderii presiunii atunci când uleiul urcă la suprafață. În câmpurile de gaze și petrol, o tonă de petrol conține de la 30 la 300 mp. m de gaz. Sursele naturale de hidrocarburi sunt un combustibil și o materie primă valoroasă pentru industria sintezei organice. Gazul este furnizat întreprinderilor de prelucrare a gazelor, unde poate fi prelucrat (ulei, adsorbție la temperatură scăzută, condensare și rectificare). Este împărțit în componente separate, fiecare dintre ele fiind utilizată în scopuri specifice. De exemplu, din gazul de sinteză a metanului, care sunt materiile prime de bază pentru producerea altor hidrocarburi, acetilenă, metanol, metanal, cloroform.

Surse naturale de hidrocarburi: ulei.

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

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

Surse naturale de hidrocarburi: xilem sau lemn.

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

Sursele naturale de hidrocarburi sunt combustibilii fosili – petrolul și

gaz, cărbune și turbă. Zăcămintele de țiței și gaze au apărut acum 100-200 de milioane de ani

înapoi de la plante marine microscopice și animale care s-au dovedit a fi

incluse în rocile sedimentare formate pe fundul mării, Spre deosebire de

cărbunele și turba au început să se formeze acum 340 de milioane de ani din plante,

crescând pe uscat.

Gazele naturale și țițeiul se găsesc, de obicei, împreună cu apa

straturi petroliere situate între straturi de roci (Fig. 2). Termen

„gaze naturale” se aplică și gazelor care se formează în natură

condiţiile ca urmare a descompunerii cărbunelui. Gaze naturale și țiței

dezvoltat pe toate continentele, cu excepția Antarcticii. cel mai mare

Producătorii de gaze naturale din lume sunt Rusia, Algeria, Iran și

Statele Unite. Cei mai mari producători de țiței sunt

Venezuela, Arabia Saudită, Kuweit și Iran.

Gazele naturale constă în principal din metan (Tabelul 1).

Țițeiul este un lichid uleios, a cărui culoare poate

fie cel mai divers - de la maro închis sau verde până la aproape

incolor. Conține un număr mare de alcani. Printre ei se numără

alcani cu catenă liniară, alcani ramificati și cicloalcani cu numărul de atomi

carbon cinci până la 40. Denumirea industrială pentru acești cicloalcani este numerotată. ÎN

uleiul brut, în plus, conține aproximativ 10% aromatice

hidrocarburi, precum și o cantitate mică de alți compuși care conțin

sulf, oxigen și azot.

Tabelul 1 Compoziția gazelor naturale

Cărbunele este cea mai veche sursă de energie cunoscută

umanitatea. Este un mineral (Fig. 3), care s-a format din

materie vegetală în timpul metamorfismului. Metamorfic

numite roci, a căror compoziție a suferit modificări ale condițiilor

presiuni mari și temperaturi ridicate. Produsul primei etape în

procesul de formare a cărbunelui este turba, adică

materie organică descompusă. Cărbunele se formează din turbă după

este acoperit cu roci sedimentare. Aceste roci sedimentare se numesc

supraîncărcat. Precipitațiile supraîncărcate reduc conținutul de umiditate al turbei.

În clasificarea cărbunilor sunt utilizate trei criterii: puritatea (determinată de

conținutul relativ de carbon în procente); tip (definit

compoziția materiei vegetale originale); nota (în funcție de

gradul de metamorfism).

Tabelul 2 Conținutul de carbon în unele tipuri de combustibil și puterea lor calorică

abilitate

Cărbunii fosili de cea mai mică calitate sunt lignitul și

lignit (Tabelul 2). Ele sunt cele mai apropiate de turbă și se caracterizează prin relativ

caracterizată printr-un conținut mai scăzut de umiditate și este utilizat pe scară largă în

industrie. cel mai uscat şi grad greu cărbunele este antracit. A lui

folosit pentru încălzirea casei și gătit.

În ultimii ani, datorită progreselor tehnologice, devine din ce în ce mai mult

gazeificarea economică a cărbunelui. Produsele de gazeificare a cărbunelui includ

monoxid de carbon, dioxid de carbon, hidrogen, metan și azot. Sunt folosite în

ca combustibil gazos sau ca materie primă pentru producerea diverselor

chimicale si ingrasaminte.

Cărbunele, așa cum se discută mai jos, este o sursă importantă de materii prime pentru

compuși aromatici. Cărbunele reprezintă

un amestec complex de substanțe chimice, care include carbon,

hidrogen și oxigen, precum și cantități mici de azot, sulf și alte impurități

elemente. În plus, compoziția cărbunelui, în funcție de gradul său, include

cantități variate de umiditate și diverse minerale.

Hidrocarburile apar în mod natural nu numai în combustibilii fosili, ci și în

în unele materiale de origine biologică. cauciuc natural

este un exemplu de polimer hidrocarburic natural. moleculă de cauciuc

constă din mii de unități structurale, care sunt metilbuta-1,3-dienă

(izopren);

cauciuc natural. Aproximativ 90% cauciuc natural, care

în prezent minat în toată lumea, obținut de la brazilian

arbore de cauciuc Hevea brasiliensis, cultivat în principal în

țările ecuatoriale din Asia. Seva acestui copac, care este latex

(coloidal soluție de apă polimer), asamblat din incizii făcute cu un cuțit

latra. Latexul conține aproximativ 30% cauciuc. Bucățile sale minuscule

suspendat în apă. Sucul este turnat în recipiente de aluminiu, unde se adaugă acid,

determinând coagularea cauciucului.

Mulți alți compuși naturali conțin, de asemenea, izopren structural

fragmente. De exemplu, limonenul conține două părți izopren. Limonene

este principalul parte integrantă uleiuri extrase din coaja citricelor,

precum lămâile și portocalele. Această conexiune aparține clasei de conexiuni,

numite terpene. Terpenele conțin 10 atomi de carbon în moleculele lor (C

10-compuși) și includ două fragmente de izopren conectate între ele

celălalt secvenţial („cap la coadă”). Compuși cu patru izopren

fragmentele (compuși C 20) se numesc diterpene, iar cu șase

fragmente de izopren - triterpene (compuși C 30). Squalene

găsit în uleiul de ficat de rechin este o triterpenă.

Tetraterpenele (compuși C 40) conțin opt izopren

fragmente. Tetraterpenele se găsesc în pigmenții grăsimilor vegetale și animale.

origine. Colorarea lor se datorează prezenței unui sistem lung conjugat

legături duble. De exemplu, β-carotenul este responsabil pentru portocaliul caracteristic

colorarea morcovilor.

Tehnologia de prelucrare a petrolului și a cărbunelui

ÎN sfârşitul XIX-lea V. Sub influența progresului în domeniul ingineriei energiei termice, transporturilor, ingineriei, armatei și a unui număr de alte industrii, cererea a crescut nemăsurat și există o nevoie urgentă de noi tipuri de combustibili și produse chimice.

În acest moment, industria de rafinare a petrolului a luat naștere și a progresat rapid. Un impuls uriaș pentru dezvoltarea industriei de rafinare a petrolului a fost dat de invenția și răspândirea rapidă a motorului cu ardere internă care funcționează pe produse petroliere. Tehnica de prelucrare a cărbunelui, care nu este doar unul dintre principalele tipuri de combustibil, dar, care este deosebit de remarcabil, a devenit o materie primă esențială pentru industria chimică în perioada analizată, de asemenea, dezvoltată intens. Un rol important în această chestiune a aparținut chimiei cocsului. Fabricile de cocs, care furnizau anterior cocs pentru metalurgia feroasă, s-au transformat în întreprinderi chimice de cocs, care produceau și o serie de produse chimice valoroase: gaz de cocs, benzen brut, gudron de cărbune și amoniac.

Producția de substanțe și materiale organice sintetice a început să se dezvolte pe baza produselor de prelucrare a petrolului și a cărbunelui. Sunt utilizate pe scară largă ca materii prime și semifabricate în diferite ramuri ale industriei chimice.

Biletul numărul 10