Hvilke kulbrinter er indeholdt i naturgas. Fremstilling af aromatiske kulbrinter

Lektionens mål:

Uddannelsesmæssigt:

• Udvikle elevernes kognitive aktivitet.
• At gøre eleverne fortrolige med naturlige kilder til kulbrinter: olie, naturgas, kul, deres sammensætning og forarbejdningsmetoder.
• At studere de vigtigste forekomster af disse ressourcer globalt og i Rusland.
• Vis deres betydning i den nationale økonomi.
• Overvej miljøbeskyttelsesspørgsmål.

Uddannelsesmæssigt:

• Dyrke interesse for at studere emnet, indgyde talekultur i kemitimerne.

Uddannelsesmæssigt:

• Udvikle opmærksomhed, observation, lyttefærdigheder og drage konklusioner.

Pædagogiske metoder og teknikker:

• Perceptuel tilgang.
• Gnostisk tilgang.
• Kybernetisk tilgang.

Udstyr: Interaktiv tavle, multimedie, elektroniske lærebøger MarSTU, Internet, samlinger "Olie og de vigtigste produkter fra dens forarbejdning", "Kul og de vigtigste produkter fra dets forarbejdning".

Lektionens fremskridt

I. Organisatorisk øjeblik.

Jeg introducerer formålet med og målene for denne lektion.

II. Hoveddel.

De vigtigste naturlige kilder til kulbrinter er: olie, kul, naturlige og tilknyttede petroleumsgasser.

Olie - "sort guld" (Jeg introducerer eleverne til oliens oprindelse, hovedreserver, produktion, sammensætning af olie, fysiske egenskaber og raffinerede produkter).

Under rektifikationsprocessen opdeles olie i følgende fraktioner:

Jeg viser prøver af fraktioner fra samlingen (demonstration ledsaget af forklaring).

• Destillationsgasser– en blanding af lavmolekylære kulbrinter, hovedsagelig propan og butan, med en kogetemperatur på op til 40 °C
• Benzinfraktion (benzin)– HC-sammensætning C 5 H 12 til C 11 H 24 (kogepunkt 40-200°C, med en finere adskillelse af denne fraktion får man gasolie(petroleumsether, 40-70°C) og benzin(70 - 120°C),
• Naphtha fraktion– HC-sammensætning fra C 8 H 18 til C 14 H 30 (kogetemperatur 150 - 250 °C),
• Petroleumsfraktion– HC-sammensætning fra C 12 H 26 til C 18 H 38 (kogetemperatur 180 - 300 °C),
• Dieselbrændstof– HC-sammensætning fra C 13 H 28 til C 19 H 36 (kogetemperatur 200 - 350 °C)

Rester fra olieraffinering – brændselsolie– indeholder kulbrinter med antallet af kulstofatomer fra 18 til 50. Destillation under reduceret tryk fra brændselsolie giver sololie(C18H28 – C25H52), smøreolier(C 28 H 58 – C 38 H 78), petrolatum Og paraffin– lavtsmeltende blandinger af faste kulbrinter. Fast rest fra brændselsoliedestillation – tjære og produkter fra dets forarbejdning - bitumen Og asfalt bruges til fremstilling af vejbelægninger.

Produkterne opnået som følge af olierektifikation underkastes kemisk behandling. En af dem er revner.

Cracking er den termiske nedbrydning af olieprodukter, som fører til dannelsen af ​​kulbrinter med et mindre antal kulstofatomer i molekylet. (Jeg bruger MarSTU elektroniske lærebog, som fortæller om typer af krakning).

Eleverne sammenligner termisk og katalytisk krakning. (Dias nr. 16)

Termisk revnedannelse.

Nedbrydningen af ​​kulbrintemolekyler sker ved en højere temperatur (470-5500 C). Processen forløber langsomt, carbonhydrider med en uforgrenet kæde af carbonatomer dannes. Benzin opnået som følge af termisk krakning indeholder sammen med mættede kulbrinter mange umættede kulbrinter. Derfor har denne benzin større detonationsmodstand end lige destilleret benzin. Termisk krakket benzin indeholder mange umættede kulbrinter, som let oxiderer og polymeriserer. Derfor er denne benzin mindre stabil under opbevaring. Når det brænder, kan forskellige dele af motoren blive tilstoppet.

Katalytisk revnedannelse.

Spaltningen af ​​kulbrintemolekyler sker i nærværelse af katalysatorer og ved en lavere temperatur (450-5000 C). Hovedfokus er på benzin. De forsøger at få mere af det og helt sikkert bedste kvalitet. Katalytisk krakning opstod netop som et resultat af oliearbejdernes langsigtede, vedvarende kamp for at forbedre kvaliteten af ​​benzin. Sammenlignet med termisk krakning forløber processen meget hurtigere, og der sker ikke kun spaltningen af ​​kulbrintemolekyler, men også deres isomerisering, dvs. der dannes kulbrinter med en forgrenet kæde af kulstofatomer. Katalytisk krakket benzin er endnu mere modstandsdygtig over for detonation end termisk krakket benzin.

Kul. (Jeg introducerer eleverne til kuls oprindelse, hovedreserver, produktion, fysiske egenskaber, forarbejdede produkter).

Oprindelse: (Jeg bruger MarSTU's elektroniske lærebog, hvor de taler om kuls oprindelse).

Hovedreserver: (dias nummer 18) På kortet viser jeg eleverne de største kulforekomster i Rusland med hensyn til produktionsvolumen - disse er Tunguska-, Kuznetsk- og Pechora-bassinerne.

Produktion:(Jeg bruger MarSTU elektroniske lærebog, hvor de taler om kulminedrift).

• Koks gas– som omfatter H 2, CH 4, CO, CO 2, urenheder af NH 3, N 2 og andre gasser,
• Stenkulstjære– indeholder flere hundrede forskellige organisk stof, herunder benzen og dets homologer, phenol og aromatiske alkoholer, naphthalen og forskellige heterocykliske forbindelser,
• Nadsmolnaya, eller ammoniak vand– indeholder opløst ammoniak samt phenol, svovlbrinte og andre stoffer,
• Cola– fast forkoksningsrester, næsten rent kulstof.

Naturlige og petroleumsrelaterede gasser. (Jeg introducerer eleverne til de vigtigste reserver, produktion, sammensætning, forarbejdede produkter).

III. Generalisering.

I den sammenfattende del af lektionen lavede jeg en test ved hjælp af Turning Point-programmet. Eleverne bevæbnede sig med fjernbetjeninger. Når et spørgsmål vises på skærmen, vælger de det rigtige svar ved at trykke på den relevante knap.

1. Hovedkomponenterne i naturgas er:

• Ethan;
• Propan;
• Metan;
• Butan.

2. Hvilken fraktion af petroleumsdestillation indeholder fra 4 til 9 kulstofatomer pr. molekyle?

• nafta;
• Gasolie;
• Benzin;
• Petroleum.

3. Hvad er formålet med at revne tunge petroleumsprodukter?

• Metan produktion;
• At opnå benzinfraktioner med høj detonationsmodstand;
• Syntesegas produktion;
• Brintproduktion.

4. Hvilken proces er ikke relateret til olieraffinering?

• koks;
• Fraktioneret destillation;
• Katalytisk krakning;
• Termisk revnedannelse.

5. Hvilken af ​​følgende hændelser er den farligste for akvatiske økosystemer?

• Overtrædelse af tæthed af olierørledninger;
• Olieudslip som følge af en tankskibsulykke;
• Krænkelse af teknologi under dyb olieproduktion på land;
• Transport af kul ad søvejen.

6. Fra metan, som danner naturgas, får vi:

• Syntesegas;
• Ethylen;
• acetylen;
• Butadien.

7. Hvilke egenskaber adskiller katalytisk krakningsbenzin fra lige destilleret benzin?

• Tilstedeværelse af alkener;
• Tilstedeværelse af alkyner;
• Tilstedeværelsen af ​​carbonhydrider med en forgrenet kæde af carbonatomer;
• Høj detonationsmodstand.

Testresultatet er umiddelbart synligt på skærmen.

Lektier:§ 10, ex.1 – 8

Litteratur:

1. L.Yu. Underholdende kemi“. – M.: “AST-Press”, 1999.
2. O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov "Håndbog for kemilærere, klasse 10." - M.: "Blik og K," 2001.
3. O.S. Gabrielyan, F.N. Maskaev, V.I. "Kemi 10. klasse."

Forbindelser, der kun består af carbon- og hydrogenatomer.

Kulbrinter opdeles i cykliske (carbocykliske forbindelser) og acykliske.

Cyklisk (carbocyklisk) er forbindelser, der indeholder en eller flere cyklusser, der kun består af kulstofatomer (i modsætning til heterocykliske forbindelser indeholdende heteroatomer - nitrogen, svovl, oxygen osv.). Carbocykliske forbindelser er til gengæld opdelt i aromatiske og ikke-aromatiske (alicykliske) forbindelser.

Acykliske kulbrinter omfatter organiske forbindelser, hvis kulstofskeletmolekyler er åbne kæder.

Disse kæder kan dannes af enkeltbindinger (alkaner), indeholde en dobbeltbinding (alkener), to eller flere dobbeltbindinger (diener eller polyener) eller en tredobbeltbinding (alkyner).

Kulstofkæder er som bekendt en del af det meste organisk stof. Således erhverver studiet af kulbrinter særlig betydning, da disse forbindelser er det strukturelle grundlag for andre klasser af organiske forbindelser.

Derudover er kulbrinter, især alkaner, de vigtigste naturlige kilder til organiske forbindelser og grundlaget for de vigtigste industrielle og laboratoriesynteser (skema 1).

Du ved allerede, at kulbrinter er den vigtigste type råmateriale til den kemiske industri. Til gengæld er kulbrinter ret udbredt i naturen og kan isoleres fra forskellige naturlige kilder: olie, tilhørende olie og naturgas, kul. Lad os se nærmere på dem.

Olie- en naturlig kompleks blanding af kulbrinter, hovedsagelig alkaner med lineær og forgrenet struktur, indeholdende fra 5 til 50 kulstofatomer i molekyler, med andre organiske stoffer. Dets sammensætning afhænger væsentligt af dets ekstraktionssted (aflejring) ud over alkaner kan det indeholde cycloalkaner og aromatiske carbonhydrider;

Gasformige og faste komponenter i olie opløses i dets flydende komponenter, som bestemmer dens aggregeringstilstand. Olie er en olieagtig væske af en mørk (brun til sort) farve med en karakteristisk lugt, uopløselig i vand. Dens massefylde er mindre end vands, derfor, når olie kommer ind i den, spredes den over overfladen og forhindrer opløsning af ilt og andre luftgasser i vandet. Det er indlysende, at når olie trænger ind i naturlige vandområder, forårsager det mikroorganismers og dyrs død, hvilket fører til miljøkatastrofer og endda katastrofer. Der er bakterier, der kan bruge oliekomponenter som mad og omdanne det til harmløse produkter af deres vitale aktivitet. Det er klart, at brugen af ​​kulturer af disse bakterier er den mest miljømæssigt sikre og lovende måde at bekæmpe miljøforurening med olie under produktion, transport og raffinering.

I naturen fylder olie og tilhørende petroleumsgas, som vil blive diskuteret nedenfor, hulrummene i jordens indre. Repræsenterer en blanding forskellige stoffer, olie har ikke et konstant kogepunkt. Det er klart, at hver af dens komponenter bevarer sine individuelle egenskaber i blandingen. fysiske egenskaber, hvilket gør det muligt at adskille olie i dets komponenter. For at gøre dette renses det fra mekaniske urenheder og svovlholdige forbindelser og udsættes for såkaldt fraktioneret destillation eller rektifikation.

Fraktioneret destillation - fysisk metode adskille en blanding af komponenter med forskellige kogepunkter.

Destillation udføres i specielle installationer - destillationskolonner, hvori cyklusser af kondensation og fordampning af flydende stoffer indeholdt i olie gentages (fig. 9).

Dampene, der dannes, når en blanding af stoffer koger, beriges med en laverekogende (dvs. lavere temperatur) komponent. Disse dampe opsamles, kondenseres (afkøles til under kogepunktet) og bringes i kog igen. I dette tilfælde dannes dampe, der er endnu mere beriget med et lavtkogende stof. Ved at gentage disse cyklusser mange gange er det muligt at opnå næsten fuldstændig adskillelse af stofferne i blandingen.

Destillationskolonnen modtager olie opvarmet i en rørovn til en temperatur på 320-350 °C. Destillationskolonnen har vandrette skillevægge med huller - de såkaldte bakker, hvorpå der sker kondensering af oliefraktioner. Lavtkogende fraktioner akkumuleres på de højere, og højtkogende - på de lavere.

Under rektificeringsprocessen opdeles olie i følgende fraktioner:

Ensrettergasser er en blanding af kulbrinter med lav molekylvægt, hovedsageligt propan og butan, med et kogepunkt på op til 40 ° C;

Benzinfraktion (benzin) - carbonhydrider med sammensætning fra C 5 H 12 til C 11 H 24 (kogepunkt 40-200 ° C); med en finere adskillelse af denne fraktion opnås benzin (petroleumsether, 40-70 °C) og benzin (70-120 °C);

Naphtha-fraktion - carbonhydrider med sammensætning fra C8H18 til C14H30 (kogepunkt 150-250 °C);

Petroleumsfraktion - carbonhydrider med sammensætning fra C12H26 til C18H38 (kogepunkt 180-300 ° C);

Dieselbrændstof - kulbrinter med sammensætning fra C13H28 til C19H36 (kogepunkt 200-350 ° C).

Resten af ​​oliedestillationen er brændselsolie- indeholder kulbrinter med antallet af kulstofatomer fra 18 til 50. Ved destillation under reduceret tryk fra brændselsolie opnås dieselolie (C18H28-C25H52), smøreolier (C28H58-C38H78), vaseline og paraffin - lavtsmeltende blandinger af faste kulbrinter. Den faste rest fra destillationen af ​​brændselsolie - tjære og produkterne fra dens forarbejdning - bitumen og asfalt bruges til fremstilling af vejoverflader.

Produkterne opnået som følge af olierektifikation underkastes kemisk behandling, som omfatter en række komplekse processer. En af dem er krakning af olieprodukter. Du ved allerede, at brændselsolie opdeles i komponenter under reduceret tryk. Dette forklares med, at hvornår atmosfærisk tryk dets komponenter begynder at nedbrydes, før de når kogepunktet. Dette er netop grundlaget for cracking.

Revner - termisk nedbrydning af olieprodukter, hvilket fører til dannelse af kulbrinter med et mindre antal kulstofatomer i molekylet.

Der er flere typer krakning: termisk, katalytisk krakning, krakning højt tryk, reduktion af revner.

Termisk krakning involverer spaltning af kulbrintemolekyler med en lang kulstofkæde til kortere under påvirkning af høj temperatur(470-550 °C). Under denne spaltning dannes alkener sammen med alkaner.

I generel opfattelse denne reaktion kan skrives som følger:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
alkan alkan alken
med lang kæde

De resulterende kulbrinter kan knækkes igen for at danne alkaner og alkener med en endnu kortere kæde af kulstofatomer i molekylet:

Konventionel termisk krakning producerer en masse gasformige kulbrinter med lav molekylvægt, som kan bruges som råmaterialer til fremstilling af alkoholer. carboxylsyrer højmolekylære forbindelser (for eksempel polyethylen).

Katalytisk revnedannelse forekommer i nærvær af katalysatorer, som anvender naturlige aluminosilicater med sammensætningen RA1203" T8Iu2-

Krakning ved brug af katalysatorer fører til dannelsen af ​​carbonhydrider med en forgrenet eller lukket kæde af carbonatomer i molekylet. Indholdet af kulbrinter i denne struktur i motorbrændstof øger dets kvalitet væsentligt, primært modstanden mod detonation - benzinens oktantal.

Revner af olieprodukter sker ved høje temperaturer, så kulstofaflejringer (sod) dannes ofte, hvilket forurener overfladen af ​​katalysatoren, hvilket kraftigt reducerer dens aktivitet.

Rensning af overfladen af ​​katalysatoren fra kulstofaflejringer - dens regenerering - er hovedbetingelsen for den praktiske implementering af katalytisk krakning. Den enkleste og billigste måde at regenerere en katalysator på er at riste den, hvor kulstofaflejringer oxideres med atmosfærisk oxygen. Gasformige oxidationsprodukter (hovedsageligt kuldioxid og svovldioxid) fjernes fra katalysatorens overflade.

Katalytisk krakning er en heterogen proces, hvori faste (katalysator) og gasformige (carbonhydriddamp) stoffer deltager. Det er indlysende, at katalysatorregenerering - samspillet mellem fast sod og atmosfærisk oxygen - også er en heterogen proces.

Heterogene reaktioner(gas - fast) flyder hurtigere, når overfladearealet af det faste stof øges. Derfor knuses katalysatoren, og dens regenerering og krakning af kulbrinter udføres i et "fluidiseret leje", som du kender fra produktionen af ​​svovlsyre.

Krakningsråmaterialet, såsom gasolie, kommer ind i en konisk reaktor. Den nederste del af reaktoren har en mindre diameter, så strømningshastigheden af ​​råvaredamp er meget høj. Flytter med høj hastighed gassen fanger katalysatorpartikler og fører dem til den øvre del af reaktoren, hvor strømningshastigheden falder på grund af en stigning i dens diameter. Under påvirkning af tyngdekraften falder katalysatorpartikler ned i den nedre, smallere del af reaktoren, hvorfra de igen føres opad. Således er hvert korn af katalysator inde konstant bevægelse og vaskes fra alle sider af et gasformigt reagens.

Nogle katalysatorkorn kommer ind i den ydre, bredere del af reaktoren og, uden at de møder modstand mod gasstrømmen, falder til den nedre del, hvor de opsamles af gasstrømmen og føres ind i regeneratoren. Der, i "fluid bed"-tilstand, affyres katalysatoren og returneres til reaktoren.

Katalysatoren cirkulerer således mellem reaktoren og regeneratoren, og gasformige produkter fra krakning og ristning fjernes fra dem.

Anvendelsen af ​​krakningskatalysatorer gør det muligt at øge reaktionshastigheden lidt, reducere dens temperatur og forbedre kvaliteten af ​​krakningsprodukter.

De resulterende carbonhydrider i benzinfraktionen har hovedsageligt en lineær struktur, hvilket fører til lav detonationsmodstand af den resulterende benzin.

Vi vil overveje begrebet "bankresistens" senere, for nu vil vi kun bemærke, at kulbrinter med molekyler af en forgrenet struktur har betydeligt større detonationsmodstand. Det er muligt at øge andelen af ​​isomere forgrenede carbonhydrider i blandingen dannet under krakning ved at tilsætte isomeriseringskatalysatorer til systemet.

Oliefelter indeholder som udgangspunkt store ophobninger af såkaldt tilhørende petroleumsgas, som samler sig over olien i jordskorpen og opløses delvist i det under tryk fra overliggende klipper. Ligesom olie er associeret petroleumsgas en værdifuld naturlig kilde til kulbrinter. Den indeholder hovedsageligt alkaner, hvis molekyler indeholder fra 1 til 6 kulstofatomer. Det er indlysende, at sammensætningen af ​​tilhørende petroleumsgas er meget dårligere end olie. Men på trods af dette er det også meget brugt både som brændstof og som råmateriale til den kemiske industri. For blot et par årtier siden, i de fleste oliefelter, blev tilhørende petroleumsgas afbrændt som et ubrugeligt supplement til olie. I øjeblikket, for eksempel, i Surgut, den rigeste oliereserve i Rusland, produceres den billigste elektricitet i verden ved hjælp af tilhørende petroleumsgas som brændstof.

Som allerede nævnt er associeret petroleumsgas sammenlignet med naturgas rigere i sammensætning af forskellige kulbrinter. Ved at dele dem op i brøker får vi:

Gasbenzin er en meget flygtig blanding, der hovedsageligt består af lenthan og hexan;

En propan-butan-blanding, der, som navnet antyder, består af propan og butan og let omdannes til flydende tilstand når trykket stiger;

Tør gas er en blanding, der hovedsageligt indeholder metan og ethan.

Gasbenzin, der er en blanding af flygtige komponenter med en lille molekylvægt, fordamper godt selv kl. lave temperaturer. Dette tillader brugen af ​​benzin som brændstof til motorer intern forbrænding i det fjerne nord og som et tilsætningsstof til motorbrændstof, hvilket letter motorstart under vinterforhold.

Propan-butanblandingen i form af flydende gas bruges som husholdningsbrændstof (de velkendte gasflasker ved dachaen) og til påfyldning af lightere. Gradvis oversættelse vejtransport på flydende gas - en af ​​de vigtigste måder at overvinde den globale brændstofkrise og løse miljøproblemer.

Tør gas, der i sammensætning er tæt på naturgas, er også meget brugt som brændstof.

Brugen af ​​tilhørende petroleumsgas og dens komponenter som brændstof er dog langt fra den mest lovende måde at bruge den på.

Det er meget mere effektivt at bruge tilhørende petroleumsgaskomponenter som råmateriale til kemisk produktion. Fra de alkaner, der udgør associeret petroleumsgas, opnås hydrogen, acetylen, umættede og aromatiske kulbrinter og deres derivater.

Gasformige kulbrinter kan ikke kun ledsage olie i jordskorpen, men også danne selvstændige ophobninger - naturgasforekomster.

Naturgas - en blanding af gasformige mættede kulbrinter med lav molekylvægt. Hovedbestanddelen af ​​naturgas er metan, hvis andel, afhængigt af felt, varierer fra 75 til 99 % i volumen. Naturgas omfatter foruden metan ethan, propan, butan og isobutan samt nitrogen og kuldioxid.

Ligesom tilhørende råolie bruges naturgas både som brændstof og som råmateriale til fremstilling af en række organiske og uorganiske stoffer. Du ved allerede, at brint, acetylen og methylalkohol, formaldehyd og myresyre og mange andre organiske stoffer opnås fra metan, hovedbestanddelen af ​​naturgas. Naturgas bruges som brændsel i kraftværker, i kedelsystemer til vandopvarmning af bolig- og industribygninger, i højovne og industrier med åben ild. Ved at slå en tændstik og tænde gassen i køkkengaskomfuret i et byhus, "udløser" du en kædereaktion af oxidation af alkaner, der udgør naturgas. Ud over olie, naturlige og tilhørende petroleumsgasser er kul en naturlig kilde til kulbrinter. 0n danner tykke lag i jordens indvolde, dens påviste reserver overstiger væsentligt oliereserverne. Ligesom olie indeholder kul stort antal forskellige organiske stoffer. Udover organiske stoffer indeholder den også uorganiske stoffer, såsom vand, ammoniak, svovlbrinte og selvfølgelig kulstof i sig selv - kul. En af de vigtigste metoder til behandling af kul er koks - kalcinering uden luftadgang. Som et resultat af koksdannelse, som udføres ved en temperatur på omkring 1000 °C, dannes følgende:

Koksovnsgas, som indeholder brint, methan, kuldioxid og kuldioxid, blandinger af ammoniak, nitrogen og andre gasser;
stenkulstjære indeholdende flere hundrede gange personlige organiske stoffer, herunder benzen og dets homologer, phenol og aromatiske alkoholer, naphthalen og forskellige heterocykliske forbindelser;
suprasin, eller ammoniakvand, indeholdende, som navnet antyder, opløst ammoniak samt phenol, svovlbrinte og andre stoffer;
koks er en fast rest fra koks, næsten rent kulstof.

Der bruges cola i produktionen af ​​jern og stål, ammoniak - i produktionen af ​​nitrogen og kombinerede gødninger, og vigtigheden økologiske produkter koksdannelse er svær at overvurdere.

Således er associerede olie- og naturgasser, kul ikke kun de mest værdifulde kilder til kulbrinter, men også en del af et unikt lager af uerstattelige naturressourcer, hvis omhyggelige og rimelige brug - nødvendig betingelse progressiv udvikling af det menneskelige samfund.

1. Angiv de vigtigste naturlige kilder til kulbrinter. Hvilke organiske stoffer indgår i hver af dem? Hvad har deres kompositioner til fælles?

2. Beskriv oliens fysiske egenskaber. Hvorfor har det ikke et konstant kogepunkt?

3. Sammenfattende medierapporter, beskriv miljøkatastrofer forårsaget af olielækager og måder at overvinde deres konsekvenser.

4. Hvad er berigtigelse? Hvad er denne proces baseret på? Nævn de fraktioner, der opnås som følge af olierektifikation. Hvordan er de forskellige fra hinanden?

5. Hvad er cracking? Giv ligninger for tre reaktioner svarende til krakning af olieprodukter.

6. Hvilke typer revner kender du? Hvad har disse processer til fælles? Hvordan er de forskellige fra hinanden? Hvad er grundlæggende forskel forskellige typer krakningsprodukter?

7. Hvorfor har tilhørende petroleumsgas dette navn? Hvad er dens hovedkomponenter og deres anvendelser?

8. Hvordan adskiller naturgas sig fra tilhørende petroleumsgas? Hvad har deres kompositioner til fælles? Giv forbrændingsreaktionsligningerne for alle komponenter af tilhørende petroleumsgas, som du kender.

9. Giv reaktionsligninger, der kan bruges til at få benzen fra naturgas. Angiv betingelserne for disse reaktioner.

10. Hvad er koks? Hvad er dets produkter og deres sammensætning? Giv reaktionsligninger, der er karakteristiske for de produkter af kokskul, du kender.

11. Forklar hvorfor afbrænding af olie, kul og tilhørende petroleumsgas er langt fra den mest rationelle måde at bruge dem på.

Mest vigtige kilder kulbrinter er naturlige og associerede petroleumsgasser, olie, kul.

Ved reserver naturgas Det første sted i verden tilhører vores land. I naturgas indeholder kulbrinter med lav molekylvægt. Den har følgende omtrentlige sammensætning (efter volumen): 80-98% metan, 2-3% af dens nærmeste homologer - ethan, propan, butan og lille mængde urenheder - svovlbrinte H 2 S, nitrogen N 2, ædelgasser, kulilte (IV) CO 2 og vanddamp H 2 O . Gassammensætningen er specifik for hvert felt. Der er følgende mønster: Jo højere carbonhydridets relative molekylvægt er, jo mindre er det indeholdt i naturgas.

Naturgas er meget udbredt som et billigt brændstof med en høj brændværdi (op til 54.400 kJ frigives, når 1 m 3 afbrændes). Dette er en af bedste udsigt brændstoffer til husholdnings- og industribehov. Derudover fungerer naturgas som et værdifuldt råmateriale til den kemiske industri: produktion af acetylen, ethylen, brint, sod, forskellige plastik, eddikesyre, farvestoffer, medicin og andre produkter.

Tilknyttede petroleumsgasser er i aflejringer sammen med olie: de er opløst i det og er placeret over olien og danner en gas "hætte". Når olie udvindes til overfladen, adskilles gasser fra den på grund af et kraftigt trykfald. Tidligere blev tilknyttede gasser ikke brugt og blev afbrændt under olieproduktion. I øjeblikket fanges de og bruges som brændstof og værdifulde kemiske råvarer. Associerede gasser indeholder mindre metan end naturgas, men mere ethan, propan, butan og højere kulbrinter. Derudover indeholder de stort set de samme urenheder som naturgas: H 2 S, N 2, ædelgasser, H 2 O-dampe, CO 2 . Individuelle carbonhydrider (ethan, propan, butan osv.) udvindes fra associerede gasser, der gør det muligt at opnå umættede carbonhydrider ved dehydrogenering - propylen, butylen, butadien, hvorfra gummi og plast syntetiseres. En blanding af propan og butan (flydende gas) bruges som husholdningsbrændstof. Gasbenzin (en blanding af pentan og hexan) bruges som et additiv til benzin for bedre antændelse af brændstoffet, når motoren startes. Oxidationen af ​​kulbrinter producerer organiske syrer, alkoholer og andre produkter.

Olie– en olieagtig, brændbar væske af mørkebrun eller næsten sort farve med en karakteristisk lugt. Det er lettere end vand (= 0,73-0,97 g/cm3) og er praktisk talt uopløseligt i vand. Med hensyn til sammensætning er olie en kompleks blanding af kulbrinter med forskellig molekylvægt, så den har ikke et specifikt kogepunkt.

Olie består hovedsageligt af flydende kulbrinter (faste og gasformige kulbrinter er opløst i dem). Typisk er disse alkaner (for det meste af normal struktur), cycloalkaner og arener, hvis forhold i olier fra forskellige områder varierer meget. Uralolie indeholder flere arener. Ud over kulbrinter indeholder olie oxygen, svovl og nitrogenholdige organiske forbindelser.

Råolie bruges normalt ikke. For at opnå teknisk værdifulde produkter fra olie underkastes den forarbejdning.

Primær forarbejdning olie består af dens destillation. Destillation udføres på olieraffinaderier efter adskillelse af tilhørende gasser. Ved destillering af olie opnås lette petroleumsprodukter:

benzin ( t koge = 40–200 °C) indeholder kulbrinter C 5 – C 11,

nafta ( t kog = 150–250 °C) indeholder kulbrinter C 8 – C 14,

petroleum ( t kog = 180–300 °C) indeholder kulbrinter C 12 – C 18,

gasolie ( t kip > 275 °C),

og resten er en tyktflydende sort væske - brændselsolie.

Brændselsolien underkastes yderligere behandling. Det destilleres under reduceret tryk (for at forhindre nedbrydning), og smøreolier isoleres: spindel, maskine, cylinder osv. Vaseline og paraffin isoleres fra brændselsolie af nogle typer olie. Resten af ​​brændselsolien efter destillation - tjære - efter delvis oxidation bruges til at fremstille asfalt. Den største ulempe ved oliedestillation er det lave udbytte af benzin (ikke mere end 20%).

Petroleumsdestillationsprodukter har forskellige anvendelser.

Benzin Det bruges i store mængder som fly- og bilbrændstof. Det består normalt af kulbrinter, der i gennemsnit indeholder 5 til 9 C-atomer i deres molekyler. Naphtha Det bruges som brændstof til traktorer, og også som opløsningsmiddel i farve- og lakindustrien. Store mængder det forarbejdes til benzin. Petroleum Det bruges som brændstof til traktorer, jetfly og raketter, såvel som til husholdningsbehov. Sololie – gasolie– bruges som motorbrændstof, og smøreolier– til smøring af mekanismer. Petrolatum bruges i medicin. Den består af en blanding af flydende og faste kulbrinter. Paraffin bruges til fremstilling af højere carboxylsyrer, til imprægnering af træ ved fremstilling af tændstikker og blyanter, til fremstilling af stearinlys, skosværte mv. Den består af en blanding af faste kulbrinter. Brændselsolie udover forarbejdning til smøreolier og benzin bruges den som kedel flydende brændstof.

På sekundære behandlingsmetoder olie, ændres strukturen af ​​de kulbrinter, der indgår i dens sammensætning. Blandt disse metoder stor værdi har krakning af petroleumscarbonhydrider, udført for at øge udbyttet af benzin (op til 65-70%).

Revner– processen med at spalte kulbrinter indeholdt i olie, hvilket resulterer i dannelsen af ​​kulbrinter med et mindre antal C-atomer i molekylet. Der er to hovedtyper af krakning: termisk og katalytisk.

Termisk revnedannelse udføres ved at opvarme råmaterialet (brændselsolie osv.) ved en temperatur på 470–550 °C og et tryk på 2–6 MPa. Samtidig vil kulbrintemolekyler med et stort antal C-atomer opdeles i molekyler med et mindre antal atomer af både mættede og umættede kulbrinter. For eksempel:

(radikal mekanisme),

Denne metode bruges til at fremstille hovedsagelig motorbenzin. Dets udbytte fra olie når 70%. Termisk revnedannelse blev opdaget af den russiske ingeniør V.G Shukhov i 1891.

Katalytisk revnedannelse udføres i nærværelse af katalysatorer (normalt aluminosilicater) ved 450-500 °C og atmosfærisk tryk. Denne metode producerer flybenzin med et udbytte på op til 80%. Denne form for revnedannelse påvirker hovedsageligt petroleum og gasoliefraktioner af olie. Under katalytisk krakning forekommer sammen med spaltningsreaktioner isomeriseringsreaktioner. Som et resultat af sidstnævnte dannes mættede kulbrinter med et forgrenet kulstofskelet af molekyler, hvilket forbedrer kvaliteten af ​​benzin:

Katalytisk krakning benzin har mere høj kvalitet. Processen med at opnå det forløber meget hurtigere med mindre termisk energiforbrug. Derudover producerer katalytisk krakning relativt mange forgrenede carbonhydrider (isoforbindelser), som er af stor værdi for organisk syntese.

På t= 700 °C og derover forekommer pyrolyse.

Pyrolyse– nedbrydning af organiske stoffer uden luftadgang ved høje temperaturer. Ved pyrolyse af olie er de vigtigste reaktionsprodukter umættede gasformige kulbrinter (ethylen, acetylen) og aromatiske kulbrinter - benzen, toluen osv. Da oliepyrolyse er en af ​​de vigtigste måder at opnå aromatiske kulbrinter, denne proces kaldes ofte oliearomatisering.

Aromatisering– omdannelse af alkaner og cycloalkaner til arener. Når tunge fraktioner af olieprodukter opvarmes i nærvær af en katalysator (Pt eller Mo), omdannes kulbrinter indeholdende 6-8 C-atomer pr. molekyle til aromatiske kulbrinter. Disse processer forekommer under reformering (benzinopgradering).

Reformering- Dette er aromatiseringen af ​​benzin, udført som et resultat af opvarmning af dem i nærvær af en katalysator, for eksempel Pt. Under disse forhold omdannes alkaner og cycloalkaner til aromatiske kulbrinter, hvorved også benzinens oktantal stiger markant. Aromatisering bruges til at opnå individuelle aromatiske kulbrinter (benzen, toluen) fra benzinfraktioner af olie.

I de seneste år Petroleumskulbrinter bruges i vid udstrækning som en kilde til kemiske råmaterialer. På forskellige måder fra dem får vi stoffer, der er nødvendige til fremstilling af plast, syntetiske tekstilfibre, syntetisk gummi, alkoholer, syrer, syntetiske rengøringsmidler, sprængstoffer, pesticider, syntetiske fedtstoffer mv.

Kul Ligesom naturgas og olie er det en kilde til energi og værdifulde kemiske råstoffer.

Den vigtigste metode til forarbejdning af kul er koksning(tør destillation). Ved koksning (opvarmning til 1000 °C - 1200 °C uden luftadgang) opnås forskellige produkter: koks, stenkulstjære, tjærevand og koksovnsgas (diagram).

Ordning

Koks bruges som reduktionsmiddel ved fremstilling af støbejern i metallurgiske anlæg.

Stenkulstjære tjener som en kilde til aromatiske kulbrinter. Det udsættes for rektifikationsdestillation og benzen, toluen, xylen, naphthalen, samt phenoler, nitrogenholdige forbindelser osv. opnås. Bek er en tyk sort masse, der er tilbage efter destillation af harpiksen, der anvendes til fremstilling af elektroder og tagpap.

Ammoniak, ammoniumsulfat, phenol osv. opnås fra tjærevand.

Koksovnsgas bruges til opvarmning af koksovne (der frigives ca. 18.000 kJ ved afbrænding af 1 m 3), men den udsættes hovedsageligt for kemisk bearbejdning. Således isoleres brint fra det til syntese af ammoniak, som derefter bruges til at fremstille nitrogengødning samt methan, benzen, toluen, ammoniumsulfat og ethylen.

De vigtigste naturlige kilder til kulbrinter er olie, gas og kul. De fleste af stofferne er isoleret fra dem organisk kemi. Vi vil diskutere denne klasse af organiske stoffer mere detaljeret nedenfor.

Sammensætning af mineraler

Kulbrinter er den mest omfattende klasse af organiske stoffer. Disse omfatter acykliske (lineære) og cykliske klasser af forbindelser. Der er mættede (mættede) og umættede (umættede) kulbrinter.

Mættede kulbrinter omfatter forbindelser med enkeltbindinger:

• alkaner- lineære forbindelser;
• cycloalkaner- cykliske stoffer.

Umættede kulbrinter omfatter stoffer med flere bindinger:

• alkener- indeholde en dobbeltbinding;
• alkyner- indeholder en tredobbelt binding;
• alkadiener- omfatter to dobbeltbindinger.

Der er en separat klasse af arener eller aromatiske carbonhydrider, der indeholder en benzenring.

Ris. 1. Klassificering af kulbrinter.

Mineralske ressourcer omfatter gasformige og flydende kulbrinter. Tabellen beskriver naturlige kilder til kulbrinter mere detaljeret.

Kilde	Arter
		Alkaner, cycloalkaner, arener, oxygen, nitrogen, svovlholdige forbindelser
	naturlig - en blanding af gasser, der findes i naturen; forbundet - en gasformig blanding opløst i olie eller placeret over den	Metan med urenheder (ikke mere end 5%): propan, butan, kuldioxid, nitrogen, hydrogensulfid, vanddamp. Naturgas indeholder mere metan end tilhørende gas
	antracit - indeholder 95% kulstof; sten - indeholder 99% kulstof; brun - 72% kulstof	Kulstof, brint, svovl, nitrogen, oxygen, kulbrinter

Hvert år produceres mere end 600 milliarder m 3 gas, 500 millioner tons olie og 300 millioner tons kul i Rusland.

Genbrug

Mineraler bruges i forarbejdet form. Kul brændes uden oxygen (koksproces) for at adskille flere fraktioner:

• koks ovn gas- en blanding af methan, carbonoxider (II) og (IV), ammoniak, nitrogen;
• stenkulstjære- en blanding af benzen, dets homologer, phenol, arener, heterocykliske forbindelser;
• ammoniak vand- en blanding af ammoniak, phenol, hydrogensulfid;
• koks- det endelige koksprodukt indeholdende rent kulstof.

Ris. 2. Kokning.

En af verdens førende brancher er olieraffinering. Olie udvundet fra jordens dybder kaldes råolie. Det er genbrugt. Først udføres mekanisk rensning fra urenheder, derefter destilleres den rensede olie for at opnå forskellige fraktioner. Tabellen beskriver de vigtigste fraktioner af olie.

Brøk	Forbindelse	Hvad får du?
	Gasformige alkaner fra metan til butan
Benzin	Alkaner fra pentan (C 5 H 12) til undecan (C 11 H 24)	Benzin, estere
Naphtha	Alkaner fra oktan (C 8 H 18) til tetradecan (C 14 H 30)	Naphtha (tung benzin)
Petroleum
Diesel	Alkaner fra tridecan (C 13 H 28) til nonadecan (C 19 H 36)
	Alkaner fra pentadecan (C 15 H 32) til pentacontan (C 50 H 102)	Smøreolier, vaseline, bitumen, paraffin, tjære

Ris. 3. Oliedestillation.

Plast, fibre og medicin fremstilles af kulbrinter. Metan og propan bruges som husholdningsbrændstof. Koks bruges til fremstilling af jern og stål. Fremstillet af ammoniakvand salpetersyre, ammoniak, gødning. Tjære bruges i byggeriet.

Hvad har vi lært?

Fra emnet for lektionen lærte vi fra hvilke naturlige kilder kulbrinter er isoleret. Olie, kul, naturgas og tilhørende gasser bruges som råmateriale til organiske forbindelser. Mineraler oprenses og opdeles i fraktioner, hvorfra der udvindes stoffer, der egner sig til produktion eller direkte anvendelse. Flydende brændstoffer og olier fremstilles af olie. Gasserne indeholder metan, propan, butan, der bruges som husholdningsbrændstof. Flydende og faste råmaterialer udvindes fra kul til fremstilling af legeringer, gødning og medicin.

Test om emnet

Evaluering af rapporten

Gennemsnitlig bedømmelse: 4.2. Samlede vurderinger modtaget: 289.

NATURLIGE KILDER TIL HYDROCARBONER

Kulbrinter er alle så forskellige -
Flydende og fast og gasformig.
Hvorfor er der så mange af dem i naturen?
Det handler om umætteligt kulstof.

Faktisk er dette element, som intet andet, "umætteligt": det stræber efter at danne kæder, lige og forgrenede, ringe eller netværk fra dets mange atomer. Derfor er der mange forbindelser af kulstof- og brintatomer.

Kulbrinter er både naturgas - metan, og en anden brændbar husholdningsgas, der bruges til at fylde flasker - propan C 3 H 8. Kulbrinter omfatter olie, benzin og petroleum. Og også - organisk opløsningsmiddel C 6 H 6, paraffin, hvorfra nytårslys er lavet, vaseline fra apoteket og endda plastikpose til emballering af produkter...

De vigtigste naturlige kilder til kulbrinter er mineraler - kul, olie, gas.

KUL

Mere er kendt på kloden 36 tusind kulbassiner og aflejringer, som tilsammen optager 15% territorier globus. Kulbassiner kan strække sig i tusindvis af kilometer. De samlede geologiske reserver af kul på kloden er 5 billioner 500 milliarder tons, herunder udforskede forekomster - 1 billion 750 milliarder tons.

Der er tre hovedtyper af fossile kul. Når brunkul og antracit brænder, er flammen usynlig, og forbrændingen er røgfri, mens stenkul giver en høj knæklyd ved afbrænding.

Antracit- det ældste af fossile kul. Det er kendetegnet ved høj tæthed og glans. Indeholder op til 95% kulstof.

Kul– indeholder op til 99% kulstof. Af alle fossile kul har det den bredeste anvendelse.

Brunkul– indeholder op til 72% kulstof. Har en brun farve. Som det yngste af fossile kul bevarer det ofte spor af strukturen af ​​det træ, hvorfra det er dannet. Det er kendetegnet ved høj hygroskopicitet og højt askeindhold ( fra 7 % til 38 %, derfor bruges det kun som lokalt brændstof og som råmateriale til kemisk forarbejdning. Især ved hydrogenering opnås værdifulde typer flydende brændstof: benzin og petroleum.

Kulstof er hovedbestanddelen af ​​kul ( 99% ), brunkul ( op til 72 %).

Oprindelsen af ​​navnet kulstof, det vil sige "føde kul." På samme måde indeholder det latinske navn "carboneum" roden kulkul i bunden.

Ligesom olie indeholder kul store mængder organisk stof. Udover organiske stoffer indeholder den også uorganiske stoffer, såsom vand, ammoniak, svovlbrinte og selvfølgelig kulstof i sig selv - kul. En af de vigtigste metoder til behandling af kul er koks - kalcinering uden luftadgang. Som et resultat af koksdannelse, som udføres ved en temperatur på 1000 0 C, dannes følgende:Koks gas

Stenkulstjære – den indeholder brint, metan, kuldioxid og kuldioxid, blandinger af ammoniak, nitrogen og andre gasser.

– indeholder flere hundrede forskellige organiske stoffer, herunder benzen og dets homologer, phenol og aromatiske alkoholer, naphthalen og forskellige heterocykliske forbindelser. Harpiks eller ammoniakvand

– indeholdende, som navnet antyder, opløst ammoniak samt phenol, svovlbrinte og andre stoffer.Cola

– fast forkoksningsrester, praktisk talt rent kulstof.

Hovedparten af ​​kulressourcerne kommer fra nordlige halvkugle– Asien, Nordamerika, Eurasien. Hvilke lande skiller sig ud med hensyn til kulreserver og produktion?

Kina, USA, Indien, Australien, Rusland.

De vigtigste eksportører af kul er lande.

USA, Australien, Rusland, Sydafrika.

Vigtigste importcentre.

Japan, Udenlandske Europa.

Dette er et meget miljøforurenende brændstof. Ved minedrift opstår der eksplosioner og metanbrande, og der opstår visse miljøproblemer.

Miljøforurening er enhver uønsket ændring i dette miljøs tilstand som følge af menneskelig økonomisk aktivitet. Dette sker også under minedrift. Lad os forestille os situationen i et kulmineområde. Sammen med kullet stiger en enorm mængde gråbjerg op til overfladen, som simpelthen sendes til lossepladser som unødvendigt. Efterhånden dannet affaldsbunker- enorme, snesevis af meter høje, kegleformede bjerge af gråsten, der forvrænger udseendet af det naturlige landskab. Vil alt det kul, der hæves til overfladen, blive transporteret til forbrugeren? Selvfølgelig ikke. Processen er jo ikke lufttæt. En enorm mængde kulstøv sætter sig på jordens overflade. Som følge heraf ændres sammensætningen af ​​jordbund og grundvand, hvilket uundgåeligt vil påvirke dyr og flora distrikt.

Kul indeholder radioaktivt kulstof - C, men efter afbrænding af brændstoffet kommer det farlige stof sammen med røgen ind i luften, vandet, jorden og sintres til slagge eller aske, som bruges til fremstilling af byggematerialer. Som følge heraf "synker" vægge og lofter i boligbyggerier og udgør en trussel mod menneskers sundhed.

OLIE

Olie har været kendt af menneskeheden siden oldtiden. Det blev udvundet på Eufrats bred

6-7 tusind år f.Kr øh . Det blev brugt til belysning af boliger, til fremstilling af mørtler, som medicin og salver og til balsamering. Olie i den antikke verden var et formidabelt våben: floder af ild strømmede ind over hovederne af disse stormende fæstningsmure, brændende pile dyppet i olie fløj ind i belejrede byer. Olie var integreret del brandagent, som gik over i historien under navnet "græsk ild" I middelalderen blev den primært brugt til gadebelysning.

Mere end 600 olie- og gasbassiner er blevet udforsket, 450 er under udvikling , EN samlet antal oliefelter når 50 tusinde.

Der er lette og tunge olier. Let olie udvindes fra undergrunden ved hjælp af pumper eller springvandsmetoden. Denne olie bruges hovedsageligt til fremstilling af benzin og petroleum. Tunge kvaliteter af olie udvindes nogle gange endda ved hjælp af en minemetode (i Komi-republikken), og bitumen, brændselsolie og forskellige olier fremstilles af det.

Olie er det mest alsidige brændstof, højt i kalorier. Dens udvinding er forholdsvis enkel og billig, for når man udvinder olie, er der ingen grund til at sætte folk under jorden. Transport af olie gennem rørledninger er ikke et stort problem. Den største ulempe ved denne type brændstof er dens lave ressourcetilgængelighed (ca. 50 år). ) . Generelle geologiske reserver er lig med 500 milliarder tons, herunder udforskede 140 milliarder tons .

I 2007 år beviste russiske videnskabsmænd over for verdenssamfundet, at de undersøiske Lomonosov- og Mendeleev-rygge, som er placeret i det arktiske hav, er en kontinentalsokkelzone og derfor tilhører Den Russiske Føderation. En kemilærer vil fortælle dig om oliens sammensætning og dens egenskaber.

Olie er en "klump af energi". Med kun 1 ml af det kan du opvarme en hel spand vand med en grad, og for at koge en spand samovar skal du bruge mindre end et halvt glas olie. Med hensyn til energikoncentration pr. volumenenhed rangerer olie først blandt naturlige stoffer. Selv radioaktive malme kan ikke konkurrere med det i denne henseende, da deres indhold radioaktive stoffer så lille, at man kan udtrække 1 mg. nukleart brændsel tons sten skal behandles.

Olie er ikke kun grundlaget for brændstof- og energikomplekset i enhver stat.

De berømte ord fra D.I. Mendeleev er på plads her ”At brænde olie er det samme som at tænde en ovn pengesedler". Hver dråbe olie indeholder mere end 900 forskellige kemiske forbindelser, mere end halvdelen af ​​de kemiske grundstoffer i det periodiske system. Dette er virkelig et mirakel af naturen, grundlaget for den petrokemiske industri. Cirka 90 % af al produceret olie bruges som brændstof. Trods “ dine 10%" , petrokemisk syntese giver produktion af mange tusinde organiske forbindelser, der opfylder det moderne samfunds presserende behov. Det er ikke for ingenting, at folk respektfuldt kalder olie "sort guld", "Jordens blod".

Olie er en olieagtig mørkebrun væske med en rødlig eller grønlig farvetone, nogle gange sort, rød, blå eller lys og endda gennemsigtig med en karakteristisk skarp lugt. Der er olie, der er hvid eller farveløs, som vand (for eksempel i Surukhan-feltet i Aserbajdsjan, på nogle felter i Algeriet).

Oliens sammensætning er ikke den samme. Men alle indeholder normalt tre typer kulbrinter - alkaner (for det meste af normal struktur), cycloalkaner og aromatiske kulbrinter. Forholdet mellem disse kulbrinter i olie fra forskellige felter er forskelligt: ​​for eksempel er Mangyshlak-olie rig på alkaner, og olie i Baku-regionen er rig på cycloalkaner.

De vigtigste oliereserver er placeret på den nordlige halvkugle. Total 75 Lande i verden producerer olie, men 90% af dens produktion kommer fra kun 10 lande. Nær ? Verdens oliereserver er i udviklingslande. (Læreren navngiver og viser på kortet).

Vigtigste producerende lande:

Saudi-Arabien, USA, Rusland, Iran, Mexico.

Samtidig mere 4/5 Olieforbruget tegner sig for andelen af ​​økonomisk udviklede lande, som er de vigtigste importlande:

Japan, Udenlandsk Europa, USA.

Råolie bruges ikke nogen steder, men der bruges olieprodukter.

Olieraffinering

En moderne installation består af en ovn til opvarmning af olie og en destillationskolonne, hvor olien separeres i fraktioner – separate blandinger af kulbrinter i overensstemmelse med deres kogepunkter: benzin, naphtha, petroleum. Ovnen har et langt rør rullet ind i en spole. Ovnen opvarmes af forbrændingsprodukter af brændselsolie eller gas. Olie tilføres kontinuerligt til spolen: der opvarmes den til 320 - 350 0 C i form af en blanding af væske og damp og kommer ind i destillationskolonnen. Destillationskolonnen er et cylindrisk stålapparat, der er ca. 40 m højt. Den har flere dusin vandrette skillevægge med huller indeni - de såkaldte plader. Oliedamp, der kommer ind i søjlen, stiger op og passerer gennem huller i pladerne. Gradvist afkøling, når de bevæger sig opad, bliver de delvist flydende. Mindre flygtige kulbrinter gøres flydende allerede på de første plader og danner en gasoliefraktion; mere flygtige kulbrinter opsamles højere og danner petroleumsfraktionen; endnu højere – naphthafraktion. De mest flygtige kulbrinter forlader kolonnen som dampe og danner efter kondensering benzin. En del af benzinen føres tilbage i kolonnen til "vanding", hvilket bidrager til bedre regime arbejde. (Skriv i notesbog). Benzin – indeholder kulbrinter C5 – C11, kogende i området fra 40 0ºC til 200 0 C; naphtha – indeholder carbonhydrider C8 - C14 med et kogepunkt fra 120 0 C til 240 0 C - indeholder carbonhydrider C12 - C18, kogende ved en temperatur fra 180 0 C til 300 0 C; gasolie - indeholder C13 – C15 carbonhydrider, destilleret ved temperaturer fra 230 0 C til 360 0 C; smøreolier - C16 - C28, kog ved en temperatur på 350 0 C og derover.

Efter destillering af lette produkter fra olie forbliver en viskøs sort væske - brændselsolie. Det er en værdifuld blanding af kulbrinter. Smøreolier opnås fra brændselsolie gennem yderligere destillation. Den ikke-destillerbare del af brændselsolien kaldes tjære, som bruges i byggeri og til asfaltering af veje (Demonstration af et videofragment). Den mest værdifulde del af direkte destillation af olie er benzin. Udbyttet af denne fraktion overstiger dog ikke 17-20 vægt% råolie. Et problem opstår: hvordan kan man tilfredsstille samfundets stadigt stigende behov for bil- og flybrændstof? Løsningen blev fundet i slutningen af ​​det 19. århundrede af en russisk ingeniør Vladimir Grigorievich Shukhov. I 1891 år udførte han først en industri revner petroleumsfraktion af olie, hvilket gjorde det muligt at øge udbyttet af benzin til 65-70% (baseret på råolie). Kun for udviklingen af ​​processen med termisk krakning af olieprodukter indskrev den taknemmelige menneskehed navnet på denne unikke person i civilisationens historie med gyldne bogstaver.

Produkterne opnået som følge af olierektifikation udsættes for kemisk behandling, som omfatter en række komplekse processer. En af dem er krakning af olieprodukter (fra det engelske "Cracking" - spaltning). Der er flere typer revner: termisk, katalytisk, højtryksrevner og reduktionsrevner. Termisk krakning involverer spaltning af langkædede kulbrintemolekyler i kortere under påvirkning af høj temperatur (470-550 0 C). Under denne spaltning dannes alkener sammen med alkaner:

I øjeblikket er katalytisk krakning den mest almindelige. Det udføres ved en temperatur på 450-500 0 C, men ved en højere hastighed og gør det muligt at opnå benzin af højere kvalitet. Under katalytiske krakningsbetingelser forekommer sammen med spaltningsreaktioner isomeriseringsreaktioner, det vil sige omdannelsen af ​​carbonhydrider med normal struktur til forgrenede carbonhydrider.

Isomerisering påvirker kvaliteten af ​​benzin, da tilstedeværelsen af ​​forgrenede kulbrinter i høj grad øger dets oktantal. Krakning er klassificeret som en såkaldt sekundær olieraffineringsproces. En række andre katalytiske processer, såsom reformering, er også klassificeret som sekundære. Reformering- Dette er aromatiseringen af ​​benzin ved at opvarme den i nærvær af en katalysator, for eksempel platin. Under disse forhold omdannes alkaner og cycloalkaner til aromatiske kulbrinter, hvorved også benzinens oktantal stiger markant.

Økologi og oliefelt

For den petrokemiske produktion er miljøproblemet særligt presserende. Olieproduktion indebærer energiomkostninger og miljøforurening. En farlig kilde til forurening af Verdenshavet er offshore olieproduktion, og Verdenshavet er også forurenet under olietransport. Hver af os har i fjernsyn set konsekvenserne af olietankskibsulykker. Sorte kyster dækket med et lag brændselsolie, sort brænding, gispende delfiner, Fugle hvis vinger er dækket af tyktflydende brændselsolie, mennesker i beskyttelsesdragter, der samler olie med skovle og spande. Jeg vil gerne give seriøse data miljøkatastrofe som skete i Kerch-strædet i november 2007. 2 tusinde tons olieprodukter og omkring 7 tusinde tons svovl kom i vandet. De mest berørte af katastrofen var Tuzla-spytten, som er placeret i krydset mellem det sorte og Azovske hav, og Chushka-spytten. Efter ulykken lagde brændselsolien sig til bunds og forårsagede døden for den lille hjerteformede skal, havets indbyggeres vigtigste føde. Det vil tage 10 år at genoprette økosystemet. Mere end 15 tusinde fugle døde. En liter olie, når den er i vandet, spreder sig over dens overflade i pletter med et areal på 100 kvm. Selv om oliefilmen er meget tynd, danner den en uoverstigelig barriere for iltens vej fra atmosfæren til vandsøjlen. Som et resultat bliver iltregimet og havet forstyrret "kvæler." Plankton, som er grundlaget, dør fødekæde ocean. I øjeblikket er omkring 20% ​​af verdenshavets areal allerede dækket af olieudslip, og det område, der er påvirket af olieforurening, vokser. Udover at Verdenshavet er dækket af en oliefilm, kan vi også observere det på land. For eksempel på oliefelter Vestsibirien der spildes mere olie om året, end tankskibet kan rumme - op til 20 millioner tons. Omkring halvdelen af ​​denne olie ender på jorden som følge af ulykker, resten er "planlagte" udstrømninger og lækager under opstart af brønde, efterforskningsboringer og rørledningsreparationer. Største område olieforurenede jorder ifølge Udvalget vedr miljø Yamalo-Nenets Autonome Okrug, beliggende i Purovsky-distriktet.

NATURLIGE OG TILKNYTTEDE PETROLEUMSGAS

Naturgas indeholder kulbrinter med lav molekylvægt, hvor hovedkomponenterne er metan.

Dens indhold i gas fra forskellige felter varierer fra 80 % til 97 %.

Ud over metan - ethan, propan, butan. Uorganisk: nitrogen – 2%; CO2; H2O; H2S, ædelgasser. Når naturgas brænder, producerer den meget varme. Med hensyn til dets egenskaber er naturgas som brændstof overlegen selv olie, det er mere kalorieholdigt. Dette er den yngste gren af ​​brændstofindustrien. Gas er endnu nemmere at udvinde og transportere. Dette er den mest økonomiske af alle typer brændstof. Der er dog nogle ulemper: kompliceret interkontinental gastransport. Metantankskibe, der transporterer gas i flydende tilstand, er ekstremt komplekse og dyre strukturer.

Anvendes som: effektivt brændstof, råmaterialer i den kemiske industri, til fremstilling af acetylen, ethylen, brint, sod, plast, eddikesyre, farvestoffer, medicin osv. Tilknyttede (råoliegasser) er naturgasser, der opløses i olie og er frigivet under dets minedrift I olie gas indeholder mindre metan, men mere propan, butan og andre højere kulbrinter. Hvor produceres gassen? Mere end 70 lande rundt om i verden har industrielle gasreserver. Desuden har udviklingslandene, som det er tilfældet med olie, meget store reserver. Men gasproduktionen foregår hovedsageligt udviklede lande. De har evnen til at bruge det eller en måde at sælge gas til andre lande på samme kontinent. International gashandel er mindre aktiv end oliehandel. Omkring 15 % af verdens gas leveres til det internationale marked. Næsten 2/3 af verdens gasproduktion kommer fra Rusland og USA. Uden tvivl er den førende gasproduktionsregion ikke kun i vores land, men også i verden Yamalo-Nenets autonom region, hvor denne industri har udviklet sig i 30 år. Vores by

Novy Urengoy

Ufuldkommenheden af ​​olie- og gasproduktionsteknologi og deres transport forårsager konstant forbrænding af gasmængder i varmeenheder i kompressorstationer og i fakler. Kompressorstationer står for omkring 30 % af disse emissioner. Omkring 450 tusinde tons naturgas og tilhørende gas afbrændes årligt i blus, mens mere end 60 tusinde tons forurenende stoffer frigives til atmosfæren.

Olie, gas, kul er værdifulde råvarer til den kemiske industri. I den nærmeste fremtid vil der blive fundet en erstatning for dem i vores lands brændstof- og energikompleks. I øjeblikket søger forskere efter måder at bruge sol- og vindenergi og nukleart brændsel til fuldstændig at erstatte olie. Fremtidens mest lovende brændstoftype er brint. Reduktion af brugen af ​​olie i termisk kraftteknik er vejen ikke kun til dets mere rationelle brug, men også til bevarelsen af ​​dette råmateriale for fremtidige generationer. Kulbrinteråmaterialer bør kun bruges i forarbejdningsindustrien for at opnå en række produkter. Desværre har situationen endnu ikke ændret sig, og op til 94% af den producerede olie tjener som brændstof. D.I. Mendeleev sagde klogt: "At brænde olie er det samme som at opvarme en ovn med pengesedler."