हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत. हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत - नॉलेज हाइपरमार्केट

पाठ मकसद:

शैक्षिक:

• छात्रों की संज्ञानात्मक गतिविधि का विकास करें।
• छात्रों को हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोतों से परिचित कराना: तेल, प्राकृतिक गैस, कोयला, उनकी संरचना और प्रसंस्करण के तरीके।
• विश्व स्तर पर और रूस में इन संसाधनों के मुख्य भंडार का अध्ययन करना।
• राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था में उनका महत्व दर्शाइये।
• सुरक्षा संबंधी मुद्दों पर विचार करें पर्यावरण.

शैक्षिक:

• विषय के अध्ययन में रुचि पैदा करना, पैदा करना भाषण संस्कृतिरसायन शास्त्र के पाठों में।

शैक्षिक:

• ध्यान, अवलोकन, सुनने के कौशल और निष्कर्ष निकालने का विकास करें।

शैक्षणिक तरीके और तकनीकें:

• अवधारणात्मक दृष्टिकोण.
• ज्ञानात्मक दृष्टिकोण.
• साइबरनेटिक दृष्टिकोण.

उपकरण:इंटरएक्टिव व्हाइटबोर्ड, मल्टीमीडिया, इलेक्ट्रॉनिक पाठ्यपुस्तकें MarSTU, इंटरनेट, संग्रह "तेल और इसके प्रसंस्करण के मुख्य उत्पाद", "कोयला और इसके प्रसंस्करण के सबसे महत्वपूर्ण उत्पाद"।

पाठ प्रगति

मैं। संगठनात्मक क्षण.

मैं इस पाठ के उद्देश्य और उद्देश्यों का परिचय देता हूँ।

द्वितीय. मुख्य भाग.

हाइड्रोकार्बन के सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक स्रोत हैं: तेल, कोयला, प्राकृतिक और संबंधित पेट्रोलियम गैसें।

तेल - "काला सोना" (मैं छात्रों को तेल की उत्पत्ति, मुख्य भंडार, उत्पादन, तेल की संरचना, भौतिक गुण और परिष्कृत उत्पादों से परिचित कराता हूं)।

सुधार प्रक्रिया के दौरान, तेल को निम्नलिखित अंशों में विभाजित किया जाता है:

मैं संग्रह से भिन्नों के नमूने दिखा रहा हूँ (स्पष्टीकरण के साथ प्रदर्शन)।

• आसवन गैसें- कम आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन का मिश्रण, मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन, जिसका क्वथनांक 40 डिग्री सेल्सियस तक होता है,
• गैसोलीन अंश (गैसोलीन)- एचसी संरचना सी 5 एच 12 से सी 11 एच 24 (क्वथनांक 40-200 डिग्री सेल्सियस, इस अंश के बेहतर पृथक्करण के साथ एक प्राप्त होता है गैस तेल(पेट्रोलियम ईथर, 40 - 70 डिग्री सेल्सियस) और पेट्रोल(70 - 120°C),
• नेफ्था अंश- सी 8 एच 18 से सी 14 एच 30 तक एचसी संरचना (उबालने का तापमान 150 - 250 डिग्री सेल्सियस),
• मिट्टी के तेल का अंश- सी 12 एच 26 से सी 18 एच 38 तक एचसी संरचना (उबालने का तापमान 180 - 300 डिग्री सेल्सियस),
• डीजल ईंधन- С 13 Н 28 से С 19 Н 36 तक HC संरचना (टी क्वथनांक 200 - 350°С)

तेल शोधन से अवशेष - ईंधन तेल- इसमें 18 से 50 तक कार्बन परमाणुओं की संख्या वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं। ईंधन तेल से कम दबाव में आसवन का उत्पादन होता है सौर तेल(सी 18 एच 28 - सी 25 एच 52), चिकनाई देने वाले तेल(सी 28 एच 58 - सी 38 एच 78), वेसिलीनऔर आयल- ठोस हाइड्रोकार्बन का कम पिघलने वाला मिश्रण। ईंधन तेल आसवन से ठोस अवशेष - टारऔर इसके प्रसंस्करण के उत्पाद - अस्फ़ाल्टऔर डामरसड़क की सतह बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।

तेल शोधन के परिणामस्वरूप प्राप्त उत्पादों को रासायनिक प्रसंस्करण के अधीन किया जाता है। उनमें से एक है टूटना।

क्रैकिंग पेट्रोलियम उत्पादों का थर्मल अपघटन है, जिससे अणु में कम कार्बन परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन का निर्माण होता है। (मैं MarSTU इलेक्ट्रॉनिक पाठ्यपुस्तक का उपयोग करता हूं, जो क्रैकिंग के प्रकारों के बारे में बात करती है)।

छात्र थर्मल और कैटेलिटिक क्रैकिंग की तुलना करते हैं। (स्लाइड संख्या 16)

थर्मल क्रैकिंग.

हाइड्रोकार्बन अणुओं का टूटना उच्च तापमान (470-5500 C) पर होता है। प्रक्रिया धीरे-धीरे आगे बढ़ती है, कार्बन परमाणुओं की अशाखित श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन बनते हैं। थर्मल क्रैकिंग के परिणामस्वरूप प्राप्त गैसोलीन में संतृप्त हाइड्रोकार्बन के साथ-साथ कई असंतृप्त हाइड्रोकार्बन भी होते हैं। इसलिए, इस गैसोलीन में सीधे आसुत गैसोलीन की तुलना में अधिक विस्फोट प्रतिरोध होता है। थर्मली क्रैक्ड गैसोलीन में कई असंतृप्त हाइड्रोकार्बन होते हैं, जो आसानी से ऑक्सीकरण और पोलीमराइज़ होते हैं। इसलिए, भंडारण के दौरान यह गैसोलीन कम स्थिर होता है। जब यह जलता है, तो इंजन के विभिन्न हिस्से बंद हो सकते हैं।

कैटेलिटिक क्रैकिंग.

हाइड्रोकार्बन अणुओं का विभाजन उत्प्रेरक की उपस्थिति में और कम तापमान (450-5000 C) पर होता है। मुख्य फोकस गैसोलीन पर है। वे इसे और अधिक और हमेशा बेहतर गुणवत्ता का पाने का प्रयास कर रहे हैं। गैसोलीन की गुणवत्ता में सुधार के लिए तेल श्रमिकों के दीर्घकालिक, लगातार संघर्ष के परिणामस्वरूप कैटेलिटिक क्रैकिंग दिखाई दी। थर्मल क्रैकिंग की तुलना में, प्रक्रिया बहुत तेजी से आगे बढ़ती है, और न केवल हाइड्रोकार्बन अणुओं का विभाजन होता है, बल्कि उनका आइसोमेराइजेशन भी होता है, यानी। कार्बन परमाणुओं की शाखित श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन बनते हैं। कैटेलिटिक रूप से क्रैक किया गया गैसोलीन थर्मली क्रैक किए गए गैसोलीन की तुलना में विस्फोट के प्रति और भी अधिक प्रतिरोधी होता है।

कोयला। (मैं छात्रों को मूल से परिचित कराता हूं कोयला, मुख्य भंडार, उत्पादन, भौतिक गुण, प्रसंस्कृत उत्पाद)।

मूल: (मैं MarSTU की इलेक्ट्रॉनिक पाठ्यपुस्तक का उपयोग करता हूं, जहां वे कोयले की उत्पत्ति के बारे में बात करते हैं)।

मुख्य भंडार: (स्लाइड संख्या 18)मानचित्र पर मैं छात्रों को उत्पादन मात्रा के मामले में रूस में सबसे बड़ा कोयला भंडार दिखाता हूं - ये तुंगुस्का, कुज़नेत्स्क और पिकोरा बेसिन हैं।

उत्पादन:(मैं MarSTU की इलेक्ट्रॉनिक पाठ्यपुस्तक का उपयोग करता हूं, जहां वे कोयला खनन के बारे में बात करते हैं)।

• कोक गैस- जिसमें एच 2, सीएच 4, सीओ, सीओ 2, एनएच 3, एन 2 और अन्य गैसों की अशुद्धियाँ शामिल हैं,
• कोल तार- इसमें कई सौ अलग-अलग कार्बनिक पदार्थ शामिल हैं, जिनमें बेंजीन और उसके समरूप, फिनोल और सुगंधित अल्कोहल, नेफ़थलीन और विभिन्न हेट्रोसाइक्लिक यौगिक शामिल हैं,
• नादस्मोलनाया,या अमोनिया पानी- इसमें घुली हुई अमोनिया, साथ ही फिनोल, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य पदार्थ शामिल हैं,
• कोक- ठोस कोकिंग अवशेष, लगभग शुद्ध कार्बन।

प्राकृतिक और पेट्रोलियम से जुड़ी गैसें। (मैं छात्रों को मुख्य भंडार, उत्पादन, संरचना, प्रसंस्कृत उत्पादों से परिचित कराता हूं)।

तृतीय. सामान्यीकरण.

पाठ के सारांश भाग में, मैंने टर्निंग पॉइंट प्रोग्राम का उपयोग करके एक परीक्षण बनाया। छात्रों ने खुद को रिमोट कंट्रोल से लैस कर लिया। जब कोई प्रश्न स्क्रीन पर आता है, तो उपयुक्त बटन दबाकर वे सही उत्तर का चयन करते हैं।

1. मुख्य घटक प्राकृतिक गैसहैं:

• ईथेन;
• प्रोपेन;
• मीथेन;
• ब्यूटेन.

2. पेट्रोलियम आसवन के किस अंश में प्रति अणु 4 से 9 कार्बन परमाणु होते हैं?

• नेफ्था;
• गैस तेल;
• पेट्रोल;
• मिट्टी का तेल।

3. भारी पेट्रोलियम उत्पादों को तोड़ने का उद्देश्य क्या है?

• मीथेन उत्पादन;
• उच्च विस्फोट प्रतिरोध के साथ गैसोलीन अंश प्राप्त करना;
• संश्लेषण गैस उत्पादन;
• हाइड्रोजन उत्पादन.

4. कौन सी प्रक्रिया तेल शोधन से संबंधित नहीं है?

• कोकिंग;
• आंशिक आसवन;
• उत्प्रेरक क्रैकिंग;
• थर्मल क्रैकिंग.

5. निम्नलिखित में से कौन सी घटना जलीय पारिस्थितिक तंत्र के लिए सबसे खतरनाक है?

• तेल पाइपलाइन की जकड़न का उल्लंघन;
• टैंकर दुर्घटना के परिणामस्वरूप तेल रिसाव;
• भूमि पर गहरे तेल उत्पादन के दौरान प्रौद्योगिकी का उल्लंघन;
• समुद्र के द्वारा कोयले का परिवहन.

6. मीथेन से, जो प्राकृतिक गैस बनाती है, हम प्राप्त करते हैं:

• संश्लेषण गैस;
• एथिलीन;
• एसिटिलीन;
• ब्यूटाडीन.

7. कौन सी विशेषताएँ कैटेलिटिक क्रैकिंग गैसोलीन को सीधे आसुत गैसोलीन से अलग करती हैं?

• एल्केन्स की उपस्थिति;
• एल्केनीज़ की उपस्थिति;
• कार्बन परमाणुओं की शाखित श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन की उपस्थिति;
• उच्च विस्फोट प्रतिरोध।

परीक्षा परिणाम तुरंत स्क्रीन पर दिखाई देता है।

गृहकार्य:§ 10, उदा.1-8

साहित्य:

1. एल.यू. मनोरंजक रसायन शास्त्र- एम.: "एएसटी-प्रेस", 1999।
2. ओ.एस. गेब्रियलियन, आई.जी. ओस्ट्रूमोव "रसायन विज्ञान शिक्षकों के लिए हैंडबुक, ग्रेड 10।" - एम.: "ब्लिक एंड के," 2001।
3. ओ.एस. गेब्रियलियन, एफ.एन. मास्काएव, एस.यू. पोनोमारेव, वी.आई. टेरेनिन "रसायन विज्ञान 10वीं कक्षा।"

विषय पर संदेश: " प्राकृतिक झरनेहाइड्रोकार्बन"

तैयार

हाइड्रोकार्बन

हाइड्रोकार्बन ऐसे यौगिक हैं जिनमें केवल कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।

हाइड्रोकार्बन को चक्रीय (कार्बोसाइक्लिक यौगिक) और एसाइक्लिक में विभाजित किया गया है।

चक्रीय (कार्बोसाइक्लिक) ऐसे यौगिक होते हैं जिनमें एक या अधिक चक्र होते हैं जिनमें केवल कार्बन परमाणु होते हैं (हेटेरोएटोम्स वाले हेटरोसायक्लिक यौगिकों के विपरीत - नाइट्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन, आदि)।

डी।)। कार्बोसाइक्लिक यौगिक, बदले में, सुगंधित और गैर-सुगंधित (एलिसिक्लिक) यौगिकों में विभाजित होते हैं।

एसाइक्लिक हाइड्रोकार्बन में कार्बनिक यौगिक शामिल होते हैं जिनके कार्बन कंकाल के अणु खुली श्रृंखला वाले होते हैं।

ये श्रृंखलाएं एकल बांड (अल्केन्स СnН2n+2) द्वारा बनाई जा सकती हैं, इसमें एक डबल बॉन्ड (एल्केन्स СnН2n), दो या दो से अधिक डबल बॉन्ड (डायनेज़ या पॉलीनेज़), एक ट्रिपल बॉन्ड (अल्केनीज़ СnН2n-2) होते हैं।

जैसा कि आप जानते हैं, कार्बन श्रृंखलाएँ अधिकांश कार्बनिक पदार्थों का हिस्सा हैं। इस प्रकार, हाइड्रोकार्बन का अध्ययन प्राप्त होता है विशेष अर्थ, चूँकि ये यौगिक अन्य वर्गों का संरचनात्मक आधार हैं कार्बनिक यौगिक.

इसके अलावा, हाइड्रोकार्बन, विशेष रूप से अल्केन्स, कार्बनिक यौगिकों के मुख्य प्राकृतिक स्रोत हैं और सबसे महत्वपूर्ण औद्योगिक और प्रयोगशाला संश्लेषण का आधार हैं।

हाइड्रोकार्बन सबसे महत्वपूर्ण कच्चा माल है रसायन उद्योग. बदले में, हाइड्रोकार्बन प्रकृति में काफी व्यापक हैं और इन्हें विभिन्न प्राकृतिक स्रोतों से अलग किया जा सकता है: तेल, संबंधित पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस, कोयला।

आइए उन पर करीब से नज़र डालें।

तेल हाइड्रोकार्बन का एक प्राकृतिक जटिल मिश्रण है, मुख्य रूप से रैखिक और शाखित अल्केन्स, जिसमें अन्य कार्बनिक पदार्थों के साथ अणुओं में 5 से 50 कार्बन परमाणु होते हैं।

इसकी संरचना महत्वपूर्ण रूप से इसके निष्कर्षण (जमा) के स्थान पर निर्भर करती है; अल्केन्स के अलावा, इसमें साइक्लोअल्केन्स और सुगंधित हाइड्रोकार्बन भी हो सकते हैं।

तेल के गैसीय और ठोस घटक इसके तरल घटकों में घुले होते हैं, जो इसका निर्धारण करते हैं भौतिक राज्य. तेल गहरे (भूरे से काले) रंग का एक तैलीय तरल है जिसमें एक विशिष्ट गंध होती है, जो पानी में अघुलनशील होता है। इसका घनत्व पानी से कम होता है, इसलिए जब तेल इसमें मिलता है तो यह सतह पर फैल जाता है, जिससे ऑक्सीजन और अन्य वायु गैसें पानी में घुलने से बच जाती हैं।

यह स्पष्ट है कि, जब तेल पानी के प्राकृतिक निकायों में प्रवेश करता है, तो यह सूक्ष्मजीवों और जानवरों की मृत्यु का कारण बनता है, जिससे पर्यावरणीय आपदाएं और यहां तक ​​कि आपदाएं भी होती हैं। ऐसे बैक्टीरिया हैं जो तेल घटकों को भोजन के रूप में उपयोग कर सकते हैं, इसे अपनी महत्वपूर्ण गतिविधि के हानिरहित उत्पादों में परिवर्तित कर सकते हैं। यह स्पष्ट है कि इन जीवाणुओं की संस्कृतियों का उपयोग इसके उत्पादन, परिवहन और शोधन के दौरान तेल के साथ पर्यावरण प्रदूषण से निपटने का सबसे पर्यावरण अनुकूल और आशाजनक तरीका है।

प्रकृति में, तेल और संबंधित पेट्रोलियम गैस, जिसकी चर्चा नीचे की जाएगी, पृथ्वी के आंतरिक भाग की गुहाओं को भरते हैं। एक मिश्रण का प्रतिनिधित्व करना विभिन्न पदार्थ, तेल में स्थिर क्वथनांक नहीं होता है। यह स्पष्ट है कि इसका प्रत्येक घटक मिश्रण में अपनी व्यक्तिगत विशेषताओं को बरकरार रखता है। भौतिक गुण, जो तेल को उसके घटकों में अलग करना संभव बनाता है। ऐसा करने के लिए, इसे यांत्रिक अशुद्धियों और सल्फर युक्त यौगिकों से शुद्ध किया जाता है और तथाकथित आंशिक आसवन, या सुधार के अधीन किया जाता है।

आंशिक आसवन - भौतिक विधिघटकों के मिश्रण को अलग करना अलग-अलग तापमानउबलना.

सुधार प्रक्रिया के दौरान, तेल को निम्नलिखित अंशों में विभाजित किया जाता है:

रेक्टीफाइंग गैसें कम आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन, मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण होती हैं, जिनका क्वथनांक 40 डिग्री सेल्सियस तक होता है;

गैसोलीन अंश (गैसोलीन) - C5H12 से C11H24 तक संरचना के हाइड्रोकार्बन (क्वथनांक 40-200 डिग्री सेल्सियस); इस अंश के बारीक पृथक्करण से गैसोलीन (पेट्रोलियम ईथर, 40-70 डिग्री सेल्सियस) और गैसोलीन (70-120 डिग्री सेल्सियस) प्राप्त होते हैं;

नेफ्था अंश - C8H18 से C14H30 तक संरचना के हाइड्रोकार्बन (क्वथनांक 150-250 डिग्री सेल्सियस);

मिट्टी के तेल का अंश - C12H26 से C18H38 (क्वथनांक 180-300 डिग्री सेल्सियस) तक संरचना के हाइड्रोकार्बन;

डीजल ईंधन - C13H28 से C19H36 (क्वथनांक 200-350 डिग्री सेल्सियस) तक संरचना के हाइड्रोकार्बन।

तेल आसवन से प्राप्त अवशेष - ईंधन तेल - में 18 से 50 तक कार्बन परमाणुओं की संख्या वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं। कम दबाव में आसवन द्वारा, डीजल तेल (C18H28-C25H52), चिकनाई वाले तेल (C28H58-C38H78), पेट्रोलियम जेली और पैराफिन प्राप्त होते हैं। ईंधन तेल से - ठोस हाइड्रोकार्बन का कम पिघलने वाला मिश्रण।

ईंधन तेल के आसवन से निकलने वाले ठोस अवशेष - टार और इसके प्रसंस्करण के उत्पाद - बिटुमेन और डामर का उपयोग सड़क की सतह बनाने के लिए किया जाता है।

संबद्ध पेट्रोलियम गैस

तेल क्षेत्रों में, एक नियम के रूप में, तथाकथित संबद्ध पदार्थों का बड़ा संचय होता है तेल गैस, जो तेल के ऊपर एकत्रित हो जाता है भूपर्पटीऔर ऊपरी चट्टानों के दबाव में आंशिक रूप से इसमें घुल जाता है।

तेल की तरह, संबद्ध पेट्रोलियम गैस हाइड्रोकार्बन का एक मूल्यवान प्राकृतिक स्रोत है। इसमें मुख्य रूप से अल्केन्स होते हैं, जिनके अणुओं में 1 से 6 कार्बन परमाणु होते हैं। यह स्पष्ट है कि संबंधित पेट्रोलियम गैस की संरचना तेल की तुलना में बहुत खराब है। हालाँकि, इसके बावजूद, इसका उपयोग ईंधन और रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल दोनों के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है। कुछ दशक पहले, अधिकांश तेल क्षेत्रों में, संबंधित पेट्रोलियम गैस को तेल के बेकार पूरक के रूप में जला दिया जाता था।

वर्तमान में, उदाहरण के लिए, रूस के सबसे समृद्ध तेल भंडार सर्गुट में, ईंधन के रूप में संबंधित पेट्रोलियम गैस का उपयोग करके दुनिया की सबसे सस्ती बिजली उत्पन्न की जाती है।

प्राकृतिक गैस की तुलना में संबद्ध पेट्रोलियम गैस, विभिन्न हाइड्रोकार्बन की संरचना में समृद्ध है। उन्हें भिन्नों में विभाजित करने पर, हमें प्राप्त होता है:

गैस गैसोलीन एक अत्यधिक अस्थिर मिश्रण है जिसमें मुख्य रूप से लेंथेन और हेक्सेन शामिल हैं;

एक प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण, जिसमें, जैसा कि नाम से पता चलता है, प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण होता है और दबाव बढ़ने पर आसानी से तरल अवस्था में बदल जाता है;

सूखी गैस एक मिश्रण है जिसमें मुख्य रूप से मीथेन और ईथेन होता है।

गैस गैसोलीन, एक छोटे से अस्थिर घटकों का मिश्रण है आणविक वजन, यहां तक ​​कि अच्छी तरह से वाष्पित हो जाता है कम तामपान. यह इंजनों के लिए ईंधन के रूप में गैस गैसोलीन के उपयोग की अनुमति देता है आंतरिक जलनसुदूर उत्तर में और इसके अतिरिक्त मोटर ईंधन, जिससे सर्दियों की परिस्थितियों में इंजन शुरू करना आसान हो जाता है।

तरलीकृत गैस के रूप में प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण का उपयोग घरेलू ईंधन (आपके घर में परिचित गैस सिलेंडर) और लाइटर भरने के लिए किया जाता है।

सड़क परिवहन का तरलीकृत गैस में क्रमिक परिवर्तन वैश्विक ईंधन संकट को दूर करने और पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने के मुख्य तरीकों में से एक है।

सूखी गैस, जो संरचना में प्राकृतिक गैस के समान है, का भी व्यापक रूप से ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।

हालाँकि, ईंधन के रूप में संबद्ध पेट्रोलियम गैस और उसके घटकों का उपयोग इसका उपयोग करने का सबसे आशाजनक तरीका नहीं है।

कच्चे माल के रूप में संबंधित पेट्रोलियम गैस घटकों का उपयोग करना अधिक कुशल है रासायनिक उत्पादन. हाइड्रोजन, एसिटिलीन, असंतृप्त और सुगंधित हाइड्रोकार्बन और उनके डेरिवेटिव अल्केन्स से प्राप्त होते हैं जो संबंधित पेट्रोलियम गैस बनाते हैं।

गैसीय हाइड्रोकार्बन न केवल पृथ्वी की पपड़ी में तेल के साथ जा सकते हैं, बल्कि स्वतंत्र संचय - प्राकृतिक गैस भंडार भी बना सकते हैं।

प्राकृतिक गैस

प्राकृतिक गैस कम आणविक भार वाले गैसीय संतृप्त हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है। प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक मीथेन है, जिसका हिस्सा, क्षेत्र के आधार पर, मात्रा के हिसाब से 75 से 99% तक होता है।

मीथेन के अलावा, प्राकृतिक गैस में ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और आइसोब्यूटेन, साथ ही नाइट्रोजन और शामिल हैं कार्बन डाईऑक्साइड.

संबद्ध पेट्रोलियम की तरह, प्राकृतिक गैस का उपयोग विभिन्न प्रकार के कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों के उत्पादन के लिए ईंधन और कच्चे माल दोनों के रूप में किया जाता है।

आप पहले से ही जानते हैं कि मीथेन से, प्राकृतिक गैस, हाइड्रोजन, एसिटिलीन और का मुख्य घटक मिथाइल अल्कोहल, फॉर्मेल्डिहाइड और फॉर्मिक एसिड, कई अन्य कार्बनिक पदार्थ। प्राकृतिक गैस का उपयोग बिजली संयंत्रों में, आवासीय भवनों और औद्योगिक भवनों के जल तापन के लिए बॉयलर सिस्टम में, ब्लास्ट फर्नेस और खुले चूल्हा उद्योगों में ईंधन के रूप में किया जाता है।

माचिस जलाकर और शहर के घर के रसोई गैस स्टोव में गैस जलाकर, आप प्राकृतिक गैस बनाने वाले अल्केन्स के ऑक्सीकरण की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया को "ट्रिगर" करते हैं।

कोयला

तेल, प्राकृतिक और संबंधित पेट्रोलियम गैसों के अलावा, कोयला हाइड्रोकार्बन का एक प्राकृतिक स्रोत है।

0n पृथ्वी की गहराई में मोटी परतें बनाता है, इसका सिद्ध भंडार तेल भंडार से काफी अधिक है। तेल की तरह कोयले में भी होता है बड़ी संख्याविभिन्न कार्बनिक पदार्थ.

इसमें ऑर्गेनिक के अलावा भी शामिल है अकार्बनिक पदार्थ, जैसे कि पानी, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड और, ज़ाहिर है, कार्बन ही - कोयला। कोयले के प्रसंस्करण की मुख्य विधियों में से एक कोकिंग है - वायु पहुंच के बिना कैल्सीनेशन। कोकिंग के परिणामस्वरूप, जो लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किया जाता है, निम्नलिखित बनते हैं:

कोक ओवन गैस, जिसमें हाइड्रोजन, मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, नाइट्रोजन और अन्य गैसों का मिश्रण होता है;
कोयला टार में कई सौ गुना व्यक्तिगत कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जिनमें बेंजीन और उसके समरूप, फिनोल और सुगंधित अल्कोहल, नेफ़थलीन और विभिन्न हेट्रोसाइक्लिक यौगिक शामिल हैं;
सुप्रासिन, या अमोनिया पानी, जिसमें, जैसा कि नाम से पता चलता है, घुलित अमोनिया, साथ ही फिनोल, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य पदार्थ होते हैं;
कोक कोकिंग से प्राप्त एक ठोस अवशेष है, लगभग शुद्ध कार्बन।

कोक का उपयोग लोहे और स्टील के उत्पादन में किया जाता है, अमोनिया का उपयोग नाइट्रोजन और संयुक्त उर्वरकों के उत्पादन में किया जाता है, और जैविक कोकिंग उत्पादों के महत्व को शायद ही कम करके आंका जा सकता है।

निष्कर्ष: इस प्रकार, तेल, संबंधित पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैसें, कोयला न केवल हाइड्रोकार्बन के सबसे मूल्यवान स्रोत हैं, बल्कि अपूरणीय के अनूठे भंडार का भी हिस्सा हैं। प्राकृतिक संसाधनजिसका सावधानीपूर्वक एवं उचित उपयोग - आवश्यक शर्तमानव समाज का प्रगतिशील विकास।

हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत जीवाश्म ईंधन हैं। अधिकांश कार्बनिक पदार्थ प्राकृतिक स्रोतों से प्राप्त होते हैं। कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण की प्रक्रिया में, प्राकृतिक और सहवर्ती गैसों, कठोर और भूरा कोयला, तेल, तेल शेल, पीट और पशु और पौधों की उत्पत्ति के उत्पादों का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जाता है।

प्राकृतिक गैस की संरचना क्या है?

प्राकृतिक गैस की गुणात्मक संरचना में घटकों के दो समूह होते हैं: कार्बनिक और अकार्बनिक।

कार्बनिक घटकों में शामिल हैं: मीथेन - CH4; प्रोपेन - C3H8; ब्यूटेन - C4H10; इथेन - C2H4; पाँच से अधिक कार्बन परमाणुओं वाले भारी हाइड्रोकार्बन। अकार्बनिक घटकों में शामिल हैं निम्नलिखित कनेक्शन: हाइड्रोजन (थोड़ी मात्रा में) - H2; कार्बन डाइऑक्साइड - CO2; हीलियम - वह; नाइट्रोजन - N2; हाइड्रोजन सल्फाइड - H2S।

किसी विशेष मिश्रण की वास्तव में संरचना क्या होगी यह स्रोत, यानी जमा पर निर्भर करता है। वही कारण अलग-अलग बताते हैं भौतिक और रासायनिक गुणप्राकृतिक गैस।

रासायनिक संरचना
प्राकृतिक गैस का मुख्य भाग मीथेन (CH4) है - 98% तक। प्राकृतिक गैस में भारी हाइड्रोकार्बन भी हो सकते हैं:
* इथेन (C2H6),
* प्रोपेन (C3H8),
* ब्यूटेन (C4H10)
- मीथेन होमोलॉग, साथ ही अन्य गैर-हाइड्रोकार्बन पदार्थ:
* हाइड्रोजन (H2),
* हाइड्रोजन सल्फाइड (H2S),
*कार्बन डाइऑक्साइड (CO2),
* नाइट्रोजन (N2),
* हीलियम (वह)।

प्राकृतिक गैस रंगहीन और गंधहीन होती है।

गंध द्वारा रिसाव की पहचान करने के लिए, गैस में थोड़ी मात्रा में मर्कैप्टन मिलाए जाते हैं, जिनमें तेज अप्रिय गंध होती है।

अन्य प्रकार के ईंधन की तुलना में प्राकृतिक गैस के क्या फायदे हैं?

1. सरलीकृत निष्कर्षण (कृत्रिम पम्पिंग की आवश्यकता नहीं है)

2. मध्यवर्ती प्रसंस्करण (आसवन) के बिना उपयोग के लिए तैयार

गैसीय और तरल दोनों अवस्थाओं में परिवहन।

4. न्यूनतम उत्सर्जन हानिकारक पदार्थदहन पर.

5. दहन के दौरान पहले से ही गैसीय अवस्था में ईंधन की आपूर्ति की सुविधा (उपकरणों के उपयोग की कम लागत)। इस प्रकारईंधन)

भंडार अन्य ईंधनों की तुलना में अधिक व्यापक हैं (कम बाजार मूल्य)

7. बड़े उद्योगों में उपयोग राष्ट्रीय अर्थव्यवस्थाअन्य प्रकार के ईंधन की तुलना में।

रूस की गहराई में पर्याप्त मात्रा में।

9. दुर्घटनाओं के दौरान ईंधन का उत्सर्जन पर्यावरण के लिए कम विषैला होता है।

10. राष्ट्रीय अर्थव्यवस्था की तकनीकी योजनाओं आदि में उपयोग के लिए उच्च दहन तापमान।

रासायनिक उद्योग में आवेदन

इसका उपयोग प्लास्टिक, अल्कोहल, रबर और कार्बनिक अम्ल के उत्पादन के लिए किया जाता है। केवल प्राकृतिक गैस के उपयोग से ही ऐसे रसायनों को संश्लेषित किया जा सकता है जो प्रकृति में नहीं पाए जा सकते, उदाहरण के लिए, पॉलीथीन।

मीथेन का उपयोग एसिटिलीन, अमोनिया, मेथनॉल और हाइड्रोजन साइनाइड के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है। वहीं, अमोनिया के उत्पादन के लिए प्राकृतिक गैस मुख्य कच्चा माल आधार है। सभी अमोनिया का लगभग तीन-चौथाई उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के उत्पादन के लिए किया जाता है।

अमोनिया से प्राप्त हाइड्रोजन साइनाइड, एसिटिलीन के साथ मिलकर विभिन्न सिंथेटिक फाइबर के उत्पादन के लिए प्रारंभिक कच्चे माल के रूप में कार्य करता है। एसिटिलीन का उपयोग विभिन्न शीट धातुओं के उत्पादन के लिए किया जा सकता है, जिनका व्यापक रूप से उद्योग और रोजमर्रा की जिंदगी में उपयोग किया जाता है।

इसका उपयोग एसीटेट रेशम के उत्पादन के लिए भी किया जाता है।

प्राकृतिक गैस इनमें से एक है सर्वोत्तम दृश्यईंधन जो औद्योगिक और घरेलू जरूरतों के लिए उपयोग किया जाता है। ईंधन के रूप में इसका महत्व इस तथ्य में भी निहित है कि यह खनिज ईंधन पर्यावरण की दृष्टि से काफी अनुकूल है। जब इसे जलाया जाता है, तो अन्य प्रकार के ईंधन की तुलना में बहुत कम हानिकारक पदार्थ दिखाई देते हैं।

सबसे महत्वपूर्ण पेट्रोलियम उत्पाद

शोधन प्रक्रिया के दौरान, पेट्रोलियम का उपयोग ईंधन (तरल और गैसीय), चिकनाई वाले तेल और ग्रीस, सॉल्वैंट्स, व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन - एथिलीन, प्रोपलीन, मीथेन, एसिटिलीन, बेंजीन, टोल्यूनि, ज़ाइलो, आदि, ठोस और अर्ध-ठोस मिश्रण का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। हाइड्रोकार्बन (पैराफिन, पेट्रोलियम जेली, सेरेसिन), पेट्रोलियम बिटुमेन, कार्बन ब्लैक (कालिख), पेट्रोलियम एसिड और उनके डेरिवेटिव।

तेल शोधन से प्राप्त तरल ईंधन को मोटर ईंधन और बॉयलर ईंधन में विभाजित किया गया है।

गैसीय ईंधन में नगरपालिका सेवाओं के लिए उपयोग की जाने वाली हाइड्रोकार्बन तरलीकृत ईंधन गैसें शामिल हैं। ये विभिन्न अनुपातों में प्रोपेन और ब्यूटेन के मिश्रण हैं।

विभिन्न मशीनों और तंत्रों में तरल स्नेहन प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किए गए चिकनाई वाले तेलों को अनुप्रयोग के आधार पर औद्योगिक, टरबाइन, कंप्रेसर, ट्रांसमिशन, इंसुलेटिंग और मोटर तेलों में विभाजित किया जाता है।

ग्रीस पेट्रोलियम तेल हैं जिन्हें साबुन, ठोस हाइड्रोकार्बन और अन्य गाढ़े पदार्थों से गाढ़ा किया जाता है।

तेल और पेट्रोलियम गैसों के प्रसंस्करण से प्राप्त व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन पॉलिमर और कार्बनिक संश्लेषण उत्पादों के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में काम करते हैं।

इनमें से, सबसे महत्वपूर्ण सीमित हैं - मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन; असंतृप्त - एथिलीन, प्रोपलीन; सुगंधित - बेंजीन, टोल्यूनि, जाइलीन। इसके अलावा पेट्रोलियम शोधन के उत्पाद उच्च आणविक भार (C16 और उच्चतर) के साथ संतृप्त हाइड्रोकार्बन होते हैं - पैराफिन, सेरेसिन, इत्र उद्योग में और चिकनाई वाले ग्रीस के लिए गाढ़ेपन के रूप में उपयोग किए जाते हैं।

ऑक्सीकरण द्वारा भारी तेल अवशेषों से प्राप्त पेट्रोलियम बिटुमेन का उपयोग सड़क निर्माण, छत सामग्री के उत्पादन, डामर वार्निश और मुद्रण स्याही आदि की तैयारी के लिए किया जाता है।

तेल शोधन के मुख्य उत्पादों में से एक मोटर ईंधन है, जिसमें विमानन और मोटर गैसोलीन शामिल हैं।

हाइड्रोकार्बन के मुख्य प्राकृतिक स्रोत क्या हैं जिन्हें आप जानते हैं?

हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत जीवाश्म ईंधन हैं।

अधिकांश कार्बनिक पदार्थ प्राकृतिक स्रोतों से प्राप्त होते हैं। कार्बनिक यौगिकों के संश्लेषण की प्रक्रिया में, प्राकृतिक और सहवर्ती गैसों, कोयला और भूरा कोयला, तेल, तेल शेल, पीट और पशु और पौधों की उत्पत्ति के उत्पादों का उपयोग कच्चे माल के रूप में किया जाता है।

12अगला ⇒

पैराग्राफ 19 के उत्तर

1. हाइड्रोकार्बन के मुख्य प्राकृतिक स्रोत क्या हैं जिन्हें आप जानते हैं?
तेल, प्राकृतिक गैस, शेल, कोयला।

प्राकृतिक गैस की संरचना क्या है? इंगित भौगोलिक मानचित्रसबसे महत्वपूर्ण जमा: ए) प्राकृतिक गैस; उबलना; ग) कोयला।

3. अन्य प्रकार के ईंधन की तुलना में प्राकृतिक गैस के क्या फायदे हैं? रासायनिक उद्योग में प्राकृतिक गैस का उपयोग किस प्रयोजन के लिए किया जाता है?
हाइड्रोकार्बन के अन्य स्रोतों की तुलना में प्राकृतिक गैस का उत्पादन, परिवहन और प्रसंस्करण करना सबसे आसान है।

रासायनिक उद्योग में, प्राकृतिक गैस का उपयोग कम आणविक भार हाइड्रोकार्बन के स्रोत के रूप में किया जाता है।

4. निम्नलिखित के उत्पादन के लिए प्रतिक्रिया समीकरण लिखें: ए) मीथेन से एसिटिलीन; बी) एसिटिलीन से क्लोरोप्रीन रबर; ग) मीथेन से कार्बन टेट्राक्लोराइड।

5. संबद्ध पेट्रोलियम गैसें प्राकृतिक गैस से किस प्रकार भिन्न हैं?
संबद्ध गैसें तेल में घुले हुए वाष्पशील हाइड्रोकार्बन हैं।

इनका पृथक्करण आसवन द्वारा होता है। प्राकृतिक गैस के विपरीत, इसे तेल क्षेत्र के विकास के किसी भी चरण में अलग किया जा सकता है।

6. संबद्ध पेट्रोलियम गैसों से प्राप्त मुख्य उत्पादों का वर्णन करें।
मुख्य उत्पाद: मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, एन-ब्यूटेन, पेंटेन, आइसोब्यूटेन, आइसोपेंटेन, एन-हेक्सेन, एन-हेप्टेन, हेक्सेन और हेप्टेन आइसोमर्स।

सबसे महत्वपूर्ण पेट्रोलियम उत्पादों के नाम बताएं, उनकी संरचना और उनके अनुप्रयोग के क्षेत्रों को इंगित करें।

8. उत्पादन में कौन से चिकनाई वाले तेल का उपयोग किया जाता है?
धातु काटने वाली मशीनों आदि के लिए मोटर तेल, ट्रांसमिशन, औद्योगिक, चिकनाई और ठंडा करने वाले इमल्शन।

तेल का आसवन कैसे किया जाता है?

10. पेट्रोलियम क्रैकिंग क्या है? हाइड्रोकार्बन विभाजन की प्रतिक्रियाओं के लिए एक समीकरण लिखें और इस प्रक्रिया में।

तेल के प्रत्यक्ष आसवन के दौरान 20% से अधिक गैसोलीन प्राप्त करना क्यों संभव नहीं है?
क्योंकि तेल में गैसोलीन अंश की मात्रा सीमित है।

12. थर्मल क्रैकिंग कैटेलिटिक क्रैकिंग से किस प्रकार भिन्न है? थर्मल और कैटेलिटिक क्रैकिंग गैसोलीन की विशेषताएँ दीजिए।
थर्मल क्रैकिंग में अभिकारकों को गर्म करना आवश्यक होता है उच्च तापमान, उत्प्रेरक के साथ - उत्प्रेरक की शुरूआत प्रतिक्रिया की सक्रियण ऊर्जा को कम कर देती है, जिससे प्रतिक्रिया तापमान को काफी कम करना संभव हो जाता है।

आप व्यावहारिक रूप से फटे हुए गैसोलीन को सीधे आसुत गैसोलीन से कैसे अलग कर सकते हैं?
क्रैकिंग गैसोलीन में सीधे आसुत गैसोलीन की तुलना में अधिक ऑक्टेन संख्या होती है, अर्थात। अधिक विस्फोट प्रतिरोधी है और आंतरिक दहन इंजन में उपयोग के लिए अनुशंसित है।

14. पेट्रोलियम सुगंधीकरण क्या है? इस प्रक्रिया को समझाने वाले प्रतिक्रिया समीकरण लिखें।

कोकिंग कोयले से प्राप्त मुख्य उत्पाद कौन से हैं?
नेफ़थलीन, एन्थ्रेसीन, फेनेंथ्रीन, फिनोल और कोयला तेल।

16. कोक कैसे प्राप्त किया जाता है और इसका उपयोग कहाँ किया जाता है?
कोक एक ठोस झरझरा उत्पाद है स्लेटी, ऑक्सीजन की पहुंच के बिना 950-1100 के तापमान पर नारियल के कोयले द्वारा प्राप्त किया जाता है।

इसका उपयोग कच्चा लोहा गलाने, धुआं रहित ईंधन, कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है लौह अयस्क, बैच सामग्री के लिए विघटनकारी।

17. प्राप्त होने वाले मुख्य उत्पाद कौन से हैं:
क) कोयला टार से; बी) टार पानी से; ग) कोक ओवन गैस से? इनका उपयोग कहां किया जाता है? कोक ओवन गैस से कौन से कार्बनिक पदार्थ प्राप्त किये जा सकते हैं?
ए) बेंजीन, टोल्यूनि, नेफ़थलीन - रासायनिक उद्योग
बी) अमोनिया, फिनोल, कार्बनिक अम्ल - रासायनिक उद्योग
ग) हाइड्रोजन, मीथेन, एथिलीन - ईंधन।

प्राप्त करने के सभी मुख्य तरीके याद रखें सुगंधित हाइड्रोकार्बन. कोकिंग कोयले और तेल के उत्पादों से सुगंधित हाइड्रोकार्बन के उत्पादन की विधियों में क्या अंतर हैं? संगत प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें।
वे उत्पादन के तरीकों में भिन्न हैं: प्राथमिक तेल शोधन विभिन्न अंशों के भौतिक गुणों में अंतर पर आधारित है, और कोकिंग पूरी तरह से आधारित है रासायनिक गुणकोयला।

बताएं कि देश में ऊर्जा समस्याओं को हल करने की प्रक्रिया में प्राकृतिक हाइड्रोकार्बन संसाधनों के प्रसंस्करण और उपयोग के तरीकों में कैसे सुधार किया जाएगा।
नए ऊर्जा स्रोतों की खोज, तेल उत्पादन और शोधन प्रक्रियाओं का अनुकूलन, संपूर्ण उत्पादन की लागत को कम करने के लिए नए उत्प्रेरक का विकास आदि।

20. प्राप्त करने की क्या संभावनाएँ हैं? तरल ईंधनकोयले से?
भविष्य में कोयले से तरल ईंधन का उत्पादन संभव है, बशर्ते इसके उत्पादन की लागत कम हो।

कार्य 1.

यह ज्ञात है कि गैस शामिल है आयतन अंश 0.9 मीथेन, 0.05 ईथेन, 0.03 प्रोपेन, 0.02 नाइट्रोजन। सामान्य परिस्थितियों में इस गैस के 1 m3 को जलाने के लिए कितनी मात्रा में हवा की आवश्यकता होगी?

कार्य 2.

1 किलो हेप्टेन को जलाने के लिए हवा की कितनी मात्रा (संख्या) की आवश्यकता होती है?

कार्य 3. गणना करें कि 5 मोल ऑक्टेन (संख्या) के दहन पर कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) की कितनी मात्रा (एल में) और कितना द्रव्यमान (किलो में) प्राप्त होगा।

हमारे ग्रह पर हाइड्रोकार्बन के मुख्य स्रोत हैं प्राकृतिक गैस, तेलऔर कोयला. हाइड्रोकार्बन का सबसे स्थिर, संतृप्त और सुगंधित, पृथ्वी के आंत्र में लाखों वर्षों के संरक्षण के बाद भी जीवित है।

प्राकृतिक गैस में मुख्य रूप से शामिल है मीथेनअन्य गैसीय अल्केन्स, नाइट्रोजन, कार्बन डाइऑक्साइड और कुछ अन्य गैसों के मिश्रण के साथ; कोयले में मुख्यतः पॉलीसाइक्लिक होता है सुगंधित हाइड्रोकार्बन.

प्राकृतिक गैस और कोयले के विपरीत, तेल में घटकों की एक पूरी श्रृंखला होती है:

तेल में अन्य पदार्थ भी मौजूद होते हैं: विषमपरमाणु कार्बनिक यौगिक (सल्फर, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन और अन्य तत्व होते हैं), इसमें घुले लवण वाला पानी, अन्य चट्टानों के ठोस कण और अन्य अशुद्धियाँ।

जानना दिलचस्प है! हाइड्रोकार्बन अन्य ग्रहों सहित अंतरिक्ष में भी पाए जाते हैं।

उदाहरण के लिए, मीथेन यूरेनस के वायुमंडल का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है और दूरबीन के माध्यम से देखे गए हल्के फ़िरोज़ा रंग के लिए जिम्मेदार है। टाइटन का वातावरण सबसे बड़ा उपग्रहशनि, मुख्य रूप से नाइट्रोजन से बना है, लेकिन इसमें हाइड्रोकार्बन मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, एथाइन, प्रोपाइन, ब्यूटाडाइन और उनके डेरिवेटिव भी शामिल हैं; कभी-कभी वहां मीथेन की वर्षा होती है, और हाइड्रोकार्बन नदियाँ टाइटन की सतह पर हाइड्रोकार्बन झीलों में प्रवाहित होती हैं।

संतृप्त और आणविक हाइड्रोजन के साथ असंतृप्त हाइड्रोकार्बन की उपस्थिति सौर विकिरण के प्रभाव के कारण होती है।

मेंडेलीव का यह कथन है: "तेल जलाना बैंकनोटों से भट्टी को गर्म करने के समान है।" तेल शोधन प्रौद्योगिकियों के उद्भव और विकास के लिए धन्यवाद, 20वीं शताब्दी में यह एक सामान्य ईंधन से सबसे मूल्यवान ईंधन में बदल गया। कच्चे माल का स्रोतरासायनिक उद्योग के लिए.

पेट्रोलियम उत्पादों का उपयोग वर्तमान में लगभग सभी उद्योगों में किया जाता है।

प्राथमिक तेल शोधन है तैयारी, अर्थात्, अकार्बनिक अशुद्धियों और उसमें घुली पेट्रोलियम गैस से तेल का शुद्धिकरण, और आसवन, अर्थात्, भौतिक विभाजन गुटोंक्वथनांक के आधार पर:

तेल आसवन के बाद बचे ईंधन तेल से वायु - दाब, वैक्यूम के प्रभाव में, उच्च आणविक भार के घटकों को अलग किया जाता है, जो खनिज तेल, मोटर ईंधन और अन्य उत्पादों में प्रसंस्करण के लिए उपयुक्त होते हैं, और शेष - टार- बिटुमेन के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है।

प्रगति पर है पुनर्चक्रणतेल, व्यक्तिगत अंशों के अधीन हैं रासायनिक परिवर्तन.

ये क्रैकिंग, रिफॉर्मिंग, आइसोमेराइजेशन और कई अन्य प्रक्रियाएं हैं जो असंतृप्त और सुगंधित हाइड्रोकार्बन, शाखित अल्केन्स और अन्य मूल्यवान पेट्रोलियम उत्पादों को प्राप्त करना संभव बनाती हैं। उनमें से कुछ उच्च गुणवत्ता वाले ईंधन और विभिन्न सॉल्वैंट्स के उत्पादन पर खर्च किए जाते हैं, और कुछ विभिन्न प्रकार के उद्योगों के लिए नए कार्बनिक यौगिकों और सामग्रियों के उत्पादन के लिए कच्चे माल हैं।

लेकिन यह याद रखना चाहिए कि प्रकृति में हाइड्रोकार्बन भंडार की भरपाई मानवता द्वारा उपभोग किए जाने की तुलना में बहुत धीमी गति से होती है, और पेट्रोलियम उत्पादों को परिष्कृत करने और जलाने की प्रक्रिया ही प्रकृति के रासायनिक संतुलन में मजबूत विचलन लाती है।

बेशक, देर-सबेर प्रकृति संतुलन बहाल कर लेगी, लेकिन इससे इंसानों के लिए गंभीर समस्याएं पैदा हो सकती हैं। इसलिए यह जरूरी है नई तकनीकेंभविष्य में ईंधन के रूप में हाइड्रोकार्बन के उपयोग को समाप्त करना।

ऐसी वैश्विक समस्याओं का समाधान जरूरी है मौलिक विज्ञान का विकासऔर हमारे आसपास की दुनिया की गहरी समझ।

ऐसे यौगिक जिनमें केवल कार्बन और हाइड्रोजन परमाणु होते हैं।

हाइड्रोकार्बन को चक्रीय (कार्बोसाइक्लिक यौगिक) और एसाइक्लिक में विभाजित किया गया है।

चक्रीय (कार्बोसाइक्लिक) ऐसे यौगिक होते हैं जिनमें एक या अधिक चक्र होते हैं जिनमें केवल कार्बन परमाणु होते हैं (हेटेरोएटोम्स वाले हेटरोसायक्लिक यौगिकों के विपरीत - नाइट्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन, आदि)। कार्बोसाइक्लिक यौगिक, बदले में, सुगंधित और गैर-सुगंधित (एलिसिक्लिक) यौगिकों में विभाजित होते हैं।

एसाइक्लिक हाइड्रोकार्बन में कार्बनिक यौगिक शामिल होते हैं जिनके कार्बन कंकाल के अणु खुली श्रृंखला वाले होते हैं।

ये श्रृंखलाएं एकल बांड (अल्केन्स) द्वारा बनाई जा सकती हैं, इनमें एक डबल बॉन्ड (एल्केन्स), दो या दो से अधिक डबल बॉन्ड (डायनेज़ या पॉलीनेज़), या एक ट्रिपल बॉन्ड (अल्केनीज़) होते हैं।

जैसा कि आप जानते हैं, कार्बन श्रृंखलाएँ अधिकांश कार्बनिक पदार्थों का हिस्सा हैं। इस प्रकार, हाइड्रोकार्बन का अध्ययन विशेष महत्व रखता है, क्योंकि ये यौगिक कार्बनिक यौगिकों के अन्य वर्गों का संरचनात्मक आधार हैं।

इसके अलावा, हाइड्रोकार्बन, विशेष रूप से अल्केन्स, कार्बनिक यौगिकों के मुख्य प्राकृतिक स्रोत हैं और सबसे महत्वपूर्ण औद्योगिक और प्रयोगशाला संश्लेषण (योजना 1) का आधार हैं।

आप पहले से ही जानते हैं कि रासायनिक उद्योग के लिए हाइड्रोकार्बन सबसे महत्वपूर्ण प्रकार का कच्चा माल है। बदले में, हाइड्रोकार्बन प्रकृति में काफी व्यापक हैं और इन्हें विभिन्न प्राकृतिक स्रोतों से अलग किया जा सकता है: तेल, संबंधित पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैस, कोयला। आइए उन पर करीब से नज़र डालें।

तेल- हाइड्रोकार्बन का एक प्राकृतिक जटिल मिश्रण, मुख्य रूप से रैखिक और शाखित संरचना के अल्केन्स, जिसमें अन्य कार्बनिक पदार्थों के साथ अणुओं में 5 से 50 कार्बन परमाणु होते हैं। इसकी संरचना महत्वपूर्ण रूप से इसके निष्कर्षण (जमा) के स्थान पर निर्भर करती है; अल्केन्स के अलावा, इसमें साइक्लोअल्केन्स और सुगंधित हाइड्रोकार्बन भी हो सकते हैं।

तेल के गैसीय और ठोस घटक इसके तरल घटकों में घुले होते हैं, जो इसके एकत्रीकरण की स्थिति निर्धारित करते हैं। तेल गहरे (भूरे से काले) रंग का एक तैलीय तरल है जिसमें एक विशिष्ट गंध होती है, जो पानी में अघुलनशील होता है। इसका घनत्व पानी से कम होता है, इसलिए जब तेल इसमें मिलता है तो यह सतह पर फैल जाता है, जिससे ऑक्सीजन और अन्य वायु गैसें पानी में घुलने से बच जाती हैं। यह स्पष्ट है कि, जब तेल पानी के प्राकृतिक निकायों में प्रवेश करता है, तो यह सूक्ष्मजीवों और जानवरों की मृत्यु का कारण बनता है, जिससे पर्यावरणीय आपदाएं और यहां तक ​​कि आपदाएं भी होती हैं। ऐसे बैक्टीरिया हैं जो तेल घटकों को भोजन के रूप में उपयोग कर सकते हैं, इसे अपनी महत्वपूर्ण गतिविधि के हानिरहित उत्पादों में परिवर्तित कर सकते हैं। यह स्पष्ट है कि इन जीवाणुओं की संस्कृतियों का उपयोग इसके उत्पादन, परिवहन और शोधन के दौरान तेल के साथ पर्यावरण प्रदूषण से निपटने का सबसे पर्यावरण अनुकूल और आशाजनक तरीका है।

प्रकृति में, तेल और संबंधित पेट्रोलियम गैस, जिसकी चर्चा नीचे की जाएगी, पृथ्वी के आंतरिक भाग की गुहाओं को भरते हैं। विभिन्न पदार्थों का मिश्रण होने के कारण, तेल का क्वथनांक स्थिर नहीं होता है। यह स्पष्ट है कि इसका प्रत्येक घटक मिश्रण में अपने व्यक्तिगत भौतिक गुणों को बरकरार रखता है, जिससे तेल को उसके घटकों में अलग करना संभव हो जाता है। ऐसा करने के लिए, इसे यांत्रिक अशुद्धियों और सल्फर युक्त यौगिकों से शुद्ध किया जाता है और तथाकथित आंशिक आसवन, या सुधार के अधीन किया जाता है।

भिन्नात्मक आसवन विभिन्न क्वथनांक वाले घटकों के मिश्रण को अलग करने की एक भौतिक विधि है।

आसवन विशेष प्रतिष्ठानों में किया जाता है - आसवन स्तंभ, जिसमें तेल में निहित तरल पदार्थों के संघनन और वाष्पीकरण के चक्र दोहराए जाते हैं (चित्र 9)।

जब पदार्थों का मिश्रण उबलता है तो बनने वाले वाष्प को कम-उबलने वाले (यानी, कम तापमान वाले) घटक से समृद्ध किया जाता है। इन वाष्पों को एकत्र किया जाता है, संघनित किया जाता है (क्वथनांक से नीचे तक ठंडा किया जाता है) और फिर से उबाल लाया जाता है। इस मामले में, वाष्प बनते हैं जो कम उबलते पदार्थ से और भी अधिक समृद्ध होते हैं। इन चक्रों को कई बार दोहराने से मिश्रण में मौजूद पदार्थों का लगभग पूर्ण पृथक्करण प्राप्त करना संभव है।

आसवन स्तंभ को ट्यूब भट्ठी में 320-350 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म किया गया तेल प्राप्त होता है। आसवन स्तंभ में छेद के साथ क्षैतिज विभाजन होते हैं - तथाकथित ट्रे, जिस पर तेल अंशों का संघनन होता है। कम-उबलने वाले अंश उच्च वाले पर जमा होते हैं, और उच्च-उबलते वाले - निचले वाले पर।

सुधार प्रक्रिया के दौरान, तेल को निम्नलिखित अंशों में विभाजित किया जाता है:

रेक्टीफाइंग गैसें कम आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन, मुख्य रूप से प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण होती हैं, जिनका क्वथनांक 40 डिग्री सेल्सियस तक होता है;

गैसोलीन अंश (गैसोलीन) - सी 5 एच 12 से सी 11 एच 24 (क्वथनांक 40-200 डिग्री सेल्सियस) तक संरचना के हाइड्रोकार्बन; इस अंश के बारीक पृथक्करण से गैसोलीन (पेट्रोलियम ईथर, 40-70 डिग्री सेल्सियस) और गैसोलीन (70-120 डिग्री सेल्सियस) प्राप्त होते हैं;

नेफ्था अंश - C8H18 से C14H30 तक संरचना के हाइड्रोकार्बन (क्वथनांक 150-250 डिग्री सेल्सियस);

मिट्टी के तेल का अंश - C12H26 से C18H38 (क्वथनांक 180-300 डिग्री सेल्सियस) तक संरचना के हाइड्रोकार्बन;

डीजल ईंधन - C13H28 से C19H36 (क्वथनांक 200-350 डिग्री सेल्सियस) तक संरचना के हाइड्रोकार्बन।

तेल आसवन का शेष भाग ईंधन तेल है- इसमें 18 से 50 तक कार्बन परमाणुओं की संख्या वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं। ईंधन तेल से कम दबाव में आसवन द्वारा, डीजल तेल (C18H28-C25H52), चिकनाई वाले तेल (C28H58-C38H78), पेट्रोलियम जेली और पैराफिन प्राप्त होते हैं - कम पिघलने वाले मिश्रण ठोस हाइड्रोकार्बन का. ईंधन तेल के आसवन से निकलने वाले ठोस अवशेष - टार और इसके प्रसंस्करण के उत्पाद - बिटुमेन और डामर का उपयोग सड़क की सतह बनाने के लिए किया जाता है।

तेल सुधार के परिणामस्वरूप प्राप्त उत्पादों को रासायनिक प्रसंस्करण के अधीन किया जाता है, जिसमें कई जटिल प्रक्रियाएं शामिल होती हैं। उनमें से एक है पेट्रोलियम उत्पादों का टूटना। आप पहले से ही जानते हैं कि ईंधन तेल को कम दबाव में घटकों में अलग किया जाता है। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि वायुमंडलीय दबाव पर इसके घटक क्वथनांक तक पहुंचने से पहले ही विघटित होने लगते हैं। यही वास्तव में क्रैकिंग का आधार है।

खुर - पेट्रोलियम उत्पादों का थर्मल अपघटन, जिससे अणु में कम संख्या में कार्बन परमाणुओं के साथ हाइड्रोकार्बन का निर्माण होता है।

क्रैकिंग कई प्रकार की होती है: थर्मल, कैटेलिटिक क्रैकिंग, हाई-प्रेशर क्रैकिंग और रिडक्शन क्रैकिंग।

थर्मल क्रैकिंग में उच्च तापमान (470-550 डिग्री सेल्सियस) के प्रभाव में लंबी कार्बन श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन अणुओं को छोटे अणुओं में विभाजित करना शामिल है। इस दरार के दौरान, एल्केन्स के साथ-साथ एल्केन्स भी बनते हैं।

में सामान्य रूप से देखेंइस प्रतिक्रिया को इस प्रकार लिखा जा सकता है:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
अल्केन अल्केन अल्केन
लंबी श्रृंखला के साथ

परिणामी हाइड्रोकार्बन को अणु में कार्बन परमाणुओं की और भी छोटी श्रृंखला के साथ अल्केन्स और एल्केन्स बनाने के लिए फिर से क्रैक किया जा सकता है:

पारंपरिक थर्मल क्रैकिंग से बहुत कम आणविक भार वाले गैसीय हाइड्रोकार्बन पैदा होते हैं, जिनका उपयोग अल्कोहल के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जा सकता है। कार्बोक्जिलिक एसिड, उच्च आणविक भार यौगिक (उदाहरण के लिए, पॉलीथीन)।

कैटेलिटिक क्रैकिंगउत्प्रेरक की उपस्थिति में होता है, जो RA1203" T8Iu2- संरचना के प्राकृतिक एल्युमिनोसिलिकेट्स का उपयोग करता है

उत्प्रेरकों के उपयोग से क्रैकिंग से अणु में कार्बन परमाणुओं की शाखित या बंद श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन का निर्माण होता है। मोटर ईंधन में इस संरचना के हाइड्रोकार्बन की सामग्री इसकी गुणवत्ता में काफी वृद्धि करती है, मुख्य रूप से विस्फोट के प्रतिरोध - गैसोलीन की ऑक्टेन संख्या।

पेट्रोलियम उत्पादों का टूटना उच्च तापमान पर होता है, इसलिए कार्बन जमा (कालिख) अक्सर बनता है, जो उत्प्रेरक की सतह को दूषित करता है, जो इसकी गतिविधि को तेजी से कम कर देता है।

उत्प्रेरक की सतह को कार्बन जमा से साफ करना - इसका पुनर्जनन - उत्प्रेरक क्रैकिंग के व्यावहारिक कार्यान्वयन के लिए मुख्य शर्त है। किसी उत्प्रेरक को पुनर्जीवित करने का सबसे सरल और सस्ता तरीका उसे भूनना है, जिसके दौरान कार्बन जमा को वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ ऑक्सीकृत किया जाता है। उत्प्रेरक की सतह से गैसीय ऑक्सीकरण उत्पाद (मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड और सल्फर डाइऑक्साइड) हटा दिए जाते हैं।

कैटेलिटिक क्रैकिंग एक विषम प्रक्रिया है जिसमें ठोस (उत्प्रेरक) और गैसीय (हाइड्रोकार्बन वाष्प) पदार्थ भाग लेते हैं। यह स्पष्ट है कि उत्प्रेरक पुनर्जनन - वायुमंडलीय ऑक्सीजन के साथ ठोस कालिख की परस्पर क्रिया - भी एक विषम प्रक्रिया है।

विषम प्रतिक्रियाएं(गैस - ठोस) ठोस का सतह क्षेत्र बढ़ने पर तेजी से प्रवाहित होता है। इसलिए, उत्प्रेरक को कुचल दिया जाता है, और इसका पुनर्जनन और हाइड्रोकार्बन का टूटना एक "द्रवयुक्त बिस्तर" में किया जाता है, जो आपको सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन से परिचित है।

क्रैकिंग फीडस्टॉक, जैसे गैस तेल, एक शंक्वाकार रिएक्टर में प्रवेश करता है। रिएक्टर के निचले हिस्से का व्यास छोटा होता है, इसलिए कच्चे माल के वाष्प की प्रवाह दर बहुत अधिक होती है। साथ चल रहा है उच्च गतिगैस उत्प्रेरक कणों को पकड़ लेती है और उन्हें अपने साथ ले जाती है शीर्ष भागरिएक्टर, जहां इसके व्यास में वृद्धि के कारण प्रवाह दर कम हो जाती है। गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव में, उत्प्रेरक कण रिएक्टर के निचले, संकरे हिस्से में गिरते हैं, जहाँ से उन्हें फिर से ऊपर ले जाया जाता है। इस प्रकार, उत्प्रेरक का प्रत्येक दाना अंदर है निरंतर गतिऔर एक गैसीय अभिकर्मक द्वारा सभी तरफ से धोया जाता है।

कुछ उत्प्रेरक कण रिएक्टर के बाहरी, व्यापक हिस्से में प्रवेश करते हैं और, गैस प्रवाह के प्रतिरोध का सामना नहीं करते हुए, निचले हिस्से में गिर जाते हैं, जहां उन्हें गैस प्रवाह द्वारा उठाया जाता है और पुनर्योजी में ले जाया जाता है। वहां, "द्रवित बिस्तर" मोड में, उत्प्रेरक को निकाल दिया जाता है और रिएक्टर में वापस कर दिया जाता है।

इस प्रकार, उत्प्रेरक रिएक्टर और पुनर्योजी के बीच घूमता है, और क्रैकिंग और रोस्टिंग के गैसीय उत्पाद उनसे हटा दिए जाते हैं।

क्रैकिंग उत्प्रेरक के उपयोग से प्रतिक्रिया दर को थोड़ा बढ़ाना, उसका तापमान कम करना और क्रैकिंग उत्पादों की गुणवत्ता में सुधार करना संभव हो जाता है।

गैसोलीन अंश के परिणामस्वरूप हाइड्रोकार्बन में मुख्य रूप से एक रैखिक संरचना होती है, जिसके परिणामस्वरूप गैसोलीन का विस्फोट प्रतिरोध कम होता है।

हम "दस्तक प्रतिरोध" की अवधारणा पर बाद में विचार करेंगे, अभी हम केवल इस बात पर ध्यान देंगे कि शाखित संरचना के अणुओं वाले हाइड्रोकार्बन में विस्फोट प्रतिरोध काफी अधिक होता है। सिस्टम में आइसोमेराइजेशन उत्प्रेरक जोड़कर क्रैकिंग के दौरान बनने वाले मिश्रण में आइसोमेरिक ब्रांच्ड हाइड्रोकार्बन के अनुपात को बढ़ाना संभव है।

तेल क्षेत्रों में, एक नियम के रूप में, तथाकथित संबद्ध पेट्रोलियम गैस का बड़ा संचय होता है, जो पृथ्वी की पपड़ी में तेल के ऊपर इकट्ठा होता है और ऊपर की चट्टानों के दबाव में आंशिक रूप से इसमें घुल जाता है। तेल की तरह, संबद्ध पेट्रोलियम गैस हाइड्रोकार्बन का एक मूल्यवान प्राकृतिक स्रोत है। इसमें मुख्य रूप से अल्केन्स होते हैं, जिनके अणुओं में 1 से 6 कार्बन परमाणु होते हैं। यह स्पष्ट है कि संबंधित पेट्रोलियम गैस की संरचना तेल की तुलना में बहुत खराब है। हालाँकि, इसके बावजूद, इसका उपयोग ईंधन और रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल दोनों के रूप में व्यापक रूप से किया जाता है। कुछ दशक पहले, अधिकांश तेल क्षेत्रों में, संबंधित पेट्रोलियम गैस को तेल के बेकार पूरक के रूप में जला दिया जाता था। वर्तमान में, उदाहरण के लिए, रूस के सबसे समृद्ध तेल भंडार सर्गुट में, ईंधन के रूप में संबंधित पेट्रोलियम गैस का उपयोग करके दुनिया की सबसे सस्ती बिजली उत्पन्न की जाती है।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, प्राकृतिक गैस की तुलना में संबद्ध पेट्रोलियम गैस, विभिन्न हाइड्रोकार्बन की संरचना में समृद्ध है। उन्हें भिन्नों में विभाजित करने पर, हमें प्राप्त होता है:

गैस गैसोलीन एक अत्यधिक अस्थिर मिश्रण है जिसमें मुख्य रूप से लेंथेन और हेक्सेन शामिल हैं;

एक प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण, जिसमें, जैसा कि नाम से पता चलता है, प्रोपेन और ब्यूटेन का मिश्रण होता है और दबाव बढ़ने पर आसानी से तरल अवस्था में बदल जाता है;

सूखी गैस एक मिश्रण है जिसमें मुख्य रूप से मीथेन और ईथेन होता है।

गैसोलीन, कम आणविक भार के साथ अस्थिर घटकों का मिश्रण होने के कारण, कम तापमान पर भी अच्छी तरह से वाष्पित हो जाता है। इससे सुदूर उत्तर में आंतरिक दहन इंजनों के लिए ईंधन के रूप में और मोटर ईंधन में एक योजक के रूप में गैस गैसोलीन का उपयोग करना संभव हो जाता है, जिससे सर्दियों की परिस्थितियों में इंजन शुरू करना आसान हो जाता है।

तरलीकृत गैस के रूप में प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण का उपयोग घरेलू ईंधन (आपके घर में परिचित गैस सिलेंडर) और लाइटर भरने के लिए किया जाता है। सड़क परिवहन का तरलीकृत गैस में क्रमिक परिवर्तन वैश्विक ईंधन संकट को दूर करने और पर्यावरणीय समस्याओं को हल करने के मुख्य तरीकों में से एक है।

सूखी गैस, जो संरचना में प्राकृतिक गैस के समान है, का भी व्यापक रूप से ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।

हालाँकि, ईंधन के रूप में संबद्ध पेट्रोलियम गैस और उसके घटकों का उपयोग इसका उपयोग करने का सबसे आशाजनक तरीका नहीं है।

रासायनिक उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में संबद्ध पेट्रोलियम गैस के घटकों का उपयोग करना अधिक कुशल है। संबंधित पेट्रोलियम गैस बनाने वाले अल्केन्स से हाइड्रोजन, एसिटिलीन, असंतृप्त और सुगंधित हाइड्रोकार्बन और उनके डेरिवेटिव प्राप्त होते हैं।

गैसीय हाइड्रोकार्बन न केवल पृथ्वी की पपड़ी में तेल के साथ जा सकते हैं, बल्कि स्वतंत्र संचय - प्राकृतिक गैस भंडार भी बना सकते हैं।

प्राकृतिक गैस - कम आणविक भार वाले गैसीय संतृप्त हाइड्रोकार्बन का मिश्रण। प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक मीथेन है, जिसका हिस्सा, क्षेत्र के आधार पर, मात्रा के हिसाब से 75 से 99% तक होता है। मीथेन के अलावा, प्राकृतिक गैस में ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और आइसोब्यूटेन, साथ ही नाइट्रोजन और कार्बन डाइऑक्साइड शामिल हैं।

संबद्ध पेट्रोलियम की तरह, प्राकृतिक गैस का उपयोग विभिन्न प्रकार के कार्बनिक और अकार्बनिक पदार्थों के उत्पादन के लिए ईंधन और कच्चे माल दोनों के रूप में किया जाता है। आप पहले से ही जानते हैं कि प्राकृतिक गैस के मुख्य घटक मीथेन से हाइड्रोजन, एसिटिलीन और मिथाइल अल्कोहल, फॉर्मेल्डिहाइड और फॉर्मिक एसिड और कई अन्य कार्बनिक पदार्थ प्राप्त होते हैं। प्राकृतिक गैस का उपयोग बिजली संयंत्रों में, आवासीय भवनों और औद्योगिक भवनों के जल तापन के लिए बॉयलर सिस्टम में, ब्लास्ट फर्नेस और खुले चूल्हा उद्योगों में ईंधन के रूप में किया जाता है। माचिस जलाकर और शहर के घर के रसोई गैस स्टोव में गैस जलाकर, आप प्राकृतिक गैस बनाने वाले अल्केन्स के ऑक्सीकरण की एक श्रृंखला प्रतिक्रिया को "ट्रिगर" करते हैं। तेल, प्राकृतिक और संबंधित पेट्रोलियम गैसों के अलावा, कोयला हाइड्रोकार्बन का एक प्राकृतिक स्रोत है। 0n पृथ्वी की गहराई में मोटी परतें बनाता है, इसका सिद्ध भंडार तेल भंडार से काफी अधिक है। तेल की तरह, कोयले में बड़ी मात्रा में विभिन्न कार्बनिक पदार्थ होते हैं। कार्बनिक पदार्थों के अलावा, इसमें अकार्बनिक पदार्थ भी होते हैं, जैसे पानी, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड और निश्चित रूप से, स्वयं कार्बन - कोयला। कोयले के प्रसंस्करण की मुख्य विधियों में से एक कोकिंग है - वायु पहुंच के बिना कैल्सीनेशन। कोकिंग के परिणामस्वरूप, जो लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किया जाता है, निम्नलिखित बनते हैं:

कोक ओवन गैस, जिसमें हाइड्रोजन, मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, नाइट्रोजन और अन्य गैसों का मिश्रण होता है;
कोयला टार में कई सौ गुना व्यक्तिगत कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जिनमें बेंजीन और उसके समरूप, फिनोल और सुगंधित अल्कोहल, नेफ़थलीन और विभिन्न हेट्रोसाइक्लिक यौगिक शामिल हैं;
सुप्रासिन, या अमोनिया पानी, जिसमें, जैसा कि नाम से पता चलता है, घुलित अमोनिया, साथ ही फिनोल, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य पदार्थ होते हैं;
कोक कोकिंग से प्राप्त एक ठोस अवशेष है, लगभग शुद्ध कार्बन।

कोक का प्रयोग किया जाता हैलोहे और इस्पात के उत्पादन में, अमोनिया - नाइट्रोजन और संयुक्त उर्वरकों के उत्पादन में, और जैविक कोकिंग उत्पादों के महत्व को शायद ही कम करके आंका जा सकता है।

इस प्रकार, संबंधित पेट्रोलियम और प्राकृतिक गैसें, कोयला न केवल हाइड्रोकार्बन के सबसे मूल्यवान स्रोत हैं, बल्कि अपूरणीय प्राकृतिक संसाधनों के अनूठे भंडार का भी हिस्सा हैं, जिनका सावधानीपूर्वक और उचित उपयोग मानव समाज के प्रगतिशील विकास के लिए एक आवश्यक शर्त है।

1. हाइड्रोकार्बन के मुख्य प्राकृतिक स्रोतों की सूची बनाएं। उनमें से प्रत्येक में कौन से कार्बनिक पदार्थ शामिल हैं? उनकी रचनाओं में क्या समानता है?

2. तेल के भौतिक गुणों का वर्णन करें। इसका क्वथनांक स्थिर क्यों नहीं होता?

3. मीडिया रिपोर्टों का सारांश देते हुए, तेल रिसाव के कारण होने वाली पर्यावरणीय आपदाओं और उनके परिणामों पर काबू पाने के तरीकों का वर्णन करें।

4. सुधार क्या है? यह प्रक्रिया किस पर आधारित है? तेल शोधन के परिणामस्वरूप प्राप्त अंशों के नाम बताइए। वे एक दूसरे से किस प्रकार भिन्न हैं?

5. क्रैकिंग क्या है? पेट्रोलियम उत्पादों के टूटने से संबंधित तीन प्रतिक्रियाओं के समीकरण दीजिए।

6. आप किस प्रकार की दरारों को जानते हैं? इन प्रक्रियाओं में क्या समानता है? वे एक दूसरे से किस प्रकार भिन्न हैं? क्या है मूलभूत अंतरविभिन्न प्रकार के क्रैकिंग उत्पाद?

7. संबद्ध पेट्रोलियम गैस का यह नाम क्यों है? इसके मुख्य घटक क्या हैं और उनके उपयोग क्या हैं?

8. प्राकृतिक गैस संबद्ध पेट्रोलियम गैस से किस प्रकार भिन्न है? उनकी रचनाओं में क्या समानता है? आपको ज्ञात संबंधित पेट्रोलियम गैस के सभी घटकों के लिए दहन प्रतिक्रिया समीकरण दें।

9. प्रतिक्रिया समीकरण दीजिए जिनका उपयोग प्राकृतिक गैस से बेंजीन प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है। इन प्रतिक्रियाओं के लिए शर्तें निर्दिष्ट करें।

10. कोकिंग क्या है? इसके उत्पाद और उनकी संरचना क्या हैं? आपको ज्ञात कोकिंग कोयले के उत्पादों की विशिष्ट प्रतिक्रियाओं के समीकरण दीजिए।

11. बताएं कि तेल, कोयला और संबंधित पेट्रोलियम गैस को जलाना उनका उपयोग करने का सबसे तर्कसंगत तरीका क्यों नहीं है।

हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत जीवाश्म ईंधन हैं - तेल और

गैस, कोयला और पीट. कच्चे तेल और गैस के भंडार 100-200 मिलियन वर्ष पहले उत्पन्न हुए थे

सूक्ष्मदर्शी से वापस समुद्री पौधेऔर जानवर जो निकले

समुद्र तल पर बनी तलछटी चट्टानों में शामिल, इसके विपरीत

यह कोयला और पीट 340 मिलियन वर्ष पहले पौधों से बनना शुरू हुआ,

भूमि पर बढ़ रहा है.

प्राकृतिक गैस और कच्चा तेल आमतौर पर पानी के साथ पाए जाते हैं

चट्टानी परतों के बीच स्थित तेल धारण करने वाली परतें (चित्र 2)। अवधि

"प्राकृतिक गैस" उन गैसों पर भी लागू होती है जो प्राकृतिक रूप से बनती हैं

कोयले के अपघटन से उत्पन्न स्थितियाँ। प्राकृतिक गैस और कच्चा तेल

अंटार्कटिका को छोड़कर, सभी महाद्वीपों पर विकसित किया जा रहा है। सबसे वृहद

दुनिया में प्राकृतिक गैस उत्पादक रूस, अल्जीरिया, ईरान और हैं

संयुक्त राज्य अमेरिका। सबसे बड़े उत्पादककच्चे तेल हैं

वेनेज़ुएला, सऊदी अरब, कुवैत और ईरान।

प्राकृतिक गैस में मुख्य रूप से मीथेन होती है (तालिका 1)।

कच्चा तेल एक तैलीय तरल है जिसका रंग भिन्न हो सकता है

बहुत विविध हो - गहरे भूरे या हरे से लेकर लगभग तक

रंगहीन. इसमें है बड़ी संख्याअल्केन्स। उनमें से हैं

परमाणुओं की संख्या के साथ सीधे अल्केन्स, शाखित अल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स

कार्बन पाँच से 40 तक। इन साइक्लोअल्केन्स का औद्योगिक नाम नाच्टा है। में

कच्चे तेल में लगभग 10% सुगंधित पदार्थ भी होता है

हाइड्रोकार्बन, साथ ही थोड़ी मात्रा में अन्य यौगिक भी शामिल हैं

सल्फर, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन।

तालिका 1 प्राकृतिक गैस की संरचना

कोयला है सबसे पुराना स्रोतवह ऊर्जा जिससे आप परिचित हैं

इंसानियत। यह एक खनिज है (चित्र 3), जिसका निर्माण हुआ है

कायापलट की प्रक्रिया में पादप पदार्थ। रूपांतरित

कहा जाता है चट्टानों, जिसकी संरचना में परिस्थितियों के अनुसार परिवर्तन आया है

उच्च दबाव, साथ ही उच्च तापमान। प्रथम चरण का उत्पाद

कोयला निर्माण की प्रक्रिया पीट है, जो है

विघटित कार्बनिक पदार्थ. कोयला पीट से बनता है

यह तलछटी चट्टानों से ढका हुआ है। ये अवसादी चट्टानें कहलाती हैं

अतिभारित अतिभारित तलछट पीट की नमी की मात्रा को कम कर देती है।

कोयले के वर्गीकरण में तीन मानदंडों का उपयोग किया जाता है: शुद्धता (निर्धारित)।

प्रतिशत में सापेक्ष कार्बन सामग्री); प्रकार (परिभाषित)

मूल पौधे पदार्थ की संरचना); ग्रेड (पर निर्भर करता है)

कायापलट की डिग्री)।

तालिका 2 कुछ ईंधनों की कार्बन सामग्री और उनका कैलोरी मान

क्षमता

जीवाश्म कोयले के निम्नतम श्रेणी के प्रकार भूरा कोयला और हैं

लिग्नाइट (तालिका 2)। वे पीट के सबसे करीब हैं और अपेक्षाकृत विशिष्ट हैं

इसमें नमी की मात्रा कम होती है और इसका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है

उद्योग। सबसे शुष्क एवं कठोर प्रकार का कोयला एन्थ्रेसाइट है। उसका

घरों को गर्म करने और खाना पकाने के लिए उपयोग किया जाता है।

हाल ही में, तकनीकी प्रगति के लिए धन्यवाद, यह तेजी से बढ़ गया है

कोयले का किफायती गैसीकरण। कोयला गैसीकरण उत्पादों में शामिल हैं

कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, मीथेन और नाइट्रोजन। इनका उपयोग किया जाता है

गैसीय ईंधन के रूप में या विभिन्न उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में

रासायनिक उत्पाद और उर्वरक।

कोयला, जैसा कि नीचे वर्णित है, कार्य करता है महत्वपूर्ण स्रोतप्राप्त करने हेतु कच्चा माल

सुगंधित यौगिक. कोयला प्रतिनिधित्व करता है

रसायनों का एक जटिल मिश्रण है जिसमें कार्बन शामिल है,

हाइड्रोजन और ऑक्सीजन, साथ ही थोड़ी मात्रा में नाइट्रोजन, सल्फर और अन्य अशुद्धियाँ

तत्व. इसके अलावा, कोयले की संरचना, उसके प्रकार पर निर्भर करती है

विभिन्न मात्रा में नमी और विभिन्न खनिज।

हाइड्रोकार्बन न केवल जीवाश्म ईंधन में, बल्कि प्राकृतिक रूप से भी पाए जाते हैं

कुछ सामग्रियों में जैविक उत्पत्ति. प्राकृतिक रबर

प्राकृतिक हाइड्रोकार्बन पॉलिमर का एक उदाहरण है। रबर अणु

इसमें मिथाइल बूटा-1,3-डायन का प्रतिनिधित्व करने वाली हजारों संरचनात्मक इकाइयाँ शामिल हैं

(आइसोप्रीन);

प्राकृतिक रबर।लगभग 90% प्राकृतिक रबर, जो

वर्तमान में पूरी दुनिया में खनन किया जाता है, ब्राजील से प्राप्त किया जाता है

रबर का पेड़ हेविया ब्रासिलिएन्सिस, जिसकी खेती मुख्य रूप से की जाती है

एशिया के भूमध्यरेखीय देश. इस पेड़ का रस, जो लेटेक्स है

(बहुलक का कोलाइडल जलीय घोल), चाकू से काटे गए टुकड़ों से एकत्र किया जाता है

कुत्ते की भौंक लेटेक्स में लगभग 30% रबर होता है। उसके छोटे-छोटे टुकड़े

पानी में निलंबित. रस को एल्यूमीनियम के कंटेनरों में डाला जाता है, जहां एसिड मिलाया जाता है,

जिससे रबर जम जाता है।

कई अन्य प्राकृतिक यौगिकों में भी आइसोप्रीन संरचनाएं होती हैं।

टुकड़े टुकड़े। उदाहरण के लिए, लिमोनेन में दो आइसोप्रीन इकाइयाँ होती हैं। लाइमोनीन

मुख्य है अभिन्न अंगखट्टे फलों के छिलकों से निकाला गया तेल,

जैसे नींबू और संतरे. यह कनेक्शन का है कनेक्शन वर्ग,

टेरपेन्स कहलाते हैं। टेरपीन के अणुओं में 10 कार्बन परमाणु (C) होते हैं

10-यौगिक) और इसमें एक दूसरे से जुड़े दो आइसोप्रीन टुकड़े शामिल हैं

एक दूसरे को क्रमिक रूप से ("सिर से पूंछ")। चार आइसोप्रीन वाले यौगिक

टुकड़े (सी 20 यौगिक) को डाइटरपीन कहा जाता है, और छह के साथ

आइसोप्रीन टुकड़े - ट्राइटरपेन्स (सी 30 यौगिक)। स्क्वेलिन,

शार्क के लिवर ऑयल में जो पाया जाता है वह ट्राइटरपीन है।

टेट्राटरपेन्स (सी 40 यौगिक) में आठ आइसोप्रीन होते हैं

टुकड़े टुकड़े। टेट्राटरपेन वनस्पति और पशु वसा के रंगद्रव्य में पाए जाते हैं

मूल। इनका रंग लम्बे संयुग्म तंत्र की उपस्थिति के कारण होता है

दोहरा बंधन. उदाहरण के लिए, β-कैरोटीन विशिष्ट नारंगी रंग के लिए जिम्मेदार है

गाजर का रंग.

तेल और कोयला प्रसंस्करण प्रौद्योगिकी

19वीं सदी के अंत में. थर्मल पावर इंजीनियरिंग, परिवहन, इंजीनियरिंग, सैन्य और कई अन्य उद्योगों के क्षेत्र में प्रगति के प्रभाव में, मांग में अत्यधिक वृद्धि हुई है और नए प्रकार के ईंधन और रासायनिक उत्पादों की तत्काल आवश्यकता पैदा हुई है।

इस समय, तेल शोधन उद्योग का जन्म हुआ और तेजी से प्रगति हुई। पेट्रोलियम उत्पादों पर चलने वाले आंतरिक दहन इंजन के आविष्कार और तेजी से प्रसार से तेल शोधन उद्योग के विकास को भारी प्रोत्साहन मिला। कोयले के प्रसंस्करण की तकनीक, जो न केवल मुख्य प्रकार के ईंधन में से एक के रूप में कार्य करती है, बल्कि, विशेष रूप से उल्लेखनीय है, समीक्षाधीन अवधि के दौरान रासायनिक उद्योग के लिए एक आवश्यक कच्चा माल बन गई, भी गहन रूप से विकसित हुई। इस मामले में एक प्रमुख भूमिका कोक रसायन की थी। कोक संयंत्र, जो पहले लौह और इस्पात उद्योग को कोक की आपूर्ति करते थे, कोक-रासायनिक उद्यमों में बदल गए, जिन्होंने कई मूल्यवान रासायनिक उत्पादों का भी उत्पादन किया: कोक ओवन गैस, क्रूड बेंजीन, कोयला टार और अमोनिया।

तेल और कोयला प्रसंस्करण के उत्पादों के आधार पर, सिंथेटिक कार्बनिक पदार्थों और सामग्रियों का उत्पादन विकसित होना शुरू हुआ। इन्हें रासायनिक उद्योग की विभिन्न शाखाओं में कच्चे माल और अर्ध-तैयार उत्पादों के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

टिकट#10