– sastāv (galvenokārt) no metāna un (mazākos daudzumos) tā tuvākajiem homologiem - etāna, propāna, butāna, pentāna, heksāna u.c.; novērota saistītajā naftas gāzē, t.i., dabasgāzē, kas atrodas dabā virs naftas vai izšķīdina tajā zem spiediena.

Eļļa

ir eļļains uzliesmojošs šķidrums, kas sastāv no alkāniem, cikloalkāniem, arēniem (pārsvarā), kā arī skābekli, slāpekli un sēru saturošiem savienojumiem.

Ogles

– organiskas izcelsmes cietā kurināmā minerāls. Tas satur maz grafīta un daudzus sarežģītus cikliskus savienojumus, tostarp elementus C, H, O, N un S. Antracīts (gandrīz bezūdens), ogles(-4% mitruma) un brūnogles (50-60% mitruma). Izmantojot koksēšanas metodi, ogles tiek pārveidotas par ogļūdeņražiem (gāzveida, šķidru un cietu) un koksu (diezgan tīru grafītu).

Ogļu koksēšana

Ogļu sildīšana bez gaisa piekļuves līdz 900–1050 ° C izraisa to termisko sadalīšanos, veidojot gaistošus produktus (akmeņogļu darvu, amonjaka ūdeni un koksa krāsns gāzi) un cietu atlikumu - koksu.

Galvenie produkti: kokss - 96-98% oglekļa; koksa krāsns gāze -60% ūdeņradis, 25% metāns, 7% oglekļa monoksīds (II) utt.

Blakusprodukti: akmeņogļu darva (benzols, toluols), amonjaks (no koksa krāsns gāzes) utt.

Eļļas rafinēšana, izmantojot rektifikācijas metodi

Iepriekš rafinēta eļļa tiek pakļauta atmosfēras (vai vakuuma) destilācijai frakcijās ar noteiktiem viršanas temperatūras diapazoniem nepārtrauktās destilācijas kolonnās.

Galvenie produkti: vieglais un smagais benzīns, petroleja, gāzeļļa, smēreļļas, mazuts, darva.

Eļļas rafinēšana ar katalītiskā krekinga palīdzību

Izejvielas: eļļas frakcijas ar augstu viršanas temperatūru (petroleja, gāzeļļa utt.)

Palīgmateriāli: katalizatori (modificēti aluminosilikāti).

Pamata ķīmiskais process: 500-600 °C temperatūrā un 5·10 5 Pa spiedienā ogļūdeņraža molekulas sadalās mazākās molekulās, katalītiskajai krekingai seko aromatizācijas, izomerizācijas un alkilēšanas reakcijas.

Produkti: zemas viršanas temperatūras ogļūdeņražu maisījums (degviela, naftas ķīmijas izejvielas).

C 16. H 34 → C 8 H 18 + C 8 H 16
C8H18 → C4H10 + C4H8
C4H10 → C2H6 + C2H4

Mērķis. Vispārināt zināšanas par dabas avotiem organiskie savienojumi un to apstrāde; parādīt petroķīmijas un koksa ķīmijas attīstības panākumus un perspektīvas, to lomu valsts tehniskajā progresā; padziļināt zināšanas no ekonomiskās ģeogrāfijas kursa par gāzes nozare rūpniecība, mūsdienu gāzes pārstrādes jomas, izejvielu un enerģētikas problēmas; attīstīt patstāvību darbā ar mācību grāmatām, uzziņu un populārzinātnisko literatūru.

PLĀNS

Dabiskie avoti ogļūdeņraži. Dabasgāze. Saistītās naftas gāzes.
Nafta un naftas produkti, to pielietojums.
Termiskā un katalītiskā krekinga.
Koksa ražošana un šķidrās degvielas iegūšanas problēma.
No OJSC Rosņeftj attīstības vēstures - KNOS.
Augu ražošanas jauda. Ražotajiem produktiem.
Saziņa ar ķīmijas laboratoriju.
Vides aizsardzība rūpnīcā.
Augu plāni nākotnei.

Dabiskie ogļūdeņražu avoti.
Dabasgāze. Saistītās naftas gāzes

Pirms Lielā Tēvijas karš rūpnieciskās rezerves dabasgāze bija zināmi Karpatu reģionā, Kaukāzā, Volgas reģionā un ziemeļos (Komi ASSR). Dabasgāzes rezervju izpēte bija saistīta tikai ar naftas izpēti. Rūpnieciskās dabasgāzes rezerves 1940. gadā sasniedza 15 miljardus m3. Tad gāzes atradnes tika atklātas Ziemeļkaukāzā, Aizkaukāzā, Ukrainā, Volgas reģionā, Vidusāzijā, Rietumsibīrijā un Tālajos Austrumos. Ieslēgts
1976. gada 1. janvārī pierādītās dabasgāzes rezerves sastādīja 25,8 triljonus m3, no kuriem PSRS Eiropas daļā - 4,2 triljonus m3 (16,3%), austrumos - 21,6 triljonus m3 (83,7 %), t.sk.
18,2 triljoni m3 (70,5%) - Sibīrijā un Tālajos Austrumos, 3,4 triljoni m3 (13,2%) - Vidusāzijā un Kazahstānā. 1980. gada 1. janvārī potenciālās dabasgāzes rezerves sastādīja 80–85 triljonus m3, izpētītās rezerves – 34,3 triljonus m3. Turklāt rezerves palielinājās galvenokārt tāpēc, ka valsts austrumu daļā tika atklātas atradnes - pierādītas rezerves tur bija apm.
30,1 triljons m 3, kas veidoja 87,8% no visas Savienības kopējā apjoma.
Šobrīd Krievijai ir 35% no pasaules dabasgāzes rezervēm, kas ir vairāk nekā 48 triljoni m3. Galvenās dabasgāzes sastopamības jomas Krievijā un NVS valstīs (lauki):

Rietumsibīrijas naftas un gāzes province:
Urengojskoje, Jamburgskoje, Zapoliarnoje, Medvežje, Nadimskoje, Tazovskoje – Jamalo-Ņencu autonomais apgabals;
Pokhromskoje, Igrimskoje – Berezovskas gāzes nesošais reģions;
Meldžinskoe, Lugiņeckas, Ust-Silginskoe - Vasjuganas gāzes nesošais reģions.
Volgas-Urālu naftas un gāzes province:
nozīmīgākā ir Vuktilskoje, Timānas-Pečoras naftas un gāzes reģionā.
Vidusāzija un Kazahstāna:
nozīmīgākā Vidusāzijā ir Gazlinskoje, Ferganas ielejā;
Kyzylkum, Bayram-Ali, Darvazin, Achak, Shatlyk.
Ziemeļkaukāzs un Aizkaukāzija:
Karadag, Duvanny – Azerbaidžāna;
Dagestānas gaismas – Dagestāna;
Severo-Stavropolskoje, Pelachiadinskoje - Stavropoles apgabals;
Ļeņingradskoje, Maikopskoje, Staro-Minskoje, Berezanskoje - Krasnodaras apgabals.

Dabasgāzes atradnes ir zināmas arī Ukrainā, Sahalīnā un Tālajos Austrumos.
Rietumsibīrija izceļas ar dabasgāzes rezervēm (Urengoja, Jamburgskoje, Zapoliarnoje, Medvežje). Rūpnieciskās rezerves šeit sasniedz 14 triljonus m3. Jamalas gāzes kondensāta lauki (Bovanenkovskoje, Kruzenshternskoje, Kharasaveyskoye uc) tagad kļūst īpaši svarīgi. Uz to pamata tiek īstenots projekts Yamal - Europe.
Dabasgāzes ražošana ir ļoti koncentrēta un orientēta uz teritorijām ar lielākajiem un ienesīgākajiem atradnēm. Tikai piecos laukos - Urengoje, Jamburgskoje, Zapoliarnoje, Medvežje un Orenburgskoje - atrodas 1/2 no visām Krievijas rūpnieciskajām rezervēm. Tiek lēsts, ka Medvežjes rezerves ir 1,5 triljoni m3, bet Urengoyskoe - 5 triljoni m3.
Nākamā funkcija slēpjas dabasgāzes ieguves vietu dinamiskajā izvietojumā, kas skaidrojams ar apzināto resursu robežu straujo paplašināšanos, kā arī salīdzinoši vieglumu un zemajām izmaksām to iesaistīšanai attīstībā. Īsā laika posmā galvenie dabasgāzes ieguves centri no Volgas reģiona pārcēlās uz Ukrainu un Ziemeļkaukāzu. Turpmākas teritoriālās izmaiņas izraisa atradņu attīstība Rietumsibīrijā, Vidusāzijā, Urālos un ziemeļos.

Pēc PSRS sabrukuma Krievija piedzīvoja dabasgāzes ražošanas kritumu. Kritums tika novērots galvenokārt Ziemeļu ekonomiskajā reģionā (8 miljardi m 3 1990. gadā un 4 miljardi m 3 1994. gadā), Urālos (43 miljardi m 3 un 35 miljardi m 3 ), Rietumsibīrijas ekonomiskajā reģionā (576 Un
555 miljardi m3) un Ziemeļkaukāzā (6 un 4 miljardi m3). Dabasgāzes ražošana saglabājās tādā pašā līmenī Volgas (6 miljardi m3) un Tālo Austrumu ekonomiskajos reģionos.
1994. gada beigās bija vērojama ražošanas līmeņa pieauguma tendence.
No bijušās PSRS republikām visvairāk gāzes saražo Krievijas Federācija, otrajā vietā ir Turkmenistāna (vairāk nekā 1/10), kam seko Uzbekistāna un Ukraina.
Īpaša nozīme iegādājas dabasgāzes ieguvi Pasaules okeāna šelfā. 1987. gadā atklātā jūrā atradās 12,2 miljardi m 3 jeb aptuveni 2% no valstī saražotās gāzes. Saistītā gāzes ražošana tajā pašā gadā sasniedza 41,9 miljardus m3. Daudzās jomās viena no gāzveida kurināmā rezervēm ir ogļu un slānekļa gazifikācija. Ogļu pazemes gazifikācija tiek veikta Donbasā (Lisičanskā), Kuzbasā (Kiseļevskā) un Maskavas apgabalā (Tula).
Dabasgāze ir bijusi un paliek nozīmīgs eksporta produkts Krievijas ārējā tirdzniecībā.
Galvenie dabasgāzes pārstrādes centri atrodas Urālos (Orenburgā, Škapovā, Almetjevskā), Rietumsibīrijā (Ņižņevartovskā, Surgutā), Volgas reģionā (Saratovā), Ziemeļkaukāzā (Groznijā) un citos gāzes apgabalos. nesošās provinces. Var atzīmēt, ka gāzes pārstrādes rūpnīcas tiecas uz izejvielu avotiem - laukiem un lieliem gāzes vadiem.
Vissvarīgākais dabasgāzes izmantojums ir kā kurināmais. Pēdējā laikā ir vērojama tendence palielināt dabasgāzes īpatsvaru valsts degvielas bilancē.

Visvērtīgākā dabasgāze ar augstu metāna saturu ir Stavropole (97,8% CH 4), Saratova (93,4%), Urengoja (95,16%).
Dabasgāzes rezerves uz mūsu planētas ir ļoti lielas (apmēram 1015 m3). Mēs zinām vairāk nekā 200 atradņu Krievijā, tās atrodas Rietumsibīrijā, Volgas-Urāles baseinā un Ziemeļkaukāzā. Krievija ieņem pirmo vietu pasaulē dabasgāzes rezervju ziņā.
Dabasgāze ir visvērtīgākais degvielas veids. Dedzinot gāzi, izdalās daudz siltuma, tāpēc tā kalpo kā energoefektīva un lēta degviela katlu iekārtas, domnas, kurtuves un stikla krāsnis. Dabasgāzes izmantošana ražošanā ļauj būtiski palielināt darba ražīgumu.
Dabasgāze ir ķīmiskās rūpniecības izejvielu avots: acetilēna, etilēna, ūdeņraža, kvēpu, dažādu plastmasu, etiķskābes, krāsvielu, medikamentu un citu produktu ražošanai.

Ejot garām naftas gāze ir gāze, kas eksistē kopā ar naftu, tā ir izšķīdusi eļļā un atrodas virs tās, veidojot “gāzes vāciņu”, zem spiediena. Pie izejas no akas spiediens pazeminās un saistītā gāze tiek atdalīta no eļļas. Šo gāzi agrāk neizmantoja, bet vienkārši sadedzināja. Pašlaik tas tiek uztverts un izmantots kā degviela un vērtīgas ķīmiskās izejvielas. Saistīto gāzu izmantošanas iespējas ir pat plašākas nekā dabasgāzei, jo... to sastāvs ir bagātāks. Saistītās gāzes satur mazāk metāna nekā dabasgāze, taču tās satur ievērojami vairāk metāna homologu. Lai racionālāk izmantotu saistīto gāzi, tā tiek sadalīta šaurāka sastāva maisījumos. Pēc atdalīšanas iegūst benzīnu, propānu un butānu, kā arī sauso gāzi. Tiek iegūti arī atsevišķi ogļūdeņraži - etāns, propāns, butāns un citi. Tos dehidrogenējot, tiek iegūti nepiesātinātie ogļūdeņraži - etilēns, propilēns, butilēns u.c.

Nafta un naftas produkti, to pielietojums

Eļļa ir eļļains šķidrums ar asu smaku. Tas ir sastopams daudzās vietās visā pasaulē, iefiltrējoties porainos ieži dažādos dziļumos.
Pēc lielākās daļas zinātnieku domām, nafta ir ģeoķīmiski izmainītas augu un dzīvnieku atliekas, kas kādreiz dzīvoja pasaulē. Šo eļļas organiskās izcelsmes teoriju apstiprina fakts, ka eļļa satur dažas slāpekli saturošas vielas - augu audos esošo vielu sadalīšanās produktus. Pastāv arī teorijas par eļļas neorganisko izcelsmi: tās veidošanās ūdens iedarbības rezultātā zemeslodes biezumā uz karstiem metālu karbīdiem (metālu savienojumiem ar oglekli) ar sekojošām izmaiņām iegūtajos ogļūdeņražos. augsta temperatūra, augsts spiediens, metālu, gaisa, ūdeņraža utt. iedarbība.
Iegūstot no naftu saturošiem veidojumiem, kas atrodas zemes garozā, dažreiz vairāku kilometru dziļumā, eļļa vai nu nonāk virspusē zem uz tās esošo gāzu spiediena, vai arī tiek izsūknēta ar sūkņiem.

Naftas rūpniecība mūsdienās ir liels valsts ekonomiskais komplekss, kas dzīvo un attīstās saskaņā ar saviem likumiem. Ko nafta šodien nozīmē valsts tautsaimniecībai? Nafta ir naftas ķīmijas izejviela sintētiskā kaučuka, spirtu, polietilēna, polipropilēna, plaša sortimenta dažādu plastmasu un no tām izgatavotu gatavo izstrādājumu, mākslīgo audumu ražošanā; dzinēju degvielas (benzīna, petrolejas, dīzeļdegvielas un reaktīvo dzinēju degvielas), eļļu un smērvielu, kā arī katlu un krāšņu degvielas (mazuts) ražošanas avots, celtniecības materiāli(bitumens, darva, asfalts); izejvielas vairāku proteīna preparātu ražošanai, ko izmanto kā piedevas lopu barībā, lai stimulētu to augšanu.
Nafta ir mūsu nacionālā bagātība, valsts varas avots, tās ekonomikas pamats. Krievijas naftas kompleksā ietilpst 148 tūkstoši naftas urbumu, 48,3 tūkstoši km maģistrālo naftas vadu, 28 naftas pārstrādes rūpnīcas ar kopējo jaudu vairāk nekā 300 miljonus tonnu naftas gadā, kā arī liels skaits citu ražotņu.
Naftas rūpniecības un tās apkalpojošo nozaru uzņēmumos ir nodarbināti aptuveni 900 tūkstoši darbinieku, tai skaitā ap 20 tūkstoši cilvēku zinātnes un zinātnisko pakalpojumu jomā.
Pēdējo desmitgažu laikā degvielas nozares struktūrā ir notikušas fundamentālas izmaiņas, kas saistītas ar ogļu rūpniecības īpatsvara samazināšanos un naftas un gāzes ražošanas un pārstrādes nozaru izaugsmi. Ja 1940.gadā tie sastādīja 20,5%, tad 1984.gadā - 75,3% no minerāldegvielas kopapjoma. Tagad priekšplānā izvirzās dabasgāze un atklātās ogles. Naftas patēriņš enerģētikas vajadzībām tiks samazināts, gluži pretēji, paplašināsies tās kā ķīmiskās izejvielas izmantošana. Šobrīd degvielas un enerģijas bilances struktūrā nafta un gāze veido 74%, savukārt naftas īpatsvars samazinās, bet gāzes īpatsvars pieaug un veido aptuveni 41%. Ogļu īpatsvars ir 20%, atlikušie 6% nāk no elektrības.
Brāļi Dubinini pirmo reizi sāka naftas pārstrādi Kaukāzā. Eļļas primārā apstrāde ietver tās destilāciju. Destilāciju veic naftas pārstrādes rūpnīcās pēc naftas gāzu atdalīšanas.

No naftas tiek izolēti dažādi produkti ar lielu praktisku nozīmi. Pirmkārt, no tā tiek noņemti izšķīdušie gāzveida ogļūdeņraži (galvenokārt metāns). Pēc gaistošo ogļūdeņražu destilācijas eļļu karsē. Ogļūdeņraži ar nelielu oglekļa atomu skaitu molekulā un ar salīdzinoši zemu viršanas temperatūru pirmie nonāk tvaika stāvoklī un tiek destilēti. Palielinoties maisījuma temperatūrai, tiek destilēti ogļūdeņraži ar augstāku viršanas temperatūru. Tādā veidā var savākt atsevišķus eļļas maisījumus (frakcijas). Visbiežāk šī destilācija rada četras gaistošas ​​frakcijas, kuras pēc tam tālāk atdala.
Galvenās eļļas frakcijas ir šādas.
Benzīna frakcija, savākts no 40 līdz 200 °C, satur ogļūdeņražus no C5H12 līdz C11H24. Tālāk destilējot izolēto frakciju, iegūstam benzīns (t kip = 40–70 °C), benzīns
(t kip = 70–120 °C) – aviācija, automobiļi utt.
Ligroīna frakcija, savākts diapazonā no 150 līdz 250 °C, satur ogļūdeņražus no C8H18 līdz C14H30. Ligroīnu izmanto kā degvielu traktoriem. Liels daudzums ligroīna tiek pārstrādāts benzīnā.
Petrolejas frakcija ietver ogļūdeņražus no C12H26 līdz C18H38 ar viršanas temperatūru no 180 līdz 300°C. Petroleja pēc attīrīšanas tiek izmantota kā degviela traktoriem, reaktīvajām lidmašīnām un raķetēm.
Gāzeļļas frakcija (t kip > 275 °C), saukts citādi dīzeļdegviela.
Atlikums pēc eļļas destilācijas – mazuts– satur ogļūdeņražus ar lielu oglekļa atomu skaitu (līdz daudziem desmitiem) molekulā. Destilējot zemā spiedienā, mazutu sadala arī frakcijās, lai izvairītos no sadalīšanās. Rezultātā mēs iegūstam saules eļļas(dīzeļdegviela), smēreļļas(automobiļu rūpniecība, aviācija, rūpniecība utt.), petrolatums(tehnisko vazelīnu izmanto metālizstrādājumu eļļošanai, lai pasargātu tos no korozijas; attīrītu vazelīnu izmanto kā kosmētikas un medicīnā bāzi). No dažiem eļļas veidiem to iegūst parafīns(sērkociņu, sveču u.c. ražošanai). Pēc gaistošo komponentu destilēšanas no mazuta paliek pāri darva. To plaši izmanto ceļu būvē. Papildus pārstrādei smēreļļās mazutu izmanto arī kā šķidro kurināmo katlu iekārtās. Ar benzīnu, kas iegūts naftas pārstrādē, nepietiek, lai apmierinātu visas vajadzības. Labākajā gadījumā no naftas var iegūt līdz 20% benzīna, pārējais ir produkti ar augstu viršanas temperatūru. Šajā sakarā ķīmija saskārās ar uzdevumu atrast veidus, kā ražot benzīnu lielos daudzumos. Ērts veids tika atrasts, izmantojot A. M. Butlerova izveidoto organisko savienojumu struktūras teoriju. Eļļas destilācijas produkti ar augstu viršanas temperatūru nav piemēroti izmantošanai kā degviela. To augstā viršanas temperatūra ir saistīta ar to, ka šādu ogļūdeņražu molekulas ir pārāk garas ķēdes. Sadalot lielas molekulas, kas satur līdz 18 oglekļa atomiem, tiek iegūti produkti ar zemu viršanas temperatūru, piemēram, benzīns. Šo ceļu sekoja krievu inženieris V.G. Šuhovs, kurš 1891. gadā izstrādāja sarežģītu ogļūdeņražu sadalīšanas metodi, ko vēlāk sauca par krekingu (kas nozīmē šķelšanu).

Būtisks krekinga uzlabojums bija katalītiskā krekinga procesa ieviešana praksē. Pirmo reizi šo procesu 1918. gadā veica N.D. Zelinskis. Katalītiskā krekinga izmantošana ļāva ražot aviācijas benzīnu plašā mērogā. Katalītiskā krekinga iekārtās 450 °C temperatūrā katalizatoru ietekmē tiek sadalītas garās oglekļa ķēdes.

Termiskā un katalītiskā krekinga

Galvenā naftas frakciju apstrādes metode ir Dažādi plaisāšana. Pirmo reizi (1871–1878) laboratorijas un daļēji rūpnieciskā mērogā naftas plaisāšanu veica Sanktpēterburgas Tehnoloģiju institūta darbinieks A.A. Pirmo patentu krekinga iekārtai Šuhovs iesniedza 1891. gadā. Krekinga rūpniecībā ir kļuvusi plaši izplatīta kopš 20. gadsimta 20. gadiem.
Krekinga ir ogļūdeņražu un citu eļļas sastāvdaļu termiskā sadalīšanās. Jo augstāka temperatūra, jo lielāks ir krekinga ātrums un lielāka gāzu un aromātisko ogļūdeņražu iznākums.
Naftas frakciju krekinga rezultātā papildus šķidrajiem produktiem tiek iegūta primārā izejviela - gāzes, kas satur nepiesātinātos ogļūdeņražus (olefīnus).
Izšķir šādus galvenos plaisāšanas veidus:
šķidrā fāze (20–60 atm, 430–550 °C), ražo nepiesātinātu un piesātinātu benzīnu, benzīna iznākums ir ap 50%, gāzēm 10%;
tvaika fāze(parasti vai zems spiediens, 600 °C), ražo nepiesātinātu aromātisku benzīnu, iznākums ir mazāks nekā šķidrās fāzes krekinga gadījumā, veidojas liels daudzums gāzu;
pirolīze eļļa (parasts vai pazemināts spiediens, 650–700 °C), dod aromātisko ogļūdeņražu maisījumu (pirobenzolu), iznākums ir ap 15%, vairāk nekā puse izejvielas pārvēršas gāzēs;
destruktīva hidrogenēšana (ūdeņraža spiediens 200–250 atm, 300–400 °C katalizatoru - dzelzs, niķeļa, volframa uc klātbūtnē), dod galīgo benzīnu ar iznākumu līdz 90%;
katalītiskā krekinga (300–500 °C katalizatoru klātbūtnē - AlCl 3, aluminosilikāti, MoS 3, Cr 2 O 3 uc), ražo gāzveida produktus un augstas kvalitātes benzīnu ar izostruktūras aromātisko un piesātināto ogļūdeņražu pārsvaru.
Tehnoloģijās t.s katalītiskā reformēšana– zemas kvalitātes benzīna pārvēršana augstas kvalitātes benzīnā ar augstu oktānskaitli vai aromātiskajiem ogļūdeņražiem.
Galvenās krekinga reakcijas ir ogļūdeņražu ķēžu sadalīšana, izomerizācija un ciklizācija. Liela loma šajos procesos ir brīvajiem ogļūdeņražu radikāļiem.

Koksa ražošana
un šķidrās degvielas iegūšanas problēma

Rezerves ogles dabā ievērojami pārsniedz naftas rezerves. Tāpēc ogles ir vissvarīgākais ķīmiskās rūpniecības izejvielu veids.
Pašlaik rūpniecībā ogļu pārstrādei tiek izmantoti vairāki veidi: sausā destilācija (koksēšana, puskoksēšana), hidrogenēšana, nepilnīga sadegšana un kalcija karbīda ražošana.

Ogļu sauso destilāciju izmanto koksa ražošanai metalurģijā vai sadzīves gāzē. Koksa ogles ražo koksu, akmeņogļu darvu, darvas ūdeni un koksa gāzes.
Akmeņogļu darva satur plašu aromātisko un citu organisko savienojumu klāstu. Destilējot normālā spiedienā, to sadala vairākās frakcijās. No akmeņogļu darvas iegūst aromātiskos ogļūdeņražus, fenolus u.c.
Koksēšanas gāzes satur galvenokārt metānu, etilēnu, ūdeņradi un oglekļa monoksīdu (II). Tie tiek daļēji sadedzināti un daļēji pārstrādāti.
Akmeņogļu hidrogenēšanu veic 400–600 °C temperatūrā zem ūdeņraža spiediena līdz 250 atm katalizatora – dzelzs oksīdu klātbūtnē. Tas rada šķidru ogļūdeņražu maisījumu, ko parasti hidrogenē ar niķeli vai citiem katalizatoriem. Zemas kvalitātes brūnogles var hidrogenēt.

Kalcija karbīdu CaC 2 iegūst no akmeņoglēm (koksa, antracīta) un kaļķa. Pēc tam to pārvērš acetilēnā, ko arvien plašāk izmanto visu valstu ķīmiskajā rūpniecībā.

No OJSC Rosņeftj attīstības vēstures - KNOS

Rūpnīcas attīstības vēsture ir cieši saistīta ar Kubanas naftas un gāzes nozari.
Naftas ieguves sākums mūsu valstī aizsākās tālā pagātnē. Vēl 10. gadsimtā. Azerbaidžāna tirgoja naftu ar dažādām valstīm. Kubanā rūpnieciskās naftas attīstība sākās 1864. gadā Maikopas reģionā. Pēc Kubanas apgabala vadītāja ģenerāļa Karmaļina lūguma D.I.Mendeļejevs 1880.gadā sniedza secinājumu par Kubanas naftas potenciālu: “Šeit jārēķinās ar daudz naftas, te tā atrodas gar garu taisnu līniju paralēli. līdz grēdai un skrien netālu no pakājes, aptuveni virzienā no Kudako uz Iļskaju”.
Pirmo piecu gadu plānu laikā tika veikti plaši izpētes darbi un uzsākta rūpnieciskā naftas ieguve. Saistītā naftas gāze tika daļēji izmantota kā mājsaimniecības degviela strādnieku apmetnēs, un lielākā daļa šī vērtīgā produkta tika sadedzināta. Lai izbeigtu dabas resursu izšķērdēšanu, PSRS Naftas rūpniecības ministrija 1952. gadā nolēma Afipskoje ciemā uzbūvēt gāzes-benzīna rūpnīcu.
1963. gadā tika parakstīts akts par Afipsky gāzes un benzīna rūpnīcas pirmās kārtas nodošanu ekspluatācijā.
1964. gada sākumā Krasnodaras apgabala gāzes kondensātu pārstrāde sāka ražot A-66 benzīnu un dīzeļdegvielu. Izejviela bija gāze no Kanevskas, Berezanskas, Ļeņingradas, Maikopskas un citiem lieliem laukiem. Uzlabojot ražošanu, rūpnīcas darbinieki apguva aviācijas benzīna B-70 un motorbenzīna A-72 ražošanu.
1970. gada augustā tika nodoti ekspluatācijā divi jauni tehnoloģiskie bloki gāzes kondensāta pārstrādei aromātisko vielu (benzola, toluola, ksilola) iegūšanai: sekundārās destilācijas iekārta un katalītiskā riforminga iekārta. Tajā pašā laikā tika uzbūvētas attīrīšanas iekārtas ar bioloģiskā apstrāde notekūdeņi un rūpnīcas preču un izejvielu bāze.
1975. gadā tika nodota ekspluatācijā ksilola ražotne, bet 1978. gadā - importētā toluola demetilēšanas iekārta. Rūpnīca ir kļuvusi par vienu no vadošajām naftas rūpniecības ministrijas rūpnīcām aromātisko ogļūdeņražu ražošanā ķīmiskajai rūpniecībai.
Lai uzlabotu uzņēmuma vadības struktūru un ražošanas nodaļu organizāciju, 1980. gada janvārī tika izveidota ražošanas apvienība Krasnodarnefteorgsintez. Asociācijā bija trīs rūpnīcas: Krasnodaras rūpnīca (darbojas kopš 1922. gada augusta), Tuapse naftas pārstrādes rūpnīca (darbojas kopš 1929. gada) un Afipsky naftas pārstrādes rūpnīca (darbojas kopš 1963. gada decembra).
1993. gada decembrī uzņēmums tika reorganizēts, un 1994. gada maijā OJSC Krasnodarnefteorgsintez tika pārdēvēts par Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC.

Raksts tapis ar Met S LLC atbalstu. Ja jums ir jāatbrīvojas no čuguna vannas, izlietnes vai cita metāla krāma, tad labākais risinājums būtu sazināties ar uzņēmumu Met S. Mājaslapā, kas atrodas www.Metalloloms.Ru, Jūs varat, neizejot no monitora ekrāna, pasūtīt metāllūžņu demontāžu un izvešanu par konkurētspējīgu cenu. Met S uzņēmumā strādā tikai augsti kvalificēti speciālisti ar lielu darba pieredzi.

Seko beigas

Nosūtiet savu labo darbu zināšanu bāzē ir vienkārši. Izmantojiet zemāk esošo veidlapu

Studenti, maģistranti, jaunie zinātnieki, kuri izmanto zināšanu bāzi savās studijās un darbā, būs jums ļoti pateicīgi.

Publicēts http://www.allbest.ru/

MASKAVAS IZGLĪTĪBAS KOMITEJA

DIENVIDAUSTRUMU RAJONA NODAĻA

506. vidusskola ar padziļinātu ekonomikas apguvi

Ogļūdeņražu DABISKIE AVOTI, TO RAŽOŠANA UN PIELIETOJUMS

Kovčegins Igors 11b

Tiščenko Vitālijs 11b

1. NODAĻA. NAFTAS UN FOSILIJAS IZPĒTES ĢEOĶĪMIJA

1.1. Fosilā kurināmā izcelsme

1.2 Gāzeļļas ieži

2. NODAĻA. DABAS AVOTI

3. NODAĻA. ogļūdeņražu RŪPNIECISKĀ RAŽOŠANA

4. NODAĻA. EĻĻAS APSTRĀDE

4.1. Frakcionālā destilācija

4.2 Plaisāšana

4.3. Reformēšana

4.4. Sēra noņemšana

5. NODAĻA. OGĻŪDEŅU IZMANTOŠANA

5.1 Alkāni

5.2. Alkēni

5.3. Alkīni

6. NODAĻA. NAFTAS RŪPNIECĪBAS STĀVOKĻA ANALĪZE

7. NODAĻA. NAFTAS RŪPNIECĪBAS ĪPAŠĪBAS UN GALVENĀS TENDENCES

IZMANTOTO ATSAUCES SARAKSTS

1. NODAĻA. NAFTAS UN FOSILIJAS IZPĒTES ĢEOĶĪMIJA

1 .1 Fosilā kurināmā izcelsme

Pirmās teorijas, kas aplūkoja principus, kas nosaka naftas atradņu rašanos, parasti aprobežojās galvenokārt ar jautājumu par to, kur tās uzkrājas. Taču pēdējo 20 gadu laikā ir kļuvis skaidrs, ka, lai atbildētu uz šo jautājumu, ir jāsaprot, kāpēc, kad un kādos daudzumos nafta veidojusies konkrētajā baseinā, kā arī jāsaprot un jānosaka, kādu procesu rezultātā tā veidojas. radās, migrēja un uzkrājās. Šī informācija ir absolūti nepieciešama, lai uzlabotu naftas izpētes efektivitāti.

Ogļūdeņražu fosiliju veidošanās, pēc mūsdienu uzskatiem, notika sarežģītas ģeoķīmisko procesu secības rezultātā (sk. 1. att.) sākotnējo gāzes un naftas iežu iekšienē. Šajos procesos dažādu bioloģisko sistēmu sastāvdaļas (dabiskas izcelsmes vielas) tika pārveidotas par ogļūdeņražiem un mazākā mērā polāros savienojumos ar atšķirīgu termodinamisko stabilitāti - dabiskas izcelsmes vielu nogulsnēšanās un to sekojošās pārklāšanās rezultātā. ar nogulumiežiem, paaugstinātas temperatūras un paaugstināta spiediena ietekmē virsmas slāņos zemes garoza. Šķidru un gāzveida produktu primārā migrācija no sākotnējā gāzeļļas slāņa un to sekojošā sekundārā migrācija (caur gultņu horizontiem, nobīdēm utt.) porainos ar eļļu piesātinātos iežos noved pie ogļūdeņražu materiālu nogulšņu veidošanās, tālāka migrācija. kas tiek novērsts, bloķējot nogulsnes starp neporainiem iežu slāņiem .

Biogēnas izcelsmes nogulumiežu organisko vielu ekstraktos atrodami savienojumi ar tādu pašu ķīmisko struktūru kā naftā. Daži no šiem savienojumiem, kas tiek uzskatīti par “bioloģiskajiem marķieriem” (“ķīmiskajām fosilijām”), ir īpaši svarīgi ģeoķīmijā. Šādiem ogļūdeņražiem ir daudz kopīga ar savienojumiem, kas atrodami bioloģiskajās sistēmās (piemēram, lipīdi, pigmenti un metabolīti), no kuriem veidojās eļļa. Šie savienojumi ne tikai demonstrē biogēnu izcelsmi dabiskie ogļūdeņraži, bet arī sniedz ļoti svarīgu informāciju par gāzes un naftas iežiem, kā arī par nobriešanas raksturu un izcelsmi, migrāciju un bioloģisko noārdīšanos, kas izraisīja specifisku gāzes un naftas atradņu veidošanos.

1. attēls Ģeoķīmiskie procesi, kas izraisa fosilo ogļūdeņražu veidošanos.

1. 2 Gāzes un naftas ieži

Gāzeļļas iezis tiek uzskatīts par smalki izkliedētu nogulumiežu iezi, kas, dabiski nogulsnējot, ir izraisījis vai varētu izraisīt ievērojama daudzuma naftas un (vai) gāzes veidošanos un noplūdi. Šādu iežu klasifikācija ir balstīta uz organisko vielu saturu un veidu, to metamorfās evolūcijas stāvokli (ķīmiskās pārvērtības, kas notiek aptuveni 50-180 ° C temperatūrā), kā arī ogļūdeņražu raksturu un daudzumu, ko var iegūt no tā. . Organiskā viela kerogēns Kerogen (no grieķu keros, kas nozīmē "vasks" un gēns, kas nozīmē "veido") ir iežos izkliedēta organiska viela, kas nešķīst organiskajos šķīdinātājos, neoksidējošās minerālskābēs un bāzēs. biogēnas izcelsmes nogulumiežu iežos sastopamas visdažādākajās formās, taču to var iedalīt četros galvenajos tipos.

1) Liptinīts- ir ļoti augsts ūdeņraža saturs, bet zems skābekļa saturs; to sastāvu nosaka alifātisko oglekļa ķēžu klātbūtne. Tiek pieņemts, ka liptinīti veidojās galvenokārt no aļģēm (parasti tiek pakļautas baktēriju sadalīšanai). Viņiem ir augsta spēja pārvērsties eļļā.

2) izejas- tiem ir augsts ūdeņraža saturs (tomēr mazāks nekā liptinītos), bagāts ar alifātiskām ķēdēm un piesātinātiem naftēniem (alicikliskiem ogļūdeņražiem), kā arī aromātiskiem gredzeniem un skābekli saturošām funkcionālajām grupām. Šī organiskā viela veidojas no tādiem augu materiāliem kā sporas, ziedputekšņi, kutikulas un citas augu struktūras daļas. Eksinītiem ir laba spēja pārveidoties par naftas un gāzes kondensātu. Kondensāts ir ogļūdeņražu maisījums, kas uz lauka ir gāzveida, bet, ekstrahējot uz virsmas, kondensējas šķidrumā. un augstākās metamorfiskās evolūcijas stadijās gāzē.

3) Vitršita- tiem ir zems ūdeņraža saturs, augsts skābekļa saturs, un tie galvenokārt sastāv no aromātiskām struktūrām ar īsām alifātiskām ķēdēm, kas savienotas ar skābekli saturošām funkcionālām grupām. Tie ir veidoti no strukturētiem koksnes (lignocelulozes) materiāliem, un tiem ir ierobežota spēja pārvērsties eļļā, bet laba spēja pārvērsties gāzē.

4) Inertinīti ir melni, necaurspīdīgi plastiskie ieži (ar augstu oglekļa saturu un zemu ūdeņraža saturu), kas veidojušies no ļoti modificētiem koksnes prekursoriem. Viņiem nav iespēju pārvērsties eļļā un gāzē.

Galvenie faktori, pēc kuriem tiek atpazīts gāzeļļas iezis, ir kerogēna saturs, kerogēnās esošās organiskās vielas veids un šīs organiskās vielas metamorfās evolūcijas stadija. Labi gāzeļļas ieži ir tie, kas satur 2–4% tādu organisko vielu, no kuriem var veidoties un izdalīties atbilstošie ogļūdeņraži. Labvēlīgos ģeoķīmiskos apstākļos eļļas veidošanās var notikt no nogulumiežiem, kas satur organiskas vielas, piemēram, liptinītu un eksinītu. Gāzu nogulšņu veidošanās parasti notiek iežos, kas bagāti ar vitrinītu, vai sākotnēji izveidotās naftas termiskās plaisāšanas rezultātā.

Turpmākās organisko vielu nogulumu apglabāšanas rezultātā zem nogulumiežu augšējiem slāņiem šis materiāls tiek pakļauts arvien augstākai temperatūrai, kas izraisa kerogēna termisko sadalīšanos un naftas un gāzes veidošanos. Naftas veidošanās daudzumos, kas interesē lauka industriālo attīstību, notiek noteiktos laika un temperatūras apstākļos (rašanās dziļumā), un veidošanās laiks ir garāks, jo zemāka temperatūra (to nav grūti saprast, ja pieņemam ka reakcija norit saskaņā ar pirmās kārtas vienādojumu un tai ir Arrēnija atkarība no temperatūras). Piemēram, tādam pašam eļļas daudzumam, kas veidojās 100°C temperatūrā aptuveni 20 miljonus gadu, 90°C temperatūrā jāveidojas 40 miljonu gadu laikā un 80°C temperatūrā pēc 80 miljoniem gadu. . Ogļūdeņražu veidošanās ātrums no kerogēna aptuveni dubultojas par katru 10°C temperatūras paaugstināšanos. Tomēr kerogēna ķīmiskais sastāvs. var būt ārkārtīgi daudzveidīgs, un tāpēc norādīto attiecību starp eļļas nogatavināšanas laiku un šī procesa temperatūru var uzskatīt tikai par pamatu aptuvenām aplēsēm.

Mūsdienu ģeoķīmiskie pētījumi liecina, ka kontinentālajā šelfā Ziemeļu jūra Katru 100 m dziļuma pieaugumu pavada temperatūras paaugstināšanās par aptuveni 3°C, kas nozīmē, ka ar organiskajām vielām bagātie nogulumieži veidoja šķidros ogļūdeņražus 2500-4000 m dziļumā 50-80 miljonu gadu laikā. Vieglās eļļas un kondensāti acīmredzot veidojās 4000–5000 m dziļumā, bet metāns (sausā gāze) vairāk nekā 5000 m dziļumā.

2. NODAĻA. DABAS AVOTI

Dabiskie ogļūdeņražu avoti ir fosilais kurināmais – nafta un gāze, ogles un kūdra. Jēlnaftas un gāzes atradnes radās pirms 100-200 miljoniem gadu no mikroskopiskām jūras augi un dzīvnieki, kas iekļāvās nogulumos, kas izveidojās jūras dibenā Turpretim ogles un kūdra sāka veidoties pirms 340 miljoniem gadu no augiem, kas auga uz sauszemes.

Dabasgāze un jēlnafta parasti atrodas kopā ar ūdeni naftu saturošajos slāņos, kas atrodas starp iežu slāņiem (2. attēls). Jēdziens “dabasgāze” attiecas arī uz gāzēm, kas veidojas dabiskos apstākļos ogļu sadalīšanās rezultātā. Dabasgāze un jēlnafta tiek izstrādāta visos kontinentos, izņemot Antarktīdu. Pasaules lielākie dabasgāzes ražotāji ir Krievija, Alžīrija, Irāna un ASV. Lielākie jēlnaftas ražotāji ir Venecuēla, Saūda Arābija, Kuveita un Irāna.

Dabasgāze galvenokārt sastāv no metāna (1. tabula).

Jēlnafta ir eļļains šķidrums, kura krāsa var būt no tumši brūnas vai zaļas līdz gandrīz bezkrāsainam. Tas satur lielu skaitu alkānu. Starp tiem ir taisni alkāni, sazaroti alkāni un cikloalkāni ar oglekļa atomu skaitu no pieciem līdz 40. Šo cikloalkānu rūpnieciskais nosaukums ir nachtany. Jēlnafta satur arī aptuveni 10% aromātisko ogļūdeņražu, kā arī nelielu daudzumu citu savienojumu, kas satur sēru, skābekli un slāpekli.

2. attēls Dabasgāze un jēlnafta ir atrasti iesprostoti starp iežu slāņiem.

1. tabula Dabasgāzes sastāvs

Ogles ir vecākais cilvēcei pazīstamais enerģijas avots. Tas ir minerāls (3. att.), kas procesā veidojās no augu vielām metamorfisms. Metamorfie ieži ir ieži, kuru sastāvs ir mainījies augsta spiediena un augstas temperatūras apstākļos. Pirmā posma produkts ogļu veidošanās procesā ir kūdra, kas ir sadalīta organiskā viela. Ogles veidojas no kūdras pēc tam, kad tās ir pārklātas ar nogulsnēm. Šos nogulumiežu iežus sauc par pārslogotiem. Pārslogoti nogulumi samazina kūdras mitruma saturu.

Ogļu klasifikācijai tiek izmantoti trīs kritēriji: tīrība(nosaka pēc relatīvā oglekļa satura procentos); veids(nosaka pēc sākotnējās augu vielas sastāva); pakāpe(atkarīgs no metamorfisma pakāpes).

2. tabula. Dažu degvielu oglekļa saturs un to siltumspēja

Zemākās kvalitātes fosilo ogļu veidi ir brūnogles Un brūnogles(2. tabula). Tie ir vistuvāk kūdrai, un tiem raksturīgs salīdzinoši zems oglekļa saturs un augsts mitruma saturs. Ogles raksturo zemāks mitruma saturs un tiek plaši izmantots rūpniecībā. Sausākais un cietākais ogļu veids ir antracīts. To izmanto māju apkurei un ēdiena gatavošanai.

IN Nesen pateicoties tehnoloģiju attīstībai, tas kļūst arvien ekonomiskāks ogļu gazifikācija. Ogļu gazifikācijas produkti ietver oglekļa monoksīdu, oglekļa dioksīdu, ūdeņradi, metānu un slāpekli. Tos izmanto kā gāzveida degvielu vai kā izejvielas dažādu ķīmisko produktu un mēslošanas līdzekļu ražošanai.

Kā norādīts turpmāk, ogles ir svarīgs izejvielu avots aromātisko savienojumu ražošanai.

3. attēls Zemas kvalitātes ogļu molekulārā modeļa variants. Akmeņogles ir sarežģīts ķīmisko vielu maisījums, kas satur oglekli, ūdeņradi un skābekli, kā arī nelielu daudzumu slāpekļa, sēra un citu elementu mikroelementu. Turklāt ogles atkarībā no to veida satur dažādu daudzumu mitruma un dažādu minerālvielu.

4. attēls Bioloģiskās sistēmās atrodamie ogļūdeņraži.

Ogļūdeņraži dabā sastopami ne tikai fosilā kurināmā, bet arī dažos bioloģiskas izcelsmes materiālos. Dabīgais kaučuks ir dabīgā ogļūdeņraža polimēra piemērs. Gumijas molekula sastāv no tūkstošiem struktūrvienību, kas ir metilbuta-1,3-diēns (izoprēns); tā struktūra shematiski parādīta attēlā. 4. Metilbuta-1,3-diēnam ir šāda struktūra:

Dabīgais kaučuks. Aptuveni 90% no šobrīd pasaulē iegūtā dabiskā kaučuka nāk no Brazīlijas kaučuka Hevea brasiliensis, ko galvenokārt audzē ekvatoriālajā Āzijā. Šī koka sula, kas ir latekss (polimēra koloidāls ūdens šķīdums), tiek savākta no mizā ar nazi izdarītiem griezumiem. Latekss satur aptuveni 30% gumijas. Tās sīkās daļiņas ir suspendētas ūdenī. Sulu lej alumīnija traukos, kur pievieno skābi, izraisot gumijas sarecēšanu.

Arī daudzi citi dabiskie savienojumi satur izoprēna struktūrvienības. Piemēram, limonēns satur divas izoprēna vienības. Limonēns ir galvenais neatņemama sastāvdaļa eļļas, kas iegūtas no citrusaugļu, piemēram, citronu un apelsīnu, mizām. Šis savienojums pieder pie savienojumu klases, ko sauc par terpēniem. Terpēnu molekulās ir 10 oglekļa atomi (C10 savienojumi) un divi izoprēna fragmenti, kas savienoti viens ar otru virknē (“galva līdz astei”). Savienojumus ar četriem izoprēna fragmentiem (C 20 savienojumi) sauc par diterpēniem, un tos, kuros ir seši izoprēna fragmenti, par triterpēniem (C 30 savienojumi). Skvalēns, kas atrodams haizivju aknu eļļā, ir triterpēns. Tetraterpēni (C 40 savienojumi) satur astoņas izoprēna vienības. Tetraterpēni ir atrodami augu un dzīvnieku izcelsmes tauku pigmentos. To krāsa ir saistīta ar ilgstošas ​​konjugētas dubultsaišu sistēmas klātbūtni. Piemēram, beta-karotīns ir atbildīgs par burkāniem raksturīgo oranžo krāsu.

3. NODAĻA. ogļūdeņražu RŪPNIECISKĀ RAŽOŠANA

Alkānus, alkēnus, alkīnus un arēnus iegūst no naftas rafinēšanas (skatīt zemāk). Ogles ir arī svarīgs izejvielu avots ogļūdeņražu ražošanai. Šim nolūkam ogles karsē bez gaisa piekļuves retortes krāsnī. Rezultāts ir kokss, akmeņogļu darva, amonjaks, sērūdeņradis un akmeņogļu gāze. Šo procesu sauc par destruktīvo ogļu destilāciju. Tālāk frakcionējot akmeņogļu darvu, iegūst dažādus arēnus (3. tabula). Kad kokss mijiedarbojas ar tvaiku, tiek iegūta ūdens gāze:

3. tabula Daži aromātiskie savienojumi, kas iegūti akmeņogļu darvas (darvas) frakcionētā destilācijā

Alkānus un alkēnus var iegūt no ūdens gāzes, izmantojot Fišera-Tropša procesu. Lai to izdarītu, ūdens gāzi sajauc ar ūdeņradi un laiž pa dzelzs, kobalta vai niķeļa katalizatora virsmu paaugstinātā temperatūrā un zem spiediena 200-300 atm.

Fišera-Tropša process arī ļauj no ūdens gāzes iegūt metanolu un citus organiskos savienojumus, kas satur skābekli:

Šo reakciju veic hroma(III) oksīda katalizatora klātbūtnē 300°C temperatūrā un 300 atm spiedienā.

Rūpnieciski attīstītajās valstīs ogļūdeņražus, piemēram, metānu un etilēnu, arvien vairāk iegūst no biomasas. Biogāze galvenokārt sastāv no metāna. Etilēnu var iegūt, dehidrējot etanolu, kas veidojas fermentācijas procesos.

Kalcija dikarbīdu iegūst arī no koksa, karsējot tā maisījumu ar kalcija oksīdu temperatūrā virs 2000°C elektriskā krāsnī:

Kalcija dikarbīdam reaģējot ar ūdeni, veidojas acetilēns. Šis process paver vēl vienu iespēju nepiesātināto ogļūdeņražu sintēzei no koksa.

4. NODAĻA. EĻĻAS APSTRĀDE

Jēlnafta ir sarežģīts ogļūdeņražu un citu savienojumu maisījums. Šajā formā to izmanto reti. Vispirms to pārstrādā citos produktos, kam ir praktisks pielietojums. Tāpēc jēlnaftu uz naftas pārstrādes rūpnīcām transportē pa tankkuģiem vai cauruļvadiem.

Naftas rafinēšana ietver virkni fizikālu un ķīmisku procesu: frakcionētu destilāciju, krekingu, riformingu un desulfurizāciju.

4.1. Frakcionālā destilācija

Jēlnafta tiek sadalīta daudzās tās sastāvdaļās ar vienkāršu, frakcionētu un vakuumdestilāciju. Šo procesu raksturs, kā arī iegūto naftas frakciju skaits un sastāvs ir atkarīgs no jēlnaftas sastāva un prasībām attiecībā uz dažādām tās frakcijām.

Pirmkārt, tajā izšķīdinātie gāzes piemaisījumi tiek noņemti no jēlnaftas, pakļaujot to vienkāršai destilācijai. Pēc tam eļļa tiek pakļauta primārā destilācija, kā rezultātā tas tiek sadalīts gāzes, vieglās un vidējās frakcijās un mazutā. Vieglo un vidējo frakciju turpmākā frakcionētā destilācija, kā arī mazuta vakuumdestilācija noved pie tā veidošanās. liels skaits frakcijas. Tabulā 4 parādīti viršanas temperatūras diapazoni un dažādu eļļas frakciju sastāvs, un att. 5. attēlā parādīta eļļas destilācijas primārās destilācijas (destilācijas) kolonnas konstrukcijas diagramma. Tagad pāriesim pie atsevišķu eļļas frakciju īpašību apraksta.

4. tabula Tipiskās eļļas destilācijas frakcijas

	Vārīšanās temperatūra, °C	Oglekļa atomu skaits molekulā
Ligroīns (ligroīns)
Smēreļļa un vasks

5. attēls Jēlnaftas primārā destilācija.

Gāzes frakcija. Naftas rafinēšanas laikā iegūtās gāzes ir vienkāršākie nesazarotie alkāni: etāns, propāns un butāni. Šai frakcijai ir rūpnieciskais nosaukums naftas ķīmijas (naftas) gāze. To atdala no jēlnaftas pirms primārās destilācijas vai atdala no benzīna frakcijas pēc primārās destilācijas. Rafinēšanas gāze tiek izmantota kā deggāze vai sašķidrināta zem spiediena, lai ražotu sašķidrinātu naftas gāzi. Pēdējo pārdod kā šķidro degvielu vai izmanto kā izejvielu etilēna ražošanai krekinga rūpnīcās.

Benzīna frakcija.Šo frakciju izmanto dažādu veidu motordegvielas ražošanai. Tas ir dažādu ogļūdeņražu maisījums, ieskaitot taisnus un sazarotus alkānus. Taisnās ķēdes alkānu sadegšanas raksturlielumi nav ideāli piemēroti iekšdedzes dzinējiem. Tāpēc benzīna frakcija bieži tiek pakļauta termiskai reformēšanai, lai nesazarotas molekulas pārvērstu sazarotās. Pirms lietošanas šo frakciju parasti sajauc ar sazarotiem alkāniem, cikloalkāniem un aromātiskiem savienojumiem, kas iegūti no citām frakcijām katalītiskā krekinga vai riforminga ceļā.

Benzīna kā motordegvielas kvalitāti nosaka tā oktānskaitlis. Tas norāda 2,2,4-trimetilpentāna (izooktāna) tilpuma procentuālo daudzumu 2,2,4-trimetilpentāna un heptāna (taisnas ķēdes alkāna) maisījumā, kam ir tādas pašas degšanas detonācijas īpašības kā pārbaudāmajam benzīnam.

Slikti motora degviela oktānskaitlis ir nulle, bet labs degvielas oktānskaitlis ir 100. No jēlnaftas iegūtās benzīna frakcijas oktānskaitlis parasti nepārsniedz 60. Benzīna sadegšanas raksturlielumus uzlabo, pievienojot pretdetonācijas piedevu, kas ir tetraetil. svins(IV), Pb(C 2H 5) 4 . Tetraetilsvins ir bezkrāsains šķidrums, ko iegūst, karsējot hloretānu ar nātrija un svina sakausējumu:

Degstot benzīnam, kas satur šo piedevu, veidojas svina un svina(II) oksīda daļiņas. Tie palēnina noteiktus benzīna degšanas posmus un tādējādi novērš tās detonāciju. Kopā ar tetraetilsvinu benzīnam pievieno arī 1,2-dibrometānu. Tas reaģē ar svinu un svinu (II), veidojot svina (II) bromīdu. Tā kā svina(II) bromīds ir gaistošs savienojums, tas tiek noņemts no automašīnu dzinējiem ar izplūdes gāzēm.

Ligroīns (ligroīns).Šo naftas destilācijas frakciju iegūst intervālā starp benzīna un petrolejas frakcijām. Tas sastāv galvenokārt no alkāniem (5. tabula).

Ligroīnu iegūst arī, frakcionēti destilējot vieglās eļļas frakciju, kas iegūta no akmeņogļu darvas (3. tabula). Akmeņogļu darvas ligroīnā ir augsts aromātisko ogļūdeņražu saturs.

Lielākā daļa no naftas pārstrādes iegūtā ligroīna tiek pārveidota par benzīnu. Taču ievērojama daļa no tā tiek izmantota kā izejviela citu ķīmisko vielu ražošanai.

5. tabula Tipiskas Tuvo Austrumu naftas ligroīna frakcijas ogļūdeņražu sastāvs

Petroleja. Naftas destilācijas petrolejas frakcija sastāv no alifātiskajiem alkāniem, naftalīniem un aromātiskajiem ogļūdeņražiem. Daļa no tā ir rafinēta, lai to izmantotu kā piesātināto ogļūdeņražu, parafīnu avotu, bet otra daļa tiek sašķelta, lai to pārvērstu benzīnā. Tomēr lielāko daļu petrolejas izmanto kā reaktīvo degvielu.

Gāzes eļļa. Šī naftas pārstrādes daļa ir pazīstama kā dīzeļdegviela. Daļa no tā tiek sašķelta, lai ražotu rafinēšanas gāzi un benzīnu. Tomēr gāzeļļu galvenokārt izmanto kā degvielu dīzeļdzinējiem. Dīzeļdzinējā degviela tiek aizdedzināta, palielinoties spiedienam. Tāpēc viņi iztiek bez aizdedzes svecēm. Gāzeļļu izmanto arī kā degvielu rūpnieciskajām krāsnīm.

Mazuts. Šī frakcija paliek pēc visu pārējo frakciju izņemšanas no eļļas. Lielāko daļu no tā izmanto kā šķidro kurināmo katlu sildīšanai un tvaika ražošanai rūpnieciskajās iekārtās, spēkstacijās un kuģu dzinējos. Tomēr daļa mazuta tiek destilēta vakuumā, lai iegūtu smēreļļas un parafīna vasku. Smēreļļas tiek tālāk attīrītas, ekstrahējot ar šķīdinātāju. Tumšo, viskozu materiālu, kas paliek pēc mazuta vakuumdestilācijas, sauc par “bitumenu” vai “asfaltu”. To izmanto ceļu segumu izgatavošanai.

Mēs runājām par to, kā frakcionēta un vakuumdestilācija, kā arī ekstrakcija ar šķīdinātāju, var sadalīt jēlnaftu dažādās praktiski nozīmīgās frakcijās. Visi šie procesi ir fiziski. Bet ķīmiskos procesus izmanto arī eļļas rafinēšanai. Šos procesus var iedalīt divos veidos: krekinga un reformēšana.

4.2 Plaisāšana

Šajā procesā jēlnaftas frakciju ar augstu viršanas temperatūru lielās molekulas tiek sadalītas mazākās molekulās, kas veido frakcijas ar zemu viršanas temperatūru. Krekinga ir nepieciešama, jo pieprasījums pēc zemas viršanas temperatūras naftas frakcijām, īpaši benzīna, bieži pārsniedz spēju tās iegūt, frakcionējot jēlnaftu.

Krekinga rezultātā papildus benzīnam tiek iegūti arī alkēni, kas nepieciešami kā izejvielas ķīmiskā rūpniecība. Krekinga, savukārt, ir sadalīta trīs galvenajos veidos: hidrokrekinga, katalītiskā krekinga un termiskā krekinga.

Hidrokrekings. Šis krekinga veids ļauj pārvērst eļļas frakcijas ar augstu viršanas temperatūru (vasku un smagās eļļas) frakcijās ar zemu viršanas temperatūru. Hidrokrekinga process ietver krekinga frakcijas karsēšanu ļoti augstā spiedienā ūdeņraža atmosfērā. Tas noved pie lielu molekulu plīsuma un ūdeņraža pievienošanas to fragmentiem. Tā rezultātā veidojas maza izmēra piesātinātas molekulas. Hidrokrekinga metodi izmanto, lai ražotu gāzeļļu un benzīnu no smagākām frakcijām.

Katalītiskā krekinga.Šīs metodes rezultātā tiek iegūts piesātināto un nepiesātināto produktu maisījums. Katalītiskā krekinga tiek veikta salīdzinoši zemā temperatūrā, un kā katalizators tiek izmantots silīcija dioksīda un alumīnija oksīda maisījums. Tādā veidā no smagajām naftas frakcijām tiek iegūts augstas kvalitātes benzīns un nepiesātinātie ogļūdeņraži.

Termiskā plaisāšana. Lielās ogļūdeņraža molekulas, kas atrodamas smagajās naftas frakcijās, var sadalīt mazākās molekulās, karsējot šīs frakcijas līdz temperatūrai, kas pārsniedz to viršanas temperatūru. Tāpat kā katalītiskā krekinga gadījumā, tiek iegūts piesātināto un nepiesātināto produktu maisījums. Piemēram,

Termiskā krekinga ir īpaši svarīga, lai iegūtu nepiesātinātus ogļūdeņražus, piemēram, etilēnu un propēnu. Termiskai krekingai izmanto tvaika krekinga vienības. Šajās iekārtās ogļūdeņraža izejvielu vispirms uzkarsē krāsnī līdz 800°C un pēc tam atšķaida ar tvaiku. Tas palielina alkēnu iznākumu. Pēc tam, kad sākotnējo ogļūdeņražu lielās molekulas ir sadalītas mazākās molekulās, karstās gāzes ar ūdeni atdzesē līdz aptuveni 400 °C, kas pārvēršas saspiestā tvaikā. Pēc tam atdzesētās gāzes nonāk destilācijas (frakcionētā) kolonnā, kur tās atdzesē līdz 40°C. Lielāku molekulu kondensācija izraisa benzīna un gāzeļļas veidošanos. Nekondensētās gāzes tiek saspiestas kompresorā, kuru darbina gāzes dzesēšanas posmā iegūtais saspiestais tvaiks. Galīgo produktu atdalīšanu veic frakcionētās destilācijas kolonnās.

6. tabula Tvaika krekinga produktu iznākums no dažādām ogļūdeņražu izejvielām (mas.%)

Produkti	Ogļūdeņražu izejvielas
Buta-1,3-diēns
Šķidrā degviela

IN Eiropas valstis Galvenā izejviela nepiesātināto ogļūdeņražu ražošanai, izmantojot katalītisko krekingu, ir ligroīns. Amerikas Savienotajās Valstīs galvenā izejviela šim nolūkam ir etāns. To viegli iegūst naftas pārstrādes rūpnīcās kā vienu no sašķidrinātās naftas gāzes sastāvdaļām vai no dabasgāzes, kā arī no naftas urbumiem kā vienu no dabas saistīto gāzu sastāvdaļām. Propānu, butānu un gāzeļļu izmanto arī kā izejvielas tvaika krekingam. Etāna un ligroīna krekinga produkti ir norādīti tabulā. 6.

Plaisāšanas reakcijas notiek ar radikālu mehānismu.

4.3. Reformēšana

Atšķirībā no krekinga procesiem, kas ietver lielāku molekulu sadalīšanu mazākās, reformēšanas procesi maina molekulu struktūru vai liek tām apvienoties lielākās molekulās. Reformēšanu izmanto jēlnaftas rafinēšanā, lai zemas kvalitātes benzīna frakcijas pārvērstu augstas kvalitātes frakcijās. Turklāt to izmanto, lai iegūtu izejvielas naftas ķīmijas rūpniecībai. Reformēšanas procesus var iedalīt trīs veidos: izomerizācija, alkilēšana un ciklizācija un aromatizēšana.

Izomerizācija. Šajā procesā viena izomēra molekulas tiek pārkārtotas, veidojot citu izomēru. Izomerizācijas process ir ļoti svarīgs, lai uzlabotu pēc jēlnaftas primārās destilācijas iegūtās benzīna frakcijas kvalitāti. Mēs jau esam norādījuši, ka šī frakcija satur pārāk daudz nesazarotu alkānu. Tos var pārvērst sazarotos alkānos, karsējot šo frakciju līdz 500-600°C zem spiediena 20-50 atm. Šo procesu sauc termiskā reformēšana.

Var izmantot arī taisnu alkānu izomerizācijai katalītiskā reformēšana. Piemēram, butānu var izomerizēt līdz 2-metilpropānam, izmantojot alumīnija hlorīda katalizatoru 100°C vai augstākā temperatūrā:

Šai reakcijai ir jonu mehānisms, kas tiek veikts, piedaloties karbokationiem.

Alkilēšana. Šajā procesā plaisāšanas rezultātā radušies alkāni un alkēni tiek rekombinēti, veidojot augstas kvalitātes benzīnu. Šādiem alkāniem un alkēniem parasti ir divi līdz četri oglekļa atomi. Procesu veic zemā temperatūrā, izmantojot stipru skābes katalizatoru, piemēram, sērskābi:

Šī reakcija notiek ar jonu mehānismu, piedaloties karbokācijai (CH 3) 3 C +.

Ciklizācija un aromatizācija. Ja benzīna un ligroīna frakcijas, kas iegūtas jēlnaftas primārajā destilācijā, tiek izvadītas pa katalizatoru, piemēram, platīna vai molibdēna(VI) oksīda virsmu, uz alumīnija oksīda nesēja 500°C temperatūrā un 10°C spiedienā. 20 atm, ciklizācija notiek ar sekojošu heksāna un citu alkānu aromatizāciju ar garākām taisnām ķēdēm:

Tiek saukta ūdeņraža iegūšana no heksāna un pēc tam no cikloheksāna dehidrogenēšana. Šāda veida reformēšana būtībā ir viens no krekinga procesiem. To sauc par platformu, katalītisko reformēšanu vai vienkārši reformēšanu. Dažos gadījumos reakcijas sistēmā tiek ievadīts ūdeņradis, lai novērstu alkāna pilnīgu sadalīšanos par oglekli un saglabātu katalizatora aktivitāti. Šajā gadījumā procesu sauc par hidroformēšanu.

4.4 Sēra noņemšana

Jēlnafta satur sērūdeņradi un citus sēru saturošus savienojumus. Sēra saturs eļļā ir atkarīgs no lauka. Eļļai, kas iegūta no Ziemeļjūras kontinentālā šelfa, ir zems sēra saturs. Destilējot jēlnaftu, tiek sadalīti organiskie savienojumi, kas satur sēru, kā rezultātā veidojas papildu sērūdeņradis. Sērūdeņradis nonāk rafinēšanas gāzē vai sašķidrinātās naftas gāzes frakcijā. Tā kā sērūdeņradim ir vājas skābes īpašības, to var noņemt, apstrādājot naftas produktus ar vāju bāzi. Sēru var iegūt no šādi iegūtā sērūdeņraža, sadedzinot sērūdeņradi gaisā un laižot sadegšanas produktus pa alumīnija oksīda katalizatora virsmu 400°C temperatūrā. Šī procesa kopējo reakciju apraksta vienādojums

Aptuveni 75% no visa elementārā sēra, ko pašlaik izmanto rūpniecība valstīs, kas nav sociālistiskas, iegūst no jēlnaftas un dabasgāzes.

5. NODAĻA. OGĻŪDEŅU IZMANTOŠANA

Apmēram 90% no visas saražotās naftas tiek izmantota kā degviela. Lai gan naftas daļa, kas tiek izmantota naftas ķīmijas produktu ražošanai, ir neliela, šiem produktiem ir ļoti liela nozīme. Daudzus tūkstošus organisko savienojumu iegūst no naftas destilācijas produktiem (7. tabula). No tiem savukārt ražo tūkstošiem produktu, kas apmierina ne tikai mūsdienu sabiedrības pamatvajadzības, bet arī vajadzību pēc komforta (6. att.).

7. tabula Ogļūdeņražu izejvielas ķīmiskajai rūpniecībai

	Ķīmiskie produkti
	Metanols, etiķskābe, hlormetāns, etilēns
	Etilhlorīds, tetraetilsvins (IV)
	Metanāls, etanāls
	Polietilēns, polihloretilēns (polivinilhlorīds), poliesteri, etanols, etanols (acetaldehīds)
	Polipropilēns, propanons (acetons), propenāls, propān-1,2,3-triols (glicerīns), propennitrils (akrilnitrils), epoksipropāns
	Sintētiskā gumija
Acetilēns	Hloretilēns (vinilhlorīds), 1,1,2,2-tetrahloretāns
	(1-metil)benzols, fenols, polifeniletilēns

Lai gan dažādās ķīmisko produktu grupas, kas parādītas attēlā. 6 tiek plaši apzīmēti kā naftas ķīmijas produkti, jo tie ir iegūti no naftas, jāatzīmē, ka daudzi bioloģiskie produkti, īpaši aromātiskos savienojumus, rūpnieciski iegūst no akmeņogļu darvas un citiem izejmateriālu avotiem. Tomēr aptuveni 90% no visām bioloģiskās rūpniecības izejvielām nāk no naftas.

Daži tipiski piemēri, kas parāda ogļūdeņražu kā izejvielu izmantošanu ķīmiskajā rūpniecībā, tiks aplūkoti turpmāk.

6. attēls Naftas ķīmijas produktu lietojumi.

5.1 Alkāni

Metāns ir ne tikai viens no svarīgākajiem kurināmajiem, bet tam ir arī daudzas citas izmantošanas iespējas. To izmanto, lai iegūtu t.s sintēzes gāze vai sintētiskā gāze. Tāpat kā ūdens gāze, ko iegūst no koksa un tvaika, sintēzes gāze ir oglekļa monoksīda un ūdeņraža maisījums. Sintēzes gāzi iegūst, karsējot metānu vai ligroīnu līdz aptuveni 750°C aptuveni 30 atm spiedienā niķeļa katalizatora klātbūtnē:

Sintēzes gāzi izmanto ūdeņraža iegūšanai Hābera procesā (amonjaka sintēze).

Sintēzes gāzi izmanto arī metanola un citu organisko savienojumu ražošanai. Metanola ražošanas procesā sintēzes gāze tiek izvadīta pa cinka oksīda un vara katalizatora virsmu 250°C temperatūrā un 50-100 atm spiedienā, kas izraisa reakciju.

Šim procesam izmantotā sintēzes gāze ir rūpīgi jāattīra no piemaisījumiem.

Metanolu var viegli pakļaut katalītiskai sadalīšanai, kas atkal rada sintēzes gāzi. Tas ir ļoti ērti lietojams sintēzes gāzes transportēšanai. Metanols ir viena no svarīgākajām izejvielām naftas ķīmijas rūpniecībā. To izmanto, piemēram, etiķskābes ražošanai:

Šī procesa katalizators ir šķīstošs anjonu rodija komplekss. Šo metodi izmanto etiķskābes rūpnieciskai ražošanai, kuras pieprasījums pārsniedz tās ražošanas apjomu fermentācijas procesa rezultātā.

Šķīstošos rodija savienojumus nākotnē var izmantot kā viendabīgus katalizatorus etān-1,2-diola ražošanai no sintēzes gāzes:

Šī reakcija notiek 300°C temperatūrā un 500-1000 atm spiedienā. Pašlaik šāds process nav ekonomiski izdevīgs. Šīs reakcijas produkts (tā triviālais nosaukums ir etilēnglikols) tiek izmantots kā antifrīzs un dažādu poliesteru, piemēram, terilēna, ražošanai.

Metānu izmanto arī hlormetānu, piemēram, trihlormetāna (hloroforma) ražošanai. Hlormetānu izmanto dažādi. Piemēram, hlormetānu izmanto silikonu ražošanas procesā.

Visbeidzot, metānu arvien vairāk izmanto acetilēna ražošanai

Šī reakcija notiek aptuveni 1500°C temperatūrā. Lai uzsildītu metānu līdz šai temperatūrai, to sadedzina ierobežotas gaisa piekļuves apstākļos.

Etānam ir arī vairāki svarīgi lietojumi. To izmanto hloretāna (etilhlorīda) ražošanas procesā. Kā minēts iepriekš, etilhlorīdu izmanto tetraetilsvina (IV) ražošanai. Amerikas Savienotajās Valstīs etāns ir svarīga izejviela etilēna ražošanai (6. tabula).

Propānam ir svarīga loma tādu aldehīdu rūpnieciskajā ražošanā kā metanols (formaldehīds) un etanāls (etiķskābes aldehīds). Šīs vielas ir īpaši svarīgas plastmasas ražošanā. Butānu izmanto buta-1,3-diēna ražošanai, ko, kā aprakstīts turpmāk, izmanto sintētiskā kaučuka ražošanai.

5.2 Alkēni

Etilēns. Viens no svarīgākajiem alkēniem un kopumā viens no svarīgākajiem naftas ķīmijas rūpniecības produktiem ir etilēns. Tas ir izejmateriāls daudzām plastmasām. Uzskaitīsim tos.

Polietilēns. Polietilēns ir etilēna polimerizācijas produkts:

Polihloretilēns. Šo polimēru sauc arī par polivinilhlorīdu (PVC). To iegūst no hloretilēna (vinilhlorīda), ko savukārt iegūst no etilēna. Kopējā reakcija:

1,2-dihloretānu iegūst šķidruma vai gāzes veidā, par katalizatoru izmantojot cinka hlorīdu vai dzelzs (III) hlorīdu.

Kad 1,2-dihloretānu karsē līdz 500°C temperatūrai zem spiediena 3 atm pumeka klātbūtnē, veidojas hloretilēns (vinilhlorīds).

Cita hloretilēna ražošanas metode ir balstīta uz etilēna, hlorūdeņraža un skābekļa maisījuma karsēšanu līdz 250°C vara (II) hlorīda (katalizatora) klātbūtnē:

Poliestera šķiedra.Šādas šķiedras piemērs ir terilēns. To iegūst no etān-1,2-diola, ko savukārt sintezē no epoksietāna (etilēna oksīda) šādi:

Etān-1,2-diolu (etilēnglikolu) izmanto arī kā antifrīzu un sintētisko mazgāšanas līdzekļu ražošanā.

Etanolu iegūst, hidratējot etilēnu, kā katalizatoru izmantojot ar silīcija dioksīdu balstītu fosforskābi:

Etanolu izmanto etanola (acetaldehīda) ražošanai. Turklāt to izmanto kā šķīdinātāju lakām un pulēšanas līdzekļiem, kā arī kosmētikas rūpniecībā.

Visbeidzot, etilēnu izmanto arī hloretāna ražošanai, kas, kā minēts iepriekš, tiek izmantots tetraetilsvina (IV) - pretdetonācijas piedevas benzīna ražošanai.

Propen. Propēnu (propilēnu), tāpat kā etilēnu, izmanto dažādu ķīmisko produktu sintēzei. Daudzas no tām tiek izmantotas plastmasas un gumijas ražošanā.

Polipropēns. Polipropēns ir propēna polimerizācijas produkts:

Propanons un propenāls. Propanons (acetons) tiek plaši izmantots kā šķīdinātājs, un to izmanto arī plastmasas, kas pazīstams kā organiskais stikls (polimetilmetakrilāts), ražošanā. Propanonu iegūst no (1-metiletil)benzola vai propān-2-ola. Pēdējo no propēna iegūst šādi:

Propēna oksidēšana vara(II) oksīda katalizatora klātbūtnē 350°C temperatūrā noved pie propenāla (akrila aldehīda) veidošanās: naftas rafinēšanas ogļūdeņraža.

Propāns-1,2,3-triols. Propan-2-olu, ūdeņraža peroksīdu un propenālu, kas iegūti iepriekš aprakstītajā procesā, var izmantot, lai ražotu propān-1,2,3-triolu (glicerīnu):

Glicerīnu izmanto celofāna plēves ražošanā.

Propenitrils (akrilonitrils).Šo savienojumu izmanto sintētisko šķiedru, gumijas un plastmasas ražošanai. To iegūst, laižot propēna, amonjaka un gaisa maisījumu pa molibdāta katalizatora virsmu 450°C temperatūrā:

Metilbuta-1,3-diēns (izoprēns). Sintētiskās gumijas tiek ražotas tās polimerizācijas rezultātā. Izoprēnu ražo, izmantojot šādu daudzpakāpju procesu:

Epoksipropāns izmanto poliuretāna putu, poliesteru un sintētisko mazgāšanas līdzekļu ražošanai. Tas tiek sintezēts šādi:

But-1-ēns, but-2-ēns un buta-1,2-diēns izmanto sintētisko gumiju ražošanai. Ja šim procesam par izejvielu izmanto butēnus, tos vispirms dehidrogenējot katalizatora - hroma(III) oksīda un alumīnija oksīda maisījuma - klātbūtnē pārvērš buta-1,3-diēnā:

5. 3 Alkīni

Nozīmīgākais vairāku alkīnu pārstāvis ir etīns (acetilēns). Acetilēnam ir daudz lietojumu, piemēram:

– kā degviela skābekļa-acetilēna degļos metālu griešanai un metināšanai. Acetilēnam degot tīrā skābeklī, tā liesma attīsta temperatūru līdz 3000°C;

– hloretilēna (vinilhlorīda) ražošanai, lai gan šobrīd etilēns kļūst par svarīgāko izejvielu hloretilēna sintēzei (skatīt iepriekš).

– lai iegūtu šķīdinātāju 1,1,2,2-tetrahloretānu.

5.4 Arēnas

Benzolu un metilbenzolu (toluolu) iegūst lielos daudzumos apstrādājot jēlnaftu. Tā kā metilbenzols šajā gadījumā tiek iegūts pat lielākos daudzumos nekā nepieciešams, daļa no tā tiek pārvērsta benzolā. Šim nolūkam metilbenzola un ūdeņraža maisījumu laiž pa platīna katalizatora virsmu uz alumīnija oksīda nesēja 600°C temperatūrā zem spiediena:

Šo procesu sauc hidroalkilēšana.

Benzolu izmanto kā izejvielu vairāku plastmasu ražošanai.

(1-metiletil)benzols(kumēns vai 2-fenilpropāns). To izmanto fenola un propanona (acetona) ražošanai. Fenolu izmanto dažādu gumiju un plastmasu sintēzei. Tālāk ir norādīti trīs fenola ražošanas procesa posmi.

Poli(feniletilēns)(polistirols). Šī polimēra monomērs ir feniletilēns (stirols). To iegūst no benzola:

6. NODAĻA. NAFTAS RŪPNIECĪBAS STĀVOKĻA ANALĪZE

Krievijas daļa pasaules derīgo izrakteņu ieguvē joprojām ir augsta un veido 11,6% naftas, 28,1% gāzes un 12-14% ogļu ražošanā. Izpētīto minerālo izejvielu rezervju apjoma ziņā Krievija ieņem vadošo pozīciju pasaulē. Ar 10% okupētu teritoriju Krievijas dzīlēs ir koncentrēti 12-13% pasaules naftas rezervju, 35% gāzes un 12% ogļu. Valsts derīgo izrakteņu bāzes struktūrā vairāk nekā 70% rezervju veido kurināmā un enerģijas kompleksa resursi (nafta, gāze, ogles). Izpētīto un novērtēto minerālo izejvielu kopējā vērtība ir USD 28,5 triljoni, kas ir par lielumu vairāk nekā visa Krievijā privatizētā nekustamā īpašuma vērtība.

8. tabula Krievijas Federācijas degvielas un enerģijas komplekss

Degvielas un enerģijas komplekss ir iekšzemes ekonomikas mugurkauls: degvielas un enerģijas kompleksa īpatsvars kopējā eksportā 1996. gadā būs gandrīz 40% (25 miljardi ASV dolāru). Aptuveni 35% no visiem federālā budžeta ieņēmumiem 1996. gadā (121 no 347 triljoniem rubļu) plānots saņemt kompleksa uzņēmumu darbībā. Degvielas un enerģijas kompleksa īpatsvars kopējā komerciālo produktu apjomā, ko Krievijas uzņēmumi plāno ražot 1996. gadā, ir ievērojams no 968 triljoniem rubļu. no tirgojamās produkcijas (faktiskajās cenās) degvielas un enerģētikas uzņēmumu īpatsvars sasniegs gandrīz 270 triljonus rubļu jeb vairāk nekā 27% (8. tabula). Degvielas un enerģijas komplekss joprojām ir lielākais industriālais komplekss, kas veic kapitālieguldījumus (vairāk nekā 71 triljonu rubļu 1995. gadā) un piesaista investīcijas (1,2 miljardus ASV dolāru tikai no plkst. Pasaules Banka pēdējo divu gadu laikā) uzņēmumiem visās to nozarēs.

Krievijas Federācijas naftas rūpniecība ilgu laiku ir plaši attīstījusies. Tas tika panākts, atklājot un nododot ekspluatācijā lielas, ļoti produktīvas atradnes Urālu-Volgas reģionā un Rietumsibīrijā 50.-70. gados, kā arī būvējot jaunas un paplašinot esošās naftas pārstrādes rūpnīcas. Augsta produktivitāte atradnes ļāva palielināt naftas ieguvi par 20-25 miljoniem tonnu gadā ar minimāliem specifiskiem kapitālieguldījumiem un salīdzinoši zemām materiāltehnisko resursu izmaksām. Tomēr noguldījumu attīstība tika veikta nepieņemami ātrā tempā(no 6 līdz 12% atlases no sākotnējām rezervēm), un visus šos gadus naftas ieguves rajonos infrastruktūra un mājokļu celtniecība nopietni atpalika. 1988. gadā tas tika iegūts Krievijā maksimālā summa naftas un gāzes kondensāts - 568,3 miljoni tonnu jeb 91% no visas Savienības naftas ieguves. Krievijas teritorijas zemes dzīlēs un blakus esošajos jūru ūdeņos ir aptuveni 90% no visu to republiku pārbaudītajām naftas rezervēm, kuras iepriekš bija PSRS sastāvā. Visā pasaulē derīgo izrakteņu bāze attīstās pēc pavairošanas paplašināšanas shēmas. Tas ir, katru gadu jaunu atradņu ražotājiem ir jāpārskaita par 10-15% vairāk, nekā viņi saražo. Tas nepieciešams, lai saglabātu sabalansētu ražošanas struktūru, lai nozarē netrūktu izejvielu. Reformu gados kļuva aktuāls jautājums par ieguldījumiem ģeoloģiskajā izpētē. Viena miljona tonnu naftas izstrādei nepieciešamas investīcijas no diviem līdz pieciem miljoniem ASV dolāru. Turklāt šie fondi dos atdevi tikai pēc 3-5 gadiem. Tikmēr, lai kompensētu ražošanas kritumu, ik gadu nepieciešams izstrādāt 250-300 miljonus tonnu naftas. Pēdējo piecu gadu laikā izpētītas 324 naftas un gāzes atradnes, bet ekspluatācijā nodotas 70-80 atradnes. 1995. gadā ģeoloģijai tika tērēti tikai 0,35% no IKP (bijušajā PSRS šīs izmaksas bija trīs reizes lielākas). Ir aizturēts pieprasījums pēc ģeologu produkcijas – izpētītām atradnēm. Taču 1995. gadā Ģeoloģijas dienestam tomēr izdevās apturēt ražošanas kritumu savā nozarē. Dziļuma izpētes urbumu apjoms 1995. gadā palielinājās par 9%, salīdzinot ar 1994. gadu. No 5,6 triljoniem finansējuma ģeologi centralizēti saņēma 1,5 triljonus rubļu. 1996. gadam Roskomnedra budžets ir 14 triljoni rubļu, no kuriem 3 triljoni ir centralizēti ieguldījumi. Tā ir tikai ceturtā daļa no bijušās PSRS investīcijām Krievijas ģeoloģijā.

Krievijas izejvielu bāze, ja tiek veidoti atbilstoši ekonomiskie apstākļi ģeoloģiskās izpētes attīstībai, var nodrošināt salīdzinoši ilgu laiku tādu ražošanas līmeni, kas nepieciešams valsts naftas vajadzību apmierināšanai. Jāņem vērā, ka Krievijas Federācijā pēc septiņdesmitajiem gadiem netika atklāts neviens liels, augsti produktīvs lauks, un jauniegūtās rezerves krasi pasliktinās to apstākļos. Piemēram, ģeoloģisko apstākļu dēļ viena jauna urbuma vidējais caurplūdums Tjumeņas apgabalā no 138 tonnām 1975. gadā samazinājās līdz 10-12 tonnām 1994. gadā, t.i., vairāk nekā 10 reizes. Ievērojami pieaugušas finanšu, materiāli tehnisko resursu izmaksas 1 tonnas jaunas jaudas izveidošanai. Lielo augsti produktīvo lauku attīstības stāvokli raksturo rezervju veidošanās 60-90% apjomā no sākotnēji atgūstamajām rezervēm, kas noteica dabisko naftas ieguves samazināšanos.

Lielo, augsti produktīvo atradņu lielās izsīkšanas dēļ rezervju kvalitāte ir mainījusies uz slikto pusi, kas prasa to attīstībai piesaistīt ievērojami lielākus finanšu, materiāli tehniskos resursus. Līdz ar finansējuma samazinājumu nepieļaujami samazinājies ģeoloģiskās izpētes darbu apjoms, kā rezultātā samazinājies naftas rezervju pieaugums. Ja 1986.-1990. Rietumsibīrijā rezervju pieaugums bija 4,88 miljardi tonnu, pēc tam 1991.-1995. izpētes urbumu apjoma samazināšanās dēļ šis pieaugums saruka gandrīz uz pusi un sastādīja 2,8 miljardus tonnu Pašreizējos apstākļos, lai apmierinātu valsts vajadzības arī tuvākajā nākotnē, ir nepieciešams veikt valdības pasākumus, lai palielināt izejvielu rezervi.

Pāreja uz tirgus attiecībām nosaka nepieciešamību mainīt pieeju ekonomisko apstākļu radīšanai ar ieguves rūpniecību saistīto uzņēmumu darbībai. Naftas rūpniecībā, ko raksturo vērtīgo minerālo izejvielu - naftas - neatjaunojamie resursi, esošās ekonomiskās pieejas izslēdz ievērojamu daļu rezervju no attīstības to attīstības neefektivitātes dēļ pēc pašreizējiem ekonomiskajiem kritērijiem. Aplēses liecina, ka atsevišķām naftas kompānijām ekonomisku apsvērumu dēļ ekonomiskajā apgrozījumā nevar iesaistīties no 160 līdz 1057 miljoniem tonnu naftas rezervju.

Naftas rūpniecība, kurai ir ievērojams bilances rezervju piedāvājums, pēdējos gados ir pasliktinājusies. Vidēji naftas ieguves kritums gadā pašreizējiem krājumiem tiek lēsts 20% apmērā. Šī iemesla dēļ, lai saglabātu sasniegto naftas ieguves līmeni Krievijā, nepieciešams ieviest jaunas jaudas 115-120 milj.t gadā, kam nepieciešams izurbt 62 milj.m ieguves urbumus, bet faktiski 1991.gadā 27,5 milj. m tika izurbti, bet 1995. gadā - 9,9 milj.

Līdzekļu trūkums izraisīja strauju rūpnieciskās un civilās būvniecības apjomu samazināšanos, īpaši Rietumsibīrijā. Tā rezultātā samazinājās darbs pie naftas atradņu attīstības, naftas savākšanas un transportēšanas sistēmu būvniecības un rekonstrukcijas, mājokļu, skolu, slimnīcu un citu objektu būvniecības, kas bija viens no saspringtās sociālās situācijas iemesliem. situāciju naftas ieguves reģionos. Tika traucēta saistīto gāzes utilizācijas iekārtu būvniecības programma. Rezultātā katru gadu tiek sadedzināti vairāk nekā 10 miljardi m3 naftas gāzes. Tā kā nav iespējams rekonstruēt naftas cauruļvadu sistēmas, laukos pastāvīgi notiek neskaitāmi cauruļvadu plīsumi. 1991. gadā vien šī iemesla dēļ tika zaudēts vairāk nekā 1 miljons tonnu naftas un tika nodarīts liels kaitējums videi. Būvniecības pasūtījumu samazinājums izraisīja spēcīgu būvniecības organizāciju sabrukumu Rietumsibīrijā.

Viens no galvenajiem krīzes cēloņiem naftas nozarē ir arī nepieciešamā lauka iekārtu un cauruļu trūkums. Vidēji deficīts nozares nodrošināšanā ar materiāli tehniskajiem resursiem pārsniedz 30%. Pēdējos gados nav izveidota neviena jauna liela ražotne naftas atradņu iekārtu ražošanai, turklāt daudzas šī profila rūpnīcas ir samazinājušas ražošanu, un ārvalstu valūtas iepirkumiem atvēlētie līdzekļi nav bijuši pietiekami.

Sliktās loģistikas dēļ dīkstāvē esošo ražošanas aku skaits pārsniedza 25 tūkstošus vienību, tajā skaitā 12 tūkstošus vienību dīkstāvē virs normas. No urbumiem, kas dīkstāvē pāri normai, katru dienu tiek zaudēti aptuveni 100 tūkstoši tonnu naftas.

Akūta problēma naftas rūpniecības tālākai attīstībai joprojām ir tās sliktais piedāvājums ar augstas veiktspējas mašīnām un iekārtām naftas un gāzes ieguvei. Līdz 1990. gadam puse no nozares tehniskā aprīkojuma bija nolietota par vairāk nekā 50%, tikai 14% mašīnu un iekārtu atbilda pasaules standartiem, un pieprasījums pēc galvenajiem produkcijas veidiem tika apmierināts vidēji par 40-80%. . Šāda situācija ar iekārtu nodrošināšanu nozarei bija valsts naftas mašīnbūves nozares sliktās attīstības sekas. Importa piegādes kopējā iekārtu apjomā sasniedza 20%, bet atsevišķiem veidiem sasniedza 40%. Cauruļu iegāde sasniedz 40 - 50%.

...

Līdzīgi dokumenti

Ogļūdeņražu lietošanas norādījumi, to patērētāja īpašības. Tehnoloģiju ieviešana dziļa apstrāde ogļūdeņraži, to izmantošana kā aukstumnesēji, sensoru darba šķidrums elementārdaļiņas, konteineru un iepakojuma materiālu impregnēšanai.

ziņojums, pievienots 07.07.2015


Gāzu veidi un sastāvs, kas veidojas naftas ogļūdeņražu sadalīšanās laikā tās attīrīšanas procesos. Iekārtu izmantošana piesātināto un nepiesātināto gāzu atdalīšanai un mobilo gāzes benzīna iekārtu izmantošana. Apstrādes gāzu rūpnieciskais pielietojums.

anotācija, pievienota 11.02.2014


Saistīto naftas gāzu jēdziens kā ogļūdeņražu maisījums, kas izdalās spiediena samazināšanās dēļ, naftai paceļoties uz Zemes virsmu. Saistītās naftas gāzes sastāvs, tās apstrādes un izmantošanas īpatnības, galvenās utilizācijas metodes.

prezentācija, pievienota 10.11.2015


Raksturīgs pašreizējais stāvoklis Krievijas naftas un gāzes rūpniecība. Benzīna un dīzeļdegvielas frakciju primārās naftas rafinēšanas un sekundārās destilācijas procesa posmi. Naftas pārstrādes tehnoloģijas un gāzes pārstrādes tehnoloģijas termiskie procesi.

tests, pievienots 05.02.2011


Naftas pārstrādes un naftas ķīmijas rūpniecības uzdevumi. Naftas pārstrādes nozares attīstības iezīmes pasaulē. Ķīmiskā būtība, sastāvs un fizikālās īpašības naftas un gāzes kondensāts. Rūpnieciskās iekārtas primārajai naftas rafinēšanai.

lekciju kurss, pievienots 31.10.2012


Benzīna katalītiskās reformēšanas procesa nozīme moderna naftas pārstrāde un naftas ķīmijas produkti. Metodes aromātisko ogļūdeņražu iegūšanai, reformējot uz platīna katalizatoriem kā daļu no naftas un gāzes kondensāta apstrādes kompleksiem.

kursa darbs, pievienots 16.06.2015


Fizikāli ķīmiskās īpašības eļļa. Naftas pārstrādes primārie un sekundārie procesi, to klasifikācija. Eļļas reformēšana un hidroapstrāde. Katalītiskā krekinga un hidrokrekinga. Eļļas koksēšana un izomerizācija. Aromātiskā ekstrakcija kā eļļas rafinēšana.

kursa darbs, pievienots 13.06.2012


Patiesās eļļas viršanas temperatūras līkne un primārās naftas pārstrādes rūpnīcas materiālu bilance. Potenciālais frakciju saturs Vasiļjevskas eļļā. Primārās naftas rafinēšanas, termiskā un katalītiskā krekinga benzīna raksturojums.

laboratorijas darbs, pievienots 14.11.2010


Raksturlielumi un organizatoriskā struktūra CJSC "Pavlodaras naftas ķīmijas rūpnīca". Eļļas sagatavošanas process rafinēšanai: tās šķirošana, attīrīšana no piemaisījumiem, primārās naftas rafinēšanas principi. Destilācijas kolonnu konstrukcija un darbība, to veidi, pieslēguma veidi.

prakses pārskats, pievienots 29.11.2009


Naftas vispārīgie raksturojumi, potenciālā naftas produktu satura noteikšana. Viena no naftas pārstrādes iespējām izvēle un pamatojums, tehnoloģisko iekārtu materiālu bilances un naftas pārstrādes rūpnīcas preču bilances aprēķins.

Nodarbības mērķi:

Izglītojoši:

• Attīstīt skolēnu izziņas darbību.
• Iepazīstināt studentus ar dabiskajiem ogļūdeņražu avotiem: naftu, dabasgāzi, akmeņoglēm, to sastāvu un pārstrādes metodēm.
• Izpētīt galvenās šo resursu atradnes pasaulē un Krievijā.
• Parādiet to nozīmi valsts ekonomikā.
• Apsveriet vides aizsardzības jautājumus.

Izglītojoši:

• Intereses veidošana par tēmas izpēti, ieaudzināšana runas kultūraķīmijas stundās.

Izglītojoši:

• Attīstīt uzmanību, novērošanu, klausīšanās prasmes un secinājumu izdarīšanu.

Pedagoģiskās metodes un paņēmieni:

• Uztveres pieeja.
• Gnostiskā pieeja.
• Kibernētiskā pieeja.

Aprīkojums: Interaktīvā tāfele, multimediji, MarSTU elektroniskās mācību grāmatas, internets, krājumi “Nafta un tās pārstrādes galvenie produkti”, “Ogles un tās pārstrādes svarīgākie produkti”.

Nodarbību laikā

I. Organizatoriskais moments.

Iepazīstinu ar šīs nodarbības mērķi un uzdevumiem.

II. Galvenā daļa.

Svarīgākie dabiskie ogļūdeņražu avoti ir: nafta, ogles, dabiskās un saistītās naftas gāzes.

Eļļa - "melnais zelts" (Iepazīstinu studentus ar naftas izcelsmi, galvenajām rezervēm, ieguvi, naftas sastāvu, fizikālajām īpašībām, naftas produktiem).

Rektifikācijas procesā eļļa tiek sadalīta šādās frakcijās:

Rādu frakciju paraugus no kolekcijas (demonstrācija kopā ar skaidrojumu).

• Destilācijas gāzes– mazmolekulāru ogļūdeņražu maisījums, galvenokārt propāns un butāns, ar viršanas temperatūru līdz 40 °C,
• Benzīna frakcija (benzīns)– HC sastāvs no C 5 H 12 līdz C 11 H 24 (viršanas temperatūra 40-200°C, smalkāk atdalot šo frakciju, iegūst gāzeļļa(petrolēteris, 40 - 70°C) un benzīns(70–120°C),
• Ligroīna frakcija– HC sastāvs no C8H18 līdz C14H30 (viršanas temperatūra 150–250°C),
• Petrolejas frakcija– HC sastāvs no C12H26 līdz C18H38 (viršanas temperatūra 180–300°C),
• Dīzeļdegviela– HC sastāvs no С 13 Н 28 līdz С 19 Н 36 (t viršanas temperatūra 200 - 350 ° С)

Naftas rafinēšanas atlikumi - mazuts– satur ogļūdeņražus ar oglekļa atomu skaitu no 18 līdz 50. Destilējot pazeminātā spiedienā no mazuta, rodas saules eļļa(C18H28–C25H52), smēreļļas(C28H58–C38H78), petrolatums Un parafīns– cietu ogļūdeņražu maisījumi ar zemu kušanas temperatūru. Cietie atlikumi no mazuta destilācijas – darva un tā pārstrādes produkti - bitumens Un asfalts izmanto ceļu segumu izgatavošanai.

Eļļas rektifikācijas rezultātā iegūtie produkti tiek pakļauti ķīmiskai apstrādei. Viens no tiem ir plaisāšana.

Krekinga ir naftas produktu termiskā sadalīšanās, kuras rezultātā veidojas ogļūdeņraži ar mazāku oglekļa atomu skaitu molekulā. (izmantoju MarSTU elektronisko mācību grāmatu, kurā ir runāts par plaisāšanas veidiem).

Studenti salīdzina termisko un katalītisko krekingu. (16. slaids)

Termiskā plaisāšana.

Ogļūdeņražu molekulu sadalīšanās notiek augstākā temperatūrā (470-5500 C). Process norit lēni, veidojas ogļūdeņraži ar nesazarotu oglekļa atomu ķēdi. Benzīns, kas iegūts termiskās krekinga rezultātā, kopā ar piesātinātajiem ogļūdeņražiem satur daudz nepiesātinātu ogļūdeņražu. Tāpēc šim benzīnam ir lielāka detonācijas pretestība nekā tiešajam destilētam benzīnam. Termiski krekinga benzīns satur daudz nepiesātinātu ogļūdeņražu, kas viegli oksidējas un polimerizējas. Tāpēc šis benzīns uzglabāšanas laikā ir mazāk stabils. Tam degot, var aizsērēt dažādas dzinēja daļas.

Katalītiskā krekinga.

Ogļūdeņražu molekulu sadalīšanās notiek katalizatoru klātbūtnē un zemākā temperatūrā (450-5000 C). Galvenā uzmanība tiek pievērsta benzīnam. Viņi cenšas iegūt vairāk un noteikti vislabākā kvalitāte. Katalītiskā krekinga radās tieši naftas darbinieku ilgstošas, neatlaidīgas cīņas par benzīna kvalitātes uzlabošanu rezultātā. Salīdzinot ar termisko krekinga procesu, process norit daudz ātrāk, un notiek ne tikai ogļūdeņražu molekulu šķelšanās, bet arī to izomerizācija, t.i. veidojas ogļūdeņraži ar sazarotu oglekļa atomu ķēdi. Katalītiski krekinga benzīns ir vēl izturīgāks pret detonāciju nekā termiski krekinga benzīns.

Ogles. (Iepazīstinu studentus ar ogļu izcelsmi, galvenajām rezervēm, ražošanu, fizikālajām īpašībām, pārstrādes produktiem).

Izcelsme: (Es izmantoju MarSTU elektronisko mācību grāmatu, kur viņi runā par ogļu izcelsmi).

Galvenās rezerves: (18. slaids) Kartē es parādu studentiem lielākās ogļu atradnes Krievijā ražošanas apjoma ziņā - tās ir Tunguskas, Kuzņeckas un Pečoras baseini.

Ražošana:(Es izmantoju MarSTU elektronisko mācību grāmatu, kur viņi runā par ogļu ieguvi).

• Koksa gāze– kas ietver H 2, CH 4, CO, CO 2, NH 3, N 2 un citu gāzu piemaisījumus,
• Akmeņogļu darva– satur vairākus simtus dažādu organisko vielu, tai skaitā benzolu un tā homologus, fenolu un aromātiskos spirtus, naftalīnu un dažādus heterocikliskos savienojumus,
• Nadsmoļnaja, vai amonjaka ūdens– satur izšķīdušu amonjaku, kā arī fenolu, sērūdeņradi un citas vielas,
• Kokss– ciets koksēšanas atlikums, gandrīz tīrs ogleklis.

Dabas un ar naftu saistītās gāzes. (Iepazīstinu studentus ar galvenajām rezervēm, ražošanu, sastāvu, pārstrādes produktiem).

III. Vispārināšana.

Nodarbības kopsavilkuma daļā izveidoju testu, izmantojot programmu Turning Point. Skolēni bruņojās ar tālvadības pultīm. Kad ekrānā parādās jautājums, nospiežot atbilstošo pogu, viņi izvēlas pareizo atbildi.

1. Dabasgāzes galvenās sastāvdaļas ir:

• Etāns;
• Propāns;
• metāns;
• Butāns.

2. Kura naftas destilācijas frakcija satur no 4 līdz 9 oglekļa atomiem vienā molekulā?

• Ligroīns;
• gāzeļļa;
• Benzīns;
• Petroleja.

3. Kāds ir smago naftas produktu krekinga nolūks?

• Metāna ražošana;
• Benzīna frakciju iegūšana ar augstu detonācijas pretestību;
• Sintēzes gāzes ražošana;
• Ūdeņraža ražošana.

4. Kurš process nav saistīts ar naftas rafinēšanu?

• Koksēšana;
• Frakcionētā destilācija;
• katalītiskā krekinga;
• Termiskā plaisāšana.

5. Kurš no šiem notikumiem ir visbīstamākais ūdens ekosistēmām?

• Naftas cauruļvada hermētiskuma pārkāpums;
• Naftas noplūde tankkuģa avārijas rezultātā;
• Tehnoloģijas pārkāpums dziļās naftas ieguves laikā uz zemes;
• Ogļu transportēšana pa jūru.

6. No metāna, kas veido dabasgāzi, iegūstam:

• Sintēzes gāze;
• Etilēns;
• Acetilēns;
• Butadiēns.

7. Kādas īpašības atšķir katalītiskā krekinga benzīnu no tiešā destilēta benzīna?

• alkēnu klātbūtne;
• Alkīnu klātbūtne;
• Ogļūdeņražu klātbūtne ar sazarotu oglekļa atomu ķēdi;
• Augsta detonācijas pretestība.

Testa rezultāts ir uzreiz redzams ekrānā.

Mājasdarbs: 10. §, piem., 1.–8

Literatūra:

1. L.Ju Alikberova Izklaidējoša ķīmija“. – M.: “AST-Press”, 1999.
2. O.S.Gabrieljans, I.G.Otroumovs “Rokasgrāmata ķīmijas skolotājiem, 10.klase” – M.: “Blik un K”, 2001.
3. O.S. Maskajevs, S.J.Tereņins: "Drofa".

DABĪGIE OGĻŪDEŅRAŽU AVOTI

Ogļūdeņraži visi ir tik dažādi -
Šķidrs un ciets un gāzveida.
Kāpēc dabā to ir tik daudz?
Tas ir par nepiesātināmu oglekli.

Patiešām, šis elements, tāpat kā neviens cits, ir “nepiesātināms”: tas cenšas no daudzajiem atomiem veidot ķēdes, taisnas un sazarotas, gredzenus vai tīklus. Tādējādi ir daudz oglekļa un ūdeņraža atomu savienojumu.

Ogļūdeņraži ir gan dabasgāze – metāns, gan cita sadzīves uzliesmojoša gāze, ko izmanto balonu uzpildīšanai – propāns C 3 H 8. Ogļūdeņraži ietver eļļu, benzīnu un petroleju. Un vēl - organiskais šķīdinātājs C 6 H 6, parafīns, no kura top Jaungada sveces, vazelīns no aptiekas un pat plastmasas maisiņš produktu iepakošanai...

Nozīmīgākie dabiskie ogļūdeņražu avoti ir minerāli – ogles, nafta, gāze.

OGLES

Pasaulē ir zināms vairāk 36 tūkst ogļu baseini un atradnes, kas kopā aizņem 15% zemeslodes teritorijas. Ogļu baseini var izstiepties tūkstošiem kilometru. Kopējās ogļu ģeoloģiskās rezerves uz zemeslodes ir 5 triljoni 500 miljardi tonnu, ieskaitot izpētītās atradnes - 1 triljons 750 miljardi tonnu.

Ir trīs galvenie fosilo ogļu veidi. Degot brūnoglēm un antracītam, liesma ir neredzama, degšana ir bezdūmu, un, degot oglēm, rodas skaļa sprakšķēšana.

Antracīts- vecākā no fosilajām oglēm. Tas izceļas ar augstu blīvumu un spīdumu. Satur līdz 95% ogleklis.

Ogles– satur līdz 99% ogleklis. No visām fosilajām oglēm tai ir visplašākais pielietojums.

Brūnogles– satur līdz 72% ogleklis. Ir brūna krāsa. Kā jaunākā no fosilajām oglēm, tā bieži saglabā pēdas no koksnes struktūras, no kuras tā veidojusies. To raksturo augsta higroskopiskums un augsts pelnu saturs ( no 7% līdz 38%), tāpēc to izmanto tikai kā vietējo kurināmo un kā izejvielu ķīmiskai pārstrādei. Jo īpaši, hidrogenējot, tiek iegūti vērtīgi šķidrās degvielas veidi: benzīns un petroleja.

Ogleklis ir galvenā ogļu sastāvdaļa ( 99% ), brūnogles ( līdz 72%). Nosaukuma ogleklis izcelsme, tas ir, “ogļu dzemdēšana”. Līdzīgi latīņu nosaukums “carboneum” satur saknes ogles sakni.

Tāpat kā eļļa, ogles satur lielu daudzumu organisko vielu. Papildus organiskajām vielām tajā ir arī neorganiskas vielas, piemēram, ūdens, amonjaks, sērūdeņradis un, protams, pats ogleklis – ogles. Viena no galvenajām ogļu pārstrādes metodēm ir koksēšana – kalcinēšana bez gaisa piekļuves. Koksēšanas rezultātā, kas tiek veikta 1000 0 C temperatūrā, veidojas:

Koksa gāze– tas satur ūdeņradi, metānu, oglekļa dioksīdu un oglekļa dioksīdu, amonjaka, slāpekļa un citu gāzu piejaukumus.

Akmeņogļu darva – satur vairākus simtus dažādu organisko vielu, tai skaitā benzolu un tā homologus, fenolu un aromātiskos spirtus, naftalīnu un dažādus heterocikliskos savienojumus.

Sveķu vai amonjaka ūdens – kas satur, kā norāda nosaukums, izšķīdinātu amonjaku, kā arī fenolu, sērūdeņradi un citas vielas.

Kokss– ciets koksēšanas atlikums, praktiski tīrs ogleklis.

Koksu izmanto dzelzs un tērauda ražošanā, amonjaku izmanto slāpekļa un kombinēto mēslojumu ražošanā, un organisko koksēšanas produktu nozīmi diez vai var pārvērtēt. Kāda ir šī minerāla izplatības ģeogrāfija?

Lielākā daļa ogļu resursu atrodas ziemeļu puslodē - Āzijā, Ziemeļamerikā, Eirāzijā. Kuras valstis izceļas ar ogļu rezervēm un ieguvi?

Ķīna, ASV, Indija, Austrālija, Krievija.

Galvenās ogļu eksportētājas ir valstis.

ASV, Austrālija, Krievija, Dienvidāfrika.

Galvenie importa centri.

Japāna, ārzemju Eiropa.

Šī ir ļoti vidi piesārņojoša degviela. Iegūstot ogles, notiek sprādzieni un metāna ugunsgrēki, kā arī rodas noteiktas vides problēmas.

Vides piesārņojums ir jebkuras nevēlamas izmaiņas šīs vides stāvoklī cilvēka saimnieciskās darbības rezultātā. Tas notiek arī ieguves laikā. Iedomāsimies situāciju ogļraktuvju rajonā. Kopā ar oglēm virspusē paceļas milzīgs daudzums atkritumiežu, kas kā nevajadzīgi tiek vienkārši nosūtīti uz izgāztuvēm. Pamazām veidojas atkritumu kaudzes- milzīgi, desmitiem metru augsti, konusveida atkritumiežu kalni, kas kropļo dabas ainavas izskatu. Vai visas virszemē paceltās ogles tiks nogādātas patērētājam? Protams, nē. Galu galā process nav hermētisks. Uz zemes virsmas nosēžas milzīgs daudzums ogļu putekļu. Tā rezultātā mainās augsnes un gruntsūdeņu sastāvs, kas neizbēgami ietekmēs apgabala floru un faunu.

Akmeņogles satur radioaktīvo oglekli - C, bet pēc degvielas sadegšanas bīstamā viela kopā ar dūmiem nonāk gaisā, ūdenī, augsnē un tiek saķepināta izdedžos vai pelnos, kurus izmanto būvmateriālu ražošanai. Rezultātā dzīvojamo ēku sienas un griesti “grimst” un rada draudus cilvēku veselībai.

EĻĻA

Eļļa cilvēcei ir zināma kopš seniem laikiem. Tas tika iegūts Eifratas krastos

6-7 tūkstošus gadu pirms mūsu ēras uh . To izmantoja māju apgaismošanai, javas pagatavošanai, kā zāles un ziedes, kā arī balzamēšanai. Nafta senajā pasaulē bija milzīgs ierocis: uguns upes lija uz vētraino cietokšņu sienu galvām, degošas bultas, kas iemērc eļļā, lidoja aplenktajās pilsētās. Nafta bija neatņemama aizdedzinošā aģenta sastāvdaļa, kas ar nosaukumu iegāja vēsturē "Grieķu uguns" Viduslaikos to izmantoja galvenokārt ielu apgaismojumam.

Ir izpētīti vairāk nekā 600 naftas un gāzes baseini, 450 tiek izstrādāti , A kopējais skaits naftas lauki sasniedz 50 tūkst.

Ir vieglās un smagās eļļas. Vieglā eļļa tiek iegūta no zemes dzīlēm, izmantojot sūkņus vai strūklakas metodi. Šo eļļu galvenokārt izmanto benzīna un petrolejas ražošanai. Smagās eļļas dažreiz pat tiek iegūtas ar raktuvju metodi (Komi Republikā), un no tās tiek sagatavots bitumens, mazuts un dažādas eļļas.

Eļļa ir daudzpusīgākā degviela, kurā ir daudz kaloriju. Tās ieguve ir salīdzinoši vienkārša un lēta, jo, iegūstot naftu, nav nepieciešams cilvēkus likt pazemē. Naftas transportēšana pa cauruļvadiem nav liela problēma. Galvenais trūkumsšim degvielas veidam ir zema resursu pieejamība (apmēram 50 gadi ) . Vispārējās ģeoloģiskās rezerves ir vienādas ar 500 miljardiem tonnu, ieskaitot izpētītās 140 miljardus tonnu .

IN 2007 gadā Krievijas zinātnieki pierādīja pasaules sabiedrībai, ka zemūdens Lomonosova un Mendeļejeva grēdas, kas atrodas Ziemeļu Ledus okeānā, ir kontinentālā šelfa zona, tāpēc pieder Krievijas Federācijai. Ķīmijas skolotājs pastāstīs par eļļas sastāvu un īpašībām.

Eļļa ir "enerģijas kamols". Tikai ar 1 ml tā var uzsildīt veselu spaini ūdens par vienu grādu, un, lai uzvārītu spainīša samovāru, vajag mazāk par pusglāzi eļļas. Pēc enerģijas koncentrācijas uz tilpuma vienību eļļa ieņem pirmo vietu starp dabas vielām. Pat radioaktīvās rūdas nevar konkurēt ar to šajā ziņā, jo to saturs radioaktīvās vielas tik mazs, lai iegūtu 1 mg. kodoldegviela tonnas akmeņu ir jāapstrādā.

Nafta nav tikai jebkuras valsts degvielas un enerģijas kompleksa pamatā.

Šeit ir vietā slavenie D.I. Mendeļejeva vārdi “Sadedzināt eļļu ir tas pats, kas iekurt krāsni banknotes". Katrs eļļas piliens satur vairāk nekā 900 dažādi ķīmiskie savienojumi, vairāk nekā puse no Periodiskās sistēmas ķīmiskajiem elementiem. Tas patiesi ir dabas brīnums, naftas ķīmijas rūpniecības pamats. Apmēram 90% no visas saražotās naftas tiek izmantota kā degviela. Neskatoties uz “ tavi 10%” , naftas ķīmijas sintēze nodrošina daudzu tūkstošu organisko savienojumu ražošanu, kas apmierina mūsdienu sabiedrības neatliekamās vajadzības. Ne velti cilvēki naftu ar cieņu sauc par “melno zeltu”, “Zemes asinīm”.

Eļļa ir eļļains tumši brūns šķidrums ar sarkanīgu vai zaļganu nokrāsu, dažreiz melns, sarkans, zils vai gaišs un pat caurspīdīgs ar raksturīgu asu smaržu. Ir eļļa, kas ir balta vai bezkrāsaina, piemēram, ūdens (piemēram, Surukhan laukā Azerbaidžānā, dažos laukos Alžīrijā).

Eļļas sastāvs nav vienāds. Bet visi tie parasti satur trīs veidu ogļūdeņražus - alkānus (pārsvarā normālas struktūras), cikloalkānus un aromātiskos ogļūdeņražus. Šo ogļūdeņražu attiecība dažādu atradņu eļļā ir atšķirīga: piemēram, Mangyshlak eļļa ir bagāta ar alkāniem, bet eļļa Baku reģionā ir bagāta ar cikloalkāniem.

Galvenās naftas rezerves atrodas ziemeļu puslodē. Kopā 75 Pasaules valstis ražo naftu, bet 90% no tās produkcijas nāk tikai no 10 valstīm. Netālu ? Pasaules naftas rezerves atrodas jaunattīstības valstīs. (Skolotājs nosauc un parāda kartē).

Galvenās ražotājvalstis:

Saūda Arābija, ASV, Krievija, Irāna, Meksika.

Tajā pašā laikā vairāk 4/5 Naftas patēriņš veido ekonomiski attīstīto valstu daļu, kas ir galvenās importētājvalstis:

Japāna, Ārzemju Eiropa, ASV.

Jēlnaftu nekur neizmanto, bet izmanto rafinētus naftas produktus.

Naftas rafinēšana

Mūsdienīga iekārta sastāv no kurtuves eļļas sildīšanai un destilācijas kolonnas, kurā eļļa tiek sadalīta frakcijas - atsevišķi ogļūdeņražu maisījumi atbilstoši to viršanas temperatūrai: benzīns, ligroīns, petroleja. Krāsnī ir gara caurule, kas velmēta spolē. Krāsni silda ar mazuta vai gāzes sadegšanas produktiem. Eļļa tiek nepārtraukti ievadīta spolē: tur tā tiek uzkarsēta līdz 320 - 350 0 C šķidruma un tvaiku maisījuma veidā un nonāk destilācijas kolonnā. Destilācijas kolonna ir tērauda cilindrisks aparāts, kura augstums ir aptuveni 40 m. Tam ir vairāki desmiti horizontālu starpsienu ar caurumiem iekšpusē - tā sauktās plāksnes. Eļļas tvaiki, kas nonāk kolonnā, paceļas uz augšu un iziet cauri caurumiem plāksnēs. Pakāpeniski atdziest, virzoties uz augšu, tie daļēji sašķidrinās. Mazāk gaistošie ogļūdeņraži tiek sašķidrināti jau pirmajās plāksnēs, veidojot gāzeļļas frakciju; vairāk gaistošu ogļūdeņražu savāc augstāk un veido petrolejas frakciju; vēl augstāka – ligroīna frakcija. Gaistošākie ogļūdeņraži iziet no kolonnas tvaiku veidā un pēc kondensācijas veido benzīnu. Daļa benzīna tiek ievadīta atpakaļ kolonnā “apūdeņošanai”, kas veicina labāks režīms strādāt. (Ierakstiet piezīmju grāmatiņā). Benzīns – satur ogļūdeņražus C5 – C11, vārīšanās diapazonā no 40 0°C līdz 200 0 C; ligroīns – satur C8 - C14 ogļūdeņražus ar viršanas temperatūru no 120 0 C līdz 240 0 C - satur C12 – C18 ogļūdeņražus, vārās no 180 0 C līdz 300 0 C; gāzeļļa - satur C13 – C15 ogļūdeņražus, destilēta temperatūrā no 230 0 C līdz 360 0 C; smēreļļas - C16 - C28, vāra temperatūrā 350 0 C un augstāk.

Pēc vieglo produktu destilēšanas no eļļas paliek viskozs melns šķidrums - mazuts. Tas ir vērtīgs ogļūdeņražu maisījums. Smēreļļas iegūst no mazuta, izmantojot papildu destilāciju. Mazuta nedestilējamā daļa tiek saukta par darvu, ko izmanto būvniecībā un ceļu bruģēšanai (Video fragmenta demonstrācija). Visvērtīgākā tiešās naftas destilācijas frakcija ir benzīns. Tomēr šīs frakcijas iznākums nepārsniedz 17-20% no jēlnaftas svara. Rodas problēma: kā apmierināt arvien pieaugošās sabiedrības vajadzības pēc automobiļu un aviācijas degvielas? Risinājumu 19. gadsimta beigās atrada krievu inženieris Vladimirs Grigorjevičs Šuhovs. IN 1891 gadā viņš pirmo reizi veica rūpniecisko plaisāšana naftas petrolejas frakcija, kas ļāva palielināt benzīna iznākumu līdz 65–70% (uz jēlnaftas bāzes). Tikai par naftas produktu termiskās krekinga procesa attīstību pateicīgā cilvēce ar zelta burtiem ierakstīja šīs civilizācijas vēsturē unikālās personas vārdu.

Naftas rektifikācijas rezultātā iegūtie produkti tiek pakļauti ķīmiskai apstrādei, kas ietver vairākus sarežģītus procesus, viens no tiem ir naftas produktu krekinga (no angļu valodas “Cracking” - sadalīšana). Ir vairāki krekinga veidi: termiskā, katalītiskā, augstspiediena krekinga un reducējošā krekinga. Termiskais krekings sastāv no garās ķēdes ogļūdeņraža molekulu sadalīšanas īsākās augstas temperatūras (470-550 0 C) ietekmē. Šīs šķelšanās laikā kopā ar alkāniem veidojas alkēni:

Pašlaik katalītiskā krekinga ir visizplatītākā. To veic 450-500 0 C temperatūrā, bet ar lielāku ātrumu un ļauj iegūt augstākas kvalitātes benzīnu. Katalītiskā krekinga apstākļos kopā ar sadalīšanas reakcijām notiek izomerizācijas reakcijas, tas ir, normālas struktūras ogļūdeņražu pārvēršana sazarotos ogļūdeņražos.

Izomerizācija ietekmē benzīna kvalitāti, jo sazarotu ogļūdeņražu klātbūtne ievērojami palielina tā oktānskaitli. Krekinga tiek klasificēta kā tā sauktais sekundārais naftas rafinēšanas process. Vairāki citi katalītiskie procesi, piemēram, riformings, arī tiek klasificēti kā sekundāri. Reformēšana- Tā ir benzīna aromatizēšana, karsējot to katalizatora, piemēram, platīna, klātbūtnē. Šādos apstākļos alkāni un cikloalkāni tiek pārvērsti aromātiskos ogļūdeņražos, kā rezultātā ievērojami palielinās arī benzīna oktānskaitlis.

Ekoloģija un naftas lauks

Naftas ķīmijas ražošanā vides problēma ir īpaši aktuāla. Naftas ražošana ir saistīta ar enerģijas izmaksām un vides piesārņojumu. Bīstams Pasaules okeāna piesārņojuma avots ir naftas ieguve jūrā, un Pasaules okeāns tiek piesārņots arī naftas transportēšanas laikā. Katrs no mums televīzijā ir redzējis naftas tankkuģu avāriju sekas. Melni krasti, kas klāti ar mazuta kārtu, melni sērfot, elsojoši delfīni, putni, kuru spārnus klāj viskozs mazuts, cilvēki aizsargtērpos, kas savāc eļļu ar lāpstām un spaiņiem. Es vēlos sniegt nopietnus datus vides katastrofa kas notika Kerčas šaurumā 2007. gada novembrī. Ūdenī nokļuva 2 tūkstoši tonnu naftas produktu un aptuveni 7 tūkstoši tonnu sēra. Katastrofā visvairāk cieta Tuzlas kāpa, kas atrodas Melnās un Azovas jūras krustojumā, un Čuškas kāpas. Pēc negadījuma mazuts nosēdās dibenā, izraisot mazā sirds formas gliemežvāku, jūras iemītnieku galvenās barības, nāvi. Lai atjaunotu ekosistēmu, būs nepieciešami 10 gadi. Nomira vairāk nekā 15 tūkstoši putnu. Litrs eļļas, nonākot ūdenī, izkliedējas pa tās virsmu 100 kv.m platībā. Eļļas plēve, lai arī ļoti plāna, veido nepārvaramu barjeru skābekļa ceļā no atmosfēras uz ūdens stabu. Rezultātā tiek traucēts skābekļa režīms un okeāns "nosmacē." Planktons, kas ir okeāna barības ķēdes pamats, mirst. Pašlaik aptuveni 20% no Pasaules okeāna platības jau ir klātas ar naftas noplūdēm, un naftas piesārņojuma skartā platība pieaug. Papildus tam, ka Pasaules okeānu klāj naftas plēve, mēs to varam novērot arī uz sauszemes. Piemēram, Rietumsibīrijas naftas laukos gadā izplūst vairāk naftas, nekā spēj uzņemt tankkuģis - līdz 20 miljoniem tonnu. Apmēram puse šīs naftas avāriju rezultātā nonāk zemē, pārējā daļa ir “plānotas” izplūdes un noplūdes urbumu palaišanas, izpētes urbšanas un cauruļvadu remontdarbu laikā. Lielākā platība Saskaņā ar Jamalo-Ņencu autonomā apgabala Vides komitejas datiem visvairāk ar naftu piesārņoto zemju atrodas Purovskas rajonā.

DABAS UN SAISTĪTĀ NAFTAS GĀZE

Dabasgāze satur zemas molekulmasas ogļūdeņražus, kuru galvenās sastāvdaļas ir metāns. Tā saturs gāzē no dažādiem laukiem svārstās no 80% līdz 97%. Papildus metānam - etāns, propāns, butāns. Neorganiskie: slāpeklis – 2%; CO2; H2O; H2S, cēlgāzes. Kad dabasgāze sadedzina, tā rada daudz siltuma.

Dabasgāze kā degviela pēc īpašībām ir pārāka pat par naftu. Šī ir jaunākā degvielas nozares nozare. Gāzi ir vēl vieglāk iegūt un transportēt. Tas ir visekonomiskākais no visiem degvielas veidiem. Tomēr ir daži trūkumi: sarežģīta starpkontinentālā gāzes transportēšana. Metāna tankkuģi, kas transportē gāzi sašķidrinātā stāvoklī, ir ārkārtīgi sarežģītas un dārgas konstrukcijas.

Izmanto kā: efektīvu degvielu, izejvielas ķīmiskajā rūpniecībā, acetilēna, etilēna, ūdeņraža, kvēpu, plastmasas, etiķskābes, krāsvielu, medikamentu uc ražošanā. Saistītās (naftas gāzes) ir dabasgāzes, kas šķīst eļļā un ir izlaists tās ieguves laikā Naftas gāze satur mazāk metāna, bet vairāk propāna, butāna un citus augstākus ogļūdeņražus. Kur tiek ražota gāze?

Vairāk nekā 70 valstīs visā pasaulē ir rūpnieciskās gāzes rezerves. Turklāt, tāpat kā naftas gadījumā, jaunattīstības valstīm ir ļoti lielas rezerves. Bet galvenokārt tiek veikta gāzes ražošana attīstītajām valstīm. Viņiem ir iespēja to izmantot vai veids, kā pārdot gāzi citām valstīm tajā pašā kontinentā. Starptautiskā gāzes tirdzniecība ir mazāk aktīva nekā naftas tirdzniecība. Apmēram 15% no pasaules gāzes tiek piegādāti starptautiskajam tirgum. Gandrīz 2/3 no pasaules gāzes ieguves nāk no Krievijas un ASV. Neapšaubāmi vadošais gāzes ieguves reģions ne tikai mūsu valstī, bet arī pasaulē ir Jamalo-Nenets autonomais reģions, kur šī nozare attīstās jau 30 gadus. Mūsu pilsēta Novy Urengoy ir pamatoti atzīta par gāzes galvaspilsētu. Lielākās atradnes ir Urengoyskoye, Yamburgskoje, Medvezhye, Zapolyarnoye. Urengojas depozīts ir iekļauts Ginesa rekordu grāmatā. Depozīta rezerves un produkcija ir unikāla. Izpētītās rezerves pārsniedz 10 triljonus. m 3, kopš ekspluatācijas jau ir saražoti 6 triljoni. m 3. 2008. gadā OJSC Gazprom plāno no Urengojas atradnes iegūt 598 miljardus m 3 “zilā zelta”.

Gāze un ekoloģija

Naftas un gāzes ieguves tehnoloģiju un to transportēšanas nepilnības izraisa pastāvīgu gāzes apjomu sadegšanu kompresoru staciju siltummezglos un lāpās. Kompresoru stacijas rada aptuveni 30% no šīm emisijām. Ik gadu uzliesmojumos tiek sadedzināti aptuveni 450 tūkstoši tonnu dabasgāzes un ar to saistītās gāzes, savukārt atmosfērā tiek izmesti vairāk nekā 60 tūkstoši tonnu piesārņojošo vielu.

Nafta, gāze, ogles ir vērtīgas ķīmiskās rūpniecības izejvielas. Tuvākajā laikā tiem tiks atrasts aizstājējs mūsu valsts degvielas un enerģijas kompleksā. Pašlaik zinātnieki meklē veidus, kā izmantot saules un vēja enerģiju un kodoldegvielu, lai pilnībā aizstātu naftu. Visdaudzsološākais nākotnes degvielas veids ir ūdeņradis. Naftas izmantošanas samazināšana siltumenerģētikā ir ceļš ne tikai uz tās racionālāku izmantošanu, bet arī uz šīs izejvielas saglabāšanu nākamajām paaudzēm. Ogļūdeņražu izejvielas jāizmanto tikai pārstrādes rūpniecībā, lai iegūtu dažādus produktus. Diemžēl situācija vēl nav mainījusies, un līdz 94% saražotās naftas kalpo kā degviela. D.I. Mendeļejevs gudri teica: "Eļļu dedzināt ir tas pats, kas karsēt krāsni ar banknotēm."