Dabiskie ogļūdeņražu avoti. Dabiskie ogļūdeņražu avoti – Knowledge Hipermārkets

Nodarbības mērķi:

Izglītības:

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

Izglītības:

Intereses veidošana par tēmas izpēti, ieaudzināšana runas kultūraķīmijas stundās.

Izglītības:

Attīstīt uzmanību, novērošanu, klausīšanās prasmes un secinājumu izdarīšanu.

Pedagoģiskās metodes un paņēmieni:

Uztveres pieeja.
Gnostiskā pieeja.
Kibernētiskā pieeja.

Aprīkojums: Interaktīvā tāfele, multivide, elektroniskās mācību grāmatas MarSTU, Internets, kolekcijas “Nafta un tās pārstrādes galvenie produkti”, “Ogles un svarīgākie tās pārstrādes produkti”.

Nodarbības progress

es Organizatoriskais brīdis.

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, ražošanu, eļļas sastāvu, fizikālajām īpašībām un rafinētajiem 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 vienmēr labākas kvalitātes. 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. Katalītiskā krekinga benzīns ir vēl izturīgāks pret detonāciju nekā termiski krekinga benzīns.

Ogles. (Es iepazīstinu studentus ar izcelsmi ogles, galvenās rezerves, ražošana, fizikālās īpašības, pārstrādes produkti).

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.

Dabiskās 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. Galvenās sastāvdaļas dabasgāze ir:

Etāns;
Propāns;
metāns;
Butāns.

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

Ligroīns;
Gāzes eļļa;
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.

Mājas darbs: 10. §, piem., 1.–8

Literatūra:

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

Ziņa par tēmu: " Dabiskie avoti ogļūdeņraži"

Sagatavots

Ogļūdeņraži

Ogļūdeņraži ir savienojumi, kas sastāv tikai no oglekļa un ūdeņraža atomiem.

Ogļūdeņražus iedala cikliskajos (karbocikliskajos savienojumos) un acikliskajos.

Cikliskie (karbocikliskie) ir savienojumi, kas satur vienu vai vairākus gredzenus, kas sastāv tikai no oglekļa atomiem (atšķirībā no heterocikliskiem savienojumiem, kas satur heteroatomus - slāpekli, sēru, skābekli utt.).

d.). Karbocikliskos savienojumus savukārt iedala aromātiskajos un nearomātiskajos (alicikliskajos) savienojumos.

Acikliskie ogļūdeņraži ietver organiskos savienojumus, kuru oglekļa skeleta molekulas ir atvērtas ķēdes.

Šīs ķēdes var veidot ar vienkāršām saitēm (alkāni СnН2n+2), satur vienu dubultsaiti (alkēni СnН2n), divas vai vairākas dubultās saites (diēnas vai poliēnas), vienu trīskāršo saiti (alkīni СnН2n-2).

Kā jūs zināt, oglekļa ķēdes ir daļa no lielākās daļas organisko vielu. Tādējādi ogļūdeņražu izpēte iegūst īpaša nozīme, jo šie savienojumi ir citu klašu strukturālais pamats organiskie savienojumi.

Turklāt ogļūdeņraži, īpaši alkāni, ir galvenie dabiskie organisko savienojumu avoti un svarīgāko rūpniecisko un laboratorijas sintēžu pamatā.

Ogļūdeņraži ir vissvarīgākās izejvielas ķīmiskā rūpniecība. Savukārt ogļūdeņraži ir diezgan plaši izplatīti dabā un tos var izolēt no dažādiem dabas avotiem: naftas, saistītās naftas un dabasgāzes, akmeņoglēm.

Apskatīsim tos tuvāk.

Eļļa ir dabisks sarežģīts ogļūdeņražu maisījums, galvenokārt lineāri un sazaroti alkāni, kas molekulās satur no 5 līdz 50 oglekļa atomiem, ar citām organiskām vielām.

Tās sastāvs būtiski ir atkarīgs no ieguves vietas (nogulsnes papildus alkāniem, tas var saturēt cikloalkānus un aromātiskos ogļūdeņražus).

Eļļas gāzveida un cietās sastāvdaļas ir izšķīdinātas tās šķidrajās sastāvdaļās, kas nosaka tās fiziskais stāvoklis. Eļļa ir eļļains šķidrums ar tumšu (brūnu līdz melnu) krāsu ar raksturīgu smaržu, nešķīst ūdenī. Tā blīvums ir mazāks nekā ūdens blīvums, tāpēc, nokļūstot tajā eļļai, tā izkliedējas pa virsmu, neļaujot ūdenī izšķīst skābeklim un citām gaisa gāzēm.

Acīmredzami, ka nafta, nonākot dabiskajās ūdenstilpēs, izraisa mikroorganismu un dzīvnieku nāvi, izraisot vides katastrofas un pat katastrofas. Ir baktērijas, kas var izmantot eļļas komponentus kā pārtiku, pārvēršot to nekaitīgos savas vitālās darbības produktos. Ir skaidrs, ka šo baktēriju kultūru izmantošana ir videi draudzīgākais un daudzsološākais veids, kā cīnīties pret vides piesārņojumu ar eļļu tās ražošanas, transportēšanas un pārstrādes laikā.

Dabā nafta un ar to saistītā naftas gāze, kas tiks apspriesta turpmāk, aizpilda zemes iekšpuses dobumus. Pārstāvot maisījumu dažādas vielas, eļļai nav pastāvīgas viršanas temperatūras. Ir skaidrs, ka katra tā sastāvdaļa maisījumā saglabā savas individuālās īpašības. fizikālās īpašības, kas ļauj sadalīt eļļu tā sastāvdaļās. Lai to izdarītu, to attīra no mehāniskiem piemaisījumiem un sēru saturošiem savienojumiem un pakļauj tā sauktajai frakcionētai destilācijai jeb rektifikācijai.

Frakcionētā destilācija - fiziskā metode komponentu maisījuma atdalīšana no dažādas temperatūras vārot.

Rektifikācijas procesā eļļa tiek sadalīta šādās frakcijās:

Rektifikācijas gāzes ir zemas molekulmasas ogļūdeņražu maisījums, galvenokārt propāns un butāns, ar viršanas temperatūru līdz 40 ° C;

Benzīna frakcija (benzīns) - ogļūdeņraži ar sastāvu no C5H12 līdz C11H24 (viršanas temperatūra 40-200 ° C); ar smalkāku šīs frakcijas atdalīšanu iegūst benzīnu (petrolēteri, 40-70 °C) un benzīnu (70-120 °C);

Ligroīna frakcija - ogļūdeņraži ar sastāvu no C8H18 līdz C14H30 (viršanas temperatūra 150-250 °C);

Petrolejas frakcija - ogļūdeņraži ar sastāvu no C12H26 līdz C18H38 (viršanas temperatūra 180-300 °C);

Dīzeļdegviela - ogļūdeņraži ar sastāvu no C13H28 līdz C19H36 (viršanas temperatūra 200-350 °C).

Eļļas destilācijas atlikums - mazuts - satur ogļūdeņražus ar oglekļa atomu skaitu no 18 līdz 50. Destilējot pazeminātā spiedienā, iegūst dīzeļdegvielu (C18H28-C25H52), smēreļļas (C28H58-C38H78), vazelīnu un parafīnu. no mazuta - zemas kušanas cieto ogļūdeņražu maisījumi.

Mazuta destilācijas cietos atlikumus - darvu un tā pārstrādes produktus - bitumu un asfaltu izmanto ceļu segumu izgatavošanai.

Saistītā naftas gāze

Naftas laukos, kā likums, ir lieli tā saukto saistīto vielu uzkrājumi naftas gāze, kas sakrājas virs eļļas zemes garoza un daļēji izšķīst tajā zem pārklājošo iežu spiediena.

Tāpat kā nafta, saistītā naftas gāze ir vērtīgs dabisks ogļūdeņražu avots. Tas satur galvenokārt alkānus, kuru molekulas satur no 1 līdz 6 oglekļa atomiem. Ir acīmredzams, ka saistītās naftas gāzes sastāvs ir daudz nabadzīgāks nekā naftas. Tomēr, neskatoties uz to, to plaši izmanto gan kā degvielu, gan kā ķīmiskās rūpniecības izejvielu. Tikai pirms dažām desmitgadēm lielākajā daļā naftas atradņu saistītā naftas gāze tika sadedzināta kā nederīgs papildinājums naftai.

Pašlaik, piemēram, Surgutā, Krievijas bagātākajās naftas rezervēs, pasaulē lētākā elektroenerģija tiek ražota, par kurināmo izmantojot saistīto naftas gāzi.

Saistītā naftas gāze, salīdzinot ar dabasgāzi, ir bagātāka ar dažādiem ogļūdeņražiem. Sadalot tos daļās, mēs iegūstam:

Gāzes benzīns ir ļoti gaistošs maisījums, kas sastāv galvenokārt no lentāna un heksāna;

Propāna-butāna maisījums, kas, kā norāda nosaukums, sastāv no propāna un butāna un viegli pārvēršas šķidrā stāvoklī, kad spiediens palielinās;

Sausā gāze ir maisījums, kas satur galvenokārt metānu un etānu.

Gāzes benzīns, kas ir gaistošu komponentu maisījums ar nelielu molekulmasa, labi iztvaiko pat plkst zemas temperatūras. Tas ļauj izmantot benzīnu kā degvielu dzinējiem iekšējā degšana Tālajos Ziemeļos un kā papildinājumu motora degviela, atvieglojot dzinēju iedarbināšanu ziemas apstākļos.

Propāna-butāna maisījumu sašķidrinātās gāzes veidā izmanto kā mājsaimniecības degvielu (jūsu mājā pazīstamie gāzes baloni) un šķiltavu uzpildīšanai.

Autotransporta pakāpeniska pāreja uz sašķidrināto gāzi ir viens no galvenajiem veidiem, kā pārvarēt globālo degvielas krīzi un risināt vides problēmas.

Sausā gāze, kuras sastāvs ir tuvu dabasgāzei, tiek plaši izmantota arī kā degviela.

Tomēr saistītās naftas gāzes un tās sastāvdaļu izmantošana par degvielu nebūt nav visdaudzsološākais veids, kā to izmantot.

Daudz efektīvāk ir izmantot saistītos naftas gāzes komponentus kā izejvielas ķīmiskā ražošana. Ūdeņradi, acetilēnu, nepiesātinātos un aromātiskos ogļūdeņražus un to atvasinājumus iegūst no alkāniem, kas veido saistīto naftas gāzi.

Gāzveida ogļūdeņraži var ne tikai pavadīt naftu zemes garozā, bet arī veidot neatkarīgus uzkrājumus – dabasgāzes atradnes.

Dabasgāze

Dabasgāze ir gāzveida piesātinātu ogļūdeņražu maisījums ar zemu molekulmasu. Dabasgāzes galvenā sastāvdaļa ir metāns, kura īpatsvars atkarībā no lauka svārstās no 75 līdz 99% pēc tilpuma.

Papildus metānam dabasgāze ietver etānu, propānu, butānu un izobutānu, kā arī slāpekli un oglekļa dioksīds.

Tāpat kā saistītā nafta, dabasgāze tiek izmantota gan kā degviela, gan kā izejviela dažādu organisko un neorganisko vielu ražošanai.

Jūs jau zināt, ka no metāna, dabasgāzes galvenās sastāvdaļas, ūdeņraža, acetilēna un metilspirts, formaldehīds un skudrskābe, daudzas citas organiskas vielas. Dabasgāzi izmanto kā kurināmo spēkstacijās, katlu sistēmās dzīvojamo un rūpniecisko ēku ūdens sildīšanai, domnu un martenu rūpniecībā.

Uzsitot sērkociņu un iededzinot gāzi pilsētas mājas virtuves gāzes plītī, jūs “iedarbināt” dabasgāzes veidojošo alkānu oksidēšanās ķēdes reakciju.

Ogles

Papildus naftai, dabiskajām un saistītajām naftas gāzēm ogles ir dabisks ogļūdeņražu avots.

0n veido biezus slāņus zemes zarnās, tā pārbaudītās rezerves ievērojami pārsniedz naftas rezerves. Tāpat kā eļļa, ogles satur liels skaits dažādas organiskās vielas.

Papildus organiskajam saturam arī neorganiskās 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 aptuveni 1000 °C temperatūrā, veidojas:

Koka krāsns gāze, kas satur ūdeņradi, metānu, oglekļa dioksīdu un oglekļa dioksīdu, amonjaka, slāpekļa un citu gāzu piejaukumus;
akmeņogļu darva, kas satur vairākus simtus reižu personīgākas organiskās vielas, tostarp benzolu un tā homologus, fenolu un aromātiskos spirtus, naftalīnu un dažādus heterocikliskos savienojumus;
suprasīns jeb amonjaka ūdens, kas satur, kā norāda nosaukums, izšķīdinātu amonjaku, kā arī fenolu, sērūdeņradi un citas vielas;
kokss ir ciets koksēšanas atlikums, gandrīz tīrs ogleklis.

Koksu izmanto dzelzs un tērauda ražošanā, amonjaku izmanto slāpekļa un kombinēto mēslojumu ražošanā, un organisko koksēšanas produktu nozīmi diez vai var pārvērtēt.

Secinājums: tādējādi nafta, ar to saistītā nafta un dabasgāzes, ogles ir ne tikai visvērtīgākie ogļūdeņražu avoti, bet arī daļa no unikālas neaizvietojamo krājumu dabas resursi, kuru rūpīga un saprātīga izmantošana - nepieciešamais nosacījums progresīva cilvēku sabiedrības attīstība.

Dabiskie ogļūdeņražu avoti ir fosilais kurināmais. Lielākā daļa organisko vielu tiek iegūtas no dabīgiem avotiem. Organisko savienojumu sintēzes procesā kā izejvielas izmanto dabas un pavadgāzes, akmeņogles un brūnogles, naftu, degslānekli, kūdru, dzīvnieku un augu izcelsmes produktus.

Kāds ir dabasgāzes sastāvs

Dabasgāzes kvalitatīvais sastāvs sastāv no divām sastāvdaļu grupām: organiskās un neorganiskās.

Organiskās sastāvdaļas ietver: metānu - CH4; propāns - C3H8; butāns - C4H10; etāns - C2H4; smagāki ogļūdeņraži ar vairāk nekā pieciem oglekļa atomiem. Neorganiskās sastāvdaļas ietver sekojoši savienojumi: ūdeņradis (nelielos daudzumos) - H2; oglekļa dioksīds - CO2; hēlijs - Viņš; slāpeklis - N2; sērūdeņradis - H2S.

Kāds tieši būs konkrētā maisījuma sastāvs, ir atkarīgs no avota, tas ir, nogulsnes. Tie paši iemesli izskaidro dažādus fizikālās un ķīmiskās īpašības dabasgāze.

Ķīmiskais sastāvs
Dabasgāzes galvenā daļa ir metāns (CH4) - līdz 98%. Dabasgāze var saturēt arī smagākus ogļūdeņražus:
* etāns (C2H6),
* propāns (C3H8),
* butāns (C4H10)
- metāna homologi, kā arī citas vielas, kas nav ogļūdeņraži:
* ūdeņradis (H2),
* sērūdeņradi (H2S),
* oglekļa dioksīds (CO2),
* slāpeklis (N2),
* hēlijs (Viņš).

Dabasgāze ir bezkrāsaina un bez smaržas.

Lai identificētu noplūdi pēc smakas, gāzei pievieno nelielu daudzumu merkaptānu, kam ir spēcīga nepatīkama smaka.

Kādas ir dabasgāzes priekšrocības salīdzinājumā ar citiem degvielas veidiem?

1. Vienkāršota ekstrakcija (nav nepieciešama mākslīga sūknēšana)

2. gatavs lietošanai bez starpposma apstrādes (destilācijas)

transportēšana gan gāzveida, gan šķidrā stāvoklī.

4. minimālas emisijas kaitīgās vielas pēc sadegšanas.

5. jau gāzveida degvielas padeves ērtība tās sadegšanas laikā (zemākas aprīkojuma izmaksas šis tips degviela)

rezerves ir lielākas nekā citām degvielām (zemāka tirgus vērtība)

7. Izmantošana lielajās nozarēs tautsaimniecība nekā citiem degvielas veidiem.

pietiekamā daudzumā Krievijas dzīlēs.

9. Pašas degvielas emisijas negadījumu laikā ir mazāk toksiskas videi.

10. augsta degšanas temperatūra izmantošanai tautsaimniecības tehnoloģiskajās shēmās utt., utt.

Pielietojums ķīmiskajā rūpniecībā

To izmanto plastmasas, spirta, gumijas un organisko skābju ražošanai. Tikai izmantojot dabasgāzi, var sintezēt ķīmiskas vielas, kuras dabā vienkārši nevar atrast, piemēram, polietilēnu.

metānu izmanto kā izejvielu acetilēna, amonjaka, metanola un ūdeņraža cianīda ražošanā. Tajā pašā laikā dabasgāze ir galvenā izejvielu bāze amonjaka ražošanai. Gandrīz trīs ceturtdaļas no visa amonjaka tiek izmantotas slāpekļa mēslošanas līdzekļu ražošanai.

Ūdeņraža cianīds, ko iegūst no amonjaka, kopā ar acetilēnu kalpo par sākotnējo izejvielu dažādu sintētisko šķiedru ražošanai. No acetilēna var ražot dažādus lokšņu metālus, kurus plaši izmanto rūpniecībā un sadzīvē.

To izmanto arī acetāta zīda ražošanai.

Dabasgāze ir viena no labākie skati degviela, ko izmanto rūpnieciskām un sadzīves vajadzībām. Tās kā degvielas vērtība slēpjas arī tajā, ka šī minerāldegviela ir diezgan videi draudzīga. Kad tas deg, tajā parādās daudz mazāk kaitīgo vielu, salīdzinot ar citiem degvielas veidiem.

Svarīgākie naftas produkti

Rafinēšanas procesā no naftas iegūst degvielu (šķidru un gāzveida), smēreļļas un smērvielas, šķīdinātājus, atsevišķus ogļūdeņražus - etilēnu, propilēnu, metānu, acetilēnu, benzolu, toluolu, ksilo u.c., cietos un puscietos maisījumus. ogļūdeņraži (parafīns, vazelīns, cerezīns), naftas bitumens, ogle (kvēpi), naftas skābes un to atvasinājumi.

Šķidrā degviela, kas iegūta naftas pārstrādē, tiek sadalīta motordegvielā un katlu degvielā.

Gāzveida degviela ietver ogļūdeņražu sašķidrinātās deggāzes, ko izmanto komunālajiem pakalpojumiem. Tie ir propāna un butāna maisījumi dažādās attiecībās.

Smēreļļas, kas paredzētas šķidrai eļļošanai dažādās mašīnās un mehānismos, atkarībā no pielietojuma tiek sadalītas rūpnieciskajās, turbīnu, kompresoru, transmisijas, izolācijas un motoreļļās.

Smērvielas ir ar ziepēm, cietajiem ogļūdeņražiem un citiem biezinātājiem sabiezinātas naftas eļļas.

Atsevišķi ogļūdeņraži, kas iegūti naftas un naftas gāzu pārstrādē, kalpo kā izejvielas polimēru un organisko sintēzes produktu ražošanai.

No tiem svarīgākie ir ierobežojošie - metāns, etāns, propāns, butāns; nepiesātinātie – etilēns, propilēns; aromātisks - benzols, toluols, ksiloli. Arī naftas pārstrādes produkti ir piesātinātie ogļūdeņraži ar augstu molekulmasu (C16 un augstāku) - parafīni, cerezīni, ko izmanto parfimērijas rūpniecībā un kā biezinātājus smērvielu eļļošanai.

Naftas bitumens, kas iegūts no smago eļļu atlikumiem oksidējot, tiek izmantots ceļu būvei, jumta seguma materiālu ražošanai, asfalta laku un tipogrāfijas krāsu sagatavošanai u.c.

Viens no galvenajiem naftas pārstrādes produktiem ir motordegviela, kas ietver aviācijas un motorbenzīnu.

Kādi ir galvenie dabiskie ogļūdeņražu avoti, kurus jūs zināt?

Dabiskie ogļūdeņražu avoti ir fosilais kurināmais.

Lielākā daļa organisko vielu tiek iegūtas no dabīgiem avotiem. Organisko savienojumu sintēzes procesā kā izejvielas izmanto dabas un pavadgāzes, akmeņogles un brūnogles, naftu, degslānekli, kūdru, dzīvnieku un augu izcelsmes produktus.

12Nākamais ⇒

Atbildes uz 19.punktu

1. Kādi ir galvenie jums zināmie dabiskie ogļūdeņražu avoti?
Nafta, dabasgāze, slāneklis, ogles.

Kāds ir dabasgāzes sastāvs? Norādiet uz ģeogrāfiskā karte nozīmīgākās atradnes: a) dabasgāze; b) eļļa; c) ogles.

3. Kādas ir dabasgāzes priekšrocības salīdzinājumā ar citiem degvielas veidiem? Kādiem nolūkiem dabasgāze tiek izmantota ķīmiskajā rūpniecībā?
Dabasgāzi, salīdzinot ar citiem ogļūdeņražu avotiem, ir visvieglāk ražot, transportēt un apstrādāt.

Ķīmiskajā rūpniecībā dabasgāzi izmanto kā zemas molekulmasas ogļūdeņražu avotu.

4. Uzrakstiet reakcijas vienādojumus, lai iegūtu: a) acetilēnu no metāna; b) hloroprēna gumija no acetilēna; c) oglekļa tetrahlorīds no metāna.

5. Kā saistītās naftas gāzes atšķiras no dabasgāzes?
Saistītās gāzes ir eļļā izšķīdināti gaistoši ogļūdeņraži.

To izolēšana notiek destilējot. Atšķirībā no dabasgāzes to var izolēt jebkurā naftas atradņu attīstības stadijā.

6. Aprakstiet galvenos produktus, kas iegūti no saistītajām naftas gāzēm.
Galvenie produkti: metāns, etāns, propāns, n-butāns, pentāns, izobutāns, izopentāns, n-heksāns, n-heptāns, heksāns un heptāna izomēri.

Nosauciet svarīgākos naftas produktus, norādiet to sastāvu un pielietojuma jomas.

8. Kādas smēreļļas izmanto ražošanā?
Motoreļļas, transmisijas, rūpnieciskās, eļļošanas un dzesēšanas emulsijas metāla griešanas mašīnām u.c.

Kā tiek destilēta eļļa?

10. Kas ir naftas krekinga? Uzrakstiet ogļūdeņražu sadalīšanās reakciju vienādojumu Un šajā procesā.

Kāpēc tiešās eļļas destilācijas laikā ir iespējams iegūt ne vairāk kā 20% benzīna?
Tā kā benzīna frakcijas saturs eļļā ir ierobežots.

12. Kā termiskā krekinga atšķiras no katalītiskā krekinga? Norādiet termiskā un katalītiskā krekinga benzīna raksturlielumus.
Termiskās krekinga laikā ir nepieciešams uzsildīt reaģentus līdz augsta temperatūra, ar katalītisko - katalizatora ievadīšana samazina reakcijas aktivācijas enerģiju, kas ļauj būtiski samazināt reakcijas temperatūru.

Kā jūs varat praktiski atšķirt krekinga benzīnu no tiešā destilēta benzīna?
Krekinga benzīnam ir augstāks oktānskaitlis, salīdzinot ar tiešo destilētu benzīnu, t.i. ir izturīgāks pret detonāciju un ir ieteicams lietošanai iekšdedzes dzinējos.

14. Kas ir eļļas aromatizēšana? Uzrakstiet reakciju vienādojumus, kas izskaidro šo procesu.

Kādi ir galvenie produkti, ko iegūst no koksa oglēm?
Naftalīns, antracēns, fenantrēns, fenoli un ogļu eļļas.

16. Kā iegūst koksu un kur to izmanto?
Kokss ir ciets porains produkts pelēks, ko iegūst kokosriekstu ogles temperatūrā 950-1100 bez skābekļa pieejamības.

To izmanto čuguna kausēšanai, kā bezdūmu degvielu, reducētāju dzelzsrūda, dezintegrants sērijveida materiāliem.

17. Kādi ir galvenie saņemtie produkti:
a) no akmeņogļu darvas; b) no darvas ūdens; c) no koksa krāsns gāzes? Kur tās izmanto? Kādas organiskās vielas var iegūt no koksa krāsns gāzes?
a) benzols, toluols, naftalīns – ķīmiskā rūpniecība
b) amonjaks, fenoli, organiskās skābes – ķīmiskā rūpniecība
c) ūdeņradis, metāns, etilēns - degviela.

Atcerieties visus galvenos veidus, kā iegūt aromātiskie ogļūdeņraži. Kādas ir atšķirības starp metodēm aromātisko ogļūdeņražu iegūšanai no koksa ogļu un naftas produktiem? Uzrakstiet atbilstošo reakciju vienādojumus.
Tās atšķiras pēc ražošanas metodēm: primārā naftas rafinēšana ir balstīta uz dažādu frakciju fizikālo īpašību atšķirībām, un koksēšana ir balstīta tikai uz ķīmiskās īpašības ogles.

Paskaidrot, kā enerģētikas problēmu risināšanas procesā valstī tiks pilnveidoti dabisko ogļūdeņražu resursu pārstrādes un izmantošanas veidi.
Jaunu enerģijas avotu meklēšana, naftas ieguves un pārstrādes procesu optimizācija, jaunu katalizatoru izstrāde visas ražošanas izmaksu samazināšanai u.c.

20. Kādas ir saņemšanas izredzes šķidrā degviela no oglēm?
Nākotnē šķidrās degvielas ražošana no oglēm ir iespējama, ja tiek samazinātas tās ražošanas izmaksas.

1. uzdevums.

Ir zināms, ka gāze satur tilpuma daļas 0,9 metāns, 0,05 etāns, 0,03 propāns, 0,02 slāpeklis. Kāds gaisa daudzums būs nepieciešams, lai normālos apstākļos sadedzinātu 1 m3 šīs gāzes?

2. uzdevums.

Kāds gaisa tilpums (nr.) nepieciešams, lai sadedzinātu 1 kg heptāna?

Uzdevums 3. Aprēķināt, kāds tilpums (l) un kāda masa (kg) oglekļa monoksīda (IV) tiks iegūts, sadedzinot 5 mol oktānskaitli (nr.).

Galvenie ogļūdeņražu avoti uz mūsu planētas ir dabasgāze, eļļa Un ogles. Stabilākie no ogļūdeņražiem, piesātinātie un aromātiskie, ir izdzīvojuši miljoniem gadu ilgu saglabāšanos zemes zarnās.

Dabasgāze galvenokārt sastāv no metāns ar citu gāzveida alkānu, slāpekļa, oglekļa dioksīda un dažu citu gāzu piemaisījumiem; ogles satur galvenokārt policikliskas aromātiskie ogļūdeņraži.

Nafta, atšķirībā no dabasgāzes un oglēm, satur virkni sastāvdaļu:

Eļļā ir arī citas vielas: heteroatomiski organiskie savienojumi (satur sēru, slāpekli, skābekli un citus elementus), ūdens ar tajā izšķīdinātiem sāļiem, citu iežu cietās daļiņas un citi piemaisījumi.

Interesanti zināt, ka ogļūdeņraži ir sastopami arī kosmosā, tostarp uz citām planētām.

Piemēram, metāns veido ievērojamu Urāna atmosfēras daļu un ir atbildīgs par tā gaiši tirkīza krāsu, kas novērota caur teleskopu. Titāna atmosfēra lielākais satelīts Saturns, sastāv galvenokārt no slāpekļa, bet satur arī ogļūdeņražus metānu, etānu, propānu, etīnu, propīnu, butadīnu un to atvasinājumus; dažreiz tur līst metāns, un ogļūdeņražu upes ieplūst ogļūdeņražu ezeros uz Titāna virsmas.

Nepiesātināto ogļūdeņražu klātbūtne kopā ar piesātināto un molekulāro ūdeņradi ir saistīta ar saules starojuma ietekmi.

Mendeļejevam pieder frāze: "Eļļu dedzināt ir tas pats, kas karsēt krāsni ar banknotēm." Pateicoties naftas pārstrādes tehnoloģiju rašanās un attīstībai, 20. gadsimtā tā no parastas degvielas kļuva par visvērtīgāko. izejvielu avotsķīmiskajai rūpniecībai.

Pašlaik naftas produktus izmanto gandrīz visās nozarēs.

Primārā naftas rafinēšana ir sagatavošana, tas ir, eļļas attīrīšana no neorganiskiem piemaisījumiem un tajā izšķīdinātas naftas gāzes, un destilācija, tas ir, fiziskais iedalījums frakcijas atkarībā no viršanas temperatūras:

No mazuta, kas paliek pēc eļļas destilācijas plkst atmosfēras spiediens, vakuuma ietekmē tiek izolēti komponenti ar lielu molekulmasu, kas piemēroti pārstrādei minerāleļļās, motordegvielā un citos produktos, bet pārējais - darva- izmanto bitumena ražošanai.

Notiek pārstrāde eļļa, tiek pakļautas atsevišķas frakcijas ķīmiskās pārvērtības.

Tie ir krekinga, riforminga, izomerizācijas un daudzi citi procesi, kas ļauj iegūt nepiesātinātos un aromātiskos ogļūdeņražus, sazarotos alkānus un citus vērtīgus naftas produktus. Daļa no tiem tiek izlietoti augstas kvalitātes degvielas un dažādu šķīdinātāju ražošanai, bet daļa ir izejvielas jaunu organisko savienojumu un materiālu ražošanai visdažādākajām nozarēm.

Taču jāatceras, ka ogļūdeņražu rezerves dabā tiek papildinātas daudz lēnāk, nekā cilvēce tās patērē, un pats naftas produktu pārstrādes un sadedzināšanas process ievieš spēcīgas novirzes dabas ķīmiskajā līdzsvarā.

Protams, agri vai vēlu daba atjaunos līdzsvaru, taču tas var radīt nopietnas problēmas cilvēkiem. Tāpēc tas ir nepieciešams jaunas tehnoloģijas nākotnē izskaust ogļūdeņražu izmantošanu par degvielu.

Lai atrisinātu šādas globālas problēmas, tas ir nepieciešams fundamentālās zinātnes attīstība un dziļa izpratne par apkārtējo pasauli.

Savienojumi, kas sastāv tikai no oglekļa un ūdeņraža atomiem.

Ogļūdeņražus iedala cikliskajos (karbocikliskajos savienojumos) un acikliskajos.

Cikliskie (karbocikliskie) ir savienojumi, kas satur vienu vai vairākus ciklus, kas sastāv tikai no oglekļa atomiem (atšķirībā no heterocikliskiem savienojumiem, kas satur heteroatomus - slāpekli, sēru, skābekli utt.). Karbocikliskos savienojumus savukārt iedala aromātiskajos un nearomātiskajos (alicikliskajos) savienojumos.

Acikliskie ogļūdeņraži ietver organiskos savienojumus, kuru oglekļa skeleta molekulas ir atvērtas ķēdes.

Šīs ķēdes var veidot no vienkāršām saitēm (alkāniem), satur vienu dubultsaiti (alkānus), divas vai vairākas dubultsaites (diēnus vai poliēnus) vai vienu trīskāršu saiti (alkīnus).

Kā jūs zināt, oglekļa ķēdes ir daļa no lielākās daļas organisko vielu. Tādējādi ogļūdeņražu izpēte ir īpaši svarīga, jo šie savienojumi ir citu organisko savienojumu klašu strukturālais pamats.

Turklāt ogļūdeņraži, īpaši alkāni, ir galvenie dabiskie organisko savienojumu avoti un svarīgāko rūpniecisko un laboratorijas sintēžu pamatā (1. shēma).

Jūs jau zināt, ka ogļūdeņraži ir vissvarīgākais ķīmiskās rūpniecības izejvielu veids. Savukārt ogļūdeņraži ir diezgan plaši izplatīti dabā un tos var izolēt no dažādiem dabas avotiem: naftas, saistītās naftas un dabasgāzes, akmeņoglēm. Apskatīsim tos tuvāk.

Eļļa- dabisks komplekss ogļūdeņražu maisījums, galvenokārt lineāras un sazarotas struktūras alkāni, kas molekulās satur no 5 līdz 50 oglekļa atomiem, ar citām organiskām vielām. Tās sastāvs būtiski ir atkarīgs no ieguves vietas (nogulsnes papildus alkāniem, tas var saturēt cikloalkānus un aromātiskos ogļūdeņražus).

Eļļas gāzveida un cietās sastāvdaļas tiek izšķīdinātas tās šķidrajās sastāvdaļās, kas nosaka tās agregācijas stāvokli. Eļļa ir eļļains šķidrums ar tumšu (brūnu līdz melnu) krāsu ar raksturīgu smaržu, nešķīst ūdenī. Tā blīvums ir mazāks nekā ūdens blīvums, tāpēc, nokļūstot tajā eļļai, tā izkliedējas pa virsmu, neļaujot ūdenī izšķīst skābeklim un citām gaisa gāzēm. Acīmredzami, ka nafta, nonākot dabiskajās ūdenstilpēs, izraisa mikroorganismu un dzīvnieku nāvi, izraisot vides katastrofas un pat katastrofas. Ir baktērijas, kas var izmantot eļļas komponentus kā pārtiku, pārvēršot to nekaitīgos savas vitālās darbības produktos. Ir skaidrs, ka šo baktēriju kultūru izmantošana ir videi draudzīgākais un daudzsološākais veids, kā cīnīties pret vides piesārņojumu ar eļļu tās ražošanas, transportēšanas un pārstrādes laikā.

Dabā nafta un ar to saistītā naftas gāze, kas tiks apspriesta turpmāk, aizpilda zemes iekšpuses dobumus. Tā kā eļļa ir dažādu vielu maisījums, tai nav pastāvīgas viršanas temperatūras. Ir skaidrs, ka katra tā sastāvdaļa maisījumā saglabā savas individuālās fizikālās īpašības, kas ļauj sadalīt eļļu tā sastāvdaļās. Lai to izdarītu, to attīra no mehāniskiem piemaisījumiem un sēru saturošiem savienojumiem un pakļauj tā sauktajai frakcionētai destilācijai jeb rektifikācijai.

Frakcionālā destilācija ir fizikāla metode komponentu maisījuma atdalīšanai ar dažādiem viršanas punktiem.

Destilāciju veic īpašās iekārtās - destilācijas kolonnās, kurās atkārtojas eļļā esošo šķidro vielu kondensācijas un iztvaikošanas cikli (9. att.).

Tvaiki, kas veidojas vielu maisījumam vāroties, tiek bagātināti ar zemākas viršanas (t.i., zemākas temperatūras) komponentu. Šos tvaikus savāc, kondensē (atdzesē līdz vārīšanās temperatūrai) un atkal uzvāra. Šajā gadījumā veidojas tvaiki, kas ir vēl vairāk bagātināti ar zemu viršanas temperatūru. Šos ciklus atkārtojot daudzas reizes, ir iespējams panākt gandrīz pilnīgu maisījumā esošo vielu atdalīšanu.

Destilācijas kolonna saņem eļļu, kas uzkarsēta cauruļu krāsnī līdz 320-350 °C temperatūrai. Destilācijas kolonnai ir horizontālas starpsienas ar caurumiem - tā sauktās paplātes, uz kurām notiek eļļas frakciju kondensācija. Frakcijas ar zemu viršanas temperatūru uzkrājas uz augstākajām, bet ar augstu viršanas temperatūru - uz zemākajām.

Rektifikācijas procesā eļļa tiek sadalīta šādās frakcijās:

Rektifikācijas gāzes ir zemas molekulmasas ogļūdeņražu maisījums, galvenokārt propāns un butāns, ar viršanas temperatūru līdz 40 ° C;

Benzīna frakcija (benzīns) - ogļūdeņraži ar sastāvu no C 5 H 12 līdz C 11 H 24 (viršanas temperatūra 40-200 ° C); ar smalkāku šīs frakcijas atdalīšanu iegūst benzīnu (petrolēteri, 40-70 °C) un benzīnu (70-120 °C);

Ligroīna frakcija - ogļūdeņraži ar sastāvu no C8H18 līdz C14H30 (viršanas temperatūra 150-250 °C);

Petrolejas frakcija - ogļūdeņraži ar sastāvu no C12H26 līdz C18H38 (viršanas temperatūra 180-300 °C);

Dīzeļdegviela - ogļūdeņraži ar sastāvu no C13H28 līdz C19H36 (viršanas temperatūra 200-350 °C).

Atlikušais eļļas destilācijas apjoms ir mazuts- satur ogļūdeņražus ar oglekļa atomu skaitu no 18 līdz 50. Destilējot pazeminātā spiedienā no mazuta, iegūst dīzeļdegvielu (C18H28-C25H52), smēreļļas (C28H58-C38H78), vazelīnu un parafīnu - zemas kušanas maisījumus cietajiem ogļūdeņražiem. Mazuta destilācijas cietos atlikumus - darvu un tā pārstrādes produktus - bitumu un asfaltu izmanto ceļu segumu izgatavošanai.

Eļļas rektifikācijas rezultātā iegūtie produkti tiek pakļauti ķīmiskai apstrādei, kas ietver vairākus sarežģītus procesus. Viens no tiem ir naftas produktu plaisāšana. Jūs jau zināt, ka degvieleļļa tiek sadalīta komponentos zem pazemināta spiediena. Tas izskaidrojams ar to, ka atmosfēras spiedienā tā sastāvdaļas sāk sadalīties pirms viršanas temperatūras sasniegšanas. Tas ir tieši plaisāšanas pamats.

Krekings - naftas produktu termiskā sadalīšanās, kā rezultātā veidojas ogļūdeņraži ar mazāku oglekļa atomu skaitu molekulā.

Ir vairāki krekinga veidi: termiskā, katalītiskā krekinga, augstspiediena krekinga un samazināšanas krekinga.

Termiskā plaisāšana ietver ogļūdeņražu molekulu ar garu oglekļa ķēdi sadalīšanu īsākās augstas temperatūras (470–550 ° C) ietekmē. Šīs šķelšanās laikā kopā ar alkāniem veidojas alkēni.

IN vispārējs skatsšo reakciju var uzrakstīt šādi:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
alkāns alkāns alkēns
ar garu ķēdi

Iegūtos ogļūdeņražus var atkal sašķelt, veidojot alkānus un alkēnus ar vēl īsāku oglekļa atomu ķēdi molekulā:

Parastā termiskā krekinga rezultātā tiek iegūts daudz zemas molekulmasas gāzveida ogļūdeņražu, ko var izmantot kā izejvielas spirtu ražošanai. karbonskābes, augstas molekulmasas savienojumi (piemēram, polietilēns).

Katalītiskā krekinga rodas katalizatoru klātbūtnē, kuros izmantoti dabīgie alumīnija silikāti ar sastāvu RA1203" T8Iu2-

Plaisāšana, izmantojot katalizatorus, noved pie ogļūdeņražu veidošanās ar sazarotu vai slēgtu oglekļa atomu ķēdi molekulā. Šādas struktūras ogļūdeņražu saturs motordegvielā ievērojami paaugstina tās kvalitāti, galvenokārt detonācijas pretestību - benzīna oktānskaitli.

Naftas produktu plaisāšana notiek augstā temperatūrā, tāpēc bieži veidojas oglekļa nogulsnes (kvēpi), kas piesārņo katalizatora virsmu, kas krasi samazina tā aktivitāti.

Katalizatora virsmas tīrīšana no oglekļa nogulsnēm - tā reģenerācija - ir galvenais nosacījums katalītiskā krekinga praktiskai īstenošanai. Vienkāršākais un lētākais katalizatora reģenerācijas veids ir tā grauzdēšana, kuras laikā oglekļa nogulsnes tiek oksidētas ar atmosfēras skābekli. Gāzveida oksidācijas produkti (galvenokārt oglekļa dioksīds un sēra dioksīds) tiek noņemti no katalizatora virsmas.

Katalītiskā krekinga ir neviendabīgs process, kurā piedalās cietas (katalizators) un gāzveida (ogļūdeņraža tvaiki) vielas. Ir acīmredzams, ka katalizatora reģenerācija – cieto kvēpu mijiedarbība ar atmosfēras skābekli – arī ir neviendabīgs process.

Heterogēnas reakcijas(gāze - cieta) plūst ātrāk, palielinoties cietās vielas virsmas laukumam. Tāpēc katalizators tiek sasmalcināts, un tā reģenerācija un ogļūdeņražu krekinga tiek veikta “šķiedru gultā”, kas jums pazīstama no sērskābes ražošanas.

Krekinga izejviela, piemēram, gāzeļļa, nonāk koniskā reaktorā. Reaktora apakšējai daļai ir mazāks diametrs, tāpēc izejvielu tvaiku plūsmas ātrums ir ļoti augsts. Pārvietojas ar liels ātrums gāze uztver katalizatora daļiņas un aiznes tās augšējā daļa reaktors, kur tā diametra pieauguma dēļ plūsmas ātrums samazinās. Gravitācijas ietekmē katalizatora daļiņas nokrīt reaktora apakšējā, šaurākā daļā, no kurienes tās atkal tiek vestas uz augšu. Tādējādi katrs katalizatora graudiņš ir iekšā pastāvīga kustība un no visām pusēm mazgā ar gāzveida reaģentu.

Daži katalizatora graudi iekļūst reaktora ārējā, platākajā daļā un, nesastopoties ar gāzes plūsmas pretestību, nokrīt uz apakšējo daļu, kur tos uztver gāzes plūsma un pārnes reģeneratorā. Tur, "šķiedrā slāņa" režīmā, katalizators tiek apdedzināts un atgriezts reaktorā.

Tādējādi katalizators cirkulē starp reaktoru un reģeneratoru, un no tiem tiek noņemti plaisāšanas un grauzdēšanas gāzveida produkti.

Krekinga katalizatoru izmantošana ļauj nedaudz palielināt reakcijas ātrumu, samazināt tā temperatūru un uzlabot krekinga produktu kvalitāti.

Iegūtajiem benzīna frakcijas ogļūdeņražiem galvenokārt ir lineāra struktūra, kas izraisa iegūtā benzīna zemu detonācijas pretestību.

Jēdzienu “triecienizturība” aplūkosim vēlāk, pagaidām tikai atzīmēsim, ka ogļūdeņražiem ar sazarotas struktūras molekulām ir ievērojami lielāka detonācijas pretestība. Krekinga laikā izveidotajā maisījumā ir iespējams palielināt izomēru sazaroto ogļūdeņražu īpatsvaru, pievienojot sistēmai izomerizācijas katalizatorus.

Naftas laukos parasti ir lielas tā sauktās saistītās naftas gāzes uzkrāšanās, kas sakrājas virs naftas zemes garozā un daļēji izšķīst tajā virsējo iežu spiediena ietekmē. Tāpat kā nafta, saistītā naftas gāze ir vērtīgs dabisks ogļūdeņražu avots. Tas satur galvenokārt alkānus, kuru molekulas satur no 1 līdz 6 oglekļa atomiem. Ir acīmredzams, ka saistītās naftas gāzes sastāvs ir daudz nabadzīgāks nekā naftas. Tomēr, neskatoties uz to, to plaši izmanto gan kā degvielu, gan kā ķīmiskās rūpniecības izejvielu. Tikai pirms dažām desmitgadēm lielākajā daļā naftas atradņu saistītā naftas gāze tika sadedzināta kā nederīgs papildinājums naftai. Pašlaik, piemēram, Surgutā, Krievijas bagātākajās naftas rezervēs, pasaulē lētākā elektroenerģija tiek ražota, par kurināmo izmantojot saistīto naftas gāzi.

Kā jau minēts, saistītā naftas gāze, salīdzinot ar dabasgāzi, ir bagātāka ar dažādiem ogļūdeņražiem. Sadalot tos daļās, mēs iegūstam:

Gāzes benzīns ir ļoti gaistošs maisījums, kas sastāv galvenokārt no lentāna un heksāna;

Propāna-butāna maisījums, kas, kā norāda nosaukums, sastāv no propāna un butāna un viegli pārvēršas šķidrā stāvoklī, kad spiediens palielinās;

Sausā gāze ir maisījums, kas satur galvenokārt metānu un etānu.

Benzīns, būdams gaistošu komponentu maisījums ar mazu molekulmasu, labi iztvaiko pat zemā temperatūrā. Tas ļauj izmantot benzīnu kā degvielu iekšdedzes dzinējiem Tālajos Ziemeļos un kā piedevu motordegvielai, atvieglojot dzinēju iedarbināšanu ziemas apstākļos.

Propāna-butāna maisījumu sašķidrinātās gāzes veidā izmanto kā mājsaimniecības degvielu (jūsu mājā pazīstamie gāzes baloni) un šķiltavu uzpildīšanai. Autotransporta pakāpeniska pāreja uz sašķidrināto gāzi ir viens no galvenajiem veidiem, kā pārvarēt globālo degvielas krīzi un risināt vides problēmas.

Sausā gāze, kuras sastāvs ir tuvu dabasgāzei, tiek plaši izmantota arī kā degviela.

Tomēr saistītās naftas gāzes un tās sastāvdaļu izmantošana par degvielu nebūt nav visdaudzsološākais veids, kā to izmantot.

Daudz efektīvāk ir izmantot saistītās naftas gāzes sastāvdaļas kā ķīmiskās ražošanas izejvielas. No alkāniem, kas veido saistīto naftas gāzi, iegūst ūdeņradi, acetilēnu, nepiesātinātos un aromātiskos ogļūdeņražus un to atvasinājumus.

Gāzveida ogļūdeņraži var ne tikai pavadīt naftu zemes garozā, bet arī veidot neatkarīgus uzkrājumus – dabasgāzes atradnes.

Dabasgāze - gāzveida piesātināto ogļūdeņražu maisījums ar zemu molekulmasu. Dabasgāzes galvenā sastāvdaļa ir metāns, kura īpatsvars atkarībā no lauka svārstās no 75 līdz 99% pēc tilpuma. Papildus metānam dabasgāze ietver etānu, propānu, butānu un izobutānu, kā arī slāpekli un oglekļa dioksīdu.

Tāpat kā saistītā nafta, dabasgāze tiek izmantota gan kā degviela, gan kā izejviela dažādu organisko un neorganisko vielu ražošanai. Jūs jau zināt, ka no metāna, dabasgāzes galvenās sastāvdaļas, iegūst ūdeņradi, acetilēnu un metilspirtu, formaldehīdu un skudrskābi, kā arī daudzas citas organiskas vielas. Dabasgāzi izmanto kā kurināmo spēkstacijās, katlu sistēmās dzīvojamo un rūpniecisko ēku ūdens sildīšanai, domnu un martenu rūpniecībā. Uzsitot sērkociņu un iededzinot gāzi pilsētas mājas virtuves gāzes plītī, jūs “iedarbināt” dabasgāzes veidojošo alkānu oksidēšanās ķēdes reakciju. Papildus naftai, dabiskajām un saistītajām naftas gāzēm ogles ir dabisks ogļūdeņražu avots. 0n veido biezus slāņus zemes zarnās, tā pārbaudītās rezerves ievērojami pārsniedz naftas rezerves. Tāpat kā eļļa, ogles satur lielu daudzumu dažādu 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 aptuveni 1000 °C temperatūrā, veidojas:

Tādējādi saistītās naftas un dabasgāzes, ogles ir ne tikai vērtīgākie ogļūdeņražu avoti, bet arī daļa no unikālas neaizstājamu dabas resursu noliktavas, kuru rūpīga un saprātīga izmantošana ir nepieciešams nosacījums progresīvai cilvēku sabiedrības attīstībai.

1. Uzskaitiet galvenos dabiskos ogļūdeņražu avotus. Kādas organiskās vielas ir iekļautas katrā no tām? Kas kopīgs viņu kompozīcijām?

2. Raksturojiet eļļas fizikālās īpašības. Kāpēc tam nav nemainīga viršanas temperatūra?

3. Apkopojot mediju ziņojumus, aprakstiet naftas noplūdes izraisītās vides katastrofas un to, kā pārvarēt to sekas.

4. Kas ir labošana? Uz ko balstās šis process? Nosauciet eļļas rektifikācijas rezultātā iegūtās frakcijas. Kā viņi atšķiras viens no otra?

5. Kas ir krekinga? Dodiet vienādojumus trim reakcijām, kas atbilst naftas produktu krekingam.

6. Kādus krekinga veidus jūs zināt? Kas šiem procesiem ir kopīgs? Kā viņi atšķiras viens no otra? Kas ir principiāla atšķirība dažāda veida krekinga produkti?

7. Kāpēc saistītajai naftas gāzei ir šāds nosaukums? Kādas ir tās galvenās sastāvdaļas un to pielietojums?

8. Kā dabasgāze atšķiras no saistītās naftas gāzes? Kas kopīgs viņu kompozīcijām? Norādiet sadegšanas reakcijas vienādojumus visām jums zināmajām saistītās naftas gāzes sastāvdaļām.

9. Norādiet reakciju vienādojumus, pēc kuriem var iegūt benzolu no dabasgāzes. Norādiet šo reakciju nosacījumus.

10. Kas ir koksēšana? Kādi ir tā produkti un to sastāvs? Norādiet reakciju vienādojumus, kas raksturīgi jums zināmajiem koksa ogļu produktiem.

11. Paskaidrojiet, kāpēc naftas, ogļu un saistītās naftas gāzes dedzināšana nebūt nav racionālākais veids, kā tos izmantot.

Dabiskie ogļūdeņražu avoti ir fosilais kurināmais – nafta un

gāze, ogles un kūdra. Jēlnaftas un gāzes atradnes radās pirms 100-200 miljoniem gadu

atpakaļ no mikroskopiskām jūras augi un dzīvnieki, kas izrādījās

iekļauts nogulumiežu iežos, kas veidojas jūras gultnē, Atšķirībā no

Šīs ogles un kūdra sāka veidoties pirms 340 miljoniem gadu no augiem,

aug uz zemes.

Dabasgāze un jēlnafta parasti tiek atrasta ar ūdeni

eļļu saturošie slāņi, kas atrodas starp iežu slāņiem (2. att.). Termiņš

“dabasgāze” attiecas arī uz gāzēm, kas veidojas dabas apstākļos

apstākļi, kas rodas ogļu sadalīšanās rezultātā. Dabasgāze un jēlnafta

tiek izstrādāti visos kontinentos, izņemot Antarktīdu. Lielākais

Dabasgāzes ražotāji pasaulē ir Krievija, Alžīrija, Irāna un

Amerikas Savienotās Valstis. Lielākie ražotāji jēlnafta ir

Venecuēla, Saūda Arābija, Kuveita un Irāna.

Dabasgāze galvenokārt sastāv no metāna (1. tabula).

Jēlnafta ir eļļains šķidrums, kura krāsa var atšķirties

būt ļoti daudzveidīgam - no tumši brūnas vai zaļas līdz gandrīz

bezkrāsains. Tas satur liels skaits alkāni. Starp tiem ir

taisni alkāni, sazaroti alkāni un cikloalkāni ar atomu skaitu

ogleklis no pieciem līdz 40. Šo cikloalkānu rūpnieciskais nosaukums ir nachta. IN

jēlnafta satur arī aptuveni 10% aromātisko

ogļūdeņraži, kā arī neliels daudzums citu savienojumu, kas satur

sērs, skābeklis un slāpeklis.

1. tabula Dabasgāzes sastāvs

Ogles ir vecākais avots enerģija, ar kuru jūs esat pazīstams

cilvēce. Tas ir minerāls (3. att.), kas veidojies no

augu viela metamorfisma procesā. Metamorfisks

tiek saukti klintis, kuras sastāvs apstākļos ir mainījies

augsts spiediens, kā arī augsta temperatūra. Pirmā posma produkts in

ogļu veidošanās process ir kūdra, kas ir

sadalītās organiskās vielas. Ogles veidojas no kūdras pēc

to klāj nogulumieži. Šos nogulumiežu iežus sauc

pārslogots. Pārslogoti nogulumi samazina kūdras mitruma saturu.

Ogļu klasifikācijā tiek izmantoti trīs kritēriji: tīrība (noteikts

relatīvais oglekļa saturs procentos); tips (definēts

sākotnējās augu vielas sastāvs); pakāpe (atkarībā no

metamorfisma pakāpe).

2. tabula Dažu degvielu oglekļa saturs un to siltumspēja

spēja

Zemākās kvalitātes fosilo ogļu veidi ir brūnogles un

brūnogles (2. tabula). Tie ir vistuvāk kūdrai un ir relatīvi raksturoti

raksturo zemāks mitruma saturs un tiek plaši izmantots

nozare. Sausākais un cietākais ogļu veids ir antracīts. Viņa

izmanto māju apkurei un ēdiena gatavošanai.

Pēdējā laikā, pateicoties tehnoloģiju attīstībai, tas ir kļuvis arvien vairāk

ekonomiska ogļu gazifikācija. Ogļu gazifikācijas produkti ietver

oglekļa monoksīds, oglekļa dioksīds, ūdeņradis, metāns un slāpeklis. Tie tiek izmantoti

kā gāzveida degvielu vai kā izejvielu dažādu

ķīmiskie produkti un mēslojums.

Kalpo ogles, kā aprakstīts tālāk svarīgs avots izejvielas iegūšanai

aromātiskie savienojumi. Ogles pārstāv

ir sarežģīts ķīmisko vielu maisījums, kas ietver oglekli,

ūdeņradis un skābeklis, kā arī neliels daudzums slāpekļa, sēra un citu piemaisījumu

elementi. Turklāt ogļu sastāvs atkarībā no tā veida ietver

dažāds mitruma daudzums un dažādi minerāli.

Ogļūdeņraži dabā sastopami ne tikai fosilā kurināmā, bet arī

dažos materiālos bioloģiskā izcelsme. Dabīgais kaučuks

ir dabiska ogļūdeņraža polimēra piemērs. gumijas molekula

sastāv no tūkstošiem struktūrvienību, kas pārstāv metilbuta-1,3-diēnu

(izoprēns);

Dabīgais kaučuks. Aptuveni 90% dabīgā kaučuka, kas

pašlaik iegūst visā pasaulē, iegūts no Brazīlijas

gumijas koks Hevea brasiliensis, kultivēts galvenokārt in

Āzijas ekvatoriālās valstis. Šī koka sula, kas ir latekss

(polimēra koloidāls ūdens šķīdums), kas savākts no griezumiem, kas veikti ar nazi

mizu Latekss satur aptuveni 30% gumijas. Viņa sīkie gabaliņi

suspendēts ūdenī. Sulu ielej alumīnija traukos, kur pievieno skābi,

izraisot gumijas koagulāciju.

Arī daudzi citi dabiskie savienojumi satur izoprēna struktūras.

fragmenti. Piemēram, limonēns satur divas izoprēna vienības. Limonēns

ir galvenais neatņemama sastāvdaļa eļļas, kas iegūtas no citrusaugļu mizām,

piemēram, citroni un apelsīni. Šis savienojums pieder savienojuma klase,

sauc par terpēniem. Terpēnu molekulās ir 10 oglekļa atomi (C).

10-savienojumi) un ietver divus izoprēna fragmentus, kas savienoti viens ar otru

viens otru secīgi (“galva līdz astei”). Savienojumi ar četriem izoprēniem

fragmentus (C 20 savienojumus) sauc par diterpēniem, un ar sešiem

izoprēna fragmenti - triterpēni (C 30 savienojumi). skvalēns,

kas ir atrodams haizivju aknu eļļā, ir triterpēns.

Tetraterpēni (C 40 savienojumi) satur astoņus izoprēnus

fragmenti. Tetraterpēni ir atrodami augu un dzīvnieku tauku pigmentos

izcelsmi. To krāsa ir saistīta ar garu konjugātu sistēmu

dubultās saites. Piemēram, β-karotīns ir atbildīgs par raksturīgo oranžo krāsu

burkānu krāsošana.

Naftas un ogļu pārstrādes tehnoloģija

19. gadsimta beigās. Siltumenerģijas, transporta, mašīnbūves, militārās un vairāku citu nozaru progresa ietekmē pieprasījums ir neizmērojami pieaudzis un radusies steidzama vajadzība pēc jauniem degvielas un ķīmisko produktu veidiem.

Šajā laikā radās un strauji attīstījās naftas pārstrādes nozare. Milzīgu impulsu naftas pārstrādes nozares attīstībai deva ar naftas produktiem darbināma iekšdedzes dzinēja izgudrojums un straujā izplatība. Intensīvi attīstījās arī ogļu pārstrādes tehnoloģija, kas ne tikai kalpo kā viens no galvenajiem kurināmā veidiem, bet, kas īpaši jāatzīmē, apskatāmajā periodā kļuva par ķīmiskās rūpniecības nepieciešamu izejvielu. Galvenā loma šajā jautājumā piederēja koksa ķīmijai. Koksa rūpnīcas, kas iepriekš piegādāja koksu dzelzs un tērauda rūpniecībai, pārvērtās par koksa ķīmijas uzņēmumiem, kas ražoja arī vairākus vērtīgus ķīmiskos produktus: koksa krāsns gāzi, jēlbenzolu, akmeņogļu darvu un amonjaku.

Pamatojoties uz naftas un ogļu pārstrādes produktiem, sāka attīstīties sintētisko organisko vielu un materiālu ražošana. Tos plaši izmanto kā izejvielas un pusfabrikātus dažādās ķīmiskās rūpniecības nozarēs.

Biļete Nr.10

Dabiskie ogļūdeņražu avoti. Dabiskie ogļūdeņražu avoti – Knowledge Hipermārkets

Atbildes uz 19.punktu

Saistītie raksti

Izlasi arī