Galvenie dabiskie ogļūdeņražu avoti ir. Dabiskie ogļūdeņražu avoti, to pārstrāde

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 slāņiem klintis(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

būt ļoti daudzveidīgam - no tumši brūnas vai zaļas līdz gandrīz

bezkrāsains. Tas satur lielu skaitu alkānu. 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, un arī ne liels skaits citus savienojumus, 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

sauc par iežiem, kuru sastāvs ir mainījies apstākļos

augsts spiediens, un arī augstas temperatūras. 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.

IN pēdējā laikā Pateicoties tehnoloģiju attīstībai, to kļūst 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 ražošanai

ķīmiskie produkti un mēslojums.

Kā norādīts turpmāk, ogles ir svarīgs izejvielu avots to ražošanai

aromātiskie savienojumi. Ogles pārstāv

sarežģīts maisījums ķīmiskās vielas, kas satur oglekli,

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

elementi. Turklāt ogļu sastāvs atkarībā no tā veida ietver

atšķirīgs daudzums mitrums un dažādi minerāli.

Ogļūdeņraži dabiski 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 rafinēšanas tehnoloģija un ogles

IN XIX beigas V. Progresa ietekmē siltumenerģētikas, transporta, mašīnbūves, militārās un vairākās citās nozarēs neizmērojami pieaudzis pieprasījums un radusies steidzama vajadzība pēc jauniem degvielas un ķīmisko produktu veidiem.

Šajā laikā radās un strauji attīstījās naftas pārstrādes nozare. Milzīgu stimulu naftas pārstrādes nozares attīstībai deva dzinēja izgudrojums un straujā izplatība. iekšējā degšana, kas darbojas ar naftas produktiem. 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 melnās metalurģijas rūpniecībai, pārvērtās par koksa ķīmijas uzņēmumiem, kas ražoja arī virkni vērtīgu ķīmiskie produkti: koksa krāsns gāze, jēlbenzols, akmeņogļu darva un amonjaks.

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

Biļete Nr.10

Ogļu sausā destilācija.

Aromātiskie ogļūdeņraži tiek iegūti galvenokārt no ogļu sausās destilācijas. Karsējot ogles retortēs vai koksēšanas krāsnīs bez gaisa piekļuves 1000–1300 °C temperatūrā, ogļu organiskās vielas sadalās, veidojot cietus, šķidrus un gāzveida produktus.

Sausās destilācijas cietais produkts - kokss - ir poraina masa, kas sastāv no oglekļa ar pelnu piejaukumu. Koksu ražo milzīgos daudzumos, un to galvenokārt patērē metalurģijas rūpniecība kā reducētāju metālu (galvenokārt dzelzs) ražošanā no rūdām.

Sausās destilācijas šķidrie produkti ir melna viskoza darva (akmeņogļu darva), un amonjaku saturošais ūdens slānis ir amonjaka ūdens. Akmeņogļu darvu iegūst vidēji 3% no sākotnējās ogles svara. Amonjaka ūdens ir viens no svarīgākajiem amonjaka avotiem. Ogļu sausās destilācijas gāzveida produktus sauc par koksa krāsns gāzi. Koksa krāsns gāzei ir atšķirīgs sastāvs atkarībā no ogļu veida, koksēšanas režīma utt. Koksa krāsns gāze, kas iegūta koksa krāsns akumulatoros, tiek izvadīta caur virkni absorbētāju, kas uztver darvas, amonjaka un vieglās eļļas tvaikus. Vieglā eļļa, ko iegūst, kondensējot no koksa krāsns gāzes, satur 60% benzola, toluola un citus ogļūdeņražus. Lielāko daļu benzola (līdz 90%) iegūst šādā veidā un tikai nelielu daļu iegūst, frakcionējot akmeņogļu darvu.

Akmeņogļu darvas apstrāde. Akmeņogļu darvai ir melnas sveķainas masas izskats ar raksturīgu smaržu. Pašlaik no akmeņogļu darvas ir izolēti vairāk nekā 120 dažādi produkti. To vidū ir aromātiskie ogļūdeņraži, kā arī skāba rakstura aromātiskās skābekli saturošas vielas (fenoli), bāziskas dabas slāpekli saturošas vielas (piridīns, hinolīns), sēru saturošas vielas (tiofēns) utt.

Akmeņogļu darva tiek pakļauta frakcionētai destilācijai, kā rezultātā veidojas vairākas frakcijas.

Vieglā eļļa satur benzolu, toluolu, ksilolu un dažus citus ogļūdeņražus. Vidēja jeb karboliskā eļļa satur vairākus fenolus.

Smagā vai kreozota eļļa: no ogļūdeņražiem smagā eļļa satur naftalīnu.

Ogļūdeņražu iegūšana no naftas Eļļa ir viens no galvenajiem aromātisko ogļūdeņražu avotiem. Lielākā daļa sugu

eļļa satur tikai ļoti neliels daudzums aromātiskie ogļūdeņraži. No vietējām eļļām Urālu (Permas) lauka eļļa ir bagāta ar aromātiskiem ogļūdeņražiem. Otrā Baku eļļa satur līdz 60% aromātisko ogļūdeņražu.

Aromātisko ogļūdeņražu trūkuma dēļ tagad tiek izmantota “eļļas aromatizācija”: naftas produkti tiek karsēti aptuveni 700 °C temperatūrā, kā rezultātā no naftas sadalīšanās produktiem var iegūt 15–18% aromātisko ogļūdeņražu.

32. Aromātisko ogļūdeņražu sintēze, fizikālās un ķīmiskās īpašības

1. Sintēze no aromātiskajiem ogļūdeņražiem un taukskābju halo atvasinājumi katalizatoru klātbūtnē (Friedel-Crafts sintēze).

2. Sintēze no aromātisko skābju sāļiem.

Kad aromātisko skābju sausos sāļus karsē ar nātrija kaļķi, sāļi sadalās, veidojot ogļūdeņražus. Šī metode ir līdzīga taukaino ogļūdeņražu iegūšanai.

3. Sintēze no acetilēna. Šī reakcija ir interesanta kā piemērs benzola sintēzei no taukainiem ogļūdeņražiem.

Kad acetilēns tiek izvadīts caur uzkarsētu katalizatoru (pie 500 °C), acetilēna trīskāršās saites tiek sarautas un trīs tā molekulas polimerizējas vienā benzola molekulā.

Fizikālās īpašības Aromātiskie ogļūdeņraži ir šķidrumi vai cietvielas Ar

raksturīga smarža. Ogļūdeņraži, kuru molekulās ir ne vairāk kā viens benzola gredzens, ir vieglāki par ūdeni. Aromātiskie ogļūdeņraži nedaudz šķīst ūdenī.

Aromātisko ogļūdeņražu IR spektrus galvenokārt raksturo trīs jomas:

1) aptuveni 3000 cm-1, pateicoties C-H stiepšanās vibrācijām;

2) 1600–1500 cm-1 apgabals, kas saistīts ar aromātisko oglekļa-oglekļa saišu skeleta vibrācijām un būtiski mainās pīķu novietojumā atkarībā no struktūras;

3) apgabals zem 900 cm-1, kas saistīts ar deformāciju C-H vibrācijas aromātisks gredzens.

Ķīmiskās īpašības Vissvarīgākais vispārīgais ķīmiskās īpašības aromātiskie ogļūdeņraži ir

to tendence pakļauties aizvietošanas reakcijai un lielāka benzola gredzena stiprība.

Benzola homologu molekulā ir benzola gredzens un sānu ķēde, piemēram, ogļūdeņražā C 6 H5 -C2 H5, C6 H5 grupa ir benzola gredzens, un C2 H5 ir sānu ķēde. Īpašības

benzola gredzens benzola homologu molekulās tuvojas paša benzola īpašībām. Sānu ķēžu, kas ir taukaino ogļūdeņražu atliekas, īpašības tuvojas taukaino ogļūdeņražu īpašībām.

Benzola ogļūdeņražu reakcijas var iedalīt četrās grupās.

33. Orientēšanās noteikumi benzola gredzenā

Pētot aizvietošanas reakcijas benzola gredzenā, atklājās, ja benzola gredzenā jau ir kāda aizvietotāju grupa, tad otrā grupa nonāk noteiktā pozīcijā atkarībā no pirmā aizvietotāja rakstura. Tādējādi katram benzola gredzena aizvietotājam ir noteikta virzoša vai orientējoša iedarbība.

Jaunieviestā aizvietotāja stāvokli ietekmē arī paša aizvietotāja raksturs, t.i., aktīvā reaģenta elektrofilais vai nukleofīlais raksturs. Lielākā daļa no svarīgākajām aizvietošanas reakcijām benzola gredzenā ir elektrofīlās aizvietošanas reakcijas (ūdeņraža atoma aizstāšana, kas tiek izvadīts protona veidā ar pozitīvi lādētu daļiņu) - halogenēšana, sulfonēšana, nitrēšana utt.

Visi aizvietotāji atbilstoši to virzošās darbības veidam ir sadalīti divās grupās.

1. Pirmā veida aizvietotāji reakcijās elektrofīlā aizstāšana novirza nākamās ievadītās grupas uz orto un para pozīcijām.

Pie šāda veida aizvietotājiem pieder, piemēram, šādas grupas, kas sakārtotas to virzošā spēka dilstošā secībā: -NH2, -OH, - CH3.

2. Otrā veida aizvietotāji reakcijās elektrofīlā aizstāšana novirza nākamās ieviestās grupas uz meta pozīciju.

Šāda veida aizvietotāji ietver šādas grupas, kas sakārtotas to virzošā spēka dilstošā secībā: -NO2, -C≡N, -SO3H.

Pirmā veida aizvietotāji satur atsevišķas saites; Otrā veida aizvietotājus raksturo dubultās vai trīskāršās saites.

Pirmā veida aizstājēji vairumā gadījumu atvieglo aizstāšanas reakcijas. Piemēram, lai nitrātu benzolu, tas jākarsē ar koncentrētas slāpekļskābes un sērskābes maisījumu, savukārt fenolu C6 H5 OH var veiksmīgi izmantot.

nitrāts ar atšķaidītu slāpekļskābi plkst istabas temperatūra ar orto- un paranitrofenola veidošanos.

Otrā veida aizvietotāji parasti sarežģī aizvietošanas reakcijas. Aizstāšana orto- un para-pozīcijā ir īpaši sarežģīta, un aizvietošana meta-pozīcijā ir salīdzinoši vieglāka.

Šobrīd aizvietotāju ietekme tiek skaidrota ar to, ka pirmā veida aizvietotāji ir elektronu donori (donējošie elektroni), t.i., to elektronu mākoņi ir novirzīti benzola gredzena virzienā, kas palielina ūdeņraža atomu reaktivitāti.

Veicināšana reaktivitāteūdeņraža atomi gredzenā atvieglo elektrofīlās aizvietošanas reakciju norisi. Piemēram, hidroksilgrupas klātbūtnē skābekļa atoma brīvie elektroni novirzās uz gredzenu, kas palielina elektronu blīvumu gredzenā, un īpaši palielinās oglekļa atomu elektronu blīvums orto un para pozīcijās pret aizvietotāju.

34. Aizvietošanas noteikumi benzola gredzenā

Aizstāšanas noteikumiem benzola gredzenā ir milzīgs praktiska nozīme, jo tie ļauj paredzēt reakcijas gaitu un izvēlēties pareizais ceļš vienas vai otras vēlamās vielas sintēze.

Elektrofilās aizvietošanas reakciju mehānisms aromātiskajās sērijās. Mūsdienu metodes Pētījumi ir ļāvuši lielā mērā noskaidrot aizstāšanas mehānismu aromātiskajās sērijās. Interesanti, ka daudzos aspektos, it īpaši pirmajos posmos, elektrofīlās aizstāšanas mehānisms aromātiskajās sērijās izrādījās līdzīgs elektrofīlās pievienošanas mehānismam taukainā sērijā.

Pirmais solis elektrofīlajā aizstāšanā ir (tāpat kā elektrofīlajā pievienošanā) p-kompleksa veidošanās. Elektrofīlā Xd+ suga saistās ar visiem sešiem benzola gredzena p-elektroniem.

Otrais posms ir p-kompleksa veidošanās. Šajā gadījumā elektrofīlā daļiņa “izvelk” divus elektronus no sešiem p-elektroniem, veidojot parasto. kovalentā saite. Iegūtajam p-kompleksam vairs nav aromātiskas struktūras: tas ir nestabils karbokācija, kurā četri p-elektroni delokalizētā stāvoklī ir sadalīti starp pieciem oglekļa atomiem, bet sestais oglekļa atoms nonāk piesātinātā stāvoklī. Ievadītais aizvietotājs X un ūdeņraža atoms atrodas plaknē, kas ir perpendikulāra sešu locekļu gredzena plaknei. S-komplekss ir starpprodukts, kura veidošanās un struktūra ir pierādīta ar vairākām metodēm, jo īpaši ar spektroskopiju.

Trešais elektrofīlās aizvietošanas posms ir S-kompleksa stabilizācija, kas tiek panākta, atdalot ūdeņraža atomu protona formā. Divi elektroni, kas iesaistīti veidošanā S-N savienojumi, pēc protona atdalīšanas kopā ar četriem delokalizētajiem piecu oglekļa atomu elektroniem rada parasto stabilo aizvietotā benzola aromātisko struktūru. Katalizatora (parasti A 1 Cl3) loma šajā gadījumā

Process sastāv no alkilhalogenīda polarizācijas palielināšanas, veidojot pozitīvi lādētu daļiņu, kas nonāk elektrofīlā aizvietošanas reakcijā.

Pievienošanas reakcijas Benzola ogļūdeņraži tiek pakļauti pievienošanas reakcijai ar lielām grūtībām – tās nenotiek

atkrāso ar broma ūdeni un KMnO4 šķīdumu. Tomēr īpašos reakcijas apstākļos

pievienošanās joprojām ir iespējama. 1. Halogēnu pievienošana.

Šajā reakcijā skābeklis spēlē negatīva katalizatora lomu: tā klātbūtnē reakcija nenotiek. Ūdeņraža pievienošana katalizatora klātbūtnē:

C6 H6 + 3H2 → C6 H12

2. Aromātisko ogļūdeņražu oksidēšana.

Pats benzols ir ārkārtīgi izturīgs pret oksidēšanos – izturīgāks par parafīniem. Enerģētiskiem oksidētājiem (KMnO4 skābā vidē u.c.) iedarbojoties uz benzola homologiem, benzola kodols netiek oksidēts, savukārt sānu ķēdes oksidējas, veidojot aromātiskās skābes.

Dabiskie avoti ogļūdeņraži Pilns nosaukums Starchevaya Arina grupa B-105 2013. gads

Dabiskie avoti Dabiskie ogļūdeņražu avoti ir fosilais kurināmais – nafta un gāze, ogles un kūdra. Jēlnaftas un gāzes atradnes radās pirms 100–200 miljoniem gadu no mikroskopiskiem jūras augiem un dzīvniekiem, kas iekļāvās nogulumiežu iežos, kas izveidojās jūras dibenā, savukārt ogles un kūdra sāka veidoties pirms 340 miljoniem gadu no augiem, kas aug uz zemes.

Dabasgāze un jēlnafta parasti atrodas kopā ar ūdeni naftu saturošajos slāņos, kas atrodas starp iežu slāņiem (2. attēls). Termins "dabasgāze" attiecas arī uz gāzēm, kas veidojas dabas apstākļi 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. 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 50. 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.

Dabasgāze tiek izmantota gan kā kurināmais, gan kā izejviela dažādu organisko un neorganisko vielu ražošanai. Jūs jau zināt, ka metāns, galvenā dabasgāzes sastāvdaļa, ražo ūdeņradi, acetilēnu 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. 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 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: koksa krāsns gāze, kas ietver ūdeņradi, metānu, oglekļa monoksīdu un oglekļa dioksīds, amonjaka, slāpekļa un citu gāzu piemaisījumi; akmeņogļu darva, kas satur vairākus simtus reižu personīgākas organiskās vielas, tostarp benzolu un tā homologus, fenolu un aromātiskos spirtus, naftalīnu un dažādus heterocikliskos savienojumus; darva 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 tā nozīme bioloģiskie produkti koksēšanu ir grūti pārvērtēt. Tādējādi saistītās naftas un dabasgāzes, ogles ir ne tikai visvērtīgākie ogļūdeņražu avoti, bet arī daļa no unikālas neaizvietojamās noliktavas. dabas resursi, kuru rūpīga un saprātīga izmantošana - nepieciešamais nosacījums progresīva cilvēku sabiedrības attīstība.

Jēlnafta ir sarežģīts ogļūdeņražu un citu savienojumu maisījums. Šajā formā to izmanto reti. Tas vispirms tiek pārstrādāts citos produktos, kuriem ir praktisks pielietojums. Tāpēc jēlnaftu uz naftas pārstrādes rūpnīcām transportē pa tankkuģiem vai cauruļvadiem. Naftas rafinēšana ietver vairākus fizikālus un ķīmiskus procesus: frakcionētu destilāciju, krekinga, riforminga un desulfurizācijas.

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 primārajai destilācijai, kā rezultātā tā tiek sadalīta 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 shēma. Tagad pāriesim pie atsevišķu eļļas frakciju īpašību apraksta.

Naftas laukos parasti ir lielas tā sauktās saistītās naftas gāzes uzkrāšanās, kas uzkrājas virs naftas zemes garoza un daļēji izšķīst tajā zem pārklājošo iežu spiediena. Tāpat kā eļļa, saistīta 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 bezjēdzīgs papildinājums naftai. Pašlaik, piemēram, Surgutā, Krievijas bagātākajās naftas rezervēs, pasaulē lētākā elektroenerģija tiek ražota, par kurināmo izmantojot saistīto naftas gāzi.

Paldies par uzmanību.

Nodarbības laikā varēs apgūt tēmu “Dabiskie ogļūdeņražu avoti. Naftas pārstrāde." Vairāk nekā 90% no visas cilvēces pašlaik patērētās enerģijas tiek iegūti no fosilajiem dabiskajiem organiskajiem savienojumiem. Jūs uzzināsiet par dabas resursiem ( dabasgāze, nafta, ogles), par to, kas notiek ar naftu pēc tās ieguves.

Tēma: Piesātinātie ogļūdeņraži

Nodarbība: Dabiskie ogļūdeņražu avoti

Apmēram 90% no mūsdienu civilizācijas patērētās enerģijas tiek iegūti, sadedzinot dabisko fosilo kurināmo – dabasgāzi, naftu un ogles.

Krievija ir valsts, kas bagāta ar dabīgām fosilā kurināmā rezervēm. Ir lielas naftas un dabasgāzes rezerves Rietumsibīrija un Urāliem. Ogles tiek iegūtas Kuzņeckas, Dienvidjakutskas baseinos un citos reģionos.

Dabasgāze satur vidēji 95% metāna pēc tilpuma.

Dabasgāze no dažādiem laukiem papildus metānam satur slāpekli, oglekļa dioksīdu, hēliju, sērūdeņradi, kā arī citus vieglos alkānus - etānu, propānu un butānus.

Dabasgāze tiek iegūta no pazemes atradnēm, kur tā atrodas zem augsta spiediena. Metāns un citi ogļūdeņraži veidojas no augu un dzīvnieku izcelsmes organiskām vielām to sadalīšanās laikā, nepiekļūstot gaisam. Mikroorganismu darbības rezultātā pastāvīgi veidojas metāns.

Uz planētām atklāts metāns saules sistēma un viņu pavadoņi.

Tīram metānam nav smakas. Tomēr ikdienas dzīvē izmantotajai gāzei ir raksturīga iezīme slikta smaka. Tā smaržo īpašas piedevas – merkaptāni. Merkaptānu smarža ļauj laikus atklāt sadzīves gāzes noplūdi. Metāna maisījumi ar gaisu ir sprādzienbīstami plašā attiecību diapazonā - no 5 līdz 15% gāzes pēc tilpuma. Tāpēc, ja telpā jūtama gāzes smaka, vajadzētu ne tikai iekurt uguni, bet arī neizmantot elektrības slēdžus. Mazākā dzirkstele var izraisīt sprādzienu.

Rīsi. 1. Nafta no dažādiem laukiem

Eļļa- biezs šķidrums, kas līdzīgs eļļai. Tās krāsa svārstās no gaiši dzeltenas līdz brūnai un melnai.

Rīsi. 2. Naftas lauki

Naftas no dažādām jomām sastāvs ir ļoti atšķirīgs. Rīsi. 1. Galvenā naftas daļa ir ogļūdeņraži, kas satur 5 vai vairāk oglekļa atomus. Pamatā šie ogļūdeņraži tiek klasificēti kā ierobežojoši, t.i. alkāni. Rīsi. 2.

Eļļa satur arī organiskus savienojumus, kas satur sēru, skābekli, slāpekli Eļļa satur ūdeni un neorganiskus piemaisījumus.

Gāzes, kas izdalās tās ražošanas laikā, tiek izšķīdinātas eļļā - saistītās naftas gāzes. Tie ir metāns, etāns, propāns, butāni ar slāpekļa, oglekļa dioksīda un sērūdeņraža piemaisījumiem.

Ogles, tāpat kā eļļa, ir sarežģīts maisījums. Oglekļa daļa tajā veido 80-90%. Pārējais ir ūdeņradis, skābeklis, sērs, slāpeklis un daži citi elementi. Brūnoglēs oglekļa un organisko vielu īpatsvars ir mazāks nekā akmenī. Pat mazāk organisko vielu degslāneklis.

Rūpniecībā ogles silda līdz 900-1100 0 C bez gaisa piekļuves. Šo procesu sauc koksēšana. Rezultātā tiek iegūts kokss ar augstu oglekļa saturu, koksa krāsns gāze un metalurģijai nepieciešama akmeņogļu darva. Daudzas organiskās vielas izdalās no gāzes un darvas. Rīsi. 3.

Rīsi. 3. Koksa krāsns izbūve

Dabasgāze un nafta ir svarīgākie ķīmiskās rūpniecības izejvielu avoti. Naftu, kā tā tiek iegūta, jeb “jēlnaftu” ir grūti izmantot pat kā degvielu. Tāpēc jēlnafta tiek sadalīta frakcijās (no angļu valodas “fraction” - “daļa”), izmantojot tās sastāvdaļu viršanas punktu atšķirības.

Eļļas atdalīšanas metode, kuras pamatā ir dažādas temperatūras tā sastāvā esošo ogļūdeņražu vārīšanu sauc par destilāciju vai destilāciju. Rīsi. 4.

Rīsi. 4. Naftas produkti

To sauc par frakciju, kas destilējas no aptuveni 50 līdz 180 0 C benzīns.

Petroleja vārās 180-300 0 C temperatūrā.

Tiek saukts biezs melns atlikums, kas nesatur gaistošas vielas mazuts.

Ir arī vairākas starpposma frakcijas, kas vārās šaurākos diapazonos - petrolēteri (40-70 0 C un 70-100 0 C), vaitspirts (149-204 ° C) un gāzeļļa (200-500 0 C) . Tos izmanto kā šķīdinātājus. Destilēto mazutu var pazeminātā spiedienā, lai iegūtu smēreļļas un parafīnu. Cietie atlikumi no mazuta destilācijas - asfalts. To izmanto ceļu segumu ražošanai.

Saistīto naftas gāzu apstrāde ir atsevišķa nozare un ražo vairākus vērtīgus produktus.

Apkopojot stundu

Nodarbības laikā apguvāt tēmu “Dabiskie ogļūdeņražu avoti. Naftas pārstrāde." Vairāk nekā 90% no visas cilvēces pašlaik patērētās enerģijas tiek iegūti no fosilajiem dabiskajiem organiskajiem savienojumiem. Jūs uzzinājāt par dabas resursiem (dabasgāze, nafta, ogles), kas notiek ar naftu pēc tās ieguves.

Atsauces

1. Rudzītis G.E. Ķīmija. Pamati vispārējā ķīmija. 10. klase: mācību grāmata vispārējās izglītības iestādēm: pamata līmenis/ G. E. Rudzītis, F. G. Feldmanis. - 14. izdevums. - M.: Izglītība, 2012.

2. Ķīmija. 10. klase. Profila līmenis: akadēmiskais. vispārējai izglītībai iestādes/ V.V. Eremins, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin et al. - M.: Bustard, 2008. - 463 lpp.

3. Ķīmija. 11. klase. Profila līmenis: akadēmiskais. vispārējai izglītībai iestādes/ V.V. Eremins, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin et al. - M.: Bustard, 2010. - 462 lpp.

4. Homčenko G.P., Homčenko I.G. Problēmu krājums ķīmijā tiem, kas iestājas augstskolās. - 4. izd. - M.: RIA "Jaunais vilnis": Izdevējs Umerenkov, 2012. - 278 lpp.

Mājas darbs

1. Nr.3, 6 (74.lpp.) Rudzītis G.E., Feldmanis F.G. Ķīmija: Organiskā ķīmija. 10. klase: mācību grāmata vispārējās izglītības iestādēm: pamatlīmenis / G. E. Rudzītis, F.G. Feldmanis. - 14. izdevums. - M.: Izglītība, 2012.

2. Kā saistītā naftas gāze atšķiras no dabasgāzes?

3. Kā tiek destilēta eļļa?

Galvenie dabiskie ogļūdeņražu avoti ir nafta, gāze un ogles. Lielākā daļa vielu ir izolētas no tām organiskā ķīmija. Tālāk mēs sīkāk apspriedīsim šo organisko vielu klasi.

Minerālu sastāvs

Ogļūdeņraži ir visplašākā organisko vielu klase. Tie ietver acikliskas (lineāras) un cikliskas savienojumu klases. Ir piesātinātie (piesātinātie) un nepiesātinātie (nepiesātinātie) ogļūdeņraži.

Piesātinātie ogļūdeņraži ietver savienojumus ar atsevišķām saitēm:

alkāni- lineārie savienojumi;
cikloalkāni- cikliskās vielas.

Pie nepiesātinātajiem ogļūdeņražiem pieder vielas ar vairākām saitēm:

alkēni- satur vienu dubultsaiti;
alkīni- satur vienu trīskāršo saiti;
alkadiēni- ietver divas dubultās saites.

Ir atsevišķa arēnu jeb aromātisko ogļūdeņražu klase, kas satur benzola gredzenu.

Rīsi. 1. Ogļūdeņražu klasifikācija.

Minerālresursi ietver gāzveida un šķidros ogļūdeņražus. Tabulā ir sīkāk aprakstīti dabiskie ogļūdeņražu avoti.

*Avots*	*Sugas*
		Alkāni, cikloalkāni, arēni, skābeklis, slāpeklis, sēru saturoši savienojumi
	dabisks - dabā sastopams gāzu maisījums; saistīts - gāzveida maisījums, kas izšķīdināts eļļā vai atrodas virs tā	Metāns ar piemaisījumiem (ne vairāk kā 5%): propāns, butāns, oglekļa dioksīds, slāpeklis, sērūdeņradis, ūdens tvaiki. Dabasgāze satur vairāk metāna nekā saistītā gāze
	antracīts - satur 95% oglekļa; akmens - satur 99% oglekļa; brūns - 72% oglekļa	Ogleklis, ūdeņradis, sērs, slāpeklis, skābeklis, ogļūdeņraži

Katru gadu Krievijā tiek saražoti vairāk nekā 600 miljardi m 3 gāzes, 500 miljoni tonnu naftas, 300 miljoni tonnu ogļu.

Pārstrāde

Minerālvielas tiek izmantotas apstrādātā veidā. Akmeņogles tiek kalcinētas bez skābekļa pieejamības (koksēšanas process), lai atdalītu vairākas frakcijas:

koksa krāsns gāze- metāna, oglekļa oksīdu (II) un (IV), amonjaka, slāpekļa maisījums;
akmeņogļu darva- benzola, tā homologu, fenola, arēnu, heterociklisko savienojumu maisījums;
amonjaka ūdens- amonjaka, fenola, sērūdeņraža maisījums;
kokss- koksa galaprodukts, kas satur tīru oglekli.

Rīsi. 2. Koksēšana.

Viena no vadošajām pasaules rūpniecības nozarēm ir naftas pārstrāde. Naftu, kas iegūta no zemes dzīlēm, sauc par jēlnaftu. Tas tiek pārstrādāts. Vispirms tiek veikta mehāniska attīrīšana no piemaisījumiem, pēc tam attīrītā eļļa tiek destilēta, lai iegūtu dažādas frakcijas. Tabulā ir aprakstītas galvenās eļļas frakcijas.

*Frakcija*	*Savienojums*	*Ko jūs saņemat?*
	Gāzveida alkāni no metāna līdz butānam
Benzīns	Alkāni no pentāna (C5H12) līdz undekānam (C11H24)	Benzīns, esteri
Ligroīns	Alkāni no oktāna (C8H18) līdz tetradekānam (C14H30)	Ligroīns (smagais benzīns)
Petroleja
Dīzelis	Alkāni no tridekāna (C13H28) līdz nonadekānam (C19H36)
	Alkāni no pentadekāna (C 15 H 32) līdz pentakontānam ( C 50 H 102)	Smēreļļas, vazelīns, bitumens, parafīns, darva

Rīsi. 3. Eļļas destilācija.

Plastmasu, šķiedras un zāles ražo no ogļūdeņražiem. Metānu un propānu izmanto kā mājsaimniecības degvielu. Koksu izmanto dzelzs un tērauda ražošanā. Ražots no amonjaka ūdens slāpekļskābe, amonjaks, mēslojums. Būvniecībā izmanto darvu.

Ko mēs esam iemācījušies?

No nodarbības tēmas uzzinājām, no kādiem dabīgiem avotiem tiek izolēti ogļūdeņraži. Naftas, ogļu, dabas un saistītās gāzes. Minerālvielas tiek attīrītas un sadalītas frakcijās, no kurām iegūst ražošanai vai tiešai lietošanai piemērotas vielas. Ražots no eļļas šķidrā degviela, eļļas. Gāzes satur metānu, propānu, butānu, ko izmanto kā mājsaimniecības degvielu. Šķidras un cietas izejvielas tiek iegūtas no oglēm sakausējumu, mēslošanas līdzekļu un medikamentu ražošanai.