Hvilke hydrokarboner finnes i naturgass. Fremstilling av aromatiske hydrokarboner

Leksjonens mål:

Pedagogisk:

• Utvikle elevenes kognitive aktivitet.
• Å gjøre studentene kjent med naturlige kilder til hydrokarboner: olje, naturgass, kull, deres sammensetning og prosesseringsmetoder.
• Å studere de viktigste forekomstene av disse ressursene globalt og i Russland.
• Vis deres betydning i den nasjonale økonomien.
• Vurder miljøvernspørsmål.

Pedagogisk:

• Å dyrke interessen for å studere emnet, innføre talekultur i kjemitimer.

Pedagogisk:

• Utvikle oppmerksomhet, observasjon, lytteferdigheter og trekke konklusjoner.

Pedagogiske metoder og teknikker:

• Perseptuell tilnærming.
• Gnostisk tilnærming.
• Kybernetisk tilnærming.

Utstyr: Interaktiv tavle, multimedia, elektroniske lærebøker fra MarSTU, Internett, samlinger "Olje og de viktigste produktene av dens prosessering", "Kull og de viktigste produktene fra behandlingen".

I løpet av timene

I. Organisatorisk øyeblikk.

Jeg introduserer hensikten og målene med denne leksjonen.

II. Hoveddel.

De viktigste naturlige kildene til hydrokarboner er: olje, kull, naturlige og tilhørende petroleumsgasser.

Olje - "svart gull" (Jeg introduserer elevene til opprinnelsen til olje, hovedreserver, produksjon, sammensetning av olje, fysiske egenskaper, petroleumsprodukter).

Under rektifiseringsprosessen deles olje inn i følgende fraksjoner:

Jeg viser prøver av fraksjoner fra samlingen (demonstrasjon ledsaget av forklaring).

• Destillasjonsgasser– en blanding av lavmolekylære hydrokarboner, hovedsakelig propan og butan, med en koketemperatur på opptil 40 °C,
• Bensinfraksjon (bensin)– HC-sammensetning C 5 H 12 til C 11 H 24 (kokepunkt 40-200°C, med en finere separasjon av denne fraksjonen får man gass ​​Olje(petroleumseter, 40-70°C) og bensin(70 - 120 °C),
• Naftafraksjon– HC-sammensetning fra C 8 H 18 til C 14 H 30 (koketemperatur 150 - 250 °C),
• Parafinfraksjon– HC-sammensetning fra C 12 H 26 til C 18 H 38 (koketemperatur 180 - 300 °C),
• Diesel drivstoff– HC-sammensetning fra C 13 H 28 til C 19 H 36 (koketemperatur 200 - 350 °C)

Rester fra oljeraffinering – fyringsolje– inneholder hydrokarboner med antall karbonatomer fra 18 til 50. Destillasjon under redusert trykk fra fyringsolje gir sololje(C 18 H 28 – C 25 H 52), smøreoljer(C 28 H 58 – C 38 H 78), petrolatum Og parafin– lavtsmeltende blandinger av faste hydrokarboner. Fast rest fra brennoljedestillasjon – tjære og produkter fra dens behandling - bitumen Og asfalt brukes til å lage veidekker.

Produktene som oppnås som et resultat av oljerektifisering er gjenstand for kjemisk prosessering. En av dem er sprekker.

Cracking er termisk nedbrytning av petroleumsprodukter, som fører til dannelse av hydrokarboner med et mindre antall karbonatomer i molekylet. (Jeg bruker den elektroniske læreboken MarSTU, som snakker om typer sprekker).

Elevene sammenligner termisk og katalytisk cracking. (lysbilde nr. 16)

Termisk sprekkdannelse.

Nedbrytningen av hydrokarbonmolekyler skjer ved høyere temperatur (470-5500 C). Prosessen går sakte, hydrokarboner med en uforgrenet kjede av karbonatomer dannes. Bensin oppnådd som et resultat av termisk cracking, sammen med mettede hydrokarboner, inneholder mange umettede hydrokarboner. Derfor har denne bensinen større detonasjonsmotstand enn rett destillert bensin. Termisk sprukket bensin inneholder mange umettede hydrokarboner, som lett oksiderer og polymeriserer. Derfor er denne bensinen mindre stabil under lagring. Når det brenner, kan ulike deler av motoren bli tette.

Katalytisk sprekkdannelse.

Spaltningen av hydrokarbonmolekyler skjer i nærvær av katalysatorer og ved lavere temperatur (450-5000 C). Hovedfokus er på bensin. De prøver å få mer av det og alltid av bedre kvalitet. Katalytisk cracking dukket opp nettopp som et resultat av oljearbeidernes langsiktige, vedvarende kamp for å forbedre kvaliteten på bensin. Sammenlignet med termisk cracking går prosessen mye raskere, og ikke bare spaltningen av hydrokarbonmolekyler skjer, men også deres isomerisering, dvs. hydrokarboner med en forgrenet kjede av karbonatomer dannes. Katalytisk sprukket bensin er enda mer motstandsdyktig mot detonasjon enn termisk sprukket bensin.

Kull. (Jeg introduserer elevene til opprinnelsen til kull, hovedreserver, produksjon, fysiske egenskaper, bearbeidede produkter).

Opprinnelse: (Jeg bruker den elektroniske læreboken til MarSTU, hvor de snakker om kullets opprinnelse).

Hovedreserver: (lysbilde nummer 18) På kartet viser jeg elevene de største kullforekomstene i Russland når det gjelder produksjonsvolum - disse er Tunguska-, Kuznetsk- og Pechora-bassengene.

Produksjon:(Jeg bruker MarSTU elektronisk lærebok, hvor de snakker om kulldrift).

• Koksgass– som inkluderer H 2, CH 4, CO, CO 2, urenheter av NH 3, N 2 og andre gasser,
• Kull tjære– inneholder flere hundre forskjellige organiske stoffer, inkludert benzen og dets homologer, fenol og aromatiske alkoholer, naftalen og ulike heterosykliske forbindelser,
• Nadsmolnaya, eller ammoniakkvann– inneholder oppløst ammoniakk, samt fenol, hydrogensulfid og andre stoffer,
• Cola– fast koksrester, nesten rent karbon.

Naturlige og petroleumsassosierte gasser. (Jeg introduserer studentene til hovedreservene, produksjon, sammensetning, bearbeidede produkter).

III. Generalisering.

I oppsummeringsdelen av leksjonen laget jeg en test ved hjelp av Turning Point-programmet. Elevene bevæpnet seg med fjernkontroller. Når et spørsmål vises på skjermen, velger de riktig svar ved å trykke på den aktuelle knappen.

1. Hovedkomponentene i naturgass er:

• Etan;
• Propan;
• Metan;
• Butan.

2. Hvilken fraksjon av petroleumsdestillasjon inneholder fra 4 til 9 karbonatomer per molekyl?

• nafta;
• Gass Olje;
• Bensin;
• Parafin.

3. Hva er hensikten med å sprekke tunge petroleumsprodukter?

• Metan produksjon;
• Innhenting av bensinfraksjoner med høy detonasjonsmotstand;
• Syntese gass produksjon;
• Hydrogenproduksjon.

4. Hvilken prosess er ikke relatert til oljeraffinering?

• koks;
• Fraksjonert destillasjon;
• Katalytisk cracking;
• Termisk sprekkdannelse.

5. Hvilken av følgende hendelser er den farligste for akvatiske økosystemer?

• Brudd på oljerørledningens tetthet;
• Oljeutslipp som følge av en tankulykke;
• Brudd på teknologi under dyp oljeproduksjon på land;
• Transport av kull til sjøs.

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

• Syntesegass;
• Etylen;
• Acetylen;
• Butadien.

7. Hvilke egenskaper skiller katalytisk cracking bensin fra rett destillert bensin?

• Tilstedeværelse av alkener;
• Tilstedeværelse av alkyner;
• Tilstedeværelsen av hydrokarboner med en forgrenet kjede av karbonatomer;
• Høy detonasjonsmotstand.

Testresultatet er umiddelbart synlig på skjermen.

Hjemmelekser:§ 10, eks.1 – 8

Litteratur:

1. L.Yu. Alikberova "Underholdende kjemi" - M.: "AST-Press", 1999
2. O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov "Håndbok for kjemilærere, klasse 10." - M.: "Blik og K," 2001.
3. O.S.Gabrielyan, F.N.Maskaev, S.Yu.Ponomarev, V.I.Terenin "Kjemi 10. klasse." - M.: "Drofa", 2003.

Forbindelser som kun består av karbon- og hydrogenatomer.

Hydrokarboner deles inn i sykliske (karbosykliske forbindelser) og asykliske.

Sykliske (karbosykliske) er forbindelser som inneholder en eller flere sykluser som kun består av karbonatomer (i motsetning til heterosykliske forbindelser som inneholder heteroatomer - nitrogen, svovel, oksygen osv.). Karbosykliske forbindelser er på sin side delt inn i aromatiske og ikke-aromatiske (alicykliske) forbindelser.

Asykliske hydrokarboner inkluderer organiske forbindelser hvis karbonskjelettmolekyler er åpne kjeder.

Disse kjedene kan dannes av enkeltbindinger (alkaner), inneholde en dobbeltbinding (alkener), to eller flere dobbeltbindinger (diener eller polyener), eller en trippelbinding (alkyner).

Som du vet er karbonkjeder en del av det meste av organisk materiale. Derfor er studiet av hydrokarboner av spesiell betydning, siden disse forbindelsene er det strukturelle grunnlaget for andre klasser av organiske forbindelser.

I tillegg er hydrokarboner, spesielt alkaner, de viktigste naturlige kildene til organiske forbindelser og grunnlaget for de viktigste industrielle og laboratoriesyntesene (skjema 1).

Du vet allerede at hydrokarboner er den viktigste råvaren for kjemisk industri. På sin side er hydrokarboner ganske utbredt i naturen og kan isoleres fra ulike naturlige kilder: olje, tilhørende petroleum og naturgass, kull. La oss se nærmere på dem.

Olje- en naturlig kompleks blanding av hydrokarboner, hovedsakelig alkaner med lineær og forgrenet struktur, som inneholder fra 5 til 50 karbonatomer i molekyler, med andre organiske stoffer. Sammensetningen avhenger betydelig av utvinningsstedet (avsetningen), i tillegg til alkaner, kan det inneholde cykloalkaner og aromatiske hydrokarboner.

Gassformige og faste komponenter av olje er oppløst i dens flytende komponenter, som bestemmer dens aggregeringstilstand. Olje er en oljeaktig væske av en mørk (brun til svart) farge med en karakteristisk lukt, uløselig i vann. Dens tetthet er mindre enn vann, derfor, når olje kommer inn i den, sprer den seg over overflaten, og forhindrer oppløsning av oksygen og andre luftgasser i vannet. Det er åpenbart at når olje kommer inn i naturlige vannforekomster, forårsaker det død av mikroorganismer og dyr, noe som fører til miljøkatastrofer og til og med katastrofer. Det er bakterier som kan bruke oljekomponenter som mat, og konvertere den til ufarlige produkter av deres vitale aktivitet. Det er klart at bruk av kulturer av disse bakteriene er den mest miljøvennlige og lovende måten å bekjempe miljøforurensning med olje under produksjon, transport og raffinering.

I naturen fyller olje og tilhørende petroleumsgass, som vil bli diskutert nedenfor, hulrommene i jordens indre. Olje er en blanding av ulike stoffer og har ikke et konstant kokepunkt. Det er klart at hver av komponentene beholder sine individuelle fysiske egenskaper i blandingen, noe som gjør det mulig å separere oljen i komponentene. For å gjøre dette renses den fra mekaniske urenheter og svovelholdige forbindelser og utsettes for såkalt fraksjonert destillasjon, eller rektifisering.

Fraksjonert destillasjon er en fysisk metode for å separere en blanding av komponenter med forskjellige kokepunkter.

Destillasjon utføres i spesielle installasjoner - destillasjonskolonner, hvor sykluser av kondensasjon og fordampning av flytende stoffer inneholdt i olje gjentas (fig. 9).

Dampene som dannes når en blanding av stoffer koker, er anriket med en laverekokende (dvs. lavere temperatur) komponent. Disse dampene samles opp, kondenseres (avkjøles til under kokepunktet) og bringes tilbake til koking. I dette tilfellet dannes damper som er enda mer beriket med et lavtkokende stoff. Ved å gjenta disse syklusene mange ganger, er det mulig å oppnå nesten fullstendig separasjon av stoffene i blandingen.

Destillasjonskolonnen mottar olje oppvarmet i en rørovn til en temperatur på 320-350 °C. Destillasjonskolonnen har horisontale skillevegger med hull - de såkalte brettene, hvor det oppstår kondensering av oljefraksjoner. Lavtkokende fraksjoner akkumuleres på de høyere, og høytkokende - på de lavere.

Under rektifiseringsprosessen deles oljen inn i følgende fraksjoner:

Rettingsgasser er en blanding av lavmolekylære hydrokarboner, hovedsakelig propan og butan, med et kokepunkt på opptil 40 ° C;

Bensinfraksjon (bensin) - hydrokarboner med sammensetning fra C 5 H 12 til C 11 H 24 (kokepunkt 40-200 ° C); med en finere separasjon av denne fraksjonen oppnås bensin (petroleumseter, 40-70 °C) og bensin (70-120 °C);

Naftafraksjon - hydrokarboner med sammensetning fra C8H18 til C14H30 (kokepunkt 150-250 °C);

Parafinfraksjon - hydrokarboner med sammensetning fra C12H26 til C18H38 (kokepunkt 180-300 ° C);

Diesel - hydrokarboner med sammensetning fra C13H28 til C19H36 (kokepunkt 200-350 ° C).

Resten av oljedestillasjonen er fyringsolje- inneholder hydrokarboner med antall karbonatomer fra 18 til 50. Ved destillasjon under redusert trykk fra fyringsolje oppnås dieselolje (C18H28-C25H52), smøreoljer (C28H58-C38H78), vaselin og parafin - lavtsmeltende blandinger av faste hydrokarboner. Den faste resten fra destillasjon av fyringsolje - tjære og produktene fra dens prosessering - bitumen og asfalt brukes til fremstilling av veioverflater.

Produktene som oppnås som et resultat av oljerektifisering er utsatt for kjemisk prosessering, som inkluderer en rekke komplekse prosesser. En av dem er krakking av petroleumsprodukter. Du vet allerede at fyringsolje deles i komponenter under redusert trykk. Dette forklares av det faktum at komponentene ved atmosfærisk trykk begynner å dekomponere før de når kokepunktet. Dette er nettopp grunnlaget for cracking.

Sprekker - termisk dekomponering av petroleumsprodukter, som fører til dannelse av hydrokarboner med et mindre antall karbonatomer i molekylet.

Det finnes flere typer krakking: termisk, katalytisk krakking, høytrykkssprekking og reduksjonssprekking.

Termisk cracking innebærer spaltning av hydrokarbonmolekyler med en lang karbonkjede til kortere under påvirkning av høy temperatur (470-550 ° C). Under denne spaltningen dannes alkener sammen med alkaner.

Generelt kan denne reaksjonen skrives som følger:

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

De resulterende hydrokarbonene kan knekkes igjen for å danne alkaner og alkener med en enda kortere kjede av karbonatomer i molekylet:

Konvensjonell termisk cracking produserer mange gassformige hydrokarboner med lav molekylvekt, som kan brukes som råmaterialer for produksjon av alkoholer, karboksylsyrer og høymolekylære forbindelser (for eksempel polyetylen).

Katalytisk sprekkdannelse forekommer i nærvær av katalysatorer, som bruker naturlige aluminosilikater med sammensetningen RA1203" T8Iu2-

Sprekking ved bruk av katalysatorer fører til dannelse av hydrokarboner med en forgrenet eller lukket kjede av karbonatomer i molekylet. Innholdet av hydrokarboner i denne strukturen i motordrivstoff øker kvaliteten betydelig, først og fremst motstanden mot detonasjon - oktantallet for bensin.

Sprekking av petroleumsprodukter skjer ved høye temperaturer, så det dannes ofte karbonavleiringer (sot), som forurenser overflaten av katalysatoren, noe som kraftig reduserer aktiviteten.

Rengjøring av overflaten av katalysatoren fra karbonavleiringer - dens regenerering - er hovedbetingelsen for den praktiske implementeringen av katalytisk cracking. Den enkleste og billigste måten å regenerere en katalysator på er å steke den, hvor karbonavleiringer oksideres med atmosfærisk oksygen. Gassformige oksidasjonsprodukter (hovedsakelig karbondioksid og svoveldioksid) fjernes fra overflaten av katalysatoren.

Katalytisk cracking er en heterogen prosess der faste (katalysator) og gassformige (hydrokarbondamp) stoffer deltar. Det er åpenbart at katalysatorregenerering - samspillet mellom fast sot og atmosfærisk oksygen - også er en heterogen prosess.

Heterogene reaksjoner(gass - fast stoff) strømmer raskere ettersom overflatearealet til det faste stoffet øker. Derfor knuses katalysatoren, og dens regenerering og krakking av hydrokarboner utføres i et "fluidisert lag", kjent for deg fra produksjonen av svovelsyre.

Krakkingsråstoffet, slik som gassolje, går inn i en konisk reaktor. Den nedre delen av reaktoren har en mindre diameter, slik at strømningshastigheten til råvaredamp er veldig høy. Gassen som beveger seg med høy hastighet fanger katalysatorpartikler og fører dem til den øvre delen av reaktoren, hvor strømningshastigheten reduseres på grunn av en økning i diameteren. Under påvirkning av tyngdekraften faller katalysatorpartikler ned i den nedre, smalere delen av reaktoren, hvorfra de føres oppover igjen. Dermed er hvert katalysatorkorn i konstant bevegelse og vaskes fra alle sider av en gassformig reagens.

Noen katalysatorkorn kommer inn i den ytre, bredere delen av reaktoren og, som ikke møter motstand mot gasstrømmen, faller ned til den nedre delen, hvor de plukkes opp av gasstrømmen og føres inn i regeneratoren. Der, i "fluidized bed"-modus, avfyres katalysatoren og returneres til reaktoren.

Dermed sirkulerer katalysatoren mellom reaktoren og regeneratoren, og gassformige produkter fra cracking og steking fjernes fra dem.

Bruken av krakkingskatalysatorer gjør det mulig å øke reaksjonshastigheten litt, redusere temperaturen og forbedre kvaliteten på krakkingsprodukter.

De resulterende hydrokarbonene i bensinfraksjonen har hovedsakelig en lineær struktur, noe som fører til lav detonasjonsmotstand for den resulterende bensinen.

Vi vil vurdere konseptet "bankemotstand" senere, for nå vil vi bare merke oss at hydrokarboner med molekyler med en forgrenet struktur har betydelig større detonasjonsmotstand. Det er mulig å øke andelen isomere forgrenede hydrokarboner i blandingen som dannes under cracking ved å tilsette isomeriseringskatalysatorer til systemet.

Oljefelt inneholder som regel store ansamlinger av såkalt tilhørende petroleumsgass, som samles over oljen i jordskorpen og delvis løses opp i denne under trykket fra de overliggende bergartene. I likhet med olje er assosiert petroleumsgass en verdifull naturlig kilde til hydrokarboner. Den inneholder hovedsakelig alkaner, hvis molekyler inneholder fra 1 til 6 karbonatomer. Det er åpenbart at sammensetningen av tilhørende petroleumsgass er mye dårligere enn olje. Men til tross for dette er det også mye brukt både som drivstoff og som råstoff for den kjemiske industrien. For bare noen tiår siden, i de fleste oljefelt, ble tilhørende petroleumsgass brent som et ubrukelig supplement til olje. For øyeblikket, for eksempel, i Surgut, den rikeste oljereserven i Russland, produseres den billigste elektrisiteten i verden ved å bruke tilhørende petroleumsgass som drivstoff.

Som allerede nevnt er assosiert petroleumsgass, sammenlignet med naturgass, rikere i sammensetning på forskjellige hydrokarboner. Ved å dele dem inn i brøker får vi:

Gassbensin er en svært flyktig blanding som hovedsakelig består av lentan og heksan;

En propan-butan-blanding som, som navnet tilsier, består av propan og butan og lett går over i flytende tilstand når trykket øker;

Tørrgass er en blanding som hovedsakelig inneholder metan og etan.

Bensin, som er en blanding av flyktige komponenter med liten molekylvekt, fordamper godt selv ved lave temperaturer. Dette gjør det mulig å bruke bensin som drivstoff til forbrenningsmotorer i nord og som tilsetning til motordrivstoff, noe som gjør det lettere å starte motorer under vinterforhold.

En propan-butanblanding i form av flytende gass brukes som husholdningsdrivstoff (de kjente gassflaskene på din dacha) og til å fylle lightere. Den gradvise overgangen av veitransport til flytende gass er en av hovedmåtene for å overvinne den globale drivstoffkrisen og løse miljøproblemer.

Tørr gass, nær naturgass i sammensetning, er også mye brukt som drivstoff.

Bruken av tilhørende petroleumsgass og dens komponenter som drivstoff er imidlertid langt fra den mest lovende måten å bruke den på.

Det er mye mer effektivt å bruke komponentene i tilhørende petroleumsgass som råstoff for kjemisk produksjon. Fra alkanene som utgjør tilhørende petroleumsgass, oppnås hydrogen, acetylen, umettede og aromatiske hydrokarboner og deres derivater.

Gassformige hydrokarboner kan ikke bare følge med olje i jordskorpen, men også danne uavhengige ansamlinger - naturgassforekomster.

Naturgass - en blanding av gassformige mettede hydrokarboner med lav molekylvekt. Hovedkomponenten i naturgass er metan, hvor andelen, avhengig av felt, varierer fra 75 til 99 volumprosent. I tillegg til metan inkluderer naturgass etan, propan, butan og isobutan, samt nitrogen og karbondioksid.

I likhet med tilhørende petroleum brukes naturgass både som drivstoff og som råstoff for produksjon av en rekke organiske og uorganiske stoffer. Du vet allerede at hydrogen, acetylen og metylalkohol, formaldehyd og maursyre og mange andre organiske stoffer er hentet fra metan, hovedkomponenten i naturgass. Naturgass brukes som brensel i kraftverk, i kjelesystemer for vannoppvarming av bolig- og industribygg, i masovner og industrier med åpen ild. Ved å slå en fyrstikk og tenne gassen i kjøkkengasskomfyren til et byhus, "utløser" du en kjedereaksjon av oksidasjon av alkaner som utgjør naturgass. I tillegg til olje, naturlige og tilhørende petroleumsgasser, er kull en naturlig kilde til hydrokarboner. 0n danner tykke lag i jordens tarmer, dens påviste reserver overstiger oljereservene betydelig. I likhet med olje inneholder kull en stor mengde ulike organiske stoffer. I tillegg til organiske stoffer inneholder den også uorganiske stoffer, som vann, ammoniakk, hydrogensulfid og selvfølgelig karbon i seg selv - kull. En av hovedmetodene for å behandle kull er koks - kalsinering uten lufttilgang. Som et resultat av forkoksing, som utføres ved en temperatur på omtrent 1000 °C, dannes følgende:

Koksovnsgass, som inneholder hydrogen, metan, karbondioksid og karbondioksid, blandinger av ammoniakk, nitrogen og andre gasser;
kulltjære som inneholder flere hundre ganger personlige organiske stoffer, inkludert benzen og dets homologer, fenol og aromatiske alkoholer, naftalen og forskjellige heterosykliske forbindelser;
suprasin, eller ammoniakkvann, som inneholder, som navnet tilsier, oppløst ammoniakk, samt fenol, hydrogensulfid og andre stoffer;
koks er en fast rest fra koks, nesten rent karbon.

Cola brukes i produksjon av jern og stål, ammoniakk - i produksjon av nitrogen og kombinert gjødsel, og betydningen av organiske koksprodukter kan neppe overvurderes.

Dermed er tilhørende petroleum og naturgasser, kull ikke bare de mest verdifulle kildene til hydrokarboner, men også en del av et unikt lagerhus av uerstattelige naturressurser, hvis forsiktig og rimelig bruk er en nødvendig betingelse for den progressive utviklingen av det menneskelige samfunn.

1. Liste de viktigste naturlige kildene til hydrokarboner. Hvilke organiske stoffer er inkludert i hver av dem? Hva har komposisjonene deres til felles?

2. Beskriv de fysiske egenskapene til olje. Hvorfor har den ikke konstant kokepunkt?

3. Oppsummerende medieoppslag, beskriv miljøkatastrofer forårsaket av oljelekkasjer og måter å overvinne konsekvensene av dem.

4. Hva er retting? Hva er denne prosessen basert på? Nevn fraksjonene som oppnås som et resultat av oljerektifisering. Hvordan er de forskjellige fra hverandre?

5. Hva er cracking? Gi likninger for tre reaksjoner som tilsvarer oppsprekking av petroleumsprodukter.

6. Hvilke typer sprekker kjenner du til? Hva har disse prosessene til felles? Hvordan er de forskjellige fra hverandre? Hva er den grunnleggende forskjellen mellom ulike typer sprekkprodukter?

7. Hvorfor har tilhørende petroleumsgass dette navnet? Hva er hovedkomponentene og deres bruksområder?

8. Hvordan skiller naturgass seg fra tilhørende petroleumsgass? Hva har komposisjonene deres til felles? Gi forbrenningsreaksjonslikningene for alle komponentene i tilhørende petroleumsgass kjent for deg.

9. Gi reaksjonsligninger som kan brukes for å få benzen fra naturgass. Spesifiser betingelsene for disse reaksjonene.

10. Hva er koks? Hva er produktene og deres sammensetning? Gi reaksjonslikninger som er karakteristiske for produktene av kullkoksing som du kjenner til.

11. Forklar hvorfor brenning av olje, kull og tilhørende petroleumsgass er langt fra den mest rasjonelle måten å bruke dem på.

De viktigste kildene til hydrokarboner er naturlige og tilhørende petroleumsgasser, olje og kull.

Etter reserver naturgass Det første stedet i verden tilhører landet vårt. Naturgass inneholder hydrokarboner med lav molekylvekt. Den har følgende omtrentlige sammensetning (volum): 80–98 % metan, 2–3 % av dens nærmeste homologer - etan, propan, butan og en liten mengde urenheter - hydrogensulfid H 2 S, nitrogen N 2, edelgasser , karbonmonoksid (IV ) CO 2 og vanndamp H 2 O . Sammensetningen av gass er spesifikk for hvert felt. Det er følgende mønster: Jo høyere den relative molekylvekten til hydrokarbonet, jo mindre er det inneholdt i naturgass.

Naturgass er mye brukt som billig drivstoff med høy brennverdi (opptil 54 400 kJ frigjøres når 1 m 3 brennes). Dette er en av de beste drivstofftypene for husholdnings- og industribehov. I tillegg tjener naturgass som et verdifullt råstoff for den kjemiske industrien: produksjon av acetylen, etylen, hydrogen, sot, ulike plaster, eddiksyre, fargestoffer, medisiner og andre produkter.

Tilknyttede petroleumsgasser er i forekomster sammen med olje: de er oppløst i den og er plassert over oljen og danner en gasshatt. Når olje utvinnes til overflaten, skilles gasser fra den på grunn av et kraftig trykkfall. Tidligere ble tilknyttede gasser ikke brukt og ble faklet under oljeproduksjon. For tiden fanges de og brukes som drivstoff og verdifulle kjemiske råvarer. Tilknyttede gasser inneholder mindre metan enn naturgass, men mer etan, propan, butan og høyere hydrokarboner. I tillegg inneholder de stort sett de samme urenhetene som i naturgass: H 2 S, N 2, edelgasser, H 2 O-damper, CO 2 . Individuelle hydrokarboner (etan, propan, butan, etc.) ekstraheres fra assosierte gasser som gjør det mulig å oppnå umettede hydrokarboner ved dehydrogenering - propylen, butylen, butadien, hvorfra gummi og plast blir syntetisert. En blanding av propan og butan (flytende gass) brukes som husholdningsdrivstoff. Gassbensin (en blanding av pentan og heksan) brukes som tilsetning til bensin for bedre tenning av drivstoffet ved start av motoren. Oksydasjon av hydrokarboner produserer organiske syrer, alkoholer og andre produkter.

Olje– en oljeaktig, brennbar væske av mørkebrun eller nesten svart farge med en karakteristisk lukt. Den er lettere enn vann (= 0,73–0,97 g/cm3) og er praktisk talt uløselig i vann. Når det gjelder sammensetning, er olje en kompleks blanding av hydrokarboner med forskjellig molekylvekt, så den har ikke et spesifikt kokepunkt.

Olje består hovedsakelig av flytende hydrokarboner (faste og gassformige hydrokarboner er oppløst i dem). Vanligvis er disse alkaner (for det meste av normal struktur), sykloalkaner og arener, hvor forholdet mellom disse i oljer fra forskjellige felt varierer mye. Ural olje inneholder flere arener. I tillegg til hydrokarboner inneholder olje oksygen, svovel og nitrogenholdige organiske forbindelser.

Råolje brukes vanligvis ikke. For å få teknisk verdifulle produkter fra olje, blir den utsatt for prosessering.

Primær behandling olje består av dens destillasjon. Destillasjon utføres ved oljeraffinerier etter separering av tilhørende gasser. Ved destillering av olje oppnås lette petroleumsprodukter:

bensin ( t koke = 40–200 °C) inneholder hydrokarboner C 5 – C 11,

nafta ( t koke = 150–250 °C) inneholder hydrokarboner C 8 – C 14,

parafin ( t koke = 180–300 °C) inneholder hydrokarboner C 12 – C 18,

gass ​​Olje ( t kip > 275 °C),

og resten er en viskøs svart væske - fyringsolje.

Brennoljen blir gjenstand for videre bearbeiding. Det destilleres under redusert trykk (for å hindre nedbrytning) og smøreoljer isoleres: spindel, maskin, sylinder osv. Vaselin og parafin isoleres fra fyringsolje av enkelte typer olje. Resten av fyringsoljen etter destillasjon - tjære - etter delvis oksidasjon brukes til å produsere asfalt. Den største ulempen med oljedestillasjon er lavt utbytte av bensin (ikke mer enn 20%).

Petroleumsdestillasjonsprodukter har ulike bruksområder.

Bensin Det brukes i store mengder som fly- og bildrivstoff. Den består vanligvis av hydrokarboner som inneholder et gjennomsnitt på 5 til 9 C-atomer i molekylene. Nafta Det brukes som drivstoff til traktorer, og også som løsemiddel i malings- og lakkindustrien. Store mengder av det blir behandlet til bensin. Parafin Det brukes som drivstoff for traktorer, jetfly og raketter, så vel som til husholdningsbehov. Sololje – gass ​​Olje– brukes som drivstoff, og smøreoljer– for smøring av mekanismer. Petrolatum brukt i medisin. Den består av en blanding av flytende og faste hydrokarboner. Parafin brukes til produksjon av høyere karboksylsyrer, til impregnering av tre ved produksjon av fyrstikker og blyanter, til fremstilling av lys, skokrem, etc. Den består av en blanding av faste hydrokarboner. Fyringsolje I tillegg til bearbeiding til smøreoljer og bensin, brukes den som flytende brennstoff til kjele.

På sekundære behandlingsmetoder olje, strukturen til hydrokarbonene som er inkludert i sammensetningen endres. Blant disse metodene er krakking av petroleumshydrokarboner av stor betydning, utført for å øke utbyttet av bensin (opptil 65–70%).

Sprekker– prosessen med å spalte hydrokarboner som finnes i olje, som resulterer i dannelse av hydrokarboner med et mindre antall C-atomer i molekylet. Det er to hovedtyper av cracking: termisk og katalytisk.

Termisk sprekkdannelse utføres ved å varme opp råstoffet (fyringsolje, etc.) ved en temperatur på 470–550 °C og et trykk på 2–6 MPa. I dette tilfellet splittes hydrokarbonmolekyler med et stort antall C-atomer i molekyler med et mindre antall atomer av både mettede og umettede hydrokarboner. For eksempel:

(radikal mekanisme),

Denne metoden brukes til å produsere hovedsakelig motorbensin. Utbyttet fra olje når 70%. Termisk sprekkdannelse ble oppdaget av den russiske ingeniøren V.G. Shukhov i 1891.

Katalytisk sprekkdannelse utføres i nærvær av katalysatorer (vanligvis aluminosilikater) ved 450–500 °C og atmosfærisk trykk. Denne metoden produserer flybensin med et utbytte på opptil 80 %. Denne typen oppsprekking påvirker hovedsakelig parafin og gassoljefraksjoner av olje. Under katalytisk krakking, sammen med spaltningsreaksjoner, oppstår isomeriseringsreaksjoner. Som et resultat av sistnevnte dannes mettede hydrokarboner med et forgrenet karbonskjelett av molekyler, noe som forbedrer kvaliteten på bensin:

Katalytisk cracking bensin har en høyere kvalitet. Prosessen med å skaffe det går mye raskere, med mindre termisk energiforbruk. I tillegg gir katalytisk cracking relativt mange forgrenede hydrokarboner (isoforbindelser), som er av stor verdi for organisk syntese.

På t= 700 °C og over pyrolyse forekommer.

Pyrolyse– dekomponering av organiske stoffer uten lufttilgang ved høye temperaturer. I pyrolyse av olje er hovedreaksjonsproduktene umettede gassformige hydrokarboner (etylen, acetylen) og aromatiske hydrokarboner - benzen, toluen, etc. Siden oljepyrolyse er en av de viktigste måtene å oppnå aromatiske hydrokarboner på, kalles denne prosessen ofte olje aromatisering.

Aromatisering– transformasjon av alkaner og sykloalkaner til arener. Når tunge fraksjoner av petroleumsprodukter varmes opp i nærvær av en katalysator (Pt eller Mo), omdannes hydrokarboner som inneholder 6–8 C-atomer per molekyl til aromatiske hydrokarboner. Disse prosessene skjer under reformering (bensinoppgradering).

Reformering- Dette er aromatiseringen av bensin, utført som et resultat av oppvarming av dem i nærvær av en katalysator, for eksempel Pt. Under disse forholdene omdannes alkaner og cykloalkaner til aromatiske hydrokarboner, som et resultat av at oktantallet til bensin også øker betydelig. Aromatisering brukes til å oppnå individuelle aromatiske hydrokarboner (benzen, toluen) fra bensinfraksjoner av olje.

De siste årene har petroleumshydrokarboner blitt mye brukt som kilde til kjemiske råvarer. På ulike måter oppnås stoffer som er nødvendige for produksjon av plast, syntetiske tekstilfibre, syntetisk gummi, alkoholer, syrer, syntetiske vaskemidler, eksplosiver, plantevernmidler, syntetisk fett osv. fra dem.

Kull Akkurat som naturgass og olje er det en kilde til energi og verdifulle kjemiske råvarer.

Hovedmetoden for å behandle kull er koksing(tørr destillasjon). Ved koksing (oppvarming til 1000 °C - 1200 °C uten lufttilgang) oppnås ulike produkter: koks, steinkulltjære, tjærevann og koksovnsgass (diagram).

Opplegg

Koks brukes som reduksjonsmiddel ved produksjon av støpejern i metallurgiske anlegg.

Kulltjære tjener som en kilde til aromatiske hydrokarboner. Det utsettes for rektifikasjonsdestillasjon og benzen, toluen, xylen, naftalen, samt fenoler, nitrogenholdige forbindelser, etc. oppnås. Bek er en tykk svart masse som er igjen etter destillasjon av harpiksen, som brukes til fremstilling av elektroder og takpapp.

Ammoniakk, ammoniumsulfat, fenol osv. oppnås fra tjærevann.

Koksovnsgass brukes til å varme koksovner (ca. 18 000 kJ frigjøres når 1 m 3 brennes), men den utsettes hovedsakelig for kjemisk prosessering. Dermed blir hydrogen isolert fra det for syntese av ammoniakk, som deretter brukes til å produsere nitrogengjødsel, samt metan, benzen, toluen, ammoniumsulfat og etylen.

De viktigste naturlige kildene til hydrokarboner er olje, gass og kull. De fleste av stoffene i organisk kjemi er isolert fra dem. Vi vil diskutere denne klassen av organiske stoffer mer detaljert nedenfor.

Sammensetning av mineraler

Hydrokarboner er den mest omfattende klassen av organiske stoffer. Disse inkluderer asykliske (lineære) og sykliske klasser av forbindelser. Det er mettede (mettede) og umettede (umettede) hydrokarboner.

Mettede hydrokarboner inkluderer forbindelser med enkeltbindinger:

• alkaner- lineære forbindelser;
• sykloalkaner- sykliske stoffer.

Umettede hydrokarboner inkluderer stoffer med flere bindinger:

• alkener- inneholde en dobbeltbinding;
• alkyner- inneholde en trippelbinding;
• alkadiener- inkluderer to dobbeltbindinger.

En egen klasse av arener eller aromatiske hydrokarboner som inneholder en benzenring skilles ut.

Ris. 1. Klassifisering av hydrokarboner.

Mineralressurser inkluderer gassformige og flytende hydrokarboner. Tabellen beskriver naturlige kilder til hydrokarboner mer detaljert.

Kilde	Slags
		Alkaner, sykloalkaner, arener, oksygen, nitrogen, svovelholdige forbindelser
	naturlig - en blanding av gasser som finnes i naturen; assosiert - en gassblanding oppløst i olje eller plassert over den	Metan med urenheter (ikke mer enn 5%): propan, butan, karbondioksid, nitrogen, hydrogensulfid, vanndamp. Naturgass inneholder mer metan enn assosiert gass
	antrasitt - inkluderer 95% karbon; stein - inneholder 99% karbon; brun - 72% karbon	Karbon, hydrogen, svovel, nitrogen, oksygen, hydrokarboner

Hvert år produseres mer enn 600 milliarder m 3 gass, 500 millioner tonn olje og 300 millioner tonn kull i Russland.

Resirkulering

Mineraler brukes i bearbeidet form. Kull kalsineres uten tilgang til oksygen (koksprosess) for å skille flere fraksjoner:

• koksovnsgass- en blanding av metan, karbonoksider (II) og (IV), ammoniakk, nitrogen;
• kull tjære- en blanding av benzen, dets homologer, fenol, arener, heterosykliske forbindelser;
• ammoniakkvann- en blanding av ammoniakk, fenol, hydrogensulfid;
• cola- sluttkoksproduktet som inneholder rent karbon.

Ris. 2. Koksing.

En av verdens ledende industrigrener er oljeraffinering. Olje som utvinnes fra jordens dyp kalles råolje. Den er resirkulert. Først utføres mekanisk rensing fra urenheter, deretter destilleres den rensede oljen for å oppnå forskjellige fraksjoner. Tabellen beskriver hovedfraksjonene av olje.

Brøkdel	Sammensatt	Hva får du?
	Gassformige alkaner fra metan til butan
Bensin	Alkaner fra pentan (C 5 H 12) til undekan (C 11 H 24)	Bensin, estere
Nafta	Alkaner fra oktan (C 8 H 18) til tetradekan (C 14 H 30)	Nafta (tung bensin)
Parafin
Diesel	Alkaner fra tridekan (C 13 H 28) til nonadekan (C 19 H 36)
	Alkaner fra pentadekan (C 15 H 32) til pentakontan (C 50 H 102)	Smøreoljer, vaselin, bitumen, parafin, tjære

Ris. 3. Oljedestillasjon.

Plast, fibre og medisiner produseres av hydrokarboner. Metan og propan brukes som husholdningsdrivstoff. Koks brukes til produksjon av jern og stål. Salpetersyre, ammoniakk og gjødsel produseres fra ammoniakkvann. Tjære brukes i konstruksjon.

Hva har vi lært?

Fra emnet for leksjonen lærte vi fra hvilke naturlige kilder hydrokarboner er isolert. Olje, kull, naturgasser og tilhørende gasser brukes som råstoff for organiske forbindelser. Mineraler renses og deles i fraksjoner, hvorfra man får stoffer som egner seg for produksjon eller direkte bruk. Flytende brensel og oljer produseres fra olje. Gassene inneholder metan, propan, butan, brukt som husholdningsdrivstoff. Flytende og faste råvarer utvinnes fra kull for produksjon av legeringer, gjødsel og medisiner.

Test om emnet

Evaluering av rapporten

Gjennomsnittlig rangering: 4.2. Totale vurderinger mottatt: 289.

NATURLIGE KILDER TIL HYDROCARBONS

Hydrokarboner er alle så forskjellige -
Flytende og fast og gassformig.
Hvorfor er det så mange av dem i naturen?
Det handler om umettelig karbon.

Faktisk er dette elementet, som ingen andre, "umettelig": det streber etter å danne kjeder, rette og forgrenede, ringer eller nettverk fra dets mange atomer. Derfor er det mange forbindelser av karbon- og hydrogenatomer.

Hydrokarboner er både naturgass - metan, og en annen brannfarlig husholdningsgass som brukes til å fylle sylindere - propan C 3 H 8. Hydrokarboner inkluderer olje, bensin og parafin. Og også - organisk løsemiddel C 6 H 6, parafin som nyttårslys er laget av, vaselin fra apoteket og til og med en plastpose for emballasje av produkter ...

De viktigste naturlige kildene til hydrokarboner er mineraler - kull, olje, gass.

KULL

Mer er kjent på kloden 36 tusen kullbassenger og forekomster, som til sammen opptar 15% territorier på kloden. Kullbassenger kan strekke seg over tusenvis av kilometer. De totale geologiske reservene av kull på kloden er 5 billioner 500 milliarder tonn, inkludert utforskede forekomster - 1 billion 750 milliarder tonn.

Det er tre hovedtyper fossilt kull. Når brunkull og antrasitt brenner er flammen usynlig og forbrenningen røykfri, mens stenkull gir en høy knekkelyd ved brenning.

Antrasitt- det eldste av fossile kull. Det kjennetegnes ved høy tetthet og glans. Inneholder opptil 95% karbon.

Kull– inneholder opptil 99% karbon. Av alle fossile kull har det den bredeste anvendelsen.

Brunkull– inneholder opptil 72% karbon. Har en brun farge. Som den yngste av fossile kull beholder den ofte spor av strukturen til treverket som det ble dannet av. Den er preget av høy hygroskopisitet og høyt askeinnhold ( fra 7 % til 38 %), derfor brukes det kun som lokalt drivstoff og som råmateriale for kjemisk prosessering. Spesielt ved hydrogenering oppnås verdifulle typer flytende drivstoff: bensin og parafin.

Karbon er hovedkomponenten i kull ( 99% ), brunkull ( opptil 72 %). Opprinnelsen til navnet karbon, det vil si "føde kull." På samme måte inneholder det latinske navnet "carboneum" roten karbo-kull ved basen.

I likhet med olje inneholder kull store mengder organisk materiale. I tillegg til organiske stoffer inneholder den også uorganiske stoffer, som vann, ammoniakk, hydrogensulfid og selvfølgelig karbon i seg selv - kull. En av hovedmetodene for å behandle kull er koks - kalsinering uten lufttilgang. Som et resultat av forkoksing, som utføres ved en temperatur på 1000 0 C, dannes følgende:

Koksgass– den inneholder hydrogen, metan, karbondioksid og karbondioksid, tilsetninger av ammoniakk, nitrogen og andre gasser.

Kull tjære – inneholder flere hundre forskjellige organiske stoffer, inkludert benzen og dets homologer, fenol og aromatiske alkoholer, naftalen og forskjellige heterosykliske forbindelser.

Harpiks eller ammoniakkvann – som inneholder, som navnet tilsier, oppløst ammoniakk, samt fenol, hydrogensulfid og andre stoffer.

Cola– fast koksrester, praktisk talt rent karbon.

Koks brukes til produksjon av jern og stål, ammoniakk brukes til produksjon av nitrogen og kombinert gjødsel, og betydningen av organiske koksprodukter kan vanskelig overvurderes. Hva er geografien for distribusjon av dette mineralet?

Hovedtyngden av kullressurser er lokalisert på den nordlige halvkule - Asia, Nord-Amerika, Eurasia. Hvilke land skiller seg ut når det gjelder kullreserver og produksjon?

Kina, USA, India, Australia, Russland.

De viktigste eksportørene av kull er land.

USA, Australia, Russland, Sør-Afrika.

Hovedimportsentre.

Japan, utenlandsk Europa.

Dette er et svært miljøforurensende drivstoff. Ved utvinning av kull oppstår eksplosjoner og metanbranner, og visse miljøproblemer oppstår.

Miljøforurensning er enhver uønsket endring i tilstanden til dette miljøet som følge av menneskelig økonomisk aktivitet. Dette skjer også under gruvedrift. La oss forestille oss situasjonen i et kullgruveområde. Sammen med kullet stiger en enorm mengde gråberg opp til overflaten, som rett og slett sendes til deponier som unødvendig. Gradvis dannet avfallshauger- enorme, titalls meter høye, kjegleformede fjell av gråberg som forvrenger utseendet til naturlandskapet. Vil alt kullet som heves til overflaten bli transportert til forbrukeren? Selvfølgelig ikke. Prosessen er tross alt ikke lufttett. En enorm mengde kullstøv legger seg på jordens overflate. Som et resultat endres sammensetningen av jordsmonn og grunnvann, noe som uunngåelig vil påvirke floraen og faunaen i området.

Kull inneholder radioaktivt karbon - C, men etter forbrenning av drivstoffet kommer det farlige stoffet sammen med røyken inn i luften, vannet, jorda og sintres til slagg eller aske, som brukes til produksjon av byggematerialer. Som et resultat "synker" vegger og tak i boligbygg og utgjør en trussel mot menneskers helse.

OLJE

Olje har vært kjent for menneskeheten siden antikken. Det ble utvunnet på bredden av Eufrat

6-7 tusen år f.Kr eh . Den ble brukt til belysning av boliger, til fremstilling av mørtler, som medisiner og salver, og til balsamering. Olje i den antikke verden var et formidabelt våpen: Elver av ild strømmet inn på hodene til de stormende festningsmurene, brennende piler dyppet i olje fløy inn i beleirede byer. Olje var en integrert del av brannmiddelet, som gikk ned i historien under navnet "Gresk ild" I middelalderen ble den hovedsakelig brukt til gatebelysning.

Mer enn 600 olje- og gassbassenger er undersøkt, 450 er under utbygging , og det totale antallet oljefelt når 50 tusen.

Det er lette og tunge oljer. Lett olje utvinnes fra undergrunnen ved hjelp av pumper eller fontenemetoden. Denne oljen brukes hovedsakelig til å lage bensin og parafin. Tunge kvaliteter av olje blir noen ganger til og med utvunnet ved hjelp av en gruvemetode (i Komi-republikken), og bitumen, fyringsolje og forskjellige oljer tilberedes fra det.

Olje er det mest allsidige drivstoffet, høy i kalorier. Utvinningen er relativt enkel og billig, fordi når man utvinner olje, er det ikke nødvendig å sette folk under jorden. Transport av olje gjennom rørledninger er ikke et stort problem. Den største ulempen med denne typen drivstoff er dens lave ressurstilgjengelighet (ca. 50 år). ) . Generelle geologiske reserver er lik 500 milliarder tonn, inkludert utforskede 140 milliarder tonn .

I 2007 år beviste russiske forskere for verdenssamfunnet at de undersjøiske Lomonosov- og Mendeleev-ryggene, som ligger i Polhavet, er en kontinentalsokkelsone, og derfor tilhører den russiske føderasjonen. En kjemilærer vil fortelle deg om sammensetningen av olje og dens egenskaper.

Olje er en "klump av energi". Med bare 1 ml av det kan du varme opp en hel bøtte vann med én grad, og for å koke en bøtte samovar trenger du mindre enn et halvt glass olje. Når det gjelder energikonsentrasjon per volumenhet, rangerer olje først blant naturlige stoffer. Selv radioaktive malmer kan ikke konkurrere med den i denne forbindelse, siden innholdet av radioaktive stoffer i dem er så lite at 1 mg kan utvinnes. Kjernebrensel krever prosessering av tonnevis med bergarter.

Olje er ikke bare grunnlaget for drivstoff- og energikomplekset i enhver stat.

De berømte ordene til D.I. Mendeleev er på plass her «Å brenne olje er det samme som å tenne en ovn sedler". Hver dråpe olje inneholder mer enn 900 ulike kjemiske forbindelser, mer enn halvparten av de kjemiske elementene i det periodiske system. Dette er virkelig et mirakel av naturen, grunnlaget for den petrokjemiske industrien. Omtrent 90 % av all produsert olje brukes som drivstoff. På tross av “ dine 10%" , petrokjemisk syntese gir produksjon av mange tusen organiske forbindelser som tilfredsstiller det moderne samfunnets presserende behov. Det er ikke for ingenting at folk respektfullt kaller olje "svart gull", "jordens blod".

Olje er en oljeaktig mørkebrun væske med en rødlig eller grønnaktig fargetone, noen ganger svart, rød, blå eller lys og til og med gjennomsiktig med en karakteristisk skarp lukt. Det er olje som er hvit eller fargeløs, som vann (for eksempel i Surukhan-feltet i Aserbajdsjan, i noen felt i Algerie).

Sammensetningen av olje er ikke den samme. Men alle inneholder vanligvis tre typer hydrokarboner - alkaner (for det meste av normal struktur), cykloalkaner og aromatiske hydrokarboner. Forholdet mellom disse hydrokarbonene i olje fra forskjellige felt er forskjellig: for eksempel er Mangyshlak-olje rik på alkaner, og olje i Baku-regionen er rik på sykloalkaner.

De viktigste oljereservene er lokalisert på den nordlige halvkule. Total 75 Land i verden produserer olje, men 90 % av produksjonen kommer fra bare 10 land. Nær ? Verdens oljereserver er i utviklingsland. (Læreren navngir og viser på kartet).

Hovedproduserende land:

Saudi-Arabia, USA, Russland, Iran, Mexico.

Samtidig mer 4/5 Oljeforbruket står for andelen av økonomisk utviklede land, som er de viktigste importlandene:

Japan, utenlandsk Europa, USA.

Råolje brukes ikke noe sted, men petroleumsprodukter brukes.

Oljeraffinering

En moderne installasjon består av en ovn for oppvarming av olje og en destillasjonskolonne, hvor oljen separeres i fraksjoner – separate blandinger av hydrokarboner i samsvar med deres kokepunkter: bensin, nafta, parafin. Ovnen har et langt rør rullet inn i en spole. Ovnen varmes opp av forbrenningsprodukter av brennolje eller gass. Olje mates kontinuerlig inn i spolen: der varmes den opp til 320 - 350 0 C i form av en blanding av væske og damp og kommer inn i destillasjonskolonnen. Destillasjonskolonnen er et sylindrisk stålapparat som er omtrent 40 m høyt. Den har flere dusin horisontale skillevegger med hull inni - de såkalte platene. Oljedamp som kommer inn i kolonnen stiger opp og passerer gjennom hull i platene. Gradvis avkjøling når de beveger seg oppover, blir de delvis flytende. Mindre flyktige hydrokarboner blir flytende allerede på de første platene, og danner en gassoljefraksjon; mer flyktige hydrokarboner samles høyere og danner parafinfraksjonen; enda høyere – naftafraksjon. De mest flyktige hydrokarbonene kommer ut av kolonnen som damper og danner bensin etter kondensering. En del av bensinen føres tilbake til kolonnen for "vanning", noe som bidrar til bedre driftsforhold. (Skriv i notatbok). Bensin – inneholder hydrokarboner C5 – C11, kokende i området fra 40 0C til 200 0 C; nafta - inneholder C8 - C14 hydrokarboner med et kokepunkt fra 120 0 C til 240 0 C - inneholder C12 - C18 hydrokarboner, kokende ved en temperatur fra 180 0 C til 300 0 C; gassolje - inneholder C13 – C15 hydrokarboner, destillert ved temperaturer fra 230 0 C til 360 0 C; smøreoljer - C16 - C28, kok ved en temperatur på 350 0 C og over.

Etter destillering av lette produkter fra olje, gjenstår en viskøs svart væske - fyringsolje. Det er en verdifull blanding av hydrokarboner. Smøreoljer hentes fra fyringsolje gjennom ytterligere destillasjon. Den ikke-destillerbare delen av fyringsoljen kalles tjære, som brukes i konstruksjon og til asfaltering av veier (Demonstrasjon av et videofragment). Den mest verdifulle fraksjonen av direkte destillasjon av olje er bensin. Utbyttet av denne fraksjon overstiger imidlertid ikke 17-20 vekt% råolje. Et problem oppstår: hvordan tilfredsstille samfunnets stadig økende behov for bil- og flydrivstoff? Løsningen ble funnet på slutten av 1800-tallet av en russisk ingeniør Vladimir Grigorievich Shukhov. I 1891 år han først utførte en industri sprekker parafinfraksjon av olje, noe som gjorde det mulig å øke utbyttet av bensin til 65-70 % (basert på råolje). Bare for utviklingen av prosessen med termisk cracking av petroleumsprodukter, skrev takknemlig menneskehet navnet på denne unike personen i sivilisasjonens historie med gylne bokstaver.

Produktene oppnådd som et resultat av oljerektifisering blir utsatt for kjemisk prosessering, som inkluderer en rekke komplekse prosesser. En av dem er cracking av petroleumsprodukter (fra engelsk "Cracking" - splitting). Det finnes flere typer oppsprekking: termisk, katalytisk, høytrykkssprekking og reduksjonssprekker. Termisk cracking består i å spalte langkjedede hydrokarbonmolekyler til kortere under påvirkning av høy temperatur (470-550 0 C). Under denne spaltningen dannes alkener sammen med alkaner:

For tiden er katalytisk cracking den vanligste. Det utføres ved en temperatur på 450-500 0 C, men med høyere hastighet og gjør det mulig å oppnå høyere kvalitet på bensin. Under katalytiske krakkingsforhold, sammen med spaltningsreaksjoner, oppstår isomeriseringsreaksjoner, det vil si omdannelsen av hydrokarboner med normal struktur til forgrenede hydrokarboner.

Isomerisering påvirker kvaliteten på bensin, siden tilstedeværelsen av forgrenede hydrokarboner øker oktantallet betydelig. Cracking er klassifisert som en såkalt sekundær oljeraffineringsprosess. En rekke andre katalytiske prosesser, for eksempel reformering, er også klassifisert som sekundære. Reformering- Dette er aromatiseringen av bensin ved å varme den opp i nærvær av en katalysator, for eksempel platina. Under disse forholdene omdannes alkaner og cykloalkaner til aromatiske hydrokarboner, som et resultat av at oktantallet til bensin også øker betydelig.

Økologi og oljefelt

For petrokjemisk produksjon er miljøproblemet spesielt presserende. Oljeproduksjon innebærer energikostnader og miljøforurensning. En farlig kilde til forurensning av verdenshavet er offshore oljeproduksjon, og verdenshavet forurenses også under oljetransport. Hver av oss har sett konsekvensene av oljetankulykker på TV. Svarte kyster dekket med et lag med fyringsolje, svarte surfe, gispende delfiner, fugler hvis vinger er dekket av tyktflytende fyringsolje, mennesker i beskyttelsesdrakter som samler olje med spader og bøtter. Jeg vil gjerne gi data om en alvorlig miljøkatastrofe som skjedde i Kerchstredet i november 2007. 2 tusen tonn petroleumsprodukter og rundt 7 tusen tonn svovel kom ut i vannet. De mest berørte av katastrofen var Tuzla-spytten, som ligger i krysset mellom Svartehavet og Azovhavet, og Chushka-spytten. Etter ulykken falt fyringsoljen til bunnen, noe som forårsaket døden til det lille hjerteformede skallet, sjøbeboernes hovednæring. Det vil ta 10 år å gjenopprette økosystemet. Mer enn 15 tusen fugler døde. En liter olje, en gang i vannet, sprer seg over overflaten i flekker med et areal på 100 kvm. Selv om oljefilmen er veldig tynn, danner den en uoverkommelig barriere for oksygenveien fra atmosfæren til vannsøylen. Som et resultat blir oksygenregimet og havet forstyrret "kveler." Plankton, som er grunnlaget for havets næringskjede, er i ferd med å dø. For tiden er rundt 20% av verdenshavet allerede dekket av oljesøl, og området som er berørt av oljeforurensning vokser. I tillegg til at verdenshavet er dekket av en oljefilm, kan vi også observere det på land. For eksempel, i oljefeltene i Vest-Sibir søles det mer olje per år enn et tankskip kan holde - opptil 20 millioner tonn. Omtrent halvparten av denne oljen havner på bakken som følge av ulykker, resten er "planlagte" sprut og lekkasjer under oppstart av brønner, leteboring og reparasjoner av rørledninger. Det største området med oljeforurenset land, ifølge miljøkomiteen til Yamalo-Nenets Autonomous Okrug, er i Purovsky-distriktet.

NATURGASS OG TILHØRENDE PETROLEUMSGASS

Naturgass inneholder hydrokarboner med lav molekylvekt, hovedkomponentene er metan. Innholdet i gass fra forskjellige felt varierer fra 80 % til 97 %. I tillegg til metan - etan, propan, butan. Uorganisk: nitrogen – 2%; CO2; H2O; H2S, edelgasser. Når naturgass brenner, produserer den mye varme.

Når det gjelder egenskapene, er naturgass som drivstoff overlegen til og med olje, den er mer kalori. Dette er den yngste grenen av drivstoffindustrien. Gass er enda enklere å utvinne og transportere. Dette er den mest økonomiske av alle typer drivstoff. Det er imidlertid noen ulemper: komplisert interkontinental gasstransport. Metantankere som transporterer gass i flytende tilstand er ekstremt komplekse og kostbare strukturer.

Brukes som: effektivt drivstoff, råvarer i kjemisk industri, i produksjon av acetylen, etylen, hydrogen, sot, plast, eddiksyre, fargestoffer, medisiner etc. Tilknyttede (petroleumsgasser) er naturgasser som løses opp i olje og er utgitt under gruvedriften Petroleumsgass inneholder mindre metan, men mer propan, butan og andre høyere hydrokarboner. Hvor produseres gassen?

Mer enn 70 land rundt om i verden har industrielle gassreserver. Dessuten, som i tilfellet med olje, har utviklingsland svært store reserver. Men gassproduksjon utføres hovedsakelig av utviklede land. De har muligheten til å bruke den eller en måte å selge gass til andre land på samme kontinent. Internasjonal gasshandel er mindre aktiv enn oljehandel. Omtrent 15 % av verdens gass leveres til det internasjonale markedet. Nesten 2/3 av verdens gassproduksjon kommer fra Russland og USA. Utvilsomt er den ledende gassproduksjonsregionen ikke bare i vårt land, men også i verden Yamalo-Nenets Autonomous Okrug, hvor denne industrien har utviklet seg i 30 år. Byen vår Novy Urengoy er med rette anerkjent som gasshovedstaden. De største innskuddene inkluderer Urengoyskoye, Yamburgskoye, Medvezhye, Zapolyarnoye. Urengoy-forekomsten er inkludert i Guinness rekordbok. Forekomstens reserver og produksjon er unik. Utforskede reserver overstiger 10 billioner. m 3, siden drift er det allerede produsert 6 billioner. m 3. I 2008 planlegger OJSC Gazprom å utvinne 598 milliarder m 3 "blått gull" fra Urengoy-forekomsten.

Gass og økologi

Ufullkommenheten i olje- og gassproduksjonsteknologi og deres transport forårsaker konstant forbrenning av gassvolumer i oppvarmingsenheter på kompressorstasjoner og i fakler. Kompressorstasjoner står for ca. 30 % av disse utslippene. Omtrent 450 tusen tonn naturgass og tilhørende gass brennes årlig i fakler, mens mer enn 60 tusen tonn forurensende stoffer slippes ut i atmosfæren.

Olje, gass, kull er verdifulle råvarer for kjemisk industri. I nær fremtid vil det bli funnet en erstatning for dem i drivstoff- og energikomplekset i landet vårt. For tiden søker forskere etter måter å bruke sol- og vindenergi og kjernebrensel for å erstatte olje fullstendig. Fremtidens mest lovende drivstofftype er hydrogen. Å redusere bruken av olje i termisk kraftteknikk er veien ikke bare til mer rasjonell bruk, men også til bevaring av dette råmaterialet for fremtidige generasjoner. Hydrokarbonråvarer bør kun brukes i prosessindustrien for å oppnå en rekke produkter. Dessverre er situasjonen ennå ikke endret, og opptil 94 % av produsert olje fungerer som drivstoff. D.I. Mendeleev sa klokt: "Å brenne olje er det samme som å varme opp en ovn med pengesedler."