हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत

हाइड्रोकार्बन सभी बहुत अलग हैं -
तरल और ठोस और गैसीय.
प्रकृति में इनकी संख्या इतनी अधिक क्यों है?
यह अतृप्त कार्बन के बारे में है।

वास्तव में, यह तत्व, किसी अन्य की तरह, "अतृप्त" नहीं है: यह अपने कई परमाणुओं से सीधे और शाखित, छल्ले या नेटवर्क बनाने का प्रयास करता है। अतः कार्बन तथा हाइड्रोजन परमाणुओं के अनेक यौगिक होते हैं।

हाइड्रोकार्बन दोनों प्राकृतिक गैस हैं - मीथेन, और एक अन्य घरेलू ज्वलनशील गैस जिसका उपयोग सिलेंडर भरने के लिए किया जाता है - प्रोपेन सी 3 एच 8। हाइड्रोकार्बन में तेल, गैसोलीन और मिट्टी का तेल शामिल हैं। और यह भी - कार्बनिक विलायक सी 6 एच 6, पैराफिन, जिससे नए साल की मोमबत्तियाँ बनाई जाती हैं, फार्मेसी से वैसलीन, और यहां तक ​​​​कि प्लास्टिक बैगपैकेजिंग उत्पादों के लिए...

हाइड्रोकार्बन के सबसे महत्वपूर्ण प्राकृतिक स्रोत खनिज हैं - कोयला, तेल, गैस।

कोयला

दुनिया भर में और भी बहुत कुछ पता है 36 हज़ारकोयला बेसिन और जमा, जो एक साथ कब्जा करते हैं 15% प्रदेशों ग्लोब. कोयला बेसिन हजारों किलोमीटर तक फैल सकते हैं। विश्व में कोयले का कुल भूवैज्ञानिक भंडार है 5 ट्रिलियन 500 अरब टन, अन्वेषणित निक्षेपों सहित - 1 ट्रिलियन 750 अरब टन.

जीवाश्म कोयले के तीन मुख्य प्रकार हैं। जब भूरा कोयला और एन्थ्रेसाइट जलते हैं, तो लौ अदृश्य होती है, दहन धुआं रहित होता है, और जब कोयला जलता है तो तेज कर्कश ध्वनि होती है।

एन्थ्रेसाइट- जीवाश्म कोयले में सबसे पुराना। यह उच्च घनत्व और चमक से प्रतिष्ठित है। तक शामिल है 95% कार्बन.

कोयला– तक शामिल है 99% कार्बन. सभी जीवाश्म कोयले में से, इसका उपयोग सबसे अधिक है।

लिग्नाइट कोयला– तक शामिल है 72% कार्बन. भूरा रंग है. सबसे छोटे जीवाश्म कोयले के रूप में, यह अक्सर उस लकड़ी की संरचना के निशान बरकरार रखता है जिससे इसे बनाया गया था। यह उच्च हीड्रोस्कोपिसिटी और उच्च राख सामग्री की विशेषता है ( 7% से 38% तक),इसलिए इसका उपयोग केवल स्थानीय ईंधन और रासायनिक प्रसंस्करण के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है। विशेष रूप से, हाइड्रोजनीकरण द्वारा, मूल्यवान प्रकार के तरल ईंधन प्राप्त होते हैं: गैसोलीन और मिट्टी का तेल।

कोयले का मुख्य घटक कार्बन है ( 99% ), लिग्नाइट कोयला ( 72% तक). कार्बन नाम की उत्पत्ति, अर्थात् "कोयले को जन्म देना।" इसी प्रकार, लैटिन नाम "कार्बोनियम" के आधार में जड़ कार्बो-चारकोल होता है।

तेल की तरह कोयले में भी होता है एक बड़ी संख्या कीकार्बनिक पदार्थ. कार्बनिक पदार्थों के अलावा, इसमें अकार्बनिक पदार्थ भी होते हैं, जैसे पानी, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड और निश्चित रूप से, स्वयं कार्बन - कोयला। कोयले के प्रसंस्करण की मुख्य विधियों में से एक कोकिंग है - वायु पहुंच के बिना कैल्सीनेशन। कोकिंग के परिणामस्वरूप, जो 1000 0 C के तापमान पर किया जाता है, निम्नलिखित बनता है:

कोक गैस- इसमें हाइड्रोजन, मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड और कार्बन डाइऑक्साइड, अमोनिया, नाइट्रोजन और अन्य गैसों का मिश्रण होता है।

कोल तार - इसमें कई सौ अलग-अलग कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जिनमें बेंजीन और उसके समरूप, फिनोल और सुगंधित अल्कोहल, नेफ़थलीन और विभिन्न हेट्रोसाइक्लिक यौगिक शामिल हैं।

राल या अमोनिया पानी - जिसमें, जैसा कि नाम से पता चलता है, घुलित अमोनिया, साथ ही फिनोल, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य पदार्थ शामिल हैं।

कोक- ठोस कोकिंग अवशेष, व्यावहारिक रूप से शुद्ध कार्बन।

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

कोयला संसाधनों का बड़ा हिस्सा उत्तरी गोलार्ध में स्थित है - एशिया, उत्तरी अमेरिका, यूरेशिया। कोयला भंडार और उत्पादन के मामले में कौन से देश आगे हैं?

चीन, अमेरिका, भारत, ऑस्ट्रेलिया, रूस।

कोयले के मुख्य निर्यातक देश हैं।

संयुक्त राज्य अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया, रूस, दक्षिण अफ्रीका।

मुख्य आयात केंद्र.

जापान, विदेशी यूरोप.

यह पर्यावरण को अत्यधिक प्रदूषित करने वाला ईंधन है। कोयले का खनन करते समय विस्फोट और मीथेन आग लगती है, और कुछ पर्यावरणीय समस्याएँ उत्पन्न होती हैं।

पर्यावरण प्रदूषण मानव आर्थिक गतिविधि के परिणामस्वरूप इस पर्यावरण की स्थिति में कोई अवांछनीय परिवर्तन है। खनन के दौरान भी ऐसा होता है. आइए कोयला खनन क्षेत्र की स्थिति की कल्पना करें। कोयले के साथ, भारी मात्रा में अपशिष्ट चट्टान सतह पर आ जाती है, जिसे अनावश्यक मानकर डंप में भेज दिया जाता है। धीरे-धीरे गठित हुआ अपशिष्ट ढेर- विशाल, दसियों मीटर ऊँचे, अपशिष्ट चट्टान के शंकु के आकार के पहाड़ जो प्राकृतिक परिदृश्य के स्वरूप को विकृत करते हैं। क्या सतह पर उठाया गया सारा कोयला उपभोक्ता तक पहुँचाया जाएगा? बिल्कुल नहीं। आख़िरकार, यह प्रक्रिया वायुरोधी नहीं है। भारी मात्रा में कोयले की धूल पृथ्वी की सतह पर जम जाती है। परिणामस्वरूप, मिट्टी और भूजल की संरचना बदल जाती है, जो अनिवार्य रूप से जानवरों को प्रभावित करेगी वनस्पति जगतज़िला।

कोयले में रेडियोधर्मी कार्बन - सी होता है, लेकिन ईंधन जलाने के बाद, खतरनाक पदार्थ, धुएं के साथ, हवा, पानी, मिट्टी में प्रवेश करता है और स्लैग या राख में समा जाता है, जिसका उपयोग निर्माण सामग्री के उत्पादन के लिए किया जाता है। परिणामस्वरूप, आवासीय भवनों में दीवारें और छतें "डूब" जाती हैं और मानव स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करती हैं।

तेल

तेल प्राचीन काल से मानव जाति के लिए जाना जाता है। इसका खनन यूफ्रेट्स के तट पर किया गया था

6-7 हजार वर्ष ईसा पूर्व उह . इसका उपयोग घरों को रोशन करने, मोर्टार तैयार करने, दवाओं और मलहम के रूप में और शव लेप लगाने के लिए किया जाता था। प्राचीन दुनिया में तेल एक दुर्जेय हथियार था: आग की नदियाँ उन तूफानी किले की दीवारों के सिरों पर बहती थीं, तेल में डूबे हुए जलते हुए तीर घिरे हुए शहरों में उड़ते थे। तेल था अभिन्न अंगआग लगाने वाला एजेंट, जो इतिहास में इसी नाम से दर्ज हुआ "ग्रीक आग"मध्य युग में इसका उपयोग मुख्य रूप से स्ट्रीट लाइटिंग के लिए किया जाता था।

600 से अधिक तेल और गैस बेसिनों की खोज की गई है, 450 का विकास किया जा रहा है , और तेल क्षेत्रों की कुल संख्या 50 हजार तक पहुँच जाती है।

हल्के और भारी तेल होते हैं। पंप या फव्वारा विधि का उपयोग करके उपमृदा से हल्का तेल निकाला जाता है। इस तेल का उपयोग मुख्य रूप से गैसोलीन और मिट्टी का तेल बनाने में किया जाता है। कभी-कभी भारी ग्रेड का तेल खदान विधि (कोमी गणराज्य में) का उपयोग करके भी निकाला जाता है, और इससे बिटुमेन, ईंधन तेल और विभिन्न तेल तैयार किए जाते हैं।

तेल सबसे बहुमुखी ईंधन है, इसमें कैलोरी की मात्रा अधिक होती है। इसका निष्कर्षण अपेक्षाकृत सरल और सस्ता है, क्योंकि तेल निकालते समय लोगों को भूमिगत रखने की आवश्यकता नहीं होती है। पाइपलाइनों के माध्यम से तेल परिवहन करना कोई बड़ी समस्या नहीं है। इस प्रकार के ईंधन का मुख्य नुकसान इसकी कम संसाधन उपलब्धता (लगभग 50 वर्ष) है ) . सामान्य भूवैज्ञानिक भंडार 500 अरब टन के बराबर हैं, जिनमें खोजे गए 140 अरब टन भी शामिल हैं .

में 2007 वर्ष, रूसी वैज्ञानिकों ने विश्व समुदाय को साबित कर दिया कि पानी के नीचे लोमोनोसोव और मेंडेलीव पर्वतमाला, जो आर्कटिक महासागर में स्थित हैं, एक महाद्वीपीय शेल्फ क्षेत्र हैं, और इसलिए रूसी संघ से संबंधित हैं। एक रसायन विज्ञान शिक्षक आपको तेल की संरचना और उसके गुणों के बारे में बताएगा।

तेल "ऊर्जा का समूह" है। इसके केवल 1 मिलीलीटर से, आप एक पूरी बाल्टी पानी को एक डिग्री तक गर्म कर सकते हैं, और एक बाल्टी समोवर को उबालने के लिए, आपको आधे गिलास से भी कम तेल की आवश्यकता होती है। प्रति इकाई आयतन में ऊर्जा सांद्रता के संदर्भ में, तेल प्राकृतिक पदार्थों में पहले स्थान पर है। इस संबंध में रेडियोधर्मी अयस्क भी इसका मुकाबला नहीं कर सकते, क्योंकि उनमें रेडियोधर्मी पदार्थों की मात्रा इतनी कम होती है कि 1 मिलीग्राम निकाला जा सकता है। परमाणु ईंधन के लिए टनों चट्टानों के प्रसंस्करण की आवश्यकता होती है।

तेल न केवल किसी राज्य के ईंधन और ऊर्जा परिसर का आधार है।

डी.आई. मेंडेलीव के प्रसिद्ध शब्द यहां मौजूद हैं “तेल जलाना भट्टी जलाने के समान है बैंकनोट". तेल की प्रत्येक बूंद में इससे अधिक होता है 900 विभिन्न रासायनिक यौगिक, आवर्त सारणी के आधे से अधिक रासायनिक तत्व। यह वास्तव में प्रकृति का चमत्कार है, पेट्रोकेमिकल उद्योग का आधार है। उत्पादित कुल तेल का लगभग 90% ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। इसके बावजूद “ आपका 10%" , पेट्रोकेमिकल संश्लेषण कई हजारों कार्बनिक यौगिकों का उत्पादन प्रदान करता है जो आधुनिक समाज की तत्काल जरूरतों को पूरा करते हैं। यह अकारण नहीं है कि लोग सम्मानपूर्वक तेल को "काला सोना", "पृथ्वी का खून" कहते हैं।

तेल एक तैलीय गहरे भूरे रंग का तरल पदार्थ है जिसमें लाल या हरा रंग होता है, कभी-कभी काला, लाल, नीला या हल्का और यहां तक ​​कि एक विशिष्ट तीखी गंध के साथ पारदर्शी भी होता है। ऐसा तेल है जो पानी की तरह सफेद या रंगहीन होता है (उदाहरण के लिए, अजरबैजान के सुरुखान क्षेत्र में, अल्जीरिया के कुछ क्षेत्रों में)।

तेल की संरचना समान नहीं है. लेकिन उन सभी में आमतौर पर तीन प्रकार के हाइड्रोकार्बन होते हैं - अल्केन्स (ज्यादातर सामान्य संरचना वाले), साइक्लोअल्केन्स और एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन। विभिन्न क्षेत्रों के तेल में इन हाइड्रोकार्बन का अनुपात अलग-अलग होता है: उदाहरण के लिए, मैंगीशलक तेल अल्केन्स से समृद्ध है, और बाकू क्षेत्र का तेल साइक्लोअल्केन्स से समृद्ध है।

मुख्य तेल भंडार उत्तरी गोलार्ध में स्थित हैं। कुल 75 दुनिया के देश तेल का उत्पादन करते हैं, लेकिन इसका 90% उत्पादन सिर्फ 10 देशों से होता है। पास में ? विश्व के तेल भंडार विकासशील देशों में हैं। (शिक्षक नाम और मानचित्र पर दिखाता है)।

मुख्य उत्पादक देश:

सऊदी अरब, अमेरिका, रूस, ईरान, मैक्सिको।

एक ही समय में और अधिक 4/5 तेल की खपत में आर्थिक रूप से विकसित देशों की हिस्सेदारी है, जो मुख्य आयातक देश हैं:

जापान, विदेशी यूरोप, संयुक्त राज्य अमेरिका।

कच्चे तेल का उपयोग कहीं भी नहीं किया जाता है, बल्कि परिष्कृत पेट्रोलियम उत्पादों का उपयोग किया जाता है।

तेल परिशोधन

एक आधुनिक संस्थापन में तेल गर्म करने के लिए एक भट्ठी और एक आसवन स्तंभ होता है, जहां तेल को अलग किया जाता है गुट -हाइड्रोकार्बन के मिश्रण को उनके क्वथनांक के अनुसार अलग करें: गैसोलीन, नेफ्था, केरोसिन। भट्ठी में एक लंबा पाइप होता है जो कुंडल में लपेटा जाता है। भट्टी को ईंधन तेल या गैस के दहन उत्पादों द्वारा गर्म किया जाता है। तेल को लगातार कुंडल में डाला जाता है: वहां इसे तरल और वाष्प के मिश्रण के रूप में 320 - 350 0 C तक गर्म किया जाता है और आसवन स्तंभ में प्रवेश करता है। आसवन स्तंभ लगभग 40 मीटर ऊँचा एक स्टील बेलनाकार उपकरण है। इसके अंदर छेद वाले कई दर्जन क्षैतिज विभाजन हैं - तथाकथित प्लेटें। स्तंभ में प्रवेश करने वाला तेल वाष्प ऊपर उठता है और प्लेटों में छेद से होकर गुजरता है। जैसे-जैसे वे ऊपर की ओर बढ़ते हैं, धीरे-धीरे ठंडे होकर आंशिक रूप से द्रवीभूत हो जाते हैं। कम अस्थिर हाइड्रोकार्बन पहले प्लेटों पर पहले से ही तरलीकृत होते हैं, जिससे गैस तेल अंश बनता है; अधिक अस्थिर हाइड्रोकार्बन अधिक एकत्र होते हैं और केरोसिन अंश बनाते हैं; इससे भी अधिक - नेफ्था अंश। सबसे अस्थिर हाइड्रोकार्बन वाष्प के रूप में स्तंभ से बाहर निकलते हैं और संघनन के बाद गैसोलीन बनाते हैं। गैसोलीन का कुछ हिस्सा "सिंचाई" के लिए कॉलम में वापस भेज दिया जाता है, जो बेहतर परिचालन स्थितियों में योगदान देता है। (नोटबुक में लिखें). गैसोलीन - इसमें हाइड्रोकार्बन C5 - C11 होता है, जो 40 0 ​​​​C से 200 0 C तक उबलता है; नेफ्था - इसमें 120 0 C से 240 0 C के क्वथनांक के साथ C8 - C14 हाइड्रोकार्बन होते हैं - इसमें 180 0 C से 300 0 C के तापमान पर उबलने वाले C12 - C18 हाइड्रोकार्बन होते हैं; गैस तेल - इसमें C13 - C15 हाइड्रोकार्बन होते हैं, जो 230 0 C से 360 0 C के तापमान पर आसुत होते हैं; चिकनाई वाले तेल - C16 - C28, 350 0 C और इससे ऊपर के तापमान पर उबालें।

तेल से हल्के उत्पादों के आसवन के बाद, एक चिपचिपा काला तरल बचता है - ईंधन तेल। यह हाइड्रोकार्बन का एक बहुमूल्य मिश्रण है। अतिरिक्त आसवन के माध्यम से ईंधन तेल से चिकनाई वाले तेल प्राप्त किए जाते हैं। ईंधन तेल के गैर-आसुत भाग को टार कहा जाता है, जिसका उपयोग निर्माण और सड़कों को पक्का करने में किया जाता है (एक वीडियो टुकड़े का प्रदर्शन)। तेल के प्रत्यक्ष आसवन का सबसे मूल्यवान अंश गैसोलीन है। हालाँकि, इस अंश की उपज कच्चे तेल के वजन से 17-20% से अधिक नहीं होती है। एक समस्या उत्पन्न होती है: ऑटोमोबाइल और विमानन ईंधन के लिए समाज की लगातार बढ़ती जरूरतों को कैसे पूरा किया जाए? इसका समाधान 19वीं शताब्दी के अंत में एक रूसी इंजीनियर द्वारा खोजा गया था व्लादिमीर ग्रिगोरिएविच शुखोव. में 1891 जिस वर्ष उन्होंने पहली बार कोई औद्योगिक कार्य किया खुरतेल का केरोसिन अंश, जिससे गैसोलीन की उपज 65-70% (कच्चे तेल पर आधारित) तक बढ़ाना संभव हो गया। पेट्रोलियम उत्पादों की थर्मल क्रैकिंग की प्रक्रिया के विकास के लिए ही कृतज्ञ मानवता ने सभ्यता के इतिहास में इस अद्वितीय व्यक्ति का नाम स्वर्ण अक्षरों में अंकित किया।

तेल सुधार के परिणामस्वरूप प्राप्त उत्पादों को रासायनिक प्रसंस्करण के अधीन किया जाता है, जिसमें कई जटिल प्रक्रियाएं शामिल हैं, उनमें से एक पेट्रोलियम उत्पादों का टूटना है (अंग्रेजी "क्रैकिंग" से - विभाजन)। क्रैकिंग कई प्रकार की होती है: थर्मल, कैटेलिटिक, हाई-प्रेशर क्रैकिंग और रिडक्शन क्रैकिंग। थर्मल क्रैकिंग में उच्च तापमान (470-550 0 C) के प्रभाव में लंबी श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन अणुओं को छोटे अणुओं में विभाजित करना शामिल है। इस दरार के दौरान, एल्केन्स के साथ-साथ एल्केन्स भी बनते हैं:

वर्तमान में, कैटेलिटिक क्रैकिंग सबसे आम है। यह 450-500 0 C के तापमान पर किया जाता है, लेकिन उच्च गति पर और उच्च गुणवत्ता वाला गैसोलीन प्राप्त करना संभव बनाता है। उत्प्रेरक क्रैकिंग स्थितियों के तहत, विभाजन प्रतिक्रियाओं के साथ, आइसोमेराइजेशन प्रतिक्रियाएं होती हैं, यानी सामान्य संरचना के हाइड्रोकार्बन का शाखित हाइड्रोकार्बन में रूपांतरण होता है।

आइसोमेराइजेशन गैसोलीन की गुणवत्ता को प्रभावित करता है, क्योंकि शाखित हाइड्रोकार्बन की उपस्थिति से इसकी ऑक्टेन संख्या काफी बढ़ जाती है। क्रैकिंग को तथाकथित द्वितीयक तेल शोधन प्रक्रिया के रूप में वर्गीकृत किया गया है। सुधार जैसी कई अन्य उत्प्रेरक प्रक्रियाओं को भी द्वितीयक के रूप में वर्गीकृत किया गया है। सुधार- यह उत्प्रेरक की उपस्थिति में गर्म करके गैसोलीन का सुगंधीकरण है, उदाहरण के लिए, प्लैटिनम। इन परिस्थितियों में, अल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स सुगंधित हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गैसोलीन की ऑक्टेन संख्या भी काफी बढ़ जाती है।

पारिस्थितिकी और तेल क्षेत्र

पेट्रोकेमिकल उत्पादन के लिए पर्यावरणीय समस्या विशेष रूप से गंभीर है। तेल उत्पादन में ऊर्जा लागत और पर्यावरण प्रदूषण शामिल है। विश्व महासागर के प्रदूषण का एक खतरनाक स्रोत अपतटीय तेल उत्पादन है, और तेल परिवहन के दौरान विश्व महासागर भी प्रदूषित होता है। हममें से प्रत्येक ने टेलीविजन पर तेल टैंकर दुर्घटनाओं के परिणाम देखे हैं। ईंधन तेल की परत से ढके काले किनारे, काली लहरें, हाँफती डॉल्फ़िन, वे पक्षी जिनके पंख चिपचिपे ईंधन तेल से ढके हुए हैं, सुरक्षात्मक सूट पहने लोग फावड़े और बाल्टियों से तेल इकट्ठा कर रहे हैं। मैं नवंबर 2007 में केर्च जलडमरूमध्य में हुई एक गंभीर पर्यावरणीय आपदा पर डेटा प्रदान करना चाहूंगा। 2 हजार टन पेट्रोलियम उत्पाद और लगभग 7 हजार टन सल्फर पानी में मिल गया। आपदा से सबसे अधिक प्रभावित तुजला थूक, जो काले और अज़ोव समुद्र के जंक्शन पर स्थित है, और चुश्का थूक थे। दुर्घटना के बाद, ईंधन तेल नीचे तक जम गया, जिससे छोटे दिल के आकार के खोल की मृत्यु हो गई, जो समुद्री निवासियों का मुख्य भोजन था। पारिस्थितिकी तंत्र को बहाल करने में 10 साल लगेंगे। 15 हजार से ज्यादा पक्षियों की मौत हो गई. एक लीटर तेल, एक बार पानी में, 100 वर्ग मीटर के क्षेत्र में धब्बों में इसकी सतह पर फैल जाता है। तेल फिल्म, हालांकि बहुत पतली है, वायुमंडल से जल स्तंभ तक ऑक्सीजन के मार्ग में एक दुर्गम बाधा उत्पन्न करती है। परिणामस्वरूप, ऑक्सीजन व्यवस्था और महासागर बाधित हो जाते हैं "दम घुटता है।"प्लवक, जो आधार है, मर जाता है खाद्य श्रृंखलामहासागर। वर्तमान में, विश्व महासागर का लगभग 20% क्षेत्र पहले से ही तेल रिसाव से ढका हुआ है, और तेल प्रदूषण से प्रभावित क्षेत्र बढ़ रहा है। इस तथ्य के अलावा कि विश्व महासागर एक तेल फिल्म से ढका हुआ है, हम इसे जमीन पर भी देख सकते हैं। उदाहरण के लिए, तेल क्षेत्रों में पश्चिमी साइबेरियाप्रति वर्ष टैंकर की क्षमता से अधिक तेल गिराया जाता है - 20 मिलियन टन तक। इस तेल का लगभग आधा हिस्सा दुर्घटनाओं के परिणामस्वरूप जमीन पर समाप्त हो जाता है, बाकी कुओं की शुरुआत, खोजपूर्ण ड्रिलिंग और पाइपलाइन की मरम्मत के दौरान "योजनाबद्ध" गशर और रिसाव होता है। समिति के अनुसार, तेल-दूषित भूमि का सबसे बड़ा क्षेत्र पर्यावरणयमालो-नेनेट्स ऑटोनॉमस ऑक्रग, पुरोव्स्की जिले में स्थित है।

प्राकृतिक और संबद्ध पेट्रोलियम गैस

प्राकृतिक गैस में कम आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं, जो इसके मुख्य घटक हैं मीथेन. विभिन्न क्षेत्रों की गैस में इसकी मात्रा 80% से 97% तक होती है। मीथेन के अलावा - ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन। अकार्बनिक: नाइट्रोजन - 2%; CO2; H2O; H2S, उत्कृष्ट गैसें। जब प्राकृतिक गैस जलती है, तो यह बहुत अधिक गर्मी पैदा करती है।

अपने गुणों के संदर्भ में, ईंधन के रूप में प्राकृतिक गैस तेल से भी बेहतर है; यह अधिक कैलोरीयुक्त है। यह ईंधन उद्योग की सबसे युवा शाखा है। गैस निकालना और परिवहन करना और भी आसान है। यह सभी प्रकार के ईंधनों में सबसे किफायती है। हालाँकि, इसके कुछ नुकसान भी हैं: जटिल अंतरमहाद्वीपीय गैस परिवहन। तरलीकृत अवस्था में गैस का परिवहन करने वाले मीथेन टैंकर बेहद जटिल और महंगी संरचनाएं हैं।

इनका उपयोग: प्रभावी ईंधन, रासायनिक उद्योग में कच्चे माल, एसिटिलीन, एथिलीन, हाइड्रोजन, कालिख, प्लास्टिक, एसिटिक एसिड, रंग, दवाओं आदि के उत्पादन में किया जाता है। एसोसिएटेड (पेट्रोलियम गैसें) प्राकृतिक गैसें हैं जो तेल में घुल जाती हैं और हैं इसके खनन के दौरान जारी किया गया पेट्रोलियम गैस में कम मीथेन, लेकिन अधिक प्रोपेन, ब्यूटेन और अन्य उच्च हाइड्रोकार्बन होते हैं। गैस का उत्पादन कहाँ होता है?

दुनिया भर के 70 से अधिक देशों में औद्योगिक गैस भंडार हैं। इसके अलावा, तेल के मामले में, विकासशील देशों के पास बहुत बड़े भंडार हैं। लेकिन गैस का उत्पादन मुख्यतः विकसित देशों द्वारा किया जाता है। उनके पास इसका उपयोग करने की क्षमता है या उसी महाद्वीप पर अन्य देशों को गैस बेचने का एक तरीका है। अंतर्राष्ट्रीय गैस व्यापार तेल व्यापार की तुलना में कम सक्रिय है। विश्व की लगभग 15% गैस की आपूर्ति अंतर्राष्ट्रीय बाज़ार में की जाती है। विश्व गैस उत्पादन का लगभग 2/3 हिस्सा रूस और संयुक्त राज्य अमेरिका से आता है। निस्संदेह, न केवल हमारे देश में, बल्कि दुनिया में अग्रणी गैस उत्पादन क्षेत्र यमालो-नेनेट्स ऑटोनॉमस ऑक्रग है, जहां यह उद्योग 30 वर्षों से विकसित हो रहा है। हमारे नोवी उरेंगॉय शहर को गैस राजधानी के रूप में मान्यता प्राप्त है। सबसे बड़ी जमा राशि में उरेंगॉयस्कॉय, याम्बर्गस्कॉय, मेदवेज़े, ज़ापोल्यार्नॉय शामिल हैं। उरेंगॉय जमा गिनीज बुक ऑफ रिकॉर्ड्स में शामिल है। जमा के भंडार और उत्पादन अद्वितीय हैं। खोजे गए भंडार 10 ट्रिलियन से अधिक हैं। एम 3, ऑपरेशन के बाद से, 6 ट्रिलियन का उत्पादन पहले ही किया जा चुका है। मी 3. 2008 में, ओजेएससी गज़प्रोम ने उरेंगॉय जमा से 598 बिलियन मीटर 3 "नीला सोना" निकालने की योजना बनाई है।

गैस और पारिस्थितिकी

तेल और गैस उत्पादन तकनीक और उनके परिवहन की अपूर्णता कंप्रेसर स्टेशनों की ताप इकाइयों और फ्लेयर्स में गैस की मात्रा के निरंतर दहन का कारण बनती है। इनमें से लगभग 30% उत्सर्जन कंप्रेसर स्टेशनों से होता है। प्रतिवर्ष लगभग 450 हजार टन प्राकृतिक और संबंधित गैस आग की लपटों में जला दी जाती है, जबकि 60 हजार टन से अधिक प्रदूषक तत्व वायुमंडल में छोड़े जाते हैं।

तेल, गैस, कोयला रासायनिक उद्योग के लिए मूल्यवान कच्चे माल हैं। निकट भविष्य में, हमारे देश के ईंधन और ऊर्जा परिसर में उनके लिए एक प्रतिस्थापन पाया जाएगा। वर्तमान में, वैज्ञानिक तेल को पूरी तरह से बदलने के लिए सौर और पवन ऊर्जा और परमाणु ईंधन का उपयोग करने के तरीकों की खोज कर रहे हैं। भविष्य का सबसे आशाजनक प्रकार का ईंधन हाइड्रोजन है। थर्मल पावर इंजीनियरिंग में तेल के उपयोग को कम करना न केवल इसके अधिक तर्कसंगत उपयोग का मार्ग है, बल्कि भविष्य की पीढ़ियों के लिए इस कच्चे माल के संरक्षण का भी मार्ग है। विभिन्न प्रकार के उत्पाद प्राप्त करने के लिए हाइड्रोकार्बन कच्चे माल का उपयोग केवल प्रसंस्करण उद्योग में किया जाना चाहिए। दुर्भाग्य से, स्थिति अभी भी नहीं बदली है, और उत्पादित तेल का 94% तक ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। डी.आई. मेंडेलीव ने बुद्धिमानी से कहा: "तेल जलाना बैंकनोटों से भट्टी को गर्म करने के समान है।"

याद रखें: आसवन (आसवन) वाष्पशील तरल पदार्थों के मिश्रण को क्रमिक वाष्पीकरण और उसके बाद संघनन द्वारा अलग करने की एक विधि है।

तेल। तेल आसवन

आप जिन कार्बनिक पदार्थों से निपटते हैं उनमें से कई रोजमर्रा की जिंदगी,—प्लास्टिक, पेंट, डिटर्जेंट, दवाएं, वार्निश, सॉल्वैंट्स—हाइड्रोकार्बन से संश्लेषित होते हैं। प्रकृति में हाइड्रोकार्बन के तीन मुख्य स्रोत हैं - तेल, प्राकृतिक गैस और कोयला।

तेल सबसे महत्वपूर्ण खनिज संसाधनों में से एक है। तेल और उसके उत्पादों के बिना हमारे जीवन की कल्पना करना असंभव है। यह अकारण नहीं है कि तेल-समृद्ध देश वैश्विक अर्थव्यवस्था में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं।

तेल पृथ्वी की पपड़ी में पाया जाने वाला एक काला, तैलीय तरल है (चित्र 29.1)। यह कई सौ पदार्थों का एक सजातीय मिश्रण है - मुख्य रूप से संतृप्त हाइड्रोकार्बन जिनके अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या 1 से 40 तक होती है।

इस मिश्रण को संसाधित करने के लिए भौतिक और रासायनिक दोनों तरीकों का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले, तेल को सरल मिश्रणों - अंशों - में आसवन (आसवन या सुधार) द्वारा अलग किया जाता है, इस तथ्य के आधार पर कि तेल में विभिन्न पदार्थ उबलते हैं अलग-अलग तापमान(तालिका 12)। आसवन एक आसवन स्तंभ में महत्वपूर्ण ताप के तहत होता है (चित्र 29.2)। उच्चतम क्वथनांक वाले अंश, पर विघटित होते हैं उच्च तापमान, कम दबाव में आसवित।

तालिका 12. तेल आसवन अंश

	अणुओं में कार्बन परमाणुओं की संख्या	क्वथनांक, डिग्री सेल्सियस	आवेदन
		200 से अधिक ओ.सी
			मोटर वाहन ईंधन
			संश्लेषण के लिए ईंधन, कच्चा माल
			विमानन गैसोलीन
			डीजल ईंधन
भारी गैस तेल (ईंधन तेल)			ताप विद्युत संयंत्रों के लिए ईंधन
		गर्म करने पर विघटित हो जाता है, कम दबाव में आसुत हो जाता है	बॉयलर घरों के लिए डामर, बिटुमेन, पैराफिन, स्नेहक, ईंधन का उत्पादन

यूक्रेन तेल भंडार के मामले में काफी समृद्ध है. मुख्य क्षेत्र तीन तेल और गैस क्षेत्रों में केंद्रित हैं: पूर्वी (सुमी, पोल्टावा, चेर्निहाइव और खार्कोव क्षेत्र), पश्चिमी (लविवि और इवानो-फ्रैंकिव्स्क क्षेत्र) और दक्षिणी (काला सागर क्षेत्र, आज़ोव और काला सागर की अलमारियाँ)। यूक्रेन में तेल भंडार लगभग 2 बिलियन टन अनुमानित है, लेकिन उनमें से एक महत्वपूर्ण हिस्सा बड़ी गहराई (5-7 किमी) पर केंद्रित है। यूक्रेन में वार्षिक तेल उत्पादन लगभग 2 मिलियन टन है और मांग 16 मिलियन टन है, इसलिए, दुर्भाग्य से, यूक्रेन अभी भी बड़ी मात्रा में तेल आयात करने के लिए मजबूर है।

पेट्रोलियम उत्पादों का रासायनिक शोधन

कुछ पेट्रोलियम आसवन उत्पादों का उपयोग आगे की प्रक्रिया के बिना तुरंत किया जा सकता है, जैसे गैसोलीन और मिट्टी का तेल, लेकिन वे केवल 20-30% तेल बनाते हैं। इसके अलावा, आसवन के बाद, गैसोलीन निम्न गुणवत्ता का होता है (कम ऑक्टेन संख्या के साथ, यानी, जब इंजन में संपीड़ित होता है, तो यह जलने के बजाय फट जाता है)। ऐसे ईंधन पर चलने वाला इंजन एक विशिष्ट खट-खट की आवाज करता है और जल्दी ही विफल हो जाता है। गैसोलीन की गुणवत्ता में सुधार और इसकी उपज बढ़ाने के लिए, तेल को रासायनिक प्रसंस्करण के अधीन किया जाता है।

रासायनिक तेल शोधन की सबसे महत्वपूर्ण विधियों में से एक है क्रैकिंग (अंग्रेजी से क्रैक - विभाजित करना, तोड़ना, क्योंकि क्रैकिंग के दौरान कार्बन श्रृंखलाएं टूट जाती हैं) (चित्र 29.3)। जब विशेष उत्प्रेरक की उपस्थिति में वायु पहुंच के बिना 500 डिग्री सेल्सियस तक गर्म किया जाता है, तो लंबे अल्केन अणु छोटे अणुओं में विभाजित हो जाते हैं। संतृप्त हाइड्रोकार्बन को तोड़ने पर, प्रकाश संतृप्त और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन का मिश्रण बनता है, उदाहरण के लिए:

इस प्रक्रिया के लिए धन्यवाद, गैसोलीन और केरोसिन की उपज बढ़ जाती है। इस प्रकार के गैसोलीन को कभी-कभी क्रैक्ड गैसोलीन भी कहा जाता है।

गैसोलीन की गुणवत्ता निर्धारित करने वाली विशेषताओं में से एक ऑक्टेन संख्या है, जो इंजन में ईंधन-वायु मिश्रण के विस्फोट (विस्फोट) की संभावना को इंगित करती है। ऑक्टेन संख्या जितनी अधिक होगी, विस्फोट की संभावना उतनी ही कम होगी, और इसलिए गैसोलीन की गुणवत्ता उतनी ही अधिक होगी। हेप्टेन मोटर ईंधन के रूप में अनुपयुक्त है; इसमें विस्फोट होने की अधिक संभावना है, जबकि आइसोक्टेन (2,2,4-ट्राइमेथिलपेंटेन) में विपरीत गुण हैं - यह इंजन में लगभग विस्फोट नहीं करता है। ये दो पदार्थ गैसोलीन की गुणवत्ता निर्धारित करने के पैमाने का आधार बने - ऑक्टेन संख्या स्केल। इस पैमाने पर, हेप्टेन को 0 का मान प्राप्त हुआ, और आइसोक्टेन - 100। इस पैमाने के अनुसार, 95 की ऑक्टेन रेटिंग वाले गैसोलीन में 95% आइसोक्टेन और 5% हेप्टेन के मिश्रण के समान ही गुण होते हैं।

तेल शोधन विशेष उद्यमों - तेल रिफाइनरियों में होता है। वहां वे कच्चे तेल का सुधार और परिणामी पेट्रोलियम उत्पादों का रासायनिक प्रसंस्करण दोनों करते हैं। यूक्रेन में छह तेल रिफाइनरियां हैं: ओडेसा, क्रेमेनचुग, खेरसॉन, लिसिचांस्क, नादवोरन्यास्क और ड्रोहोबीच में। सभी यूक्रेनी तेल शोधन उद्यमों की कुल क्षमता प्रति वर्ष 52 मिलियन टन से अधिक है।

प्राकृतिक गैस

हाइड्रोकार्बन का दूसरा सबसे महत्वपूर्ण स्रोत प्राकृतिक गैस है, जिसका मुख्य घटक मीथेन (93-99%) है। प्राकृतिक गैस का उपयोग मुख्य रूप से एक कुशल ईंधन के रूप में किया जाता है। जलाने पर न तो राख बनती है और न ही जहरीली कार्बन मोनोऑक्साइड, इसलिए प्राकृतिक गैस को पर्यावरण के अनुकूल ईंधन माना जाता है।

रासायनिक उद्योग द्वारा बड़ी मात्रा में प्राकृतिक गैस का उपयोग किया जाता है। प्राकृतिक गैस का प्रसंस्करण मुख्य रूप से असंतृप्त हाइड्रोकार्बन और संश्लेषण गैस के उत्पादन तक सीमित है। निचले अल्केन्स से हाइड्रोजन के निष्कासन से एथिलीन और एसिटिलीन बनते हैं:

संश्लेषण गैस - कार्बन (II) ऑक्साइड और हाइड्रोजन का मिश्रण - मीथेन को पानी की भाप के साथ गर्म करने से उत्पन्न होता है:

इस मिश्रण से, विभिन्न उत्प्रेरकों का उपयोग करके, ऑक्सीजन युक्त यौगिकों को संश्लेषित किया जाता है - मिथाइल अल्कोहल, एसिटिक एसिड, आदि।

जब कोबाल्ट उत्प्रेरक के ऊपर से गुजारा जाता है, तो संश्लेषण गैस अल्केन्स के मिश्रण में परिवर्तित हो जाती है, जो सिंथेटिक गैसोलीन है:

कोयला

हाइड्रोकार्बन का एक अन्य स्रोत कोयला है। रासायनिक उद्योग में इसे कोकिंग द्वारा संसाधित किया जाता है - हवा की पहुंच के बिना 1000 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करना (चित्र 29.5, पृष्ठ 170)। इस मामले में, कोक और कोयला टार बनते हैं, जिनका द्रव्यमान कोयले के द्रव्यमान का केवल कुछ प्रतिशत होता है। कोक का उपयोग धातु विज्ञान में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है (उदाहरण के लिए, इसके ऑक्साइड से लोहा प्राप्त करने के लिए)।

कोयला टार में कई सौ कार्बनिक यौगिक होते हैं, मुख्य रूप से सुगंधित हाइड्रोकार्बन, जो आसवन द्वारा इससे प्राप्त होते हैं।

कोयले का उपयोग ईंधन के रूप में भी किया जाता है, लेकिन इससे बड़ी मात्रा में कोयला बनता है पारिस्थितिक समस्याएँ. सबसे पहले, कोयले में गैर-ज्वलनशील अशुद्धियाँ होती हैं, जो ईंधन दहन के दौरान स्लैग में बदल जाती हैं; दूसरे, कोयले में थोड़ी मात्रा में सल्फर और नाइट्रोजन यौगिक होते हैं, जिनके दहन से ऑक्साइड उत्पन्न होते हैं जो वायुमंडल को प्रदूषित करते हैं। कोयला भंडार के मामले में यूक्रेन दुनिया में पहले स्थान पर है। दुनिया के 0.4% के बराबर क्षेत्र पर, यूक्रेन में दुनिया के ऊर्जा कच्चे माल के लगभग 5% भंडार हैं, जिनमें से 95% कोयला (लगभग 54 बिलियन टन) है। 2015 में कोयले का उत्पादन 40 मिलियन टन था, जो 2011 की तुलना में लगभग आधा है। आज यूक्रेन में 300 कोयला खदानें हैं, और उनमें से 40% कोकिंग कोयला (जिसे कोक में संसाधित किया जा सकता है) का उत्पादन होता है। उत्पादन मुख्य रूप से डोनेट्स्क, लुगांस्क, निप्रॉपेट्रोस और वोलिन क्षेत्रों में केंद्रित है।

भाषाई कार्य

ग्रीक में, पायरो का अर्थ है "आग" और लिसीस का अर्थ है "अपघटन।" आपको क्या लगता है कि "क्रैकिंग" और "पाइरोलिसिस" शब्द अक्सर एक दूसरे के स्थान पर क्यों उपयोग किए जाते हैं?

मुख्य विचार

उद्योग के लिए हाइड्रोकार्बन के मुख्य स्रोत तेल, कोयला और प्राकृतिक गैस हैं। अधिक प्रभावी उपयोग के लिए, इन प्राकृतिक संसाधनों को अलग-अलग पदार्थों या मिश्रणों को अलग करने के लिए संसाधित किया जाना चाहिए।

प्रश्नों पर नियंत्रण रखें

334. हाइड्रोकार्बन के मुख्य प्राकृतिक स्रोतों का नाम बताइये।

335. तेल को अंशों में अलग करने की भौतिक विधि किस पर आधारित है?

336. आसवन के दौरान तेल को किन अंशों में विभाजित किया जाता है? उनके उपयोग का वर्णन कीजिये. कौन सा पेट्रोलियम उत्पाद सबसे अधिक मूल्यवान है? आधुनिक समाज?

337. सबसे महत्वपूर्ण पेट्रोलियम उत्पाद रासायनिक संरचना में किस प्रकार भिन्न हैं?

338. इस और पिछले पैराग्राफ की जानकारी का उपयोग करते हुए, रासायनिक उद्योग में प्राकृतिक गैस के उपयोग का वर्णन करें।

339. कोकिंग कोयले से उत्पादित मुख्य उत्पाद कौन से हैं?

340. प्रसंस्करण के दौरान कोयले को हवा की पहुंच के बिना गर्म क्यों किया जाता है?

341. ईंधन के रूप में प्राकृतिक गैस कोयले से बेहतर क्यों है?

342. कोयले और प्राकृतिक गैस के प्रसंस्करण से कौन से पदार्थ और सामग्रियाँ उत्पन्न होती हैं?

सामग्री में महारत हासिल करने के लिए कार्य

343. हाइड्रोकार्बन सी 20 एच 42 को तोड़ने की प्रक्रिया में, अणुओं में समान संख्या में कार्बन परमाणुओं के साथ दो उत्पाद बनते हैं। प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण लिखें.

344. यह क्या है? मूलभूत अंतरसुधार से तेल क्रैकिंग?

345. आप ऐसा क्यों सोचते हैं कि तेल के प्रत्यक्ष आसवन के दौरान 20% से अधिक को गैसोलीन में संसाधित करना संभव नहीं है?

346. अंजीर का विश्लेषण करें। 29.2 और वर्णन करें कि पेट्रोलियम आसवन कैसे होता है।

347. प्राकृतिक गैस घटकों से एथिलीन और एसिटिलीन के उत्पादन की प्रतिक्रियाओं के लिए समीकरण लिखें।

348. गैसोलीन के घटकों में से एक हाइड्रोकार्बन C 8 H 18 है। कार्बन(I) ऑक्साइड और हाइड्रोजन से इसके उत्पादन की प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण लिखें।

349. जब गैसोलीन पूरी तरह से जलता है, तो इंजन में कार्बन डाइऑक्साइड और पानी बनता है। गैसोलीन की दहन प्रतिक्रिया के लिए एक समीकरण लिखें, यह मानते हुए कि इसमें C 8 H 18 संरचना के हाइड्रोकार्बन शामिल हैं।

350. कार से निकलने वाली गैसों में जहरीले पदार्थ होते हैं: कार्बन (एन) ऑक्साइड और नाइट्रोजन (एन) ऑक्साइड। समझाइए क्यों रासायनिक प्रतिक्रिएंउनका गठन किया गया.

351. प्रज्वलित होने पर 40 मिलीलीटर ऑक्टेन वाष्प और 3 लीटर वायु से युक्त ईंधन-वायु मिश्रण की मात्रा कितनी बार बढ़ जाएगी? गणना करते समय, मान लें कि हवा में 20% ऑक्सीजन (मात्रा के अनुसार) है।

352. गर्म जलवायु में बेचे जाने वाले गैसोलीन में ठंडी जलवायु में बेचे जाने वाले गैसोलीन की तुलना में अधिक आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं। अंदाजा लगाइए कि तेल रिफाइनर ऐसा क्यों करते हैं।

353*. तेल में इतने मूल्यवान कार्बनिक पदार्थ होते हैं कि डी.आई. मेंडेलीव ने कहा: "भट्ठी में तेल जलाना लगभग बैंक नोटों के साथ जलाने के समान है।" आप इस कथन को कैसे समझते हैं? हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोतों का तर्कसंगत उपयोग करने के तरीके सुझाएं।

354*. अतिरिक्त स्रोतों में उन सामग्रियों और पदार्थों के बारे में जानकारी प्राप्त करें जिनका कच्चा माल तेल, प्राकृतिक गैस या कोयला है। क्या इन्हें हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोतों का उपयोग किए बिना बनाया जा सकता है? क्या मानवता के लिए इन सामग्रियों का उपयोग बंद करना संभव है? आपने जवाब का औचित्य साबित करें।

355*. ग्रेड 8 और 9 में भूगोल के पाठों में प्राप्त ज्ञान का उपयोग करते हुए, यूक्रेन में कोयला, तेल और प्राकृतिक गैस उत्पादन के वर्तमान और आशाजनक बेसिन और क्षेत्रों का वर्णन करें। क्या इन हाइड्रोकार्बन स्रोतों के लिए प्रसंस्करण संयंत्रों के स्थान उनकी जमा राशि के साथ समन्वित हैं?

यह पाठ्यपुस्तक सामग्री है

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

रिजर्व द्वारा प्राकृतिक गैसविश्व में प्रथम स्थान हमारे देश का है। प्राकृतिक गैस में कम आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं। इसकी निम्नलिखित अनुमानित संरचना है (आयतन के अनुसार): 80-98% मीथेन, इसके निकटतम समरूपों का 2-3% - ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और थोड़ी मात्रा में अशुद्धियाँ - हाइड्रोजन सल्फाइड एच 2 एस, नाइट्रोजन एन 2, उत्कृष्ट गैसें , कार्बन मोनोऑक्साइड (IV ) CO 2 और जल वाष्प H 2 O . गैस की संरचना प्रत्येक क्षेत्र के लिए विशिष्ट है। निम्नलिखित पैटर्न है: हाइड्रोकार्बन का सापेक्ष आणविक भार जितना अधिक होगा, प्राकृतिक गैस में इसकी मात्रा उतनी ही कम होगी।

प्राकृतिक गैस का व्यापक रूप से उच्च कैलोरी मान वाले सस्ते ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है (1 मीटर 3 जलने पर 54,400 kJ तक निकलता है)। ये एक है सर्वोत्तम दृश्यघरेलू और औद्योगिक जरूरतों के लिए ईंधन। इसके अलावा, प्राकृतिक गैस रासायनिक उद्योग के लिए एक मूल्यवान कच्चे माल के रूप में कार्य करती है: एसिटिलीन, एथिलीन, हाइड्रोजन, कालिख, विभिन्न प्लास्टिक, एसिटिक एसिड, रंग, दवाएं और अन्य उत्पादों का उत्पादन।

संबद्ध पेट्रोलियम गैसेंतेल के साथ जमा होते हैं: वे इसमें घुल जाते हैं और तेल के ऊपर स्थित होते हैं, जिससे एक गैस "कैप" बनती है। जब तेल को सतह पर निकाला जाता है, तो दबाव में तेज गिरावट के कारण गैसें इससे अलग हो जाती हैं। पहले, तेल उत्पादन के दौरान संबंधित गैसों का उपयोग नहीं किया जाता था और जला दिया जाता था मशाल विधि. वर्तमान में, उन्हें पकड़कर ईंधन और मूल्यवान रासायनिक कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है। संबद्ध गैसों में प्राकृतिक गैस की तुलना में कम मीथेन होता है, लेकिन अधिक ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और उच्च हाइड्रोकार्बन होते हैं। इसके अलावा, उनमें मूल रूप से प्राकृतिक गैस जैसी ही अशुद्धियाँ होती हैं: एच 2 एस, एन 2, उत्कृष्ट गैसें, एच 2 ओ वाष्प, सीओ 2 . व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन (ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, आदि) संबंधित गैसों से निकाले जाते हैं; उनके प्रसंस्करण से डिहाइड्रोजनेशन द्वारा असंतृप्त हाइड्रोकार्बन प्राप्त करना संभव हो जाता है - प्रोपलीन, ब्यूटिलीन, ब्यूटाडीन, जिससे रबर और प्लास्टिक को संश्लेषित किया जाता है। प्रोपेन और ब्यूटेन (तरलीकृत गैस) का मिश्रण घरेलू ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। इंजन शुरू करते समय ईंधन के बेहतर प्रज्वलन के लिए गैस गैसोलीन (पेंटेन और हेक्सेन का मिश्रण) का उपयोग गैसोलीन में एक योजक के रूप में किया जाता है। हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण से कार्बनिक अम्ल, अल्कोहल और अन्य उत्पाद बनते हैं।

तेल- एक विशिष्ट गंध वाला गहरे भूरे या लगभग काले रंग का एक तैलीय, ज्वलनशील तरल। यह पानी से हल्का है (= 0.73–0.97 ग्राम/सेमी3) और व्यावहारिक रूप से पानी में अघुलनशील है। संरचना की दृष्टि से, तेल विभिन्न आणविक भार के हाइड्रोकार्बन का एक जटिल मिश्रण है, इसलिए इसका कोई विशिष्ट क्वथनांक नहीं होता है।

तेल में मुख्य रूप से तरल हाइड्रोकार्बन होते हैं (ठोस और गैसीय हाइड्रोकार्बन इनमें घुले होते हैं)। आमतौर पर ये अल्केन्स (ज्यादातर सामान्य संरचना वाले), साइक्लोअल्केन्स और एरेन्स होते हैं, जिनका अनुपात विभिन्न क्षेत्रों के तेलों में व्यापक रूप से भिन्न होता है। यूराल तेल में एरेन्स की मात्रा अधिक होती है। हाइड्रोकार्बन के अलावा, तेल में ऑक्सीजन, सल्फर और नाइट्रोजनयुक्त कार्बनिक यौगिक होते हैं।

आमतौर पर कच्चे तेल का उपयोग नहीं किया जाता है। तेल से तकनीकी रूप से मूल्यवान उत्पाद प्राप्त करने के लिए इसे प्रसंस्करण के अधीन किया जाता है।

प्राथमिक प्रसंस्करणतेल का आसवन होता है। संबंधित गैसों को अलग करने के बाद तेल रिफाइनरियों में आसवन किया जाता है। तेल का आसवन करते समय हल्के पेट्रोलियम उत्पाद प्राप्त होते हैं:

गैसोलीन ( टीउबाल = 40-200 डिग्री सेल्सियस) में हाइड्रोकार्बन सी 5 - सी 11 होता है,

नेफ्था ( टीउबाल = 150-250 डिग्री सेल्सियस) में हाइड्रोकार्बन सी 8 - सी 14 होता है,

मिट्टी का तेल ( टीउबाल = 180-300 डिग्री सेल्सियस) में हाइड्रोकार्बन सी 12 - सी 18 होता है,

गैस तेल ( टीकिप > 275 डिग्री सेल्सियस),

और शेष एक चिपचिपा काला तरल - ईंधन तेल है।

ईंधन तेल को आगे की प्रक्रिया के अधीन किया जाता है। इसे कम दबाव में (विघटन को रोकने के लिए) आसुत किया जाता है और चिकनाई वाले तेलों को अलग किया जाता है: स्पिंडल, मशीन, सिलेंडर, आदि। वैसलीन और पैराफिन को कुछ प्रकार के तेल के ईंधन तेल से अलग किया जाता है। आसवन के बाद शेष ईंधन तेल - टार - आंशिक ऑक्सीकरण के बाद डामर का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है। तेल आसवन का मुख्य नुकसान गैसोलीन की कम उपज (20% से अधिक नहीं) है।

पेट्रोलियम आसवन उत्पादों के विभिन्न उपयोग हैं।

पेट्रोलइसका उपयोग विमानन और ऑटोमोबाइल ईंधन के रूप में बड़ी मात्रा में किया जाता है। इसमें आमतौर पर हाइड्रोकार्बन होते हैं जिनके अणुओं में औसतन 5 से 9 C परमाणु होते हैं। मिट्टी का तेलइसका उपयोग ट्रैक्टरों के लिए ईंधन के रूप में और पेंट और वार्निश उद्योग में विलायक के रूप में भी किया जाता है। इसकी बड़ी मात्रा को गैसोलीन में संसाधित किया जाता है। मिट्टी का तेलइसका उपयोग ट्रैक्टर, जेट विमान और रॉकेट के साथ-साथ घरेलू जरूरतों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है। सौर तेल - गैस तेल- मोटर ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है, और चिकनाई देने वाले तेल- तंत्र के स्नेहन के लिए. वेसिलीनचिकित्सा में उपयोग किया जाता है। इसमें तरल और ठोस हाइड्रोकार्बन का मिश्रण होता है। तेलउच्च कार्बोक्जिलिक एसिड के उत्पादन के लिए, माचिस और पेंसिल के उत्पादन में लकड़ी को संसेचित करने के लिए, मोमबत्तियाँ बनाने, जूता पॉलिश आदि के लिए उपयोग किया जाता है। इसमें ठोस हाइड्रोकार्बन का मिश्रण होता है। ईंधन तेलचिकनाई वाले तेल और गैसोलीन में प्रसंस्करण के अलावा, इसका उपयोग बॉयलर तरल ईंधन के रूप में किया जाता है।

पर द्वितीयक प्रसंस्करण विधियाँतेल, इसकी संरचना में शामिल हाइड्रोकार्बन की संरचना बदल जाती है। इन विधियों में, गैसोलीन की उपज (65-70% तक) बढ़ाने के लिए पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन की क्रैकिंग का बहुत महत्व है।

खुर- तेल में निहित हाइड्रोकार्बन को विभाजित करने की प्रक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप अणु में कम संख्या में C परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन का निर्माण होता है। क्रैकिंग के दो मुख्य प्रकार हैं: थर्मल और कैटेलिटिक।

थर्मल क्रैकिंगफीडस्टॉक (ईंधन तेल, आदि) को 470-550 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 2-6 एमपीए के दबाव पर गर्म करके किया जाता है। इस मामले में, बड़ी संख्या में सी परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन अणुओं को संतृप्त और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन दोनों के परमाणुओं की कम संख्या वाले अणुओं में विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए:

(कट्टरपंथी तंत्र),

इस विधि का उपयोग मुख्य रूप से मोटर गैसोलीन के उत्पादन के लिए किया जाता है। तेल से इसकी उपज 70% तक पहुँच जाती है। थर्मल क्रैकिंग की खोज 1891 में रूसी इंजीनियर वी.जी. शुखोव ने की थी।

कैटेलिटिक क्रैकिंग 450-500 डिग्री सेल्सियस पर उत्प्रेरक (आमतौर पर एल्युमिनोसिलिकेट्स) की उपस्थिति में किया जाता है और वायु - दाब. यह विधि 80% तक की उपज के साथ विमानन गैसोलीन का उत्पादन करती है। इस प्रकार की दरार मुख्य रूप से मिट्टी के तेल और गैस तेल के अंशों को प्रभावित करती है। उत्प्रेरक क्रैकिंग के दौरान, विभाजन प्रतिक्रियाओं के साथ, आइसोमेराइजेशन प्रतिक्रियाएं होती हैं। उत्तरार्द्ध के परिणामस्वरूप, अणुओं के शाखित कार्बन कंकाल के साथ संतृप्त हाइड्रोकार्बन बनते हैं, जो गैसोलीन की गुणवत्ता में सुधार करता है:

कैटेलिटिक क्रैकिंग गैसोलीन की गुणवत्ता अधिक होती है। इसे प्राप्त करने की प्रक्रिया कम तापीय ऊर्जा खपत के साथ बहुत तेजी से आगे बढ़ती है। इसके अलावा, उत्प्रेरक क्रैकिंग अपेक्षाकृत कई शाखा-श्रृंखला हाइड्रोकार्बन (आइसोकंपाउंड) का उत्पादन करती है, जो कार्बनिक संश्लेषण के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं।

पर टी= 700 डिग्री सेल्सियस और इससे ऊपर पायरोलिसिस होता है।

पायरोलिसिस- उच्च तापमान पर वायु पहुंच के बिना कार्बनिक पदार्थों का अपघटन। तेल के पायरोलिसिस में, मुख्य प्रतिक्रिया उत्पाद असंतृप्त गैसीय हाइड्रोकार्बन (एथिलीन, एसिटिलीन) और सुगंधित हाइड्रोकार्बन - बेंजीन, टोल्यूनि, आदि हैं। चूंकि तेल पायरोलिसिस सुगंधित हाइड्रोकार्बन प्राप्त करने के सबसे महत्वपूर्ण तरीकों में से एक है, इसलिए इस प्रक्रिया को अक्सर तेल कहा जाता है। सुगंधीकरण.

गंध- अल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स का एरेन्स में परिवर्तन। जब पेट्रोलियम उत्पादों के भारी अंशों को उत्प्रेरक (Pt या Mo) की उपस्थिति में गर्म किया जाता है, तो प्रति अणु 6-8 C परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन सुगंधित हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित हो जाते हैं। ये प्रक्रियाएँ सुधार (गैसोलीन उन्नयन) के दौरान होती हैं।

सुधार- यह गैसोलीन का सुगंधीकरण है, जो उत्प्रेरक की उपस्थिति में उन्हें गर्म करने के परिणामस्वरूप किया जाता है, उदाहरण के लिए पं। इन परिस्थितियों में, अल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स सुगंधित हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गैसोलीन की ऑक्टेन संख्या भी काफी बढ़ जाती है। एरोमाटाइजेशन का उपयोग तेल के गैसोलीन अंशों से व्यक्तिगत सुगंधित हाइड्रोकार्बन (बेंजीन, टोल्यूनि) प्राप्त करने के लिए किया जाता है।

में पिछले साल कापेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन का व्यापक रूप से रासायनिक कच्चे माल के स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है। विभिन्न तरीकों का उपयोग करके, उनका उपयोग प्लास्टिक, सिंथेटिक कपड़ा फाइबर, सिंथेटिक रबर, अल्कोहल, एसिड, सिंथेटिक डिटर्जेंट के उत्पादन के लिए आवश्यक पदार्थ प्राप्त करने के लिए किया जाता है। विस्फोटक, कीटनाशक, सिंथेटिक वसा, आदि।

कोयलाप्राकृतिक गैस और तेल की तरह, यह ऊर्जा और मूल्यवान रासायनिक कच्चे माल का एक स्रोत है।

कोयले के प्रसंस्करण की मुख्य विधि है कोकिंग(सूखा आसवन)। जब कोकिंग (हवा की पहुंच के बिना 1000 डिग्री सेल्सियस - 1200 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करना) होता है, तो विभिन्न उत्पाद प्राप्त होते हैं: कोक, कोयला टार, टार पानी और कोक ओवन गैस (आरेख)।

योजना

धातुकर्म संयंत्रों में कच्चा लोहा के उत्पादन में कोक का उपयोग कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।

कोयला टार सुगंधित हाइड्रोकार्बन के स्रोत के रूप में कार्य करता है। इसे सुधार आसवन के अधीन किया जाता है और बेंजीन, टोल्यूनि, ज़ाइलीन, नेफ़थलीन, साथ ही फिनोल, नाइट्रोजन युक्त यौगिक आदि प्राप्त होते हैं, पिच राल के आसवन के बाद बचा हुआ एक गाढ़ा काला द्रव्यमान है, जिसका उपयोग इलेक्ट्रोड की तैयारी के लिए किया जाता है छत को संरक्षण देने वाला खास कपड़ा।

टार जल से अमोनिया, अमोनियम सल्फेट, फिनोल आदि प्राप्त होते हैं।

कोक ओवन गैस का उपयोग कोक ओवन को गर्म करने के लिए किया जाता है (1 एम 3 जलने पर लगभग 18,000 केजे निकलता है), लेकिन यह मुख्य रूप से रासायनिक प्रसंस्करण के अधीन है। इस प्रकार, अमोनिया के संश्लेषण के लिए इसमें से हाइड्रोजन को अलग किया जाता है, जिसका उपयोग नाइट्रोजन उर्वरकों के साथ-साथ मीथेन, बेंजीन, टोल्यूनि, अमोनियम सल्फेट और एथिलीन के उत्पादन के लिए किया जाता है।

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मास्को शिक्षा समिति

दक्षिणपूर्वी जिला विभाग

औसत समावेशी स्कूलअर्थशास्त्र के गहन अध्ययन के साथ क्रमांक 506

हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत, उनका उत्पादन और अनुप्रयोग

कोवचेगिन इगोर 11बी

टीशचेंको विटाली 11बी

अध्याय 1. तेल और जीवाश्म अन्वेषण की भू-रसायन

1.1 जीवाश्म ईंधन की उत्पत्ति

1.2 गैस और तेल चट्टानें

अध्याय 2. प्राकृतिक स्रोत

अध्याय 3. हाइड्रोकार्बन का औद्योगिक उत्पादन

अध्याय 4. तेल प्रसंस्करण

4.1 आंशिक आसवन

4.2 क्रैकिंग

4.3 सुधार

4.4 सल्फर हटाना

अध्याय 5. हाइड्रोकार्बन के अनुप्रयोग

5.1 अल्केन्स

5.2 अल्केन्स

5.3 एल्काइन्स

अध्याय 6. तेल उद्योग की स्थिति का विश्लेषण

अध्याय 7. तेल उद्योग की विशेषताएं और मुख्य रुझान

प्रयुक्त संदर्भों की सूची

अध्याय 1. तेल और जीवाश्म अन्वेषण की भू-रसायन

1 .1 जीवाश्म ईंधन की उत्पत्ति

पहले सिद्धांत जो तेल भंडार की घटना का निर्धारण करने वाले सिद्धांतों पर विचार करते थे, वे आम तौर पर मुख्य रूप से इस सवाल तक सीमित थे कि यह कहां जमा हुआ। हालाँकि, पिछले 20 वर्षों में यह स्पष्ट हो गया है कि इस प्रश्न का उत्तर देने के लिए यह समझना आवश्यक है कि किसी विशेष बेसिन में तेल क्यों, कब और कितनी मात्रा में बना, साथ ही यह भी समझना और स्थापित करना कि यह किन प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप हुआ। उत्पत्ति, प्रवास और संचय। तेल अन्वेषण की दक्षता में सुधार के लिए यह जानकारी नितांत आवश्यक है।

आधुनिक विचारों के अनुसार, हाइड्रोकार्बन जीवाश्मों का निर्माण, मूल गैस और तेल चट्टानों के अंदर भू-रासायनिक प्रक्रियाओं (चित्र 1 देखें) के एक जटिल अनुक्रम के परिणामस्वरूप हुआ। इन प्रक्रियाओं में, विभिन्न जैविक प्रणालियों (प्राकृतिक मूल के पदार्थ) के घटकों को हाइड्रोकार्बन में और कुछ हद तक, विभिन्न थर्मोडायनामिक स्थिरता के साथ ध्रुवीय यौगिकों में परिवर्तित किया गया - प्राकृतिक मूल के पदार्थों की वर्षा और उनके बाद के आवरण के परिणामस्वरूप ऊंचे तापमान के प्रभाव में तलछटी चट्टानों के साथ और उच्च रक्तचापपृथ्वी की पपड़ी की सतह परतों में। प्रारंभिक गैस-तेल परत से तरल और गैसीय उत्पादों का प्राथमिक प्रवास और छिद्रपूर्ण तेल-संतृप्त चट्टानों में उनके बाद के माध्यमिक प्रवास (असर क्षितिज, बदलाव आदि के माध्यम से) हाइड्रोकार्बन सामग्री के जमाव के गठन की ओर जाता है, आगे का प्रवास जिसे चट्टानों की गैर-छिद्रित परतों के बीच जमाव को बंद करके रोका जाता है।

बायोजेनिक मूल की तलछटी चट्टानों से कार्बनिक पदार्थों के अर्क में, पेट्रोलियम में पाए जाने वाले समान रासायनिक संरचना वाले यौगिक पाए जाते हैं। इनमें से कुछ यौगिक, जिन्हें "जैविक मार्कर" ("रासायनिक जीवाश्म") माना जाता है, भू-रसायन विज्ञान के लिए विशेष महत्व के हैं। ऐसे हाइड्रोकार्बन में पाए जाने वाले यौगिकों के साथ बहुत कुछ समानता होती है जैविक प्रणाली(उदाहरण के लिए, लिपिड, पिगमेंट और मेटाबोलाइट्स के साथ) जिससे तेल बनता है। ये यौगिक न केवल प्राकृतिक हाइड्रोकार्बन की बायोजेनिक उत्पत्ति को प्रदर्शित करते हैं, बल्कि गैस और तेल चट्टानों के साथ-साथ परिपक्वता और उत्पत्ति, प्रवासन और बायोडिग्रेडेशन के पैटर्न के बारे में भी बहुत महत्वपूर्ण जानकारी प्रदान करते हैं जिसके कारण विशिष्ट गैस और तेल भंडार का निर्माण हुआ।

चित्र 1 जीवाश्म हाइड्रोकार्बन के निर्माण के लिए अग्रणी भू-रासायनिक प्रक्रियाएं।

1. 2 गैस-तेल चट्टानें

गैस-तेल चट्टान को बारीक रूप से बिखरी हुई तलछटी चट्टान माना जाता है, जो प्राकृतिक रूप से जमा होने पर, महत्वपूर्ण मात्रा में तेल और (या) गैस के निर्माण और रिलीज का कारण बन सकती है। ऐसी चट्टानों का वर्गीकरण कार्बनिक पदार्थ की सामग्री और प्रकार, इसके रूपांतर विकास की स्थिति (लगभग 50-180 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर होने वाले रासायनिक परिवर्तन), और इससे प्राप्त होने वाले हाइड्रोकार्बन की प्रकृति और मात्रा पर आधारित है। . कार्बनिक पदार्थ केरोजेन केरोजेन (ग्रीक केरोस से, जिसका अर्थ है "मोम", और जीन, जिसका अर्थ है "बनाना") - चट्टानों में फैला हुआ कार्बनिक पदार्थ, कार्बनिक सॉल्वैंट्स में अघुलनशील, गैर-ऑक्सीकरण खनिज एसिड और क्षार। बायोजेनिक मूल की तलछटी चट्टानों में विभिन्न प्रकार के रूप पाए जा सकते हैं, लेकिन इसे चार मुख्य प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है।

1) लिप्टिनाइटिस- इसमें हाइड्रोजन की मात्रा बहुत अधिक है लेकिन ऑक्सीजन की मात्रा कम है; उनकी संरचना स्निग्ध कार्बन श्रृंखलाओं की उपस्थिति से निर्धारित होती है। यह माना जाता है कि लिप्टिनाइट्स मुख्य रूप से शैवाल से बनते हैं (आमतौर पर जीवाणु अपघटन के अधीन होते हैं)। इनमें तेल में परिवर्तित होने की उच्च क्षमता होती है।

2) बाहर निकलता है- इनमें उच्च हाइड्रोजन सामग्री होती है (हालांकि लिप्टिनाइट्स की तुलना में कम), स्निग्ध श्रृंखलाओं और संतृप्त नैफ्थीन (एलिसिक्लिक हाइड्रोकार्बन) से भरपूर, साथ ही सुगंधित छल्ले और ऑक्सीजन युक्त कार्यात्मक समूह। यह कार्बनिक पदार्थ पौधों की सामग्री जैसे बीजाणु, पराग, क्यूटिकल्स और पौधों के अन्य संरचनात्मक भागों से बनता है। एक्सिनाइट्स में तेल और गैस संघनन में बदलने की अच्छी क्षमता होती है। संघनन एक हाइड्रोकार्बन मिश्रण है जो क्षेत्र में गैसीय होता है, लेकिन सतह पर निकाले जाने पर संघनित होकर तरल में बदल जाता है। , और गैस में रूपांतरित विकास के उच्च चरणों में।

3) वित्रशिता- इनमें हाइड्रोजन की मात्रा कम, ऑक्सीजन की मात्रा अधिक होती है और इसमें मुख्य रूप से ऑक्सीजन युक्त कार्यात्मक समूहों से जुड़ी छोटी स्निग्ध श्रृंखलाओं वाली सुगंधित संरचनाएं होती हैं। वे संरचित वुडी (लिग्नोसेल्यूलोसिक) सामग्रियों से बने होते हैं और उनमें तेल में परिवर्तित होने की सीमित क्षमता होती है, लेकिन गैस में परिवर्तित होने की अच्छी क्षमता होती है।

4) जड़ताकाली, अपारदर्शी क्लैस्टिक चट्टानें (उच्च कार्बन और कम हाइड्रोजन) हैं जो अत्यधिक संशोधित वुडी अग्रदूतों से बनी हैं। इनमें तेल और गैस में बदलने की क्षमता नहीं है।

मुख्य कारक जिनके द्वारा गैस-तेल चट्टान को पहचाना जाता है, वे हैं इसकी केरोजेन सामग्री, केरोजेन में कार्बनिक पदार्थ का प्रकार और इस कार्बनिक पदार्थ के रूपांतर विकास का चरण। अच्छी गैस-तेल चट्टानें वे होती हैं जिनमें उस प्रकार के 2-4% कार्बनिक पदार्थ होते हैं जिनसे संबंधित हाइड्रोकार्बन का निर्माण और विमोचन किया जा सकता है। अनुकूल भू-रासायनिक परिस्थितियों में, लिप्टिनाइट और एक्सिनाइट जैसे कार्बनिक पदार्थ युक्त तलछटी चट्टानों से तेल का निर्माण हो सकता है। गैस जमाव का निर्माण आमतौर पर विट्रिनाइट से समृद्ध चट्टानों में या मूल रूप से बने तेल के थर्मल क्रैकिंग के परिणामस्वरूप होता है।

इसके बाद कार्बनिक पदार्थ की तलछट के नीचे दबने के परिणामस्वरूप शीर्ष परतेंतलछटी चट्टानें, यह पदार्थ तेजी से उच्च तापमान के संपर्क में आता है, जिससे केरोजेन का थर्मल अपघटन होता है और तेल और गैस का निर्माण होता है। क्षेत्र के औद्योगिक विकास के लिए रुचि की मात्रा में तेल का निर्माण होता है कुछ शर्तेंसमय और तापमान (घटना की गहराई) के अनुसार, और गठन का समय जितना लंबा होगा, तापमान उतना ही कम होगा (यह समझना आसान है अगर हम मानते हैं कि प्रतिक्रिया पहले क्रम के समीकरण के अनुसार आगे बढ़ती है और तापमान पर अरहेनियस निर्भरता होती है)। उदाहरण के लिए, तेल की उतनी ही मात्रा जो लगभग 20 मिलियन वर्षों में 100°C के तापमान पर बनी थी, 40 मिलियन वर्षों में 90°C के तापमान पर और 80 मिलियन वर्षों में 80°C के तापमान पर बननी चाहिए। . तापमान में प्रत्येक 10°C वृद्धि पर केरोजेन से हाइड्रोकार्बन बनने की दर लगभग दोगुनी हो जाती है। तथापि रासायनिक संरचनाकेरोजेन. अत्यंत विविध हो सकता है, और इसलिए तेल के पकने के समय और इस प्रक्रिया के तापमान के बीच संकेतित संबंध को केवल अनुमानित अनुमान के आधार के रूप में माना जा सकता है।

आधुनिक भू-रासायनिक अध्ययनों से पता चलता है कि महाद्वीपीय शेल्फ पर उत्तरी सागरगहराई में प्रत्येक 100 मीटर की वृद्धि के साथ तापमान में लगभग 3°C की वृद्धि होती है, जिसका अर्थ है कि कार्बनिक-समृद्ध तलछटी चट्टानों ने 50-80 मिलियन वर्षों की अवधि में 2500-4000 मीटर की गहराई पर तरल हाइड्रोकार्बन का निर्माण किया। हल्के तेल और संघनन स्पष्ट रूप से 4000-5000 मीटर की गहराई पर बनते हैं, और मीथेन (सूखी गैस) 5000 मीटर से अधिक की गहराई पर बनते हैं।

अध्याय 2. प्राकृतिक स्रोत

हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत जीवाश्म ईंधन हैं - तेल और गैस, कोयला और पीट। कच्चे तेल और गैस का भंडार 100-200 मिलियन वर्ष पहले सूक्ष्म समुद्री पौधों और जानवरों से उत्पन्न हुआ था जो समुद्र तल पर बनी तलछटी चट्टानों में समा गए थे। इसके विपरीत, भूमि पर उगने वाले पौधों से कोयला और पीट का निर्माण 340 मिलियन वर्ष पहले शुरू हुआ था।

प्राकृतिक गैस और कच्चा तेल आम तौर पर चट्टान की परतों के बीच स्थित तेल-युक्त स्तर में पानी के साथ पाए जाते हैं (चित्र 2)। "प्राकृतिक गैस" शब्द उन गैसों पर भी लागू होता है जिनका निर्माण होता है स्वाभाविक परिस्थितियांकोयले के अपघटन के परिणामस्वरूप. अंटार्कटिका को छोड़कर हर महाद्वीप पर प्राकृतिक गैस और कच्चे तेल का विकास किया जाता है। सबसे बड़े उत्पादकविश्व में प्राकृतिक गैस उत्पादक रूस, अल्जीरिया, ईरान और संयुक्त राज्य अमेरिका हैं। कच्चे तेल के सबसे बड़े उत्पादक वेनेजुएला, सऊदी अरब, कुवैत और ईरान हैं।

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

कच्चा तेल एक तैलीय तरल है जिसका रंग गहरे भूरे या हरे से लेकर लगभग रंगहीन तक हो सकता है। इसमें बड़ी संख्या में अल्केन्स होते हैं। इनमें सीधे अल्केन्स, शाखित अल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स होते हैं जिनमें कार्बन परमाणुओं की संख्या पाँच से 40 तक होती है। इन साइक्लोअल्केन्स का औद्योगिक नाम नचटनी है। कच्चे तेल में लगभग 10% सुगंधित हाइड्रोकार्बन, साथ ही थोड़ी मात्रा में सल्फर, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन युक्त अन्य यौगिक भी होते हैं।

चित्र 2 प्राकृतिक गैस और कच्चा तेल चट्टान की परतों के बीच फंसा हुआ पाया जाता है।

तालिका 1 प्राकृतिक गैस की संरचना

कोयलाऊर्जा का सबसे पुराना स्रोत है जिससे मानवता परिचित है। यह एक खनिज है (चित्र 3), जो प्रक्रिया में पौधे के पदार्थ से बना है कायांतरण.रूपांतरित चट्टानें वे चट्टानें हैं जिनकी संरचना में उच्च दबाव और उच्च तापमान की स्थितियों में परिवर्तन आया है। कोयला निर्माण की प्रक्रिया में प्रथम चरण का उत्पाद है पीट,जो विघटित कार्बनिक पदार्थ है। कोयला पीट से तलछट से ढकने के बाद बनता है। इन अवसादी चट्टानों को अतिभारित कहा जाता है। अतिभारित तलछट पीट की नमी की मात्रा को कम कर देती है।

कोयले को वर्गीकृत करने के लिए तीन मानदंडों का उपयोग किया जाता है: पवित्रता(प्रतिशत के रूप में सापेक्ष कार्बन सामग्री द्वारा निर्धारित); प्रकार(मूल पौधे पदार्थ की संरचना द्वारा निर्धारित); श्रेणी(कायापलट की डिग्री के आधार पर)।

तालिका 2. कुछ ईंधनों की कार्बन सामग्री और उनका कैलोरी मान

जीवाश्म कोयले निम्नतम श्रेणी के प्रकार हैं लिग्नाइट कोयलाऔर लिग्नाइट(तालिका 2)। वे पीट के सबसे करीब हैं और अपेक्षाकृत कम कार्बन सामग्री और उच्च नमी सामग्री की विशेषता रखते हैं। कोयलाइसमें नमी की मात्रा कम होती है और इसका व्यापक रूप से उद्योग में उपयोग किया जाता है। कोयला सबसे शुष्क एवं कठोर प्रकार का होता है एन्थ्रेसाइटइसका उपयोग घरों को गर्म करने और खाना पकाने के लिए किया जाता है।

हाल ही में, तकनीकी प्रगति के कारण, यह तेजी से किफायती हो गया है। कोयला गैसीकरण.कोयला गैसीकरण के उत्पादों में कार्बन मोनोऑक्साइड, कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, मीथेन और नाइट्रोजन शामिल हैं। इनका उपयोग गैसीय ईंधन के रूप में या विभिन्न रासायनिक उत्पादों और उर्वरकों के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है।

कोयला, जैसा कि नीचे बताया गया है, सुगंधित यौगिकों के उत्पादन के लिए कच्चे माल का एक महत्वपूर्ण स्रोत है।

चित्र 3 निम्न-श्रेणी के कोयले के आणविक मॉडल का प्रकार। कोयला कार्बन, हाइड्रोजन और ऑक्सीजन युक्त रसायनों का एक जटिल मिश्रण है, साथ ही थोड़ी मात्रा में नाइट्रोजन, सल्फर और अन्य तत्वों का पता लगाता है। इसके अलावा, कोयले की संरचना, उसके प्रकार पर निर्भर करती है अलग मात्रानमी और विभिन्न खनिज।

चित्र 4 जैविक प्रणालियों में पाए जाने वाले हाइड्रोकार्बन।

हाइड्रोकार्बन प्राकृतिक रूप से न केवल जीवाश्म ईंधन में, बल्कि जैविक मूल की कुछ सामग्रियों में भी पाए जाते हैं। प्राकृतिक रबर प्राकृतिक हाइड्रोकार्बन पॉलिमर का एक उदाहरण है। रबर अणु में हजारों संरचनात्मक इकाइयाँ होती हैं, जो मिथाइल बूटा-1,3-डायन (आइसोप्रीन) हैं; इसकी संरचना चित्र में योजनाबद्ध रूप से दिखाई गई है। 4. मिथाइलबूटा-1,3-डायन की संरचना निम्नलिखित है:

प्राकृतिक रबर।वर्तमान में दुनिया भर में निकाले जाने वाले प्राकृतिक रबर का लगभग 90% ब्राजील के रबर पेड़ हेविया ब्रासिलिएन्सिस से आता है, जिसकी खेती मुख्य रूप से की जाती है। भूमध्यरेखीय देशएशिया. इस पेड़ का रस, जो लेटेक्स (कोलाइडल) होता है पानी का घोलपॉलिमर), छाल पर चाकू से किए गए कट से एकत्र किया गया। लेटेक्स में लगभग 30% रबर होता है। इसके छोटे-छोटे कण पानी में लटके रहते हैं। रस को एल्यूमीनियम के कंटेनरों में डाला जाता है, जहां एसिड मिलाया जाता है, जिससे रबर जम जाता है।

कई अन्य प्राकृतिक यौगिकों में भी आइसोप्रीन संरचनात्मक इकाइयाँ होती हैं। उदाहरण के लिए, लिमोनेन में दो आइसोप्रीन इकाइयाँ होती हैं। नींबू और संतरे जैसे खट्टे फलों के छिलकों से निकाले गए तेल का मुख्य घटक लिमोनेन है। यह यौगिक टेरपेन्स नामक यौगिकों के एक वर्ग से संबंधित है। टेरपीन के अणुओं में 10 कार्बन परमाणु होते हैं (सी 10 यौगिक) और इसमें श्रृंखला में एक दूसरे से जुड़े दो आइसोप्रीन टुकड़े शामिल होते हैं ("सिर से पूंछ")। चार आइसोप्रीन टुकड़े (सी 20 यौगिक) वाले यौगिकों को डाइटरपीन कहा जाता है, और छह आइसोप्रीन टुकड़े वाले यौगिकों को ट्राइटरपीन (सी 30 यौगिक) कहा जाता है। स्क्वैलीन, जो शार्क के लिवर ऑयल में पाया जाता है, एक ट्राइटरपीन है। टेट्राटरपेन्स (सी 40 यौगिक) में आठ आइसोप्रीन इकाइयाँ होती हैं। टेट्राटरपेन्स पौधे और पशु मूल के वसा के वर्णक में पाए जाते हैं। उनका रंग दोहरे बंधनों की लंबी संयुग्मित प्रणाली की उपस्थिति के कारण होता है। उदाहरण के लिए, बीटा-कैरोटीन गाजर के विशिष्ट नारंगी रंग के लिए जिम्मेदार है।

अध्याय 3. हाइड्रोकार्बन का औद्योगिक उत्पादन

पेट्रोलियम शोधन से अल्केन्स, एल्केन्स, एल्केन्स और एरेन्स प्राप्त होते हैं (नीचे देखें)। हाइड्रोकार्बन के उत्पादन के लिए कोयला भी कच्चे माल का एक महत्वपूर्ण स्रोत है। इस प्रयोजन के लिए, कोयले को रिटॉर्ट भट्ठी में बिना हवा के गर्म किया जाता है। परिणाम कोक, कोयला टार, अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड और कोयला गैस है। इस प्रक्रिया को विनाशकारी कोयला आसवन कहा जाता है। कोयला टार के आगे आंशिक आसवन द्वारा, विभिन्न एरेन प्राप्त किए जाते हैं (तालिका 3)। जब कोक भाप के साथ क्रिया करता है, तो जल गैस प्राप्त होती है:

तालिका 3 कोयला टार (टार) के आंशिक आसवन से प्राप्त कुछ सुगंधित यौगिक

फिशर-ट्रॉप्स प्रक्रिया का उपयोग करके जल गैस से अल्केन्स और एल्केन्स प्राप्त किए जा सकते हैं। ऐसा करने के लिए, जल गैस को हाइड्रोजन के साथ मिलाया जाता है और लोहे, कोबाल्ट या निकल उत्प्रेरक की सतह पर पारित किया जाता है उच्च तापमानऔर 200-300 एटीएम के दबाव में।

फिशर-ट्रॉप्स प्रक्रिया जल गैस से मेथनॉल और ऑक्सीजन युक्त अन्य कार्बनिक यौगिकों को प्राप्त करना भी संभव बनाती है:

यह प्रतिक्रिया क्रोमियम (III) ऑक्साइड उत्प्रेरक की उपस्थिति में 300 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 300 एटीएम के दबाव में की जाती है।

औद्योगिक देशों में मीथेन और एथिलीन जैसे हाइड्रोकार्बन तेजी से बायोमास से प्राप्त किए जा रहे हैं। बायोगैस में मुख्यतः मीथेन होती है। एथिलीन का उत्पादन इथेनॉल को निर्जलित करके किया जा सकता है, जो किण्वन प्रक्रियाओं के दौरान बनता है।

कोक से कैल्शियम डाइकार्बाइड भी प्राप्त किया जाता है, इसके मिश्रण को कैल्शियम ऑक्साइड के साथ विद्युत भट्ठी में 2000 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के तापमान पर गर्म करके प्राप्त किया जाता है:

जब कैल्शियम डाइकार्बाइड पानी के साथ प्रतिक्रिया करता है, तो एसिटिलीन बनता है। यह प्रक्रिया कोक से असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के संश्लेषण की एक और संभावना खोलती है।

अध्याय 4. तेल प्रसंस्करण

कच्चा तेल हाइड्रोकार्बन और अन्य यौगिकों का एक जटिल मिश्रण है। इस रूप में इसका प्रयोग कम ही किया जाता है। इसे पहले अन्य उत्पादों में संसाधित किया जाता है प्रायोगिक उपयोग. इसलिए, कच्चे तेल को टैंकरों या पाइपलाइनों द्वारा रिफाइनरियों तक पहुंचाया जाता है।

पेट्रोलियम शोधन में कई प्रकार की भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं शामिल होती हैं: आंशिक आसवन, क्रैकिंग, सुधार और डीसल्फराइजेशन।

4.1 आंशिक आसवन

कच्चे तेल को कई भागों में बांटा गया है अवयव, इसे सरल, भिन्नात्मक और निर्वात आसवन के अधीन किया जाता है। इन प्रक्रियाओं की प्रकृति, साथ ही परिणामी तेल अंशों की संख्या और संरचना, कच्चे तेल की संरचना और इसके विभिन्न अंशों की आवश्यकताओं पर निर्भर करती है।

सबसे पहले, इसमें घुली गैस की अशुद्धियों को कच्चे तेल से साधारण आसवन द्वारा हटा दिया जाता है। फिर तेल को अधीन किया जाता है प्राथमिक आसवन, जिसके परिणामस्वरूप इसे गैस, प्रकाश और मध्यम अंश और ईंधन तेल में विभाजित किया गया है। इसके अलावा प्रकाश और मध्यम अंशों के आंशिक आसवन के साथ-साथ ईंधन तेल के वैक्यूम आसवन से बड़ी संख्या में अंशों का निर्माण होता है। तालिका में 4 विभिन्न तेल अंशों की क्वथनांक सीमा और संरचना को दर्शाता है, और चित्र। चित्र 5 तेल आसवन के लिए प्राथमिक आसवन (आसवन) स्तंभ के डिजाइन का एक आरेख दिखाता है। आइए अब हम अलग-अलग तेल अंशों के गुणों के विवरण पर आगे बढ़ें।

तालिका 4 विशिष्ट तेल आसवन अंश

	क्वथनांक, डिग्री सेल्सियस	एक अणु में कार्बन परमाणुओं की संख्या
नेफ्था (नेफ्था)
चिकनाई वाला तेल और मोम

चित्र 5 कच्चे तेल का प्राथमिक आसवन।

गैस अंश.तेल शोधन के दौरान प्राप्त गैसें सबसे सरल अशाखित अल्केन्स हैं: ईथेन, प्रोपेन और ब्यूटेन। इस अंश का औद्योगिक नाम तेल रिफाइनरी (पेट्रोलियम) गैस है। प्राथमिक आसवन से पहले इसे कच्चे तेल से हटा दिया जाता है, या प्राथमिक आसवन के बाद गैसोलीन अंश से अलग कर दिया जाता है। रिफाइनरी गैस का उपयोग ईंधन गैस के रूप में या तरलीकृत पेट्रोलियम गैस का उत्पादन करने के लिए दबाव में तरलीकृत किया जाता है। उत्तरार्द्ध तरल ईंधन के रूप में बिक्री पर जाता है या क्रैकिंग संयंत्रों में एथिलीन के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।

गैसोलीन अंश.इस अंश का उपयोग विभिन्न प्रकार के मोटर ईंधन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। यह विभिन्न हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है, जिसमें सीधे और शाखित अल्केन्स शामिल हैं। स्ट्रेट-चेन अल्केन्स की दहन विशेषताएँ इंजनों के लिए आदर्श नहीं हैं आंतरिक जलन. इसलिए, गैसोलीन अंश को अक्सर अशाखित अणुओं को शाखित अणुओं में परिवर्तित करने के लिए थर्मल सुधार के अधीन किया जाता है। उपयोग से पहले, इस अंश को आमतौर पर उत्प्रेरक क्रैकिंग या सुधार द्वारा अन्य अंशों से प्राप्त शाखित अल्केन्स, साइक्लोअल्केन्स और सुगंधित यौगिकों के साथ मिलाया जाता है।

मोटर ईंधन के रूप में गैसोलीन की गुणवत्ता उसके ऑक्टेन नंबर से निर्धारित होती है। यह 2,2,4-ट्राइमेथिलपेंटेन और हेप्टेन (एक सीधी-श्रृंखला अल्केन) के मिश्रण में 2,2,4-ट्राइमेथिलपेंटेन (आइसोक्टेन) के मात्रा प्रतिशत को इंगित करता है जिसमें परीक्षण किए जा रहे गैसोलीन के समान दहन दस्तक विशेषताएं होती हैं।

खराब मोटर ईंधन की ऑक्टेन संख्या शून्य होती है, और एक अच्छे ईंधन की ऑक्टेन संख्या 100 होती है। कच्चे तेल से प्राप्त गैसोलीन अंश की ऑक्टेन संख्या आमतौर पर 60 से अधिक नहीं होती है। एंटी-नॉक एडिटिव जोड़कर गैसोलीन की दहन विशेषताओं में सुधार किया जाता है। जो टेट्राएथिल लेड(IV) , Pb(C 2 H 5) 4 है। टेट्राएथिल लेड एक रंगहीन तरल है जो क्लोरोइथेन को सोडियम और लेड के मिश्र धातु के साथ गर्म करके प्राप्त किया जाता है:

जब इस योज्य युक्त गैसोलीन को जलाया जाता है, तो लेड और लेड (II) ऑक्साइड के कण बनते हैं। वे गैसोलीन ईंधन के दहन के कुछ चरणों को धीमा कर देते हैं और इस तरह इसके विस्फोट को रोकते हैं। गैसोलीन में टेट्राएथिल लेड के साथ 1,2-डाइब्रोमोएथेन भी मिलाया जाता है। यह लेड और लेड(II) के साथ प्रतिक्रिया करके लेड(II) ब्रोमाइड बनाता है। क्योंकि लेड (II) ब्रोमाइड एक अस्थिर यौगिक है, इसे निकास गैसों के माध्यम से ऑटोमोबाइल इंजन से हटा दिया जाता है।

नेफ्था (नेफ्था)।पेट्रोलियम आसवन का यह अंश गैसोलीन और केरोसीन अंशों के बीच के अंतराल में प्राप्त किया जाता है। इसमें मुख्य रूप से अल्केन्स होते हैं (सारणी 5)।

नेफ्था कोयला टार से प्राप्त हल्के तेल अंश के आंशिक आसवन द्वारा भी प्राप्त किया जाता है (तालिका 3)। कोल टार नेफ्था में उच्च सुगंधित हाइड्रोकार्बन सामग्री होती है।

पेट्रोलियम शोधन से उत्पादित अधिकांश नेफ्था को गैसोलीन में परिवर्तित कर दिया जाता है। हालाँकि, इसका एक महत्वपूर्ण हिस्सा अन्य रसायनों के उत्पादन के लिए कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है।

तालिका 5 विशिष्ट मध्य पूर्वी तेल के नेफ्था अंश की हाइड्रोकार्बन संरचना

मिट्टी का तेल. पेट्रोलियम आसवन के केरोसिन अंश में एलिफैटिक अल्केन्स, नेफ़थलीन और सुगंधित हाइड्रोकार्बन होते हैं। इसमें से कुछ को संतृप्त हाइड्रोकार्बन, पैराफिन के स्रोत के रूप में उपयोग करने के लिए परिष्कृत किया जाता है, और दूसरे हिस्से को गैसोलीन में परिवर्तित करने के लिए तोड़ दिया जाता है। हालाँकि, केरोसिन का बड़ा हिस्सा जेट ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।

गैस ऑयल. तेल शोधन के इस अंश को डीजल ईंधन के रूप में जाना जाता है। इसमें से कुछ को रिफाइनरी गैस और गैसोलीन का उत्पादन करने के लिए तोड़ दिया जाता है। हालाँकि, गैस तेल का उपयोग मुख्य रूप से डीजल इंजनों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है। डीजल इंजन में दबाव बढ़ाकर ईंधन प्रज्वलित किया जाता है। इसलिए, वे स्पार्क प्लग के बिना काम करते हैं। गैस तेल का उपयोग औद्योगिक भट्टियों के लिए ईंधन के रूप में भी किया जाता है।

ईंधन तेल. तेल से अन्य सभी अंश हटा दिए जाने के बाद भी यह अंश बचता है। इसका अधिकांश उपयोग बॉयलरों को गर्म करने और औद्योगिक संयंत्रों, बिजली संयंत्रों और जहाज इंजनों में भाप का उत्पादन करने के लिए तरल ईंधन के रूप में किया जाता है। हालाँकि, चिकनाई वाले तेल और पैराफिन मोम का उत्पादन करने के लिए कुछ ईंधन तेल को वैक्यूम डिस्टिल्ड किया जाता है। चिकनाई वाले तेलों को विलायक निष्कर्षण द्वारा और अधिक परिष्कृत किया जाता है। ईंधन तेल के वैक्यूम आसवन के बाद बचे हुए गहरे, चिपचिपे पदार्थ को "बिटुमेन" या "डामर" कहा जाता है। इसका उपयोग सड़क की सतह बनाने के लिए किया जाता है।

हमने इस बारे में बात की कि कैसे भिन्नात्मक और वैक्यूम आसवन, विलायक निष्कर्षण के साथ, कच्चे तेल को व्यावहारिक महत्व के विभिन्न अंशों में अलग कर सकता है। ये सभी प्रक्रियाएँ भौतिक हैं। लेकिन तेल को परिष्कृत करने के लिए रासायनिक प्रक्रियाओं का भी उपयोग किया जाता है। इन प्रक्रियाओं को दो प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: क्रैकिंग और रिफॉर्मिंग।

4.2 क्रैकिंग

इस प्रक्रिया में, कच्चे तेल के उच्च-उबलते अंशों के बड़े अणु छोटे अणुओं में टूट जाते हैं जो कम-उबलते अंश बनाते हैं। क्रैकिंग आवश्यक है क्योंकि तेल के कम-उबलते अंशों - विशेष रूप से गैसोलीन - की मांग अक्सर कच्चे तेल के आंशिक आसवन के माध्यम से उन्हें प्राप्त करने की क्षमता से अधिक होती है।

क्रैकिंग के परिणामस्वरूप, गैसोलीन के अलावा, एल्केन्स भी प्राप्त होते हैं, जो रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल के रूप में आवश्यक हैं। क्रैकिंग, बदले में, तीन मुख्य प्रकारों में विभाजित है: हाइड्रोक्रैकिंग, कैटेलिटिक क्रैकिंग और थर्मल क्रैकिंग।

हाइड्रोक्रैकिंग. इस प्रकार की क्रैकिंग आपको तेल के उच्च-उबलते अंशों (मोम और भारी तेल) को कम-उबलते अंशों में परिवर्तित करने की अनुमति देती है। हाइड्रोक्रैकिंग प्रक्रिया में हाइड्रोजन वातावरण में बहुत उच्च दबाव के तहत टूटे हुए अंश को गर्म करना शामिल है। इससे बड़े अणु टूट जाते हैं और उनके टुकड़ों में हाइड्रोजन जुड़ जाता है। परिणामस्वरूप, छोटे आकार के संतृप्त अणु बनते हैं। हाइड्रोक्रैकिंग का उपयोग भारी अंशों से गैस तेल और गैसोलीन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

कैटेलिटिक क्रैकिंग.इस विधि के परिणामस्वरूप संतृप्त और असंतृप्त उत्पादों का मिश्रण प्राप्त होता है। उत्प्रेरक क्रैकिंग अपेक्षाकृत कम तापमान पर की जाती है, और सिलिका और एल्यूमिना के मिश्रण का उपयोग उत्प्रेरक के रूप में किया जाता है। इस प्रकार, तेल के भारी अंशों से उच्च गुणवत्ता वाले गैसोलीन और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन प्राप्त होते हैं।

थर्मल क्रैकिंग.भारी पेट्रोलियम अंशों में पाए जाने वाले बड़े हाइड्रोकार्बन अणुओं को इन अंशों को उनके क्वथनांक से ऊपर के तापमान पर गर्म करके छोटे अणुओं में तोड़ा जा सकता है। उत्प्रेरक क्रैकिंग की तरह, संतृप्त और असंतृप्त उत्पादों का मिश्रण प्राप्त होता है। उदाहरण के लिए,

एथिलीन और प्रोपेन जैसे असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के उत्पादन के लिए थर्मल क्रैकिंग विशेष रूप से महत्वपूर्ण है। थर्मल क्रैकिंग के लिए स्टीम क्रैकिंग इकाइयों का उपयोग किया जाता है। इन प्रतिष्ठानों में, हाइड्रोकार्बन फीडस्टॉक को पहले भट्टी में 800°C तक गर्म किया जाता है और फिर भाप से पतला किया जाता है। इससे ऐल्कीनों की उपज बढ़ जाती है। मूल हाइड्रोकार्बन के बड़े अणुओं को छोटे अणुओं में तोड़ने के बाद, गर्म गैसों को पानी के साथ लगभग 400 डिग्री सेल्सियस तक ठंडा किया जाता है, जो संपीड़ित भाप में बदल जाता है। फिर ठंडी गैसें आसवन (अंशीकरण) स्तंभ में प्रवेश करती हैं, जहां उन्हें 40°C तक ठंडा किया जाता है। बड़े अणुओं के संघनन से गैसोलीन और गैस तेल का निर्माण होता है। गैर-संघनित गैसों को एक कंप्रेसर में संपीड़ित किया जाता है, जो गैस शीतलन चरण के दौरान प्राप्त संपीड़ित भाप द्वारा संचालित होता है। उत्पादों का अंतिम पृथक्करण आंशिक आसवन स्तंभों में किया जाता है।

तालिका 6 विभिन्न हाइड्रोकार्बन फीडस्टॉक्स से भाप क्रैकिंग उत्पादों की उपज (वजन%)

उत्पादों	हाइड्रोकार्बन कच्चे माल
बूटा-1,3-डायन
तरल ईंधन

में यूरोपीय देशउत्प्रेरक क्रैकिंग का उपयोग करके असंतृप्त हाइड्रोकार्बन के उत्पादन के लिए मुख्य कच्चा माल नेफ्था है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, इस उद्देश्य के लिए मुख्य फीडस्टॉक ईथेन है। इसे तेल रिफाइनरियों में तरलीकृत पेट्रोलियम गैस के घटकों में से एक के रूप में या प्राकृतिक गैस से, साथ ही साथ आसानी से प्राप्त किया जाता है। तेल कुएंप्राकृतिक सहवर्ती गैसों के घटकों में से एक के रूप में। प्रोपेन, ब्यूटेन और गैस तेल का उपयोग भाप क्रैकिंग के लिए कच्चे माल के रूप में भी किया जाता है। ईथेन और नेफ्था को तोड़ने के उत्पाद तालिका में सूचीबद्ध हैं। 6.

क्रैकिंग प्रतिक्रियाएं एक कट्टरपंथी तंत्र द्वारा आगे बढ़ती हैं।

4.3 सुधार

क्रैकिंग प्रक्रियाओं के विपरीत, जिसमें बड़े अणुओं को छोटे अणुओं में तोड़ना शामिल होता है, सुधार प्रक्रियाएं अणुओं की संरचना को बदल देती हैं या उन्हें बड़े अणुओं में संयोजित करने का कारण बनती हैं। निम्न-गुणवत्ता वाले गैसोलीन अंशों को उच्च-गुणवत्ता वाले अंशों में परिवर्तित करने के लिए कच्चे तेल के शोधन में रिफॉर्मिंग का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग पेट्रोकेमिकल उद्योग के लिए कच्चा माल प्राप्त करने के लिए किया जाता है। सुधार प्रक्रियाओं को तीन प्रकारों में विभाजित किया जा सकता है: आइसोमेराइजेशन, एल्किलेशन, और साइक्लाइजेशन और एरोमेटाइजेशन।

आइसोमराइज़ेशन. इस प्रक्रिया में, एक आइसोमर के अणु दूसरे आइसोमर बनाने के लिए पुनर्व्यवस्थित होते हैं। कच्चे तेल के प्राथमिक आसवन के बाद प्राप्त गैसोलीन अंश की गुणवत्ता में सुधार के लिए आइसोमेराइजेशन प्रक्रिया बहुत महत्वपूर्ण है। हमने पहले ही संकेत दिया है कि इस अंश में बहुत अधिक अशाखित अल्केन्स हैं। इस अंश को 20-50 एटीएम के दबाव में 500-600°C तक गर्म करके इन्हें शाखित अल्केन में परिवर्तित किया जा सकता है। इस प्रक्रिया को कहा जाता है थर्मल सुधार.

इसका उपयोग सीधे अल्केन्स के आइसोमेराइजेशन के लिए भी किया जा सकता है उत्प्रेरक सुधार. उदाहरण के लिए, ब्यूटेन को 100 डिग्री सेल्सियस या उससे अधिक तापमान पर एल्यूमीनियम क्लोराइड उत्प्रेरक का उपयोग करके 2-मिथाइलप्रोपेन में आइसोमेराइज़ किया जा सकता है:

इस प्रतिक्रिया में एक आयनिक तंत्र होता है, जो कार्बोकेशन की भागीदारी के साथ किया जाता है।

alkylation. इस प्रक्रिया में, क्रैकिंग के परिणामस्वरूप बनने वाले अल्केन्स और एल्केन्स को उच्च श्रेणी के गैसोलीन बनाने के लिए पुन: संयोजित किया जाता है। ऐसे अल्केन्स और एल्केन्स में आमतौर पर दो से चार कार्बन परमाणु होते हैं। यह प्रक्रिया सल्फ्यूरिक एसिड जैसे मजबूत एसिड उत्प्रेरक का उपयोग करके कम तापमान पर की जाती है:

यह प्रतिक्रिया कार्बोकेशन (सीएच 3) 3 सी + की भागीदारी के साथ एक आयनिक तंत्र द्वारा आगे बढ़ती है।

चक्रीकरण और सुगंधीकरण.जब कच्चे तेल के प्राथमिक आसवन से प्राप्त गैसोलीन और नेफ्था अंशों को प्लैटिनम या मोलिब्डेनम (VI) ऑक्साइड जैसे उत्प्रेरक की सतह पर, एल्यूमीनियम ऑक्साइड समर्थन पर, 500 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर और 10- के दबाव में पारित किया जाता है। 20 एटीएम, चक्रीकरण हेक्सेन और लंबी सीधी श्रृंखला वाले अन्य अल्केन्स के बाद के सुगंधीकरण के साथ होता है:

हेक्सेन से और फिर साइक्लोहेक्सेन से हाइड्रोजन के अवशोषण को कहा जाता है निर्जलीकरण. इस प्रकार का सुधार मूलतः क्रैकिंग प्रक्रियाओं में से एक है। इसे प्लेटफ़ॉर्मिंग, कैटेलिटिक रिफॉर्मिंग या बस रिफॉर्मिंग कहा जाता है। कुछ मामलों में, एल्केन के कार्बन में पूर्ण विघटन को रोकने और उत्प्रेरक गतिविधि को बनाए रखने के लिए हाइड्रोजन को प्रतिक्रिया प्रणाली में पेश किया जाता है। इस मामले में, प्रक्रिया को हाइड्रोफॉर्मिंग कहा जाता है।

4.4 सल्फर हटाना

कच्चे तेल में हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य सल्फर युक्त यौगिक होते हैं। तेल में सल्फर की मात्रा खेत पर निर्भर करती है। उत्तरी सागर महाद्वीपीय शेल्फ से प्राप्त तेल में सल्फर की मात्रा कम होती है। जब कच्चे तेल को आसवित किया जाता है, तो सल्फर युक्त कार्बनिक यौगिक टूट जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप अतिरिक्त हाइड्रोजन सल्फाइड बनता है। हाइड्रोजन सल्फाइड रिफाइनरी गैस या तरलीकृत पेट्रोलियम गैस अंश में समाप्त होता है। चूंकि हाइड्रोजन सल्फाइड में एक कमजोर एसिड के गुण होते हैं, इसलिए इसे पेट्रोलियम उत्पादों को कुछ कमजोर आधार के साथ उपचारित करके हटाया जा सकता है। सल्फर को हाइड्रोजन सल्फाइड से निकाला जा सकता है, जो हवा में हाइड्रोजन सल्फाइड को जलाकर और दहन उत्पादों को 400 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एल्यूमीनियम ऑक्साइड उत्प्रेरक की सतह पर प्रवाहित करके प्राप्त किया जाता है। इस प्रक्रिया की समग्र प्रतिक्रिया समीकरण द्वारा वर्णित है

वर्तमान में गैर-समाजवादी देशों में उद्योग द्वारा उपयोग किए जाने वाले सभी मौलिक सल्फर का लगभग 75% कच्चे तेल और प्राकृतिक गैस से निकाला जाता है।

अध्याय 5. हाइड्रोकार्बन के अनुप्रयोग

उत्पादित कुल तेल का लगभग 90% ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है। यद्यपि पेट्रोकेमिकल उत्पादों का उत्पादन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले तेल का हिस्सा छोटा है, लेकिन ये उत्पाद बहुत महत्वपूर्ण हैं। पेट्रोलियम आसवन उत्पादों से कई हजारों कार्बनिक यौगिक प्राप्त होते हैं (तालिका 7)। बदले में, उनका उपयोग हजारों उत्पादों का उत्पादन करने के लिए किया जाता है जो न केवल आधुनिक समाज की बुनियादी जरूरतों को पूरा करते हैं, बल्कि आराम की आवश्यकता को भी पूरा करते हैं (चित्र 6)।

रासायनिक उद्योग के लिए तालिका 7 हाइड्रोकार्बन कच्चे माल

	रासायनिक उत्पाद
	मेथनॉल, एसिटिक एसिड, क्लोरोमेथेन, एथिलीन
	एथिल क्लोराइड, टेट्राएथिल लेड(IV)
	मेथनाल, एथेनाल
	पॉलीइथाइलीन, पॉलीक्लोरोएथिलीन (पॉलीविनाइल क्लोराइड), पॉलिएस्टर, इथेनॉल, इथेनॉल (एसीटैल्डिहाइड)
	पॉलीप्रोपाइलीन, प्रोपेनोन (एसीटोन), प्रोपेनल, प्रोपेन-1,2,3-ट्रायोल (ग्लिसरॉल), प्रोपेनेनाइट्राइल (एक्रिलोनिट्राइल), एपॉक्सीप्रोपेन
	सिंथेटिक रबर
एसिटिलीन	क्लोरोएथिलीन (विनाइल क्लोराइड), 1,1,2,2-टेट्राक्लोरोइथेन
	(1-मिथाइल) बेंजीन, फिनोल, पॉलीफेनिलएथिलीन

हालाँकि रासायनिक उत्पादों के विभिन्न समूह चित्र में दिखाए गए हैं। 6 को मोटे तौर पर पेट्रोकेमिकल के रूप में नामित किया गया है क्योंकि वे पेट्रोलियम से प्राप्त होते हैं, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि कई जैविक उत्पाद, विशेष रूप से सुगंधित पदार्थ, औद्योगिक रूप से कोयला टार और अन्य फीडस्टॉक स्रोतों से प्राप्त होते हैं। फिर भी जैविक उद्योग के लिए लगभग 90% कच्चा माल पेट्रोलियम से आता है।

रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल के रूप में हाइड्रोकार्बन के उपयोग को दर्शाने वाले कुछ विशिष्ट उदाहरणों पर नीचे चर्चा की जाएगी।

चित्र 6 पेट्रोकेमिकल उत्पादों के अनुप्रयोग।

5.1 अल्केन्स

मीथेन न केवल सबसे महत्वपूर्ण ईंधनों में से एक है, बल्कि इसके कई अन्य उपयोग भी हैं। इसका उपयोग तथाकथित प्राप्त करने के लिए किया जाता है संश्लेषण गैस, या सिनगैस। जल गैस की तरह, जो कोक और भाप से उत्पन्न होती है, संश्लेषण गैस कार्बन मोनोऑक्साइड और हाइड्रोजन का मिश्रण है। निकेल उत्प्रेरक की उपस्थिति में लगभग 30 एटीएम के दबाव में मीथेन या नेफ्था को लगभग 750 डिग्री सेल्सियस तक गर्म करके संश्लेषण गैस का उत्पादन किया जाता है:

हेबर प्रक्रिया (अमोनिया संश्लेषण) में हाइड्रोजन का उत्पादन करने के लिए संश्लेषण गैस का उपयोग किया जाता है।

संश्लेषण गैस का उपयोग मेथनॉल और अन्य कार्बनिक यौगिकों के उत्पादन के लिए भी किया जाता है। मेथनॉल के उत्पादन की प्रक्रिया में, संश्लेषण गैस को जिंक ऑक्साइड और कॉपर उत्प्रेरक की सतह पर 250 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 50-100 एटीएम के दबाव पर पारित किया जाता है, जिससे प्रतिक्रिया होती है

इस प्रक्रिया को पूरा करने के लिए उपयोग की जाने वाली संश्लेषण गैस को अशुद्धियों से पूरी तरह से शुद्ध किया जाना चाहिए।

मेथनॉल को आसानी से उत्प्रेरक अपघटन के अधीन किया जा सकता है, जो फिर से संश्लेषण गैस उत्पन्न करता है। संश्लेषण गैस के परिवहन के लिए इसका उपयोग करना बहुत सुविधाजनक है। मेथनॉल पेट्रोकेमिकल उद्योग के लिए सबसे महत्वपूर्ण कच्चे माल में से एक है। इसका उपयोग, उदाहरण के लिए, एसिटिक एसिड का उत्पादन करने के लिए किया जाता है:

इस प्रक्रिया का उत्प्रेरक एक घुलनशील आयनिक रोडियम कॉम्प्लेक्स है। इस विधि का उपयोग एसिटिक एसिड के औद्योगिक उत्पादन के लिए किया जाता है, जिसकी मांग किण्वन प्रक्रिया के परिणामस्वरूप इसके उत्पादन के पैमाने से अधिक हो जाती है।

घुलनशील रोडियम यौगिकों का उपयोग भविष्य में संश्लेषण गैस से ईथेन-1,2-डायोल के उत्पादन के लिए सजातीय उत्प्रेरक के रूप में किया जा सकता है:

यह प्रतिक्रिया 300°C के तापमान और 500-1000 एटीएम के दबाव पर होती है। वर्तमान में, ऐसी प्रक्रिया आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं है। इस प्रतिक्रिया का उत्पाद (इसका तुच्छ नाम एथिलीन ग्लाइकोल है) का उपयोग एंटीफ्ीज़र के रूप में और टेरीलीन जैसे विभिन्न पॉलिएस्टर का उत्पादन करने के लिए किया जाता है।

मीथेन का उपयोग ट्राइक्लोरोमेथेन (क्लोरोफॉर्म) जैसे क्लोरोमेथेन का उत्पादन करने के लिए भी किया जाता है। क्लोरोमेथेन के विभिन्न प्रकार के उपयोग हैं। उदाहरण के लिए, क्लोरोमेथेन का उपयोग सिलिकोन के उत्पादन की प्रक्रिया में किया जाता है।

अंत में, एसिटिलीन का उत्पादन करने के लिए मीथेन का तेजी से उपयोग किया जा रहा है

यह प्रतिक्रिया लगभग 1500°C पर होती है। इस तापमान तक मीथेन को गर्म करने के लिए, इसे सीमित वायु पहुंच की स्थिति में जलाया जाता है।

इथेन के भी कई महत्वपूर्ण उपयोग हैं। इसका उपयोग क्लोरोइथेन (एथिल क्लोराइड) के उत्पादन की प्रक्रिया में किया जाता है। जैसा कि ऊपर बताया गया है, एथिल क्लोराइड का उपयोग टेट्राएथिल लेड (IV) के उत्पादन के लिए किया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, एथिलीन के उत्पादन के लिए ईथेन एक महत्वपूर्ण फीडस्टॉक है (तालिका 6)।

प्रोपेन मिथेनल (फॉर्मेल्डिहाइड) और इथेनॉल (एसिटिक एल्डिहाइड) जैसे एल्डिहाइड के औद्योगिक उत्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। ये पदार्थ प्लास्टिक के उत्पादन में विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं। ब्यूटेन का उपयोग बूटा-1,3-डायन का उत्पादन करने के लिए किया जाता है, जैसा कि नीचे वर्णित है, सिंथेटिक रबर का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

5.2 अल्केन्स

ईथीलीन. सबसे महत्वपूर्ण एल्कीनों में से एक और आम तौर पर सबसे अधिक में से एक महत्वपूर्ण उत्पादपेट्रोकेमिकल उद्योग एथिलीन है। यह कई प्लास्टिक के लिए कच्चा माल है। आइए उन्हें सूचीबद्ध करें।

polyethylene. पॉलीथीन एथिलीन के पोलीमराइजेशन का एक उत्पाद है:

पॉलीक्लोरोएथिलीन. इस पॉलिमर को पॉलीविनाइल क्लोराइड (पीवीसी) भी कहा जाता है। यह क्लोरोएथिलीन (विनाइल क्लोराइड) से प्राप्त होता है, जो बदले में एथिलीन से प्राप्त होता है। कुल प्रतिक्रिया:

1,2-डाइक्लोरोइथेन को उत्प्रेरक के रूप में जिंक क्लोराइड या आयरन (III) क्लोराइड का उपयोग करके तरल या गैस के रूप में प्राप्त किया जाता है।

जब 1,2-डाइक्लोरोइथेन को झांवे की उपस्थिति में 3 एटीएम के दबाव में 500°C के तापमान तक गर्म किया जाता है, तो क्लोरोएथिलीन (विनाइल क्लोराइड) बनता है।

क्लोरोएथीलीन के उत्पादन की एक अन्य विधि कॉपर (II) क्लोराइड (उत्प्रेरक) की उपस्थिति में एथिलीन, हाइड्रोजन क्लोराइड और ऑक्सीजन के मिश्रण को 250°C तक गर्म करने पर आधारित है:

पॉलियस्टर का धागा।ऐसे फाइबर का एक उदाहरण टेरीलीन है। इसे ईथेन-1,2-डायोल से प्राप्त किया जाता है, जिसे बदले में एपॉक्सीथेन (एथिलीन ऑक्साइड) से निम्नानुसार संश्लेषित किया जाता है:

इथेन-1,2-डायोल (एथिलीन ग्लाइकॉल) का उपयोग एंटीफ्रीज के रूप में और सिंथेटिक डिटर्जेंट का उत्पादन करने के लिए भी किया जाता है।

उत्प्रेरक के रूप में सिलिका-समर्थित फॉस्फोरिक एसिड का उपयोग करके एथिलीन के जलयोजन द्वारा इथेनॉल का उत्पादन किया जाता है:

इथेनॉल का उपयोग इथेनॉल (एसीटैल्डिहाइड) के उत्पादन के लिए किया जाता है। इसके अलावा, इसका उपयोग वार्निश और पॉलिश के लिए विलायक के रूप में, साथ ही सौंदर्य प्रसाधन उद्योग में भी किया जाता है।

अंत में, एथिलीन का उपयोग क्लोरोइथेन का उत्पादन करने के लिए भी किया जाता है, जैसा कि ऊपर बताया गया है, टेट्राएथिल लेड (IV) बनाने के लिए उपयोग किया जाता है - गैसोलीन के लिए एक एंटी-नॉक एडिटिव।

प्रोपेन. एथिलीन की तरह प्रोपेन (प्रोपलीन) का उपयोग विभिन्न प्रकार के रासायनिक उत्पादों के संश्लेषण के लिए किया जाता है। उनमें से कई का उपयोग प्लास्टिक और रबर के उत्पादन में किया जाता है।

पॉलीप्रोपीन. पॉलीप्रोपीन प्रोपेन का एक पोलीमराइज़ेशन उत्पाद है:

प्रोपेनोन और प्रोपेनल।प्रोपेनोन (एसीटोन) का व्यापक रूप से विलायक के रूप में उपयोग किया जाता है और इसका उपयोग प्लेक्सीग्लास (पॉलीमिथाइल मेथैक्रिलेट) नामक प्लास्टिक के उत्पादन में भी किया जाता है। प्रोपेनोन (1-मिथाइलथाइल) बेंजीन या प्रोपेन-2-ओएल से प्राप्त किया जाता है। उत्तरार्द्ध को प्रोपेन से निम्नानुसार प्राप्त किया जाता है:

350°C के तापमान पर कॉपर (II) ऑक्साइड उत्प्रेरक की उपस्थिति में प्रोपेन के ऑक्सीकरण से प्रोपेनल (ऐक्रेलिक एल्डिहाइड) का उत्पादन होता है: तेल शोधन हाइड्रोकार्बन

प्रोपेन-1,2,3-ट्रायल।ऊपर वर्णित प्रक्रिया में उत्पादित प्रोपेन-2-ओल, हाइड्रोजन पेरोक्साइड और प्रोपेनल का उपयोग प्रोपेन-1,2,3-ट्रायोल (ग्लिसरॉल) का उत्पादन करने के लिए किया जा सकता है:

ग्लिसरीन का उपयोग सिलोफ़न फिल्म के उत्पादन में किया जाता है।

प्रोपेनिट्राइल (एक्रिलोनिट्राइल)।इस यौगिक का उपयोग सिंथेटिक फाइबर, रबर और प्लास्टिक के उत्पादन के लिए किया जाता है। यह 450°C के तापमान पर मोलिब्डेट उत्प्रेरक की सतह पर प्रोपेन, अमोनिया और हवा के मिश्रण को प्रवाहित करके प्राप्त किया जाता है:

मिथाइलबुटा-1,3-डायन (आइसोप्रीन).इसके पोलीमराइजेशन द्वारा सिंथेटिक रबर का उत्पादन किया जाता है। आइसोप्रीन का उत्पादन निम्नलिखित बहु-चरणीय प्रक्रिया का उपयोग करके किया जाता है:

एपॉक्सीप्रोपेनपॉलीयूरेथेन फोम, पॉलिएस्टर और सिंथेटिक डिटर्जेंट का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है। इसे इस प्रकार संश्लेषित किया जाता है:

लेकिन-1-ईन, लेकिन-2-ईन और बूटा-1,2-डीनसिंथेटिक रबर का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है। यदि इस प्रक्रिया के लिए ब्यूटेन को कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है, तो उन्हें पहले उत्प्रेरक की उपस्थिति में डिहाइड्रोजनेशन द्वारा बूटा-1,3-डायन में परिवर्तित किया जाता है - क्रोमियम (III) ऑक्साइड और एल्यूमीनियम ऑक्साइड का मिश्रण:

5. 3 एल्काइन्स

कई एल्काइनों का सबसे महत्वपूर्ण प्रतिनिधि एथिन (एसिटिलीन) है। एसिटिलीन के कई उपयोग हैं, जैसे:

- धातुओं को काटने और वेल्डिंग करने के लिए ऑक्सीजन-एसिटिलीन टॉर्च में ईंधन के रूप में। जब एसिटिलीन शुद्ध ऑक्सीजन में जलता है, तो इसकी लौ का तापमान 3000°C तक हो जाता है;

- क्लोरोएथिलीन (विनाइल क्लोराइड) के उत्पादन के लिए, हालांकि वर्तमान में एथिलीन क्लोरोएथिलीन के संश्लेषण के लिए सबसे महत्वपूर्ण कच्चा माल बन रहा है (ऊपर देखें)।

- विलायक 1,1,2,2-टेट्राक्लोरोइथेन प्राप्त करने के लिए।

5.4 एरेनास

कच्चे तेल के शोधन के दौरान बड़ी मात्रा में बेंजीन और मिथाइलबेन्जीन (टोल्यूनि) का उत्पादन होता है। चूँकि इस मामले में मिथाइलबेन्ज़ीन आवश्यकता से अधिक मात्रा में भी प्राप्त होता है, इसलिए इसका कुछ भाग बेंजीन में परिवर्तित हो जाता है। इस प्रयोजन के लिए, मिथाइलबेनज़ीन और हाइड्रोजन का मिश्रण दबाव में 600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर एल्यूमीनियम ऑक्साइड समर्थन पर प्लैटिनम उत्प्रेरक की सतह पर पारित किया जाता है:

इस प्रक्रिया को कहा जाता है जलक्षारीकरण.

बेंजीन का उपयोग कई प्लास्टिक के उत्पादन के लिए फीडस्टॉक के रूप में किया जाता है।

(1-मिथाइलएथाइल)बेंजीन(क्यूमीन या 2-फेनिलप्रोपेन)। इसका उपयोग फिनोल और प्रोपेनोन (एसीटोन) का उत्पादन करने के लिए किया जाता है। फिनोल का उपयोग विभिन्न रबर और प्लास्टिक के संश्लेषण के लिए किया जाता है। फिनोल उत्पादन प्रक्रिया के तीन चरण नीचे दिए गए हैं।

पॉली (फेनिलएथिलीन)(पॉलीस्टाइनिन)। इस पॉलिमर का मोनोमर फेनिलएथिलीन (स्टाइरीन) है। यह बेंजीन से प्राप्त होता है:

अध्याय 6. तेल उद्योग की स्थिति का विश्लेषण

विश्व खनिज उत्पादन में रूस की हिस्सेदारी ऊंची बनी हुई है और तेल के लिए 11.6%, गैस के लिए 28.1% और कोयले के लिए 12-14% है। खनिज कच्चे माल के खोजे गए भंडार की मात्रा के मामले में, रूस दुनिया में अग्रणी स्थान रखता है। 10% कब्जे वाले क्षेत्र के साथ, दुनिया के तेल भंडार का 12-13%, गैस का 35% और कोयला का 12% रूस की गहराई में केंद्रित है। देश के खनिज संसाधन आधार की संरचना में, 70% से अधिक भंडार ईंधन और ऊर्जा परिसर (तेल, गैस, कोयला) के संसाधनों से आते हैं। खोजे गए और मूल्यांकन किए गए खनिज कच्चे माल का कुल मूल्य $28.5 ट्रिलियन है, जो रूस में सभी निजीकृत अचल संपत्ति के मूल्य से अधिक परिमाण का क्रम है।

तालिका 8 रूसी संघ का ईंधन और ऊर्जा परिसर

ईंधन और ऊर्जा परिसर घरेलू अर्थव्यवस्था की रीढ़ है: 1996 में कुल निर्यात में ईंधन और ऊर्जा परिसर की हिस्सेदारी लगभग 40% ($25 बिलियन) होगी। 1996 के लिए सभी संघीय बजट राजस्व का लगभग 35% (347 ट्रिलियन रूबल में से 121) परिसर के उद्यमों की गतिविधियों के माध्यम से प्राप्त करने की योजना है। 1996 में रूसी उद्यमों द्वारा उत्पादित वाणिज्यिक उत्पादों की कुल मात्रा में ईंधन और ऊर्जा परिसर की हिस्सेदारी 968 ट्रिलियन रूबल से ध्यान देने योग्य है। विपणन योग्य उत्पादों (मौजूदा कीमतों में) में, ईंधन और ऊर्जा उद्यमों की हिस्सेदारी लगभग 270 ट्रिलियन रूबल या 27% से अधिक होगी (तालिका 8)। ईंधन और ऊर्जा परिसर सबसे बड़ा औद्योगिक परिसर बना हुआ है, जो अपने सभी उद्योगों में उद्यमों में पूंजी निवेश (1995 में 71 ट्रिलियन रूबल से अधिक) कर रहा है और निवेश आकर्षित कर रहा है (पिछले दो वर्षों में अकेले विश्व बैंक से 1.2 बिलियन डॉलर)।

रूसी संघ का तेल उद्योग लंबी अवधि में बड़े पैमाने पर विकसित हुआ है। यह 50-70 के दशक में यूराल-वोल्गा क्षेत्र और पश्चिमी साइबेरिया में बड़े, अत्यधिक उत्पादक क्षेत्रों की खोज और कमीशनिंग के साथ-साथ नए निर्माण और मौजूदा तेल रिफाइनरियों के विस्तार के माध्यम से हासिल किया गया था। जमा की उच्च उत्पादकता ने न्यूनतम विशिष्टता के साथ इसे संभव बना दिया पूंजीगत निवेशऔर, सामग्री और तकनीकी संसाधनों की अपेक्षाकृत कम लागत के साथ, तेल उत्पादन में प्रति वर्ष 20-25 मिलियन टन की वृद्धि करें। हालाँकि, क्षेत्रों का विकास अस्वीकार्य रूप से उच्च गति (प्रारंभिक भंडार के 6 से 12% तक) से किया गया था, और इन सभी वर्षों में तेल उत्पादक क्षेत्रों में बुनियादी ढाँचा और आवास निर्माण गंभीर रूप से पिछड़ रहा था। 1988 में, रूस ने अधिकतम मात्रा में तेल और गैस संघनन का उत्पादन किया - 568.3 मिलियन टन, या अखिल-संघ तेल उत्पादन का 91%। रूस के क्षेत्र की उप-मिट्टी और समुद्र के निकटवर्ती जल में उन सभी गणराज्यों के लगभग 90% सिद्ध तेल भंडार हैं जो पहले यूएसएसआर का हिस्सा थे। पूरे विश्व में खनिज संसाधन आधार प्रजनन के विस्तार की योजना के अनुसार विकसित हो रहा है। अर्थात्, हर साल नई जमा राशि के उत्पादकों को उनके उत्पादन से 10-15% अधिक हस्तांतरित करना आवश्यक है। संतुलित उत्पादन संरचना बनाए रखने के लिए यह आवश्यक है ताकि उद्योग को कच्चे माल की कमी का अनुभव न हो। सुधार के वर्षों के दौरान, भूवैज्ञानिक अन्वेषण में निवेश का मुद्दा तीव्र हो गया। दस लाख टन तेल के विकास के लिए दो से पांच मिलियन अमेरिकी डॉलर के निवेश की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, ये फंड 3-5 साल बाद ही रिटर्न देंगे। इस बीच, उत्पादन में गिरावट की भरपाई के लिए सालाना 250-300 मिलियन टन तेल विकसित करना आवश्यक है। पिछले पांच वर्षों में, 324 तेल और गैस क्षेत्रों की खोज की गई है, और 70-80 क्षेत्रों को परिचालन में लाया गया है। 1995 में, सकल घरेलू उत्पाद का केवल 0.35% भूविज्ञान पर खर्च किया गया था (पूर्व यूएसएसआर में ये लागत तीन गुना अधिक थी)। भूवैज्ञानिकों के उत्पादों - खोजे गए निक्षेपों की दबी हुई मांग है। हालाँकि, 1995 में, भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण फिर भी अपने उद्योग में उत्पादन में गिरावट को रोकने में कामयाब रहा। 1995 में गहरी अन्वेषण ड्रिलिंग की मात्रा 1994 की तुलना में 9% बढ़ गई। वित्त पोषण में 5.6 ट्रिलियन रूबल में से, भूवैज्ञानिकों को 1.5 ट्रिलियन रूबल केंद्रीय रूप से प्राप्त हुए। 1996 के लिए, रोसकोमनेड्रा का बजट 14 ट्रिलियन रूबल है, जिसमें से 3 ट्रिलियन केंद्रीकृत निवेश हैं। यह निवेश का केवल एक चौथाई है पूर्व यूएसएसआररूस के भूविज्ञान में।

रूस का कच्चा माल आधार, उपयुक्त के गठन के अधीन आर्थिक स्थितियांभूवैज्ञानिक अन्वेषण का विकास देश की तेल जरूरतों को पूरा करने के लिए आवश्यक उत्पादन स्तर की अपेक्षाकृत लंबी अवधि प्रदान कर सकता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि रूसी संघ में, सत्तर के दशक के बाद, एक भी बड़े, अत्यधिक उत्पादक क्षेत्र की खोज नहीं की गई थी, और नए जोड़े गए भंडार की स्थिति में तेजी से गिरावट आ रही है। उदाहरण के लिए, भूवैज्ञानिक स्थितियों के कारण, टूमेन क्षेत्र में एक नए कुएं की औसत प्रवाह दर 1975 में 138 टन से गिरकर 1994 में 10-12 टन हो गई, यानी 10 गुना से अधिक। 1 टन नई क्षमता बनाने के लिए वित्तीय, सामग्री और तकनीकी संसाधनों की लागत में काफी वृद्धि हुई है। बड़े अत्यधिक उत्पादक क्षेत्रों के विकास की स्थिति को प्रारंभिक वसूली योग्य भंडार के 60-90% की मात्रा में भंडार के विकास की विशेषता है, जिसने तेल उत्पादन में प्राकृतिक गिरावट को पूर्व निर्धारित किया।

बड़े, अत्यधिक उत्पादक जमा की भारी कमी के कारण, भंडार की गुणवत्ता बदतर के लिए बदल गई है, जिसके विकास के लिए काफी अधिक वित्तीय, सामग्री और तकनीकी संसाधनों के आकर्षण की आवश्यकता होती है। फंडिंग में कमी के कारण, भूवैज्ञानिक अन्वेषण कार्य की मात्रा में अस्वीकार्य रूप से कमी आई है, और परिणामस्वरूप, तेल भंडार में वृद्धि कम हो गई है। यदि 1986-1990 में। पश्चिमी साइबेरिया में, भंडार में वृद्धि 4.88 बिलियन टन थी, फिर 1991-1995 में। अन्वेषण ड्रिलिंग की मात्रा में कमी के कारण, यह वृद्धि लगभग आधी घटकर 2.8 बिलियन टन हो गई, वर्तमान परिस्थितियों में, निकट भविष्य में भी देश की जरूरतों को पूरा करने के लिए सरकारी उपाय करना आवश्यक है कच्चे माल का पूल बढ़ाएँ।

बाजार संबंधों में परिवर्तन खनन उद्योगों से संबंधित उद्यमों के कामकाज के लिए आर्थिक स्थिति स्थापित करने के लिए दृष्टिकोण बदलने की आवश्यकता को निर्धारित करता है। तेल उद्योग में, मूल्यवान खनिज कच्चे माल - तेल के गैर-नवीकरणीय संसाधनों की विशेषता, मौजूदा आर्थिक दृष्टिकोण वर्तमान आर्थिक मानदंडों के अनुसार उनके विकास की अप्रभावीता के कारण भंडार के एक महत्वपूर्ण हिस्से को विकास से बाहर कर देते हैं। अनुमान बताते हैं कि व्यक्तिगत तेल कंपनियों के लिए, आर्थिक कारणों से, 160 से 1057 मिलियन टन तेल भंडार आर्थिक कारोबार में शामिल नहीं हो सकते हैं।

तेल उद्योग, जिसके पास शेष भंडार की महत्वपूर्ण आपूर्ति है, हाल के वर्षों में खराब हो रही है। औसतन, मौजूदा स्टॉक के लिए प्रति वर्ष तेल उत्पादन में 20% की गिरावट का अनुमान है। इस कारण से, रूस में तेल उत्पादन के प्राप्त स्तर को बनाए रखने के लिए, प्रति वर्ष 115-120 मिलियन टन की नई क्षमता पेश करना आवश्यक है, जिसके लिए 62 मिलियन मीटर उत्पादन कुओं की ड्रिलिंग की आवश्यकता होती है, लेकिन वास्तव में 1991 में 27.5 मिलियन मीटर ड्रिल किए गए, और 1995 में - 9.9 मिलियन मीटर।

धन की कमी के कारण औद्योगिक और नागरिक निर्माण की मात्रा में भारी कमी आई, खासकर पश्चिमी साइबेरिया में। परिणामस्वरूप, तेल क्षेत्रों के विकास, तेल संग्रह और परिवहन प्रणालियों के निर्माण और पुनर्निर्माण, आवास, स्कूलों, अस्पतालों और अन्य सुविधाओं के निर्माण पर काम में कमी आई, जो तनावपूर्ण सामाजिक कारणों में से एक था। स्थिति में तेल उत्पादक क्षेत्र. संबद्ध गैस उपयोग सुविधाओं के निर्माण का कार्यक्रम बाधित हो गया। परिणामस्वरूप, प्रति वर्ष 10 बिलियन घन मीटर से अधिक तेल गैस भड़कती है। तेल पाइपलाइन प्रणालियों के पुनर्निर्माण की असंभवता के कारण, खेतों में लगातार कई पाइपलाइन टूटने की घटनाएं होती रहती हैं। अकेले 1991 में इस कारण से 1 मिलियन टन से अधिक तेल नष्ट हो गया और पर्यावरण को भारी क्षति हुई। निर्माण आदेशों में कमी के कारण पश्चिमी साइबेरिया में शक्तिशाली निर्माण संगठन ध्वस्त हो गए।

तेल उद्योग में संकट का एक मुख्य कारण आवश्यक फील्ड उपकरण और पाइपों की कमी भी है। औसतन, उद्योग को सामग्री और तकनीकी संसाधन उपलब्ध कराने में घाटा 30% से अधिक है। हाल के वर्षों में, तेल क्षेत्र उपकरणों के उत्पादन के लिए एक भी नई बड़ी उत्पादन इकाई नहीं बनाई गई है; इसके अलावा, इस प्रोफ़ाइल के कई कारखानों ने उत्पादन कम कर दिया है, और विदेशी मुद्रा खरीद के लिए आवंटित धन पर्याप्त नहीं था।

खराब रसद के कारण, निष्क्रिय उत्पादन कुओं की संख्या 25 हजार इकाइयों से अधिक हो गई, जिसमें मानक से ऊपर 12 हजार इकाइयां निष्क्रिय थीं। मानक से अधिक निष्क्रिय पड़े कुओं से प्रतिदिन लगभग 100 हजार टन तेल नष्ट हो जाता है।

के लिए एक गंभीर समस्या है इससे आगे का विकासतेल उद्योग तेल और गैस उत्पादन के लिए उच्च प्रदर्शन मशीनरी और उपकरणों से खराब रूप से सुसज्जित है। 1990 तक, उद्योग में आधे तकनीकी उपकरण 50% से अधिक खराब हो गए थे, केवल 14% मशीनरी और उपकरण विश्व मानकों के अनुरूप थे, और मुख्य प्रकार के उत्पादों की मांग औसतन 40-80% पूरी हुई थी। . उद्योग को उपकरण प्रदान करने की यह स्थिति देश के तेल इंजीनियरिंग उद्योग के खराब विकास का परिणाम थी। उपकरणों की कुल मात्रा में आयात आपूर्ति 20% तक पहुंच गई, और कुछ प्रजातियाँ 40% तक पहुंचें. पाइपों की खरीद 40-50% तक पहुँच जाती है।

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हाइड्रोकार्बन के मुख्य स्रोत तेल, प्राकृतिक और संबंधित पेट्रोलियम गैसें और कोयला हैं। उनके भंडार असीमित नहीं हैं. वैज्ञानिकों के अनुसार, उत्पादन और खपत की वर्तमान दर पर वे रहेंगे: तेल 30-90 वर्षों तक, गैस 50 वर्षों तक, कोयला 300 वर्षों तक।

तेल और उसकी संरचना:

तेल हल्के भूरे से गहरे भूरे रंग का एक तैलीय तरल है, जो एक विशेष गंध के साथ लगभग काले रंग का होता है, पानी में नहीं घुलता है, पानी की सतह पर एक फिल्म बनाता है जो हवा को गुजरने नहीं देता है। तेल हल्के भूरे से गहरे भूरे, लगभग काले रंग का एक तैलीय तरल है, जिसमें एक विशिष्ट गंध होती है, यह पानी में नहीं घुलता है, पानी की सतह पर एक फिल्म बनाता है जो हवा को गुजरने नहीं देता है। तेल संतृप्त और सुगंधित हाइड्रोकार्बन, साइक्लोपैराफिन, साथ ही हेटरोएटम युक्त कुछ कार्बनिक यौगिकों - ऑक्सीजन, सल्फर, नाइट्रोजन, आदि का एक जटिल मिश्रण है। लोगों ने तेल को बहुत सारे उत्साही नाम दिए: "काला सोना" और "पृथ्वी का खून"। तेल वास्तव में हमारी प्रशंसा और बड़प्पन का पात्र है।

संरचना के संदर्भ में, तेल हो सकता है: पैराफिन - इसमें सीधी और शाखित श्रृंखला वाले अल्केन्स होते हैं; नैफ्थेनिक - इसमें संतृप्त चक्रीय हाइड्रोकार्बन होते हैं; सुगंधित - इसमें सुगंधित हाइड्रोकार्बन (बेंजीन और इसके समरूप) शामिल हैं। जटिल घटक संरचना के बावजूद, तेलों की मौलिक संरचना कमोबेश एक जैसी है: औसतन 82-87% हाइड्रोकार्बन, 11-14% हाइड्रोजन, 2-6% अन्य तत्व (ऑक्सीजन, सल्फर, नाइट्रोजन)।

थोड़ा इतिहास .

1859 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में, पेंसिल्वेनिया राज्य में, 40 वर्षीय एडविन ड्रेक ने अपनी दृढ़ता, एक तेल कंपनी के पैसे और एक पुराने भाप इंजन की मदद से 22 मीटर गहरा एक कुआँ खोदा और पहला पानी निकाला। उसमें से तेल.

तेल ड्रिलिंग में अग्रणी के रूप में ड्रेक की प्राथमिकता विवादित है, लेकिन उनका नाम अभी भी तेल युग की शुरुआत के साथ जुड़ा हुआ है। दुनिया के कई हिस्सों में तेल की खोज की गई है। मानवता ने अंततः बड़ी मात्रा में कृत्रिम प्रकाश का एक उत्कृष्ट स्रोत प्राप्त कर लिया है...

तेल की उत्पत्ति क्या है?

वैज्ञानिकों के बीच दो मुख्य अवधारणाएँ हावी रहीं: जैविक और अकार्बनिक। पहली अवधारणा के अनुसार, तलछट में दबे कार्बनिक अवशेष समय के साथ विघटित होकर तेल, कोयला और प्राकृतिक गैस में बदल जाते हैं; फिर अधिक गतिशील तेल और गैस तलछटी चट्टानों की ऊपरी परतों में जमा हो जाते हैं जिनमें छिद्र होते हैं। अन्य वैज्ञानिकों का तर्क है कि तेल "पृथ्वी के आवरण में काफी गहराई" पर बनता है।

रूसी वैज्ञानिक-रसायनज्ञ डी.आई. मेंडेलीव अकार्बनिक अवधारणा के समर्थक थे। 1877 में, उन्होंने खनिज (कार्बाइड) परिकल्पना का प्रस्ताव रखा, जिसके अनुसार तेल का उद्भव दोषों के साथ पृथ्वी की गहराई में पानी के प्रवेश से जुड़ा है, जहां, "कार्बन धातुओं" पर इसके प्रभाव के तहत, हाइड्रोकार्बन प्राप्त होते हैं।

यदि तेल की ब्रह्मांडीय उत्पत्ति की परिकल्पना थी - इसकी तारकीय अवस्था के दौरान पृथ्वी के गैसीय खोल में निहित हाइड्रोकार्बन से।

प्राकृतिक गैस "नीला सोना" है।

हमारा देश प्राकृतिक गैस भंडार में विश्व में प्रथम स्थान पर है। इस मूल्यवान ईंधन के सबसे महत्वपूर्ण भंडार पश्चिमी साइबेरिया (उरेंगॉयस्कॉय, ज़ापोल्यार्नॉय), वोल्गा-यूराल बेसिन (वुक्टिलस्कॉय, ऑरेनबर्गस्कॉय) और उत्तरी काकेशस (स्टावरोपोलस्कॉय) में स्थित हैं।

प्राकृतिक गैस उत्पादन के लिए आमतौर पर प्रवाहित विधि का उपयोग किया जाता है। सतह पर गैस का प्रवाह शुरू करने के लिए, गैस-असर संरचना में ड्रिल किए गए कुएं को खोलना पर्याप्त है।

प्राकृतिक गैस का उपयोग बिना पूर्व पृथक्करण के किया जाता है क्योंकि इसे परिवहन से पहले शुद्ध किया जाता है। विशेष रूप से, यांत्रिक अशुद्धियाँ, जल वाष्प, हाइड्रोजन सल्फाइड और अन्य आक्रामक घटक इससे हटा दिए जाते हैं...और भी अधिकांशप्रोपेन, ब्यूटेन और भारी हाइड्रोकार्बन। शेष लगभग शुद्ध मीथेन का उपभोग किया जाता है, पहले तोईंधन के रूप में: उच्च कैलोरी मान; पर्यावरण के अनुकूल; निकालने, परिवहन करने, जलाने में सुविधाजनक, क्योंकि भौतिक अवस्था गैस है।

दूसरे, मीथेन एसिटिलीन, कालिख और हाइड्रोजन के उत्पादन के लिए कच्चा माल बन जाता है; असंतृप्त हाइड्रोकार्बन, मुख्य रूप से एथिलीन और प्रोपलीन के उत्पादन के लिए; कार्बनिक संश्लेषण के लिए: मिथाइल अल्कोहल, फॉर्मेल्डिहाइड, एसीटोन, एसिटिक एसिड और बहुत कुछ।

संबद्ध पेट्रोलियम गैस

एसोसिएटेड पेट्रोलियम गैस भी मूल रूप से प्राकृतिक गैस है। इसे एक विशेष नाम प्राप्त हुआ क्योंकि यह तेल के साथ जमा में स्थित है - यह इसमें घुल जाता है। जब तेल को सतह पर निकाला जाता है, तो दबाव में तेज गिरावट के कारण यह उससे अलग हो जाता है। संबद्ध गैस भंडार और इसके उत्पादन के मामले में रूस पहले स्थान पर है।

संबद्ध पेट्रोलियम गैस की संरचना प्राकृतिक गैस से भिन्न होती है; इसमें बहुत अधिक ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और अन्य हाइड्रोकार्बन होते हैं। इसके अलावा, इसमें पृथ्वी पर आर्गन और हीलियम जैसी दुर्लभ गैसें शामिल हैं।

एसोसिएटेड पेट्रोलियम गैस एक मूल्यवान रासायनिक कच्चा माल है; इससे प्राकृतिक गैस की तुलना में अधिक पदार्थ प्राप्त किए जा सकते हैं। रासायनिक प्रसंस्करण के लिए व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन भी निकाले जाते हैं: ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, आदि। डिहाइड्रोजनीकरण प्रतिक्रिया द्वारा उनसे असंतृप्त हाइड्रोकार्बन प्राप्त किए जाते हैं।

कोयला

प्रकृति में कोयले का भंडार तेल और गैस के भंडार से काफी अधिक है। कोयला कार्बन, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और सल्फर के विभिन्न यौगिकों से युक्त पदार्थों का एक जटिल मिश्रण है। कोयले की संरचना में ऐसे खनिज पदार्थ शामिल होते हैं जिनमें कई अन्य तत्वों के यौगिक होते हैं।

कठोर कोयले की संरचना निम्नलिखित है: कार्बन - 98% तक, हाइड्रोजन - 6% तक, नाइट्रोजन, सल्फर, ऑक्सीजन - 10% तक। लेकिन प्रकृति में भूरे कोयले भी होते हैं। उनकी संरचना: कार्बन - 75% तक, हाइड्रोजन - 6% तक, नाइट्रोजन, ऑक्सीजन - 30% तक।

कोयले के प्रसंस्करण की मुख्य विधि पायरोलिसिस (नारियल निर्माण) है - उच्च तापमान (लगभग 1000 सी) पर हवा की पहुंच के बिना कार्बनिक पदार्थों का अपघटन। निम्नलिखित उत्पाद प्राप्त होते हैं: कोक (उच्च शक्ति कृत्रिम ठोस ईंधन, व्यापक रूप से धातु विज्ञान में उपयोग किया जाता है); कोयला टार (रासायनिक उद्योग में प्रयुक्त); नारियल गैस (रासायनिक उद्योग में और ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।)

कोक गैस

कोयले के थर्मल अपघटन के दौरान बनने वाले वाष्पशील यौगिक (कोक ओवन गैस) एक सामान्य संग्रह टैंक में प्रवेश करते हैं। यहां कोक ओवन गैस को ठंडा किया जाता है और तारकोल को अलग करने के लिए इलेक्ट्रिक प्रीसिपिटेटर के माध्यम से पारित किया जाता है। गैस कलेक्टर में, राल के साथ-साथ पानी संघनित होता है, जिसमें अमोनिया, हाइड्रोजन सल्फाइड, फिनोल और अन्य पदार्थ घुल जाते हैं। विभिन्न संश्लेषणों के लिए हाइड्रोजन को बिना संघनित कोक ओवन गैस से अलग किया जाता है।

कोयला तार के आसवन के बाद, एक ठोस पदार्थ बचता है - पिच, जिसका उपयोग इलेक्ट्रोड और छत सामग्री तैयार करने के लिए किया जाता है।

तेल परिशोधन

तेल शोधन, या सुधार, क्वथनांक के आधार पर तेल और तेल उत्पादों को अंशों में थर्मल पृथक्करण की प्रक्रिया है।

आसवन एक भौतिक प्रक्रिया है.

तेल शोधन की दो विधियाँ हैं: भौतिक ( प्राथमिक प्रसंस्करण) और रासायनिक (पुनर्चक्रण)।

प्राथमिक तेल शोधन एक आसवन स्तंभ में किया जाता है - पदार्थों के तरल मिश्रण को अलग करने के लिए एक उपकरण जो क्वथनांक में भिन्न होता है।

तेल अंश और उनके उपयोग के मुख्य क्षेत्र:

गैसोलीन - ऑटोमोबाइल ईंधन;

मिट्टी का तेल - विमानन ईंधन;

नेफ्था - प्लास्टिक का उत्पादन, रीसाइक्लिंग के लिए कच्चे माल;

गैसोइल - डीजल और बॉयलर ईंधन, रीसाइक्लिंग के लिए कच्चा माल;

ईंधन तेल - कारखाना ईंधन, पैराफिन, चिकनाई वाले तेल, कोलतार।

तेल रिसाव को साफ़ करने के तरीके :

1) अवशोषण - आप सभी पुआल और पीट को जानते हैं। वे तेल को अवशोषित करते हैं, जिसके बाद उन्हें सावधानीपूर्वक एकत्र किया जा सकता है और हटाया जा सकता है, जिसके बाद उन्हें नष्ट कर दिया जाता है। यह विधि केवल शांत परिस्थितियों में और केवल छोटे धब्बों के लिए उपयुक्त है। यह विधि अपनी कम लागत और उच्च दक्षता के कारण हाल ही में बहुत लोकप्रिय रही है।

परिणाम: बाहरी परिस्थितियों के आधार पर यह विधि सस्ती है।

2) स्व-परिसमापन:- इस विधि का उपयोग तब किया जाता है जब तेल किनारों से बहुत दूर गिरा हो और दाग छोटा हो (ऐसे में दाग को बिल्कुल भी न छूना बेहतर है)। धीरे-धीरे यह पानी में घुल जाएगा और आंशिक रूप से वाष्पित हो जाएगा। कभी-कभी तेल कई वर्षों के बाद भी गायब नहीं होता है, छोटे-छोटे धब्बे फिसलन वाले राल के टुकड़ों के रूप में तट तक पहुँच जाते हैं।

निचली पंक्ति: किसी भी रसायन का उपयोग नहीं किया जाता है; तेल लंबे समय तक सतह पर रहता है।

3) जैविक: हाइड्रोकार्बन को ऑक्सीकरण करने में सक्षम सूक्ष्मजीवों के उपयोग पर आधारित प्रौद्योगिकी।

परिणाम: न्यूनतम क्षति; सतह से तेल हटाना, लेकिन यह विधि श्रमसाध्य और समय लेने वाली है।