Mga fossil fuel - langis, karbon, oil shale, natural gas. Subukan ang mga likas na pinagmumulan ng hydrocarbons at ang kanilang pagproseso Ang mga pangunahing likas na pinagmumulan ng hydrocarbons ay
NATURAL NA PINAGMUMULAN NG HYDROCARBONS
Ang mga hydrocarbon ay magkakaiba-iba -
Liquid, solid, at gas.
Bakit napakarami sa kanila sa kalikasan?
Ito ay walang kabusugan na carbon.
Sa katunayan, ang elementong ito, tulad ng walang iba, ay "walang kasiyahan": nagsusumikap itong bumuo ng mga kadena, tuwid at sanga, pagkatapos ay mga singsing, pagkatapos ay mga grids mula sa maraming mga atom nito. Samakatuwid ang maraming mga compound ng carbon at hydrogen atoms.
Ang mga hydrocarbon ay parehong natural na gas - methane, at isa pang gas na nasusunog sa sambahayan, na puno ng mga cylinder - propane C 3 H 8. Ang mga hydrocarbon ay langis, gasolina, at kerosene. At din - isang organikong solvent C 6 H 6, paraffin, kung saan ginawa ang mga kandila ng Bagong Taon, petrolyo jelly mula sa isang parmasya, at kahit na plastik na bag para sa packaging ng produkto...
Ang pinakamahalagang likas na pinagmumulan ng hydrocarbons ay mga mineral - karbon, langis, gas.
COAL
Mas kilala sa buong mundo 36 libo coal basin at deposito, na magkasamang sumasakop 15% mga teritoryo ang globo. Ang mga patlang ng karbon ay maaaring umabot ng libu-libong kilometro. Sa kabuuan, ang pangkalahatang heolohikal na reserba ng karbon sa mundo ay 5 trilyon 500 bilyong tonelada, kabilang ang mga na-explore na deposito - 1 trilyon 750 bilyong tonelada.
May tatlong pangunahing uri ng fossil coals. Kapag nagsusunog ng kayumangging karbon, anthracite, ang apoy ay hindi nakikita, ang pagkasunog ay walang usok, at ang karbon ay gumagawa ng malakas na bitak kapag nasusunog.
Anthraciteay ang pinakalumang fossil coal. Nag-iiba sa malaking density at gloss. Naglalaman ng hanggang sa 95% carbon.
uling- naglalaman ng hanggang sa 99% carbon. Sa lahat ng fossil coals, ito ang pinakamalawak na ginagamit.
kayumangging karbon- naglalaman ng hanggang sa 72% carbon. May kulay kayumanggi. Bilang ang pinakabatang fossil coal, madalas itong may mga bakas ng istraktura ng puno kung saan ito nabuo. Naiiba sa mataas na hygroscopicity at mataas na nilalaman ng abo ( mula 7% hanggang 38%), samakatuwid, ito ay ginagamit lamang bilang isang lokal na gasolina at bilang isang hilaw na materyal para sa pagproseso ng kemikal. Sa partikular, ang mga mahahalagang uri ng likidong panggatong ay nakukuha sa pamamagitan ng hydrogenation: gasolina at kerosene.
Ang carbon ang pangunahing sangkap ng karbon 99% ), kayumangging karbon ( hanggang 72%). Ang pinagmulan ng pangalang carbon, ibig sabihin, "bearing coal". Katulad nito, ang Latin na pangalan na "carboneum" sa base ay naglalaman ng root carbo-coal.
Tulad ng langis, ang karbon ay naglalaman malaking bilang ng mga organikong sangkap. Bilang karagdagan sa mga organikong sangkap, kasama rin dito ang mga inorganikong sangkap, tulad ng tubig, ammonia, hydrogen sulfide at, siyempre, ang carbon mismo - karbon. Ang isa sa mga pangunahing paraan ng pagproseso ng karbon ay coking - calcination na walang air access. Bilang resulta ng coking, na isinasagawa sa temperatura na 1000 0 C, ang mga sumusunod ay nabuo:
gas ng coke oven- ito ay binubuo ng hydrogen, methane, carbon monoxide at carbon dioxide, mga impurities ng ammonia, nitrogen at iba pang mga gas.
Alkitran ng karbon - naglalaman ng ilang daang iba't ibang mga organikong sangkap, kabilang ang benzene at mga homologue nito, phenol at aromatic alcohol, naphthalene at iba't ibang heterocyclic compound.
Top-tar o ammonia na tubig - naglalaman, gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, natunaw na ammonia, pati na rin ang phenol, hydrogen sulfide at iba pang mga sangkap.
Coke– solidong nalalabi sa coking, halos purong carbon.
Ang coke ay ginagamit sa paggawa ng bakal at bakal, ang ammonia ay ginagamit sa paggawa ng nitrogen at pinagsamang mga pataba, at ang kahalagahan ng mga organikong produkto ng coking ay hindi matataya. Ano ang heograpiya ng pamamahagi ng mineral na ito?
Ang pangunahing bahagi ng mga mapagkukunan ng karbon ay nahuhulog sa hilagang hemisphere - Asya, Hilagang Amerika, Eurasia. Anong mga bansa ang namumukod-tangi sa mga tuntunin ng mga reserba at produksyon ng karbon?
China, USA, India, Australia, Russia.
Ang mga bansa ang pangunahing nagluluwas ng karbon.
USA, Australia, Russia, South Africa.
pangunahing mga sentro ng pag-import.
Hapon, Dayuhang Europa.
Ito ay isang napakaduming pangkapaligiran na gasolina. Ang mga pagsabog at sunog ng methane ay nangyayari sa panahon ng pagmimina ng karbon, at ang ilang mga problema sa kapaligiran ay lumitaw.
Polusyon sa kapaligiran - ito ay anumang hindi kanais-nais na pagbabago sa kalagayan ng kapaligirang ito bilang resulta ng mga aktibidad ng tao. Nangyayari din ito sa pagmimina. Isipin ang isang sitwasyon sa isang lugar ng pagmimina ng karbon. Kasama ng karbon, ang isang malaking halaga ng basurang bato ay tumataas sa ibabaw, na, bilang hindi kailangan, ay ipinadala lamang sa mga dump. Unti-unting nabuo tambak ng basura- napakalaking, sampu-sampung metro ang taas, hugis-kono na mga bundok ng basurang bato, na sumisira sa hitsura ng natural na tanawin. At lahat ba ng karbon na itinaas sa ibabaw ay kinakailangang i-export sa consumer? Syempre hindi. Pagkatapos ng lahat, ang proseso ay hindi hermetic. Ang isang malaking halaga ng alikabok ng karbon ay naninirahan sa ibabaw ng lupa. Bilang isang resulta, ang komposisyon ng mga lupa at tubig sa lupa ay nagbabago, na hindi maiiwasang makakaapekto sa hayop at mundo ng gulay distrito.
Ang karbon ay naglalaman ng radioactive carbon - C, ngunit pagkatapos masunog ang gasolina, ang mapanganib na sangkap, kasama ng usok, ay pumapasok sa hangin, tubig, lupa, at inihurnong sa slag o abo, na ginagamit upang makagawa ng mga materyales sa gusali. Bilang isang resulta, sa mga gusali ng tirahan, ang mga dingding at kisame ay "nagliliwanag" at nagdudulot ng banta sa kalusugan ng tao.
LANGIS
Ang langis ay kilala sa sangkatauhan mula pa noong unang panahon. Sa pampang ng Eufrates, ito ay mina
6-7 libong taon BC eh . Ito ay ginamit upang ipaliwanag ang mga tirahan, upang maghanda ng mga mortar, bilang mga gamot at pamahid, at sa panahon ng pag-embalsamo. Ang langis sa sinaunang mundo ay isang kakila-kilabot na sandata: ang mga nagniningas na ilog ay bumuhos sa mga ulo ng mga lumusob sa mga pader ng kuta, ang mga nagniningas na arrow na inilubog sa langis ay lumipad sa mga kinubkob na lungsod. Langis noon mahalaga bahagi incendiary agent, na bumaba sa kasaysayan sa ilalim ng pangalan "Griyego na apoy" Sa Middle Ages, ito ay pangunahing ginagamit para sa street lighting.
Higit sa 600 langis at gas basins ay ginalugad, 450 ay binuo , at ang kabuuang bilang ng mga patlang ng langis ay umabot sa 50 libo.
Pagkilala sa pagitan ng magaan at mabigat na langis. Ang magaan na langis ay nakuha mula sa ilalim ng lupa sa pamamagitan ng mga bomba o sa pamamagitan ng paraan ng fountain. Karamihan sa gasolina at kerosene ay gawa sa naturang langis. Ang mabibigat na grado ng langis ay minsan ay kinukuha kahit na sa pamamagitan ng paraan ng pagmimina (sa Komi Republic), at ang bitumen, langis ng gasolina, at iba't ibang langis ay inihahanda mula dito.
Ang langis ay ang pinaka maraming nalalaman na gasolina, mataas ang calorie. Ang pagkuha nito ay medyo simple at mura, dahil kapag kumukuha ng langis, hindi na kailangang ibaba ang mga tao sa ilalim ng lupa. Ang pagdadala ng langis sa pamamagitan ng mga pipeline ay hindi isang malaking problema. Ang pangunahing kawalan ng ganitong uri ng gasolina ay ang mababang pagkakaroon ng mga mapagkukunan (mga 50 taon ) . Ang mga pangkalahatang reserbang heolohikal ay katumbas ng 500 bilyong tonelada, kabilang ang ginalugad na 140 bilyong tonelada .
AT 2007 Pinatunayan ng mga siyentipiko ng Russia sa komunidad ng mundo na ang mga tagaytay sa ilalim ng dagat ng Lomonosov at Mendeleev, na matatagpuan sa Arctic Ocean, ay isang shelf zone ng mainland, at samakatuwid ay kabilang sa Russian Federation. Sasabihin ng guro ng kimika ang tungkol sa komposisyon ng langis, mga katangian nito.
Ang langis ay isang "bundle ng enerhiya". Sa pamamagitan lamang ng 1 ml nito, maaari kang magpainit ng isang buong balde ng tubig sa isang degree, at upang pakuluan ang isang balde na samovar, kailangan mo ng mas mababa sa kalahati ng isang baso ng langis. Sa mga tuntunin ng konsentrasyon ng enerhiya sa bawat dami ng yunit, ang langis ay nangunguna sa mga natural na sangkap. Kahit na ang mga radioactive ores ay hindi maaaring makipagkumpitensya dito sa bagay na ito, dahil ang nilalaman ng mga radioactive na sangkap sa kanila ay napakaliit na ang 1mg ay maaaring makuha. Ang nuclear fuel ay kailangang iproseso ng toneladang bato.
Ang langis ay hindi lamang ang batayan ng fuel at energy complex ng anumang estado.
Dito, ang mga sikat na salita ng D. I. Mendeleev ay nasa lugar "Ang nasusunog na langis ay kapareho ng pag-init ng pugon perang papel". Ang bawat patak ng langis ay naglalaman ng higit sa 900 iba't ibang mga compound ng kemikal, higit sa kalahati ng mga elemento ng kemikal ng Periodic Table. Ito ay tunay na isang himala ng kalikasan, ang batayan ng industriya ng petrochemical. Humigit-kumulang 90% ng lahat ng langis na ginawa ay ginagamit bilang panggatong. Kahit na “ sariling 10%” , Ang petrochemical synthesis ay nagbibigay ng maraming libu-libong organikong compound na nakakatugon sa mga kagyat na pangangailangan ng modernong lipunan. Hindi nakakagulat na ang mga tao ay magalang na tumawag sa langis na "itim na ginto", "ang dugo ng Earth".
Ang langis ay isang madulas na madilim na kayumangging likido na may mapula-pula o maberde na tint, minsan ay itim, pula, asul o maliwanag at kahit na transparent na may katangian na masangsang na amoy. Minsan ang langis ay puti o walang kulay, tulad ng tubig (halimbawa, sa larangan ng Surukhanskoye sa Azerbaijan, sa ilang mga larangan sa Algeria).
Ang komposisyon ng langis ay hindi pareho. Ngunit lahat ng mga ito ay karaniwang naglalaman ng tatlong uri ng hydrocarbons - alkanes (pangunahin ang normal na istraktura), cycloalkanes at aromatic hydrocarbons. Ang ratio ng mga hydrocarbon na ito sa langis ng iba't ibang larangan ay iba: halimbawa, ang langis ng Mangyshlak ay mayaman sa mga alkanes, at ang langis sa rehiyon ng Baku ay mayaman sa mga cycloalkanes.
Ang mga pangunahing reserba ng langis ay nasa hilagang hemisphere. Kabuuan 75 ang mga bansa sa mundo ay gumagawa ng langis, ngunit 90% ng produksyon nito ay nahuhulog sa bahagi ng 10 bansa lamang. Malapit ? Ang mga reserbang langis sa mundo ay nasa mga umuunlad na bansa. (Tumawag ang guro at ipinapakita sa mapa).
Pangunahing mga bansang gumagawa:
Saudi Arabia, USA, Russia, Iran, Mexico.
Kasabay ng higit pa 4/5 Ang pagkonsumo ng langis ay nahuhulog sa bahagi ng mga maunlad na bansa sa ekonomiya, na siyang pangunahing mga bansang nag-aangkat:
Japan, Overseas Europe, USA.
Ang langis sa hilaw na anyo nito ay hindi ginagamit kahit saan, ngunit ang mga pinong produkto ay ginagamit.
Pagpino ng langis
Ang isang modernong halaman ay binubuo ng isang oil heating furnace at isang distillation column kung saan pinaghihiwalay ang langis mga paksyon - indibidwal na mga mixtures ng hydrocarbons ayon sa kanilang mga punto ng kumukulo: gasolina, naphtha, kerosene. Ang pugon ay may mahabang tubo na nakapulupot sa isang likid. Ang pugon ay pinainit ng mga produkto ng pagkasunog ng langis ng gasolina o gas. Ang langis ay patuloy na pinapakain sa likid: doon ito pinainit sa 320 - 350 0 C sa anyo ng isang pinaghalong likido at singaw at pumapasok sa haligi ng paglilinis. Ang distillation column ay isang steel cylindrical apparatus na may taas na halos 40m. Ito ay nasa loob ng ilang dosenang pahalang na partisyon na may mga butas - ang tinatawag na mga plato. Ang mga singaw ng langis, na pumapasok sa haligi, ay tumaas at dumaan sa mga butas sa mga plato. Habang sila ay unti-unting lumalamig habang sila ay gumagalaw paitaas, sila ay bahagyang natunaw. Ang hindi gaanong pabagu-bago ng mga hydrocarbon ay natunaw na sa mga unang plato, na bumubuo ng isang bahagi ng langis ng gas; mas pabagu-bago ng isip hydrocarbons ay nakolekta sa itaas at bumubuo ng isang kerosene fraction; mas mataas pa - naphtha fraction. Ang pinaka-pabagu-bagong mga hydrocarbon ay umalis sa haligi bilang mga singaw at, pagkatapos ng paghalay, bumubuo ng gasolina. Ang bahagi ng gasolina ay ibinabalik sa haligi para sa "irigasyon", na nag-aambag sa isang mas mahusay na mode ng operasyon. (Entry sa isang notebook). Gasoline - naglalaman ng mga hydrocarbon C5 - C11, kumukulo sa saklaw mula 40 0 C hanggang 200 0 C; naphtha - naglalaman ng hydrocarbons C8 - C14 na may boiling point na 120 0 C hanggang 240 0 C; kerosene - naglalaman ng hydrocarbons C12 - C18, kumukulo sa temperatura na 180 0 C hanggang 300 0 C; gas oil - naglalaman ng hydrocarbons C13 - C15, distilled off sa temperatura na 230 0 C hanggang 360 0 C; lubricating oils - C16 - C28, pakuluan sa temperatura na 350 0 C at sa itaas.
Pagkatapos ng distillation ng mga magaan na produkto mula sa langis, ang isang malapot na itim na likido ay nananatili - langis ng gasolina. Ito ay isang mahalagang pinaghalong hydrocarbons. Ang mga lubricating oil ay nakukuha mula sa fuel oil sa pamamagitan ng karagdagang distillation. Ang hindi naglilinis na bahagi ng langis ng panggatong ay tinatawag na tar, na ginagamit sa konstruksyon at kapag nagse-semento ng mga kalsada.(Pagpapakita ng isang video fragment). Ang pinakamahalagang bahagi ng direktang paglilinis ng langis ay gasolina. Gayunpaman, ang ani ng fraction na ito ay hindi lalampas sa 17-20% ng timbang ng krudo. Ang problema ay lumitaw: kung paano matugunan ang patuloy na pagtaas ng mga pangangailangan ng lipunan sa automotive at aviation fuel? Ang solusyon ay natagpuan sa pagtatapos ng ika-19 na siglo ng isang Russian engineer Vladimir Grigorievich Shukhov. AT 1891 taon, una siyang nagsagawa ng isang pang-industriya pagbibitak kerosene fraction ng langis, na naging posible upang mapataas ang ani ng gasolina sa 65-70% (kinakalkula bilang krudo). Para lamang sa pag-unlad ng proseso ng thermal cracking ng mga produktong petrolyo, ang nagpapasalamat na sangkatauhan ay nakasulat ang pangalan ng natatanging taong ito sa kasaysayan ng sibilisasyon na may mga gintong titik.
Ang mga produktong nakuha bilang isang resulta ng pagwawasto ng langis ay sumasailalim sa pagproseso ng kemikal, na kinabibilangan ng isang bilang ng mga kumplikadong proseso, isa sa mga ito ay ang pag-crack ng mga produktong petrolyo (mula sa Ingles na "Cracking" - splitting). Mayroong ilang mga uri ng pag-crack: thermal, catalytic, high pressure cracking, pagbabawas. Ang thermal cracking ay binubuo sa paghahati ng mga molekula ng hydrocarbon na may mahabang kadena sa mas maikli sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura (470-550 0 C). Sa proseso ng paghahati na ito, kasama ang mga alkanes, ang mga alkenes ay nabuo:
Sa kasalukuyan, ang catalytic cracking ang pinakakaraniwan. Isinasagawa ito sa temperatura na 450-500 0 C, ngunit sa mas mataas na bilis at pinapayagan kang makakuha ng mas mataas na kalidad ng gasolina. Sa ilalim ng mga kondisyon ng catalytic cracking, kasama ang mga reaksyon ng cleavage, ang mga reaksyon ng isomerization ay nagaganap, iyon ay, ang pagbabago ng mga hydrocarbon ng isang normal na istraktura sa branched hydrocarbons.
Ang isomerization ay nakakaapekto sa kalidad ng gasolina, dahil ang pagkakaroon ng branched hydrocarbons ay lubhang nagpapataas ng octane number nito. Ang pag-crack ay tinutukoy sa tinatawag na pangalawang proseso ng pagdadalisay ng langis. Ang isang bilang ng iba pang mga catalytic na proseso, tulad ng reporma, ay inuri din bilang pangalawa. Nagrereporma- ito ang aromatization ng mga gasolina sa pamamagitan ng pagpainit sa kanila sa pagkakaroon ng isang katalista, halimbawa, platinum. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang mga alkanes at cycloalkanes ay na-convert sa aromatic hydrocarbons, bilang isang resulta kung saan ang bilang ng octane ng gasolina ay tumataas din nang malaki.
Ekolohiya at oilfield
Para sa produksyon ng petrochemical, ang problema ng kapaligiran ay partikular na nauugnay. Ang produksyon ng langis ay nauugnay sa mga gastos sa enerhiya at polusyon sa kapaligiran. Ang isang mapanganib na pinagmumulan ng polusyon ng mga karagatan ay ang paggawa ng langis sa labas ng pampang, at ang mga karagatan ay nadumhan din sa panahon ng transportasyon ng langis. Bawat isa sa atin ay nakita sa TV ang mga kahihinatnan ng mga aksidente sa oil tanker. Itim, natatakpan ng langis na baybayin, itim na pag-surf, nasasakal na mga dolphin, Mga ibon na ang mga pakpak ay natatakpan ng malapot na mantika, mga taong nakasuot ng mga damit na pang-proteksyon na nangongolekta ng langis gamit ang mga pala at balde. Gusto kong banggitin ang data ng isang seryosong sakuna sa kapaligiran na naganap sa Kerch Strait noong Nobyembre 2007. 2,000 tonelada ng mga produktong langis at humigit-kumulang 7,000 tonelada ng asupre ang nakapasok sa tubig. Ang Tuzla Spit, na matatagpuan sa junction ng Black at Azov Seas, at ang Chushka Spit ay higit na nagdusa dahil sa sakuna. Matapos ang aksidente, ang langis ng gasolina ay nanirahan sa ilalim, na pumatay ng isang maliit na hugis-puso na shell, ang pangunahing pagkain ng mga naninirahan sa dagat. Aabutin ng 10 taon upang maibalik ang ecosystem. Mahigit 15 libong ibon ang namatay. Ang isang litro ng langis, na nahulog sa tubig, ay kumakalat sa ibabaw nito sa mga spot na 100 sq.m. Ang oil film, bagaman napakanipis, ay bumubuo ng isang hindi malulutas na hadlang sa landas ng oxygen mula sa atmospera hanggang sa haligi ng tubig. Bilang resulta, ang oxygen na rehimen at karagatan ay nabalisa. "ma-suffocate". Ang plankton, na siyang batayan, ay namamatay ang food chain karagatan. Sa kasalukuyan, humigit-kumulang 20% ng lugar ng World Ocean ay natatakpan ng mga slick ng langis, at ang lugar na apektado ng polusyon ng langis ay lumalaki. Bilang karagdagan sa katotohanan na ang Karagatan ng Daigdig ay natatakpan ng isang pelikula ng langis, maaari rin nating obserbahan ito sa lupa. Halimbawa, sa mga patlang ng langis Kanlurang Siberia mas maraming langis ang natapon kada taon kaysa kayang hawakan ng tanker - hanggang 20 milyong tonelada. Humigit-kumulang kalahati ng langis na ito ay napupunta sa lupa bilang resulta ng mga aksidente, ang natitira ay "nakaplano" na mga fountain at tagas sa panahon ng pagsisimula ng mga balon, pag-explore ng pagbabarena, at pag-aayos ng pipeline. Ang pinakamalaking lugar ng lupang kontaminado ng langis, ayon sa Committee on kapaligiran Yamalo-Nenets Autonomous Okrug, ay nasa distrito ng Purovsky.
NATURAL AT KASULONG PETROLEUM GAS
Ang natural na gas ay naglalaman ng mga hydrocarbon na may mababang molekular na timbang, ang mga pangunahing bahagi ay mitein. Ang nilalaman nito sa gas ng iba't ibang larangan ay mula 80% hanggang 97%. Bilang karagdagan sa mitein - ethane, propane, butane. Inorganic: nitrogen - 2%; CO2; H2O; H2S, mga marangal na gas. Kapag nasunog ang natural na gas, maraming init ang inilalabas.
Sa mga tuntunin ng mga katangian nito, ang natural na gas bilang isang gasolina ay lumalampas sa kahit na langis, ito ay mas caloric. Ito ang pinakabatang sangay ng industriya ng gasolina. Ang gas ay mas madaling makuha at dalhin. Ito ang pinakamatipid sa lahat ng panggatong. Totoo, mayroon ding mga disadvantages: ang kumplikadong intercontinental na transportasyon ng gas. Ang mga tanke - methane manure, nagdadala ng gas sa isang tunaw na estado, ay lubhang kumplikado at mamahaling mga istraktura.
Ginagamit ito bilang: mabisang panggatong, hilaw na materyal sa industriya ng kemikal, sa produksyon ng acetylene, ethylene, hydrogen, soot, plastik, acetic acid, dyes, gamot, atbp. Ang petrolyo gas ay naglalaman ng mas kaunting methane, ngunit mas maraming propane, butane at iba pang mas mataas na hydrocarbon. Saan ginawa ang gas?
Mahigit sa 70 bansa sa mundo ang may komersyal na reserbang gas. Bukod dito, tulad ng sa kaso ng langis, ang mga umuunlad na bansa ay may napakalaking reserba. Ngunit ang paggawa ng gas ay pangunahing isinasagawa ng mga binuo na bansa. Mayroon silang mga pagkakataon na gamitin ito o isang paraan upang magbenta ng gas sa ibang mga bansa na nasa parehong kontinente na kasama nila. Ang kalakalang pang-internasyonal na gas ay hindi gaanong aktibo kaysa kalakalan ng langis. Humigit-kumulang 15% ng ginawang gas sa mundo ang pumapasok sa internasyonal na merkado. Halos 2/3 ng produksyon ng gas sa mundo ay ibinibigay ng Russia at USA. Walang alinlangan, ang nangungunang rehiyon ng produksyon ng gas hindi lamang sa ating bansa, kundi pati na rin sa mundo ay ang Yamalo-Nenets Autonomous Okrug, kung saan umuunlad ang industriyang ito sa loob ng 30 taon. Ang ating lungsod na Novy Urengoy ay nararapat na kinikilala bilang kabisera ng gas. Ang pinakamalaking deposito ay kinabibilangan ng Urengoyskoye, Yamburgskoye, Medvezhye, Zapolyarnoye. Ang Urengoy field ay kasama sa Guinness Book of Records. Ang mga reserba at produksyon ng deposito ay natatangi. Ang mga na-explore na reserba ay lumampas sa 10 trilyon. m 3 , 6 trln. m 3. Noong 2008, plano ng JSC "Gazprom" na gumawa ng 598 bilyong m 3 ng "asul na ginto" sa larangan ng Urengoy.
Gas at ekolohiya
Ang di-kasakdalan ng teknolohiya ng paggawa ng langis at gas, ang kanilang transportasyon ay nagiging sanhi ng patuloy na pagsunog ng dami ng gas sa mga yunit ng init ng mga istasyon ng compressor at sa mga flare. Ang mga istasyon ng compressor ay humigit-kumulang 30% ng mga emisyong ito. Humigit-kumulang 450,000 tonelada ng natural at nauugnay na gas ang sinusunog taun-taon sa mga flare installation, habang mahigit 60,000 tonelada ng mga pollutant ang pumapasok sa atmospera.
Ang langis, gas, karbon ay mahalagang hilaw na materyales para sa industriya ng kemikal. Sa malapit na hinaharap, makakahanap sila ng kapalit sa fuel at energy complex ng ating bansa. Sa kasalukuyan, ang mga siyentipiko ay naghahanap ng mga paraan upang magamit ang solar at wind energy, nuclear fuel upang ganap na mapalitan ang langis. Ang hydrogen ay ang pinaka-promising na gasolina sa hinaharap. Ang pagbabawas ng paggamit ng langis sa thermal power engineering ay ang paraan hindi lamang sa mas makatwirang paggamit nito, kundi pati na rin sa pangangalaga ng hilaw na materyal na ito para sa mga susunod na henerasyon. Ang mga hilaw na materyales ng hydrocarbon ay dapat gamitin lamang sa industriya ng pagpoproseso upang makakuha ng iba't ibang mga produkto. Sa kasamaang palad, ang sitwasyon ay hindi pa nagbabago, at hanggang sa 94% ng ginawang langis ay ginagamit bilang gasolina. Matalinong sinabi ni D. I. Mendeleev: "Ang pagsunog ng langis ay kapareho ng pag-init ng pugon gamit ang mga banknotes."
Tandaan: ang distillation (distillation) ay isang paraan ng paghihiwalay ng pinaghalong volatile liquid sa pamamagitan ng unti-unting pagsingaw na sinusundan ng condensation.
Langis. Pagpino ng langis
Marami sa mga organic na iyong kinakaharap Araw-araw na buhay, - mga plastik, pintura, detergent, gamot, barnis, solvents - ay synthesize mula sa hydrocarbons. Mayroong tatlong pangunahing pinagmumulan ng hydrocarbons sa kalikasan - langis, natural gas at karbon.
Ang langis ay isa sa pinakamahalagang mineral. Imposibleng isipin ang ating buhay nang walang langis at mga produkto nito. Ito ay hindi para sa wala na ang mga bansang mayaman sa langis ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pandaigdigang ekonomiya.
Ang langis ay isang maitim, mamantika na likido na matatagpuan sa crust ng lupa (Larawan 29.1). Ito ay isang homogenous na halo ng ilang daang mga sangkap - karamihan ay saturated hydrocarbons na may bilang ng mga carbon atom sa molekula mula 1 hanggang 40.
Parehong pisikal at kemikal na mga pamamaraan ang ginagamit upang iproseso ang pinaghalong ito. Una, ang langis ay nahahati sa mga simpleng mixture - mga fraction - sa pamamagitan ng distillation (distillation o rectification), batay sa katotohanan na ang iba't ibang mga sangkap sa komposisyon ng langis ay kumukulo sa iba't ibang temperatura(Talahanayan 12). Nagaganap ang distillation sa isang column ng distillation na may makabuluhang pag-init (Larawan 29.2). Mga fraction na may pinakamataas na kumukulo, nabubulok sa mataas na temperatura distilled sa ilalim ng pinababang presyon.
Talahanayan 12. Mga fraction ng paglilinis ng langis
Bilang ng mga carbon atom sa mga molekula |
Punto ng kumukulo, ° С |
Aplikasyon |
|
Higit sa 200 o C |
|||
Panggatong ng sasakyan |
|||
Fuel, hilaw na materyales para sa synthesis |
|||
Petrolyo sa paglipad |
|||
diesel fuel |
|||
Malakas na langis ng gas (langis na panggatong) |
Panggatong para sa mga thermal power plant |
||
Nabubulok kapag pinainit, na-distill sa ilalim ng pinababang presyon |
Produksyon ng aspalto, bitumen, paraffin, lubricants, gasolina para sa mga boiler |
Ang Ukraine ay medyo mayaman sa mga reserbang langis. Ang mga pangunahing deposito ay puro sa tatlong mga rehiyon ng langis at gas: silangan (mga rehiyon ng Sumy, Poltava, Chernihiv at Kharkiv), kanluran (mga rehiyon ng Lviv at Ivano-Frankivsk) at timog (rehiyon ng Black Sea, mga istante ng Azov at Black Seas). Ang mga reserbang langis sa Ukraine ay tinatayang humigit-kumulang 2 bilyong tonelada, ngunit ang isang makabuluhang bahagi ng mga ito ay puro sa napakalalim (5-7 km). Ang taunang produksyon ng langis sa Ukraine ay humigit-kumulang 2 milyong tonelada, habang ang pangangailangan ay 16 milyong tonelada, kaya, sa kasamaang-palad, ang Ukraine ay napipilitang mag-import ng makabuluhang dami ng langis.
Pagproseso ng kemikal ng mga produktong petrolyo
Ang ilang mga produkto ng oil distillation ay maaaring gamitin kaagad nang walang karagdagang pagproseso - ito ay gasolina at kerosene, ngunit bumubuo lamang sila ng 20-30% ng langis. Bilang karagdagan, pagkatapos ng distillation, ang gasolina ay hindi maganda ang kalidad (na may mababang numero ng oktano, iyon ay, kapag naka-compress sa makina, ito ay sumasabog at hindi nasusunog). Ang isang makina na tumatakbo sa naturang gasolina ay gumagawa ng isang katangian na kumatok at mabilis na nabigo. Upang mapabuti ang kalidad ng gasolina at madagdagan ang ani nito, ang langis ay sumasailalim sa pagproseso ng kemikal.
Ang isa sa pinakamahalagang paraan ng pagpino ng langis ng kemikal ay ang pag-crack (mula sa English hanggang crack - to split, break, dahil nangyayari ang crack kapag nasira ang mga carbon chain) (Fig. 29.3). Kapag pinainit sa 500 ° C nang walang access sa hangin sa pagkakaroon ng mga espesyal na catalyst, ang mga mahahabang molekula ng alkane ay nahahati sa mas maliliit. Sa panahon ng pag-crack, ang mga saturated hydrocarbon ay bumubuo ng pinaghalong light saturated at unsaturated hydrocarbons, halimbawa:
Ang prosesong ito ay nagpapataas ng ani ng gasolina at kerosene. Ang naturang gasolina ay minsang tinutukoy bilang basag na gasolina.
Ang isa sa mga katangian na tumutukoy sa kalidad ng gasolina ay ang numero ng oktano, na nagpapahiwatig ng posibilidad ng pagsabog (pagsabog) ng pinaghalong air-fuel sa makina. Kung mas mataas ang numero ng oktano, mas mababa ang posibilidad ng pagsabog, at samakatuwid ay mas mataas ang kalidad ng gasolina. Ang Heptane ay hindi angkop bilang gasolina ng motor, ito ay mas malamang na sumabog, habang ang isooctane (2,2,4-trimethylpentane) ay may kabaligtaran na mga katangian - halos hindi ito sumabog sa isang makina. Ang dalawang sangkap na ito ay naging batayan ng isang sukat para sa pagtukoy ng kalidad ng gasolina - ang sukat ng numero ng oktano. Sa sukat na ito, ang heptane ay 0 at ang isooctane ay 100. Ayon sa sukat na ito, ang 95 octane na gasolina ay may parehong mga katangian ng pagpapasabog bilang pinaghalong 95% isooctane at 5% heptane.
Nagaganap ang pagdadalisay ng langis sa mga espesyal na negosyo - mga refinery ng langis. Parehong ang pagwawasto ng langis na krudo at ang pagproseso ng kemikal ng mga resultang produktong langis ay isinasagawa doon. Mayroong anim na refinery ng langis sa Ukraine: sa Odessa, Kremenchug, Kherson, Lisichansk, Nadvornyansk at Drohobych. Ang kabuuang kapasidad ng lahat ng mga refinery ng langis ng Ukrainian ay lumampas sa 52 milyong tonelada bawat taon.
Likas na gas
Ang pangalawang pinakamahalagang mapagkukunan ng mga hilaw na materyales ng hydrocarbon ay natural na gas, ang pangunahing bahagi nito ay methane (93-99%). Ang natural na gas ay pangunahing ginagamit bilang isang mahusay na gasolina. Kapag ito ay sinunog, hindi nabubuo ang abo o nakakalason na carbon monoxide, kaya ang natural na gas ay itinuturing na isang kapaligirang panggatong.
Ang isang malaking halaga ng natural na gas ay ginagamit ng industriya ng kemikal. Ang pagproseso ng natural na gas ay nababawasan pangunahin sa paggawa ng unsaturated hydrocarbons at synthesis gas. Ang ethylene at acetylene ay nabuo sa pamamagitan ng pag-aalis ng hydrogen mula sa mas mababang alkanes:
Synthesis gas - isang pinaghalong carbon(II) oxide at hydrogen - ay nakukuha sa pamamagitan ng pag-init ng methane na may singaw:
Mula sa halo na ito, gamit ang iba't ibang mga catalyst, ang mga compound na naglalaman ng oxygen ay synthesized - methyl alcohol, acetic acid, atbp.
Kapag naipasa sa isang cobalt catalyst, ang synthesis gas ay na-convert sa isang halo ng mga alkanes, na sintetikong gasolina:
uling
Ang isa pang mapagkukunan ng hydrocarbons ay karbon. Sa industriya ng kemikal, ito ay pinoproseso sa pamamagitan ng coking - pagpainit sa 1000 ° C nang walang air access (Larawan 29.5, p. 170). Sa kasong ito, nabuo ang coke at coal tar, ang masa nito ay ilang porsyento lamang ng masa ng karbon. Ang coke ay ginagamit bilang pampababa ng ahente sa metalurhiya (halimbawa, upang makakuha ng bakal mula sa mga oxide nito).
Ang coal tar ay naglalaman ng ilang daang mga organikong compound, pangunahin ang aromatic hydrocarbons, na nakuha mula dito sa pamamagitan ng distillation.
Ginagamit din ang matigas na karbon bilang panggatong, ngunit lumilikha ito ng malaki Problemang pangkalikasan. Una, ang karbon ay naglalaman ng mga hindi nasusunog na dumi, na nagiging mga slag sa panahon ng pagkasunog ng gasolina; pangalawa, ang karbon ay naglalaman ng maliit na halaga ng Sulfur at Nitrogen compound, ang pagkasunog nito ay gumagawa ng mga oxide na nagpapadumi sa kapaligiran. Sa mga tuntunin ng mga reserbang karbon, ang Ukraine ay sumasakop sa isa sa mga unang lugar sa mundo. Sa teritoryo na katumbas ng 0.4% ng mundo, humigit-kumulang 5% ng mga reserba sa mundo ng mga hilaw na materyales ng enerhiya ay puro sa Ukraine, 95% nito ay matigas na karbon (mga 54 bilyong tonelada). Noong 2015, ang produksyon ng karbon ay umabot sa 40 milyong tonelada, na halos kalahati kaysa noong 2011. Sa ngayon, mayroong 300 hard coal mine sa Ukraine, at 40% ng mga ito ay gumagawa ng coking coal (na maaaring iproseso sa coke). Ang produksyon ay pangunahing nakatuon sa mga rehiyon ng Donetsk, Lugansk, Dnepropetrovsk at Volyn.
gawaing pangwika
Sa Greek, ang pyro ay nangangahulugang "apoy" at ang lysis ay nangangahulugang "pagkabulok." Bakit sa palagay mo ang mga terminong "cracking" at "pyrolysis" ay kadalasang ginagamit nang palitan?
Pangunahing Ideya
Ang pangunahing pinagmumulan ng hydrocarbons para sa industriya ay langis, karbon at natural na gas. Para sa mas epektibong paggamit, ang mga likas na yaman na ito ay dapat iproseso upang ihiwalay ang mga indibidwal na sangkap o pinaghalong.
mga tanong sa pagsusulit
334. Pangalanan ang pangunahing likas na pinagmumulan ng hydrocarbons.
335. Ano ang batayan ng pisikal na paraan ng paghihiwalay ng langis sa mga praksyon?
336. Sa anong mga fraction ang langis na pinaghihiwalay sa panahon ng distillation? Ilarawan ang kanilang aplikasyon. Aling produkto sa pagdadalisay ng langis ang pinakamahalaga modernong lipunan?
337. Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng pinakamahalagang produkto ng langis sa mga tuntunin ng komposisyon ng kemikal?
338. Gamit ang impormasyon dito at sa mga naunang talata, ilarawan ang paggamit ng natural na gas sa industriya ng kemikal.
339. Anong mga pangunahing produkto ang kinukuha ng coking coal?
340. Bakit pinainit ang karbon nang walang air access sa panahon ng pagproseso?
341. Bakit mas mahusay ang natural gas kaysa sa karbon bilang panggatong?
342. Anong mga sangkap at materyales ang nakukuha sa pagproseso ng karbon at natural na gas?
Mga gawain para sa mastering ng materyal
343. Sa panahon ng pag-crack ng hydrocarbon C 20 H 42, dalawang produkto ang nabuo na may parehong bilang ng mga carbon atom sa mga molekula. Sumulat ng isang equation para sa reaksyon.
344. Ano ang pangunahing pagkakaiba cracking oil mula sa rectification?
345. Sa iyong palagay, bakit hindi posibleng gawing gasolina ng higit sa 20% ang langis sa panahon ng direktang distillation ng langis?
346. Suriin ang fig. 29.2 at ilarawan kung paano distilled ang langis.
347. Gumawa ng mga equation para sa mga reaksyon ng pagkuha ng ethylene at acetylene mula sa mga natural na bahagi ng gas.
348. Isa sa mga bahagi ng gasolina ay ang hydrocarbon C 8 H 18 . Sumulat ng isang equation para sa reaksyon ng produksyon nito mula sa carbon(II) oxide at hydrogen.
349. Kapag ang gasolina ay ganap na nasunog, ang carbon dioxide at tubig ay nabuo sa makina. Sumulat ng equation para sa combustion reaction ng gasolina, sa pag-aakalang ito ay binubuo ng mga hydrocarbon ng komposisyon C 8 H 18 .
350. Ang mga tambutso ng kotse ay naglalaman ng mga nakakalason na sangkap: carbon(II) oxide at nitrogen(N) oxide. Ipaliwanag kung anong mga reaksiyong kemikal ang nabuo bilang resulta nito.
351. Ilang beses tataas ang volume ng fuel-air mixture, na binubuo ng 40 ml ng octane vapor at 3 liters ng hangin, kapag nag-aapoy? Kapag nagkalkula, ipagpalagay na ang hangin ay naglalaman ng 20% oxygen (sa dami).
352. Ang gasolina na ibinebenta sa mainit na klima ay naglalaman ng mas mataas na molekular na timbang na mga hydrocarbon kaysa sa gasolina na ibinebenta sa malamig na klima. Imungkahi kung bakit ginagawa ito ng mga refiner.
353*. Ang langis ay naglalaman ng napakaraming mahahalagang organikong sangkap anupat sinabi ni D. I. Mendeleev: "Ang pagsunog ng langis sa isang hurno ay halos kapareho ng nasusunog na mga papel de bangko." Paano mo naiintindihan ang pahayag na ito? Magmungkahi ng mga paraan ng makatwirang paggamit ng mga likas na pinagkukunan ng hydrocarbons.
354*. Sa karagdagang mga mapagkukunan, maghanap ng impormasyon tungkol sa mga materyales at sangkap na mga hilaw na materyales para sa langis, natural na gas o karbon. Magagawa ba ang mga ito nang hindi gumagamit ng mga likas na pinagmumulan ng hydrocarbons? Maaari bang tanggihan ng sangkatauhan na gamitin ang mga materyales na ito? Pangatwiranan ang sagot.
355*. Gamit ang kaalamang natamo sa mga aralin sa heograpiya sa ika-8 at ika-9 na baitang, ilarawan ang kasalukuyan at inaasahang mga basin at mga lugar ng produksyon ng karbon, langis, natural na gas sa Ukraine. Kung ang lokasyon ng mga negosyo para sa pagpoproseso ng mga pinagmumulan ng hydrocarbon ay naaayon sa kanilang mga deposito.
Ito ay materyal sa aklat-aralin.
Ang pinakamahalagang pinagmumulan ng hydrocarbon ay natural at nauugnay na mga petrolyo na gas, langis, at karbon.
Sa pamamagitan ng mga reserba natural na gas ang unang lugar sa mundo ay pag-aari ng ating bansa. Ang natural na gas ay naglalaman ng mababang molekular na timbang na mga hydrocarbon. Mayroon itong sumusunod na tinatayang komposisyon (sa dami): 80-98% methane, 2-3% ng mga pinakamalapit na homologue nito - ethane, propane, butane at isang maliit na halaga ng mga impurities - hydrogen sulfide H 2 S, nitrogen N 2 , noble gases , carbon monoxide (IV ) CO 2 at singaw ng tubig H 2 O . Ang komposisyon ng gas ay tiyak sa bawat larangan. Mayroong sumusunod na pattern: mas mataas ang relatibong molekular na timbang ng hydrocarbon, mas mababa ito sa natural na gas.
Ang natural na gas ay malawakang ginagamit bilang murang gasolina na may mataas na calorific value (combustion ng 1m 3 releases hanggang 54,400 kJ). Isa ito sa ang pinakamagandang tanawin panggatong para sa mga pangangailangan sa tahanan at industriya. Bilang karagdagan, ang natural na gas ay isang mahalagang hilaw na materyal para sa industriya ng kemikal: ang produksyon ng acetylene, ethylene, hydrogen, soot, iba't ibang mga plastik, acetic acid, mga tina, mga gamot at iba pang mga produkto.
Mga nauugnay na petrolyo gas ay nasa mga deposito kasama ng langis: sila ay natunaw dito at matatagpuan sa itaas ng langis, na bumubuo ng isang "cap" ng gas. Kapag kumukuha ng langis sa ibabaw, ang mga gas ay nahihiwalay mula dito dahil sa isang matalim na pagbaba sa presyon. Noong nakaraan, ang mga nauugnay na gas ay hindi ginagamit at sinusunog sa panahon ng paggawa ng langis paraan ng flare. Sa kasalukuyan, sila ay kinukuha at ginagamit bilang panggatong at mahahalagang kemikal na hilaw na materyales. Ang mga nauugnay na gas ay naglalaman ng mas kaunting methane kaysa sa natural na gas, ngunit mas maraming ethane, propane, butane at mas mataas na hydrocarbon. Bilang karagdagan, naglalaman ang mga ito ng parehong mga impurities tulad ng sa natural na gas: H 2 S, N 2, noble gases, H 2 O vapor, CO 2 . Ang mga indibidwal na hydrocarbon (ethane, propane, butane, atbp.) ay nakuha mula sa mga nauugnay na gas, ginagawang posible ng kanilang pagproseso na makakuha ng unsaturated hydrocarbons sa pamamagitan ng dehydrogenation - propylene, butylene, butadiene, kung saan ang mga rubber at plastic ay pagkatapos ay synthesize. Ang pinaghalong propane at butane (liquefied gas) ay ginagamit bilang panggatong sa bahay. Ang natural na gasolina (isang pinaghalong pentane at hexane) ay ginagamit bilang isang additive sa gasolina para sa mas mahusay na pag-aapoy ng gasolina kapag sinisimulan ang makina. Ang oksihenasyon ng mga hydrocarbon ay gumagawa ng mga organikong acid, alkohol at iba pang mga produkto.
Langis- madulas na nasusunog na likido ng madilim na kayumanggi o halos itim na kulay na may katangian na amoy. Ito ay mas magaan kaysa sa tubig (= 0.73–0.97 g / cm 3), halos hindi matutunaw sa tubig. Sa pamamagitan ng komposisyon, ang langis ay isang kumplikadong halo ng mga hydrocarbon ng iba't ibang mga molekular na timbang, kaya wala itong tiyak na punto ng kumukulo.
Ang langis ay pangunahing binubuo ng mga likidong hydrocarbon (solid at gaseous hydrocarbons ay natunaw sa kanila). Kadalasan ito ay mga alkanes (pangunahin sa isang normal na istraktura), cycloalkanes at arene, ang ratio nito sa mga langis mula sa iba't ibang larangan ay malawak na nag-iiba. Ang langis ng Ural ay naglalaman ng higit pang mga arene. Bilang karagdagan sa mga hydrocarbon, ang langis ay naglalaman ng oxygen, sulfur at nitrogenous organic compounds.
Ang langis na krudo ay hindi karaniwang ginagamit. Upang makakuha ng mga teknikal na mahahalagang produkto mula sa langis, ito ay sumasailalim sa pagproseso.
Pangunahing pagproseso ang langis ay binubuo sa paglilinis nito. Isinasagawa ang distillation sa mga refinery pagkatapos ng paghihiwalay ng mga nauugnay na gas. Sa panahon ng distillation ng langis, ang mga produktong magaan na langis ay nakuha:
gasolina ( t kip \u003d 40–200 ° С) ay naglalaman ng mga hydrocarbon С 5 -С 11,
naphtha ( t kip \u003d 150–250 ° С) ay naglalaman ng mga hydrocarbon С 8 -С 14,
kerosene ( t kip \u003d 180–300 ° С) ay naglalaman ng mga hydrocarbon С 12 -С 18,
langis ng gas ( t kip > 275 °C),
at sa natitira - isang malapot na itim na likido - langis ng gasolina.
Ang langis ay sumasailalim sa karagdagang pagproseso. Ito ay distilled sa ilalim ng pinababang presyon (upang maiwasan ang agnas) at lubricating oils ay isolated: spindle, engine, cylinder, atbp. Petroleum jelly at paraffin ay nakahiwalay mula sa gasolina langis ng ilang mga grado ng langis. Ang nalalabi ng langis ng gasolina pagkatapos ng distillation - tar - pagkatapos ng bahagyang oksihenasyon ay ginagamit upang makagawa ng aspalto. Ang pangunahing kawalan ng pagdadalisay ng langis ay ang mababang ani ng gasolina (hindi hihigit sa 20%).
Ang mga produktong oil distillation ay may iba't ibang gamit.
Petrolyo ginagamit sa malalaking dami bilang aviation at automotive fuel. Karaniwan itong binubuo ng mga hydrocarbon na naglalaman ng average na 5 hanggang 9 C atoms sa mga molekula. Naphtha Ginagamit ito bilang panggatong para sa mga traktora, gayundin bilang isang solvent sa industriya ng pintura at barnisan. Ang malalaking dami ay pinoproseso sa gasolina. Kerosene Ginagamit ito bilang panggatong para sa mga traktora, jet plane at rocket, gayundin para sa mga domestic na pangangailangan. solar oil - langis ng gas- ginagamit bilang panggatong ng motor, at mga langis na pampadulas- para sa mga mekanismo ng lubricating. Petrolatum ginagamit sa medisina. Binubuo ito ng pinaghalong likido at solid na hydrocarbon. Paraffin ginagamit upang makakuha ng mas mataas na mga carboxylic acid, upang i-impregnate ang kahoy sa paggawa ng mga posporo at lapis, para sa paggawa ng mga kandila, polish ng sapatos, atbp. Binubuo ito ng pinaghalong solid hydrocarbons. langis ng gasolina bilang karagdagan sa pagproseso sa lubricating oils at gasolina, ito ay ginagamit bilang boiler liquid fuel.
Sa pangalawang pamamaraan ng pagproseso ang langis ay isang pagbabago sa istruktura ng mga hydrocarbon na bumubuo sa komposisyon nito. Kabilang sa mga pamamaraang ito, ang malaking kahalagahan ay ang pag-crack ng mga hydrocarbon ng langis, na isinasagawa upang mapataas ang ani ng gasolina (hanggang sa 65-70%).
Nagbitak- ang proseso ng paghahati ng mga hydrocarbon na nilalaman sa langis, bilang isang resulta kung saan ang mga hydrocarbon na may mas maliit na bilang ng mga C atom sa molekula ay nabuo. Mayroong dalawang pangunahing uri ng pag-crack: thermal at catalytic.
Thermal cracking ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-init ng feedstock (fuel oil, atbp.) sa temperatura na 470–550 °C at presyon na 2–6 MPa. Sa kasong ito, ang mga molekula ng hydrocarbon na may malaking bilang ng mga C atom ay nahahati sa mga molekula na may mas maliit na bilang ng mga atomo ng parehong saturated at unsaturated hydrocarbons. Halimbawa:
(radikal na mekanismo),
Sa ganitong paraan, pangunahing gasolina ang nakukuha. Ang output nito mula sa langis ay umabot sa 70%. Ang thermal crack ay natuklasan ng Russian engineer na si V.G. Shukhov noong 1891.
catalytic cracking isinasagawa sa pagkakaroon ng mga catalyst (karaniwang aluminosilicates) sa 450-500 °C at presyon ng atmospera. Sa ganitong paraan, ang aviation gasoline ay nakuha na may ani na hanggang 80%. Ang ganitong uri ng crack ay pangunahing napapailalim sa kerosene at gas oil fractions ng langis. Sa catalytic cracking, kasama ang mga reaksyon ng cleavage, nangyayari ang mga reaksyon ng isomerization. Bilang resulta ng huli, ang mga saturated hydrocarbon na may branched carbon skeleton ng mga molekula ay nabuo, na nagpapabuti sa kalidad ng gasolina:
Mas mataas ang kalidad ng catalytic cracked na gasolina. Ang proseso ng pagkuha nito ay nagpapatuloy nang mas mabilis, na may mas kaunting pagkonsumo ng thermal energy. Bilang karagdagan, medyo maraming branched-chain hydrocarbons (isocompounds) ang nabuo sa panahon ng catalytic cracking, na may malaking halaga para sa organic synthesis.
Sa t= 700 °C at mas mataas, nangyayari ang pyrolysis.
Pyrolysis- pagkabulok ng mga organikong sangkap na walang air access sa mataas na temperatura. Sa panahon ng oil pyrolysis, ang mga pangunahing produkto ng reaksyon ay unsaturated gaseous hydrocarbons (ethylene, acetylene) at aromatic hydrocarbons - benzene, toluene, atbp. Dahil ang oil pyrolysis ay isa sa pinakamahalagang paraan upang makakuha ng aromatic hydrocarbons, ang prosesong ito ay madalas na tinatawag na oil aromatization.
Aromatization– pagbabago ng mga alkanes at cycloalkanes sa mga arene. Kapag ang mabibigat na bahagi ng mga produktong petrolyo ay pinainit sa pagkakaroon ng isang katalista (Pt o Mo), ang mga hydrocarbon na naglalaman ng 6-8 C atoms bawat molekula ay na-convert sa aromatic hydrocarbons. Ang mga prosesong ito ay nangyayari sa panahon ng reporma (pag-upgrade ng gasolina).
Nagrereporma- ito ang aromatization ng mga gasolina, na isinasagawa bilang isang resulta ng pagpainit sa kanila sa pagkakaroon ng isang katalista, halimbawa, Pt. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang mga alkanes at cycloalkanes ay na-convert sa aromatic hydrocarbons, bilang isang resulta kung saan ang bilang ng octane ng gasolina ay tumataas din nang malaki. Ang aromatization ay ginagamit upang makakuha ng indibidwal na aromatic hydrocarbons (benzene, toluene) mula sa mga fraction ng gasolina ng langis.
AT mga nakaraang taon Ang mga petrolyo hydrocarbon ay malawakang ginagamit bilang pinagmumulan ng mga kemikal na hilaw na materyales. Sa iba't ibang paraan, ginagamit ang mga ito upang makakuha ng mga sangkap na kinakailangan para sa paggawa ng mga plastik, synthetic textile fibers, synthetic rubber, alcohol, acids, synthetic detergents, mga pampasabog, pestisidyo, sintetikong taba, atbp.
uling tulad ng natural na gas at langis, ito ay pinagmumulan ng enerhiya at isang mahalagang kemikal na hilaw na materyal.
Ang pangunahing paraan ng pagproseso ng karbon ay coking(dry distillation). Sa panahon ng coking (pag-init hanggang sa 1000 °C - 1200 °C nang walang air access), iba't ibang mga produkto ang nakuha: coke, coal tar, tar water at coke oven gas (scheme).
Scheme
Ang coke ay ginagamit bilang pampababa ng ahente sa paggawa ng bakal sa mga plantang metalurhiko.
Ang coal tar ay nagsisilbing pinagmumulan ng aromatic hydrocarbons. Ito ay sumasailalim sa rectification distillation at benzene, toluene, xylene, naphthalene, pati na rin ang phenols, nitrogen-containing compounds, atbp.
Ang ammonia, ammonium sulfate, phenol, atbp. ay nakuha mula sa tar water.
Ang coke oven gas ay ginagamit upang magpainit ng mga coke oven (pagkasunog ng 1 m 3 ay naglalabas ng humigit-kumulang 18,000 kJ), ngunit ito ay pangunahing napapailalim sa pagproseso ng kemikal. Kaya, ang hydrogen ay nakuha mula dito para sa synthesis ng ammonia, na pagkatapos ay ginagamit upang makabuo ng nitrogen fertilizers, pati na rin ang methane, benzene, toluene, ammonium sulfate, at ethylene.
Ipadala ang iyong mabuting gawa sa base ng kaalaman ay simple. Gamitin ang form sa ibaba
Ang mga mag-aaral, nagtapos na mga mag-aaral, mga batang siyentipiko na gumagamit ng base ng kaalaman sa kanilang pag-aaral at trabaho ay lubos na magpapasalamat sa iyo.
Nai-post sa http://www.allbest.ru/
MOSCOW COMMITTEE OF EDUCATION
TUNGKANAN NG DISTRITO SA SOUTH EASTERN
Katamtaman komprehensibong paaralan№506 na may malalim na pag-aaral ng ekonomiya
NATURAL NA PINAGMUMULAN NG HYDROCARBONS, ANG KANILANG PRODUKSYON AT APPLICATION
Kovchegin Igor 11b
Tishchenko Vitaliy 11b
KABANATA 1. GEOCHEMISTRY NG LANGIS AT PAGSUSULIT
1.1 Pinagmulan ng mga fossil fuel
1.2 Mga bato ng gas at langis
KABANATA 2. NATURAL NA PINAGMUMULAN
CHAPTER 3. INDUSTRIAL PRODUCTION OF HYDROCARBONS
KABANATA 4. PAGDINIS NG LANGIS
4.1 Fractional distillation
4.2 Pag-crack
4.3 Pagrereporma
4.4 Desulfurization
KABANATA 5. MGA APLIKASYON NG HYDROCARBON
5.1 Alkanes
5.2 Alkenes
5.3 Alkynes
KABANATA 6. PAGSUSURI NG ESTADO NG INDUSTRY NG LANGIS
KABANATA 7. MGA TAMPOK AT PANGUNAHING KAUSADO SA INDUSTRY NG LANGIS
LISTAHAN NG GINAMIT NA LITERATURA
KABANATA 1. GEOCHEMISTRY NG LANGIS AT PAGSUSULIT
1 .1 Pinagmulan ng fossil fuels
Ang mga unang teorya, na isinasaalang-alang ang mga prinsipyo na tumutukoy sa paglitaw ng mga deposito ng langis, ay karaniwang limitado pangunahin sa tanong kung saan ito naipon. Gayunpaman, sa nakalipas na 20 taon ay naging malinaw na upang masagot ang tanong na ito, kinakailangang maunawaan kung bakit, kailan at sa anong dami ng langis ang nabuo sa isang partikular na palanggana, gayundin upang maunawaan at maitatag ang mga proseso bilang isang resulta kung saan ito nagmula, lumipat at naipon. Ang impormasyong ito ay mahalaga upang mapabuti ang kahusayan ng paggalugad ng langis.
Ang pagbuo ng mga mapagkukunan ng hydrocarbon, ayon sa mga modernong pananaw, ay naganap bilang isang resulta ng isang kumplikadong pagkakasunud-sunod ng mga proseso ng geochemical (tingnan ang Fig. 1) sa loob ng orihinal na mga bato ng gas at langis. Sa mga prosesong ito, ang mga bahagi ng iba't ibang mga biological system (mga sangkap ng natural na pinagmulan) ay na-convert sa mga hydrocarbon at, sa isang mas mababang lawak, sa mga polar compound na may iba't ibang thermodynamic na katatagan - bilang isang resulta ng pag-ulan ng mga sangkap ng natural na pinagmulan at ang kanilang kasunod na magkakapatong ng sedimentary rocks, sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura at altapresyon sa mga layer sa ibabaw ng crust ng lupa. Ang pangunahing paglipat ng mga likido at gas na produkto mula sa orihinal na layer ng gas-langis at ang kanilang kasunod na pangalawang paglipat (sa pamamagitan ng bearing horizons, shifts, atbp.) tungo sa mga porous na oil-saturated na bato ay humahantong sa pagbuo ng mga deposito ng mga materyales na hydrocarbon, ang karagdagang paglipat ng na pinipigilan sa pamamagitan ng pagla-lock ng mga deposito sa pagitan ng mga non-porous na layer ng bato .
Sa mga extract ng organikong bagay mula sa mga sedimentary rock na biogenic na pinagmulan, mayroon ang mga compound na may parehong kemikal na istraktura tulad ng mga compound na nakuha mula sa langis. Para sa geochemistry, ang ilan sa mga compound na ito ay may partikular na kahalagahan at itinuturing na "biological marker" ("chemical fossil"). Ang ganitong mga hydrocarbon ay may maraming pagkakatulad sa mga compound na matatagpuan sa mga sistemang biyolohikal(hal. lipid, pigment at metabolites) kung saan nagmula ang langis. Ang mga compound na ito ay hindi lamang nagpapakita ng biogenic na pinagmulan ng mga natural na hydrocarbon, ngunit nagbibigay din ng napakahalagang impormasyon tungkol sa gas at oil-bearing rocks, pati na rin ang likas na katangian ng maturation at pinagmulan, migration at biodegradation na humantong sa pagbuo ng mga tiyak na deposito ng gas at langis. .
Larawan 1 Mga prosesong geochemical na humahantong sa pagbuo ng mga fossil hydrocarbon.
1. 2 Mga bato ng langis at gas
Ang isang gas-oil rock ay itinuturing na isang pinong dispersed na sedimentary rock na, sa panahon ng natural na settling, ay humantong o maaaring humantong sa pagbuo at pagpapalabas ng malaking halaga ng langis at (o) gas. Ang pag-uuri ng naturang mga bato ay batay sa nilalaman at uri ng organikong bagay, ang estado ng metamorphic evolution nito (mga pagbabagong kemikal na nagaganap sa mga temperatura na humigit-kumulang 50-180 ° C), pati na rin ang likas na katangian at dami ng mga hydrocarbon na maaaring makuha. mula dito. Organic matter kerogen Kerogen (mula sa Greek keros, na nangangahulugang "wax", at gene, na nangangahulugang "dating") - nakakalat sa mga bato organikong bagay, hindi matutunaw sa mga organikong solvent, non-oxidizing mineral acid at base. sa sedimentary rocks ng biogenic na pinagmulan, ito ay matatagpuan sa iba't ibang uri ng anyo, ngunit maaari itong nahahati sa apat na pangunahing uri.
1) Liptinites- may napakataas na nilalaman ng hydrogen, ngunit isang mababang nilalaman ng oxygen; ang kanilang komposisyon ay dahil sa pagkakaroon ng aliphatic carbon chain. Ipinapalagay na ang mga liptinites ay nabuo pangunahin mula sa algae (karaniwan ay napapailalim sa bacterial decomposition). Mayroon silang mataas na kakayahan upang maging langis.
2) Mga extits- may mataas na hydrogen content (gayunpaman, mas mababa kaysa sa liptinites), mayaman sa aliphatic chain at saturated naphthenes (alicyclic hydrocarbons), pati na rin ang mga aromatic rings at mga functional group na naglalaman ng oxygen. Ang organikong bagay na ito ay nabuo mula sa mga materyales ng halaman tulad ng mga spores, pollen, cuticle, at iba pang istrukturang bahagi ng mga halaman. Ang mga exinit ay may magandang kakayahan na maging condensate ng langis at gas. Ang condensate ay isang hydrocarbon mixture na may gas sa field, ngunit namumuo sa isang likido kapag nakuha sa ibabaw. , at sa mas mataas na yugto ng metamorphic evolution sa gas.
3) Vitrshity- may mababang nilalaman ng hydrogen, isang mataas na nilalaman ng oxygen at binubuo pangunahin ng mga mabangong istruktura na may maiikling aliphatic chain na naka-link ng mga functional group na naglalaman ng oxygen. Ang mga ito ay nabuo mula sa mga structured woody (lignocellulosic) na materyales at may limitadong kakayahan na maging langis, ngunit mahusay na kakayahang maging gas.
4) Inertinitis ay mga itim, opaque na clastic na bato (mataas sa carbon at mababa sa hydrogen) na nabuo mula sa lubos na binagong mga woody precursor. Wala silang kakayahang maging langis at gas.
Ang pangunahing mga kadahilanan kung saan kinikilala ang gas-oil rock ay ang nilalaman nito ng kerogen, ang uri ng organikong bagay sa kerogen, at ang yugto ng metamorphic evolution ng organikong bagay na ito. Ang mga magagandang langis at gas na bato ay yaong naglalaman ng 2-4% na organikong bagay ng uri kung saan maaaring mabuo at mailabas ang mga kaukulang hydrocarbon. Sa ilalim ng paborableng geochemical na kondisyon, ang pagbuo ng langis ay maaaring mangyari mula sa sedimentary rock na naglalaman ng mga organikong bagay tulad ng liptinite at exinite. Ang pagbuo ng mga deposito ng gas ay kadalasang nangyayari sa mga batong mayaman sa vitrinite o bilang resulta ng thermal crack ng orihinal na nabuong langis.
Bilang resulta ng kasunod na paglilibing ng mga sediment ng organikong bagay sa ilalim itaas na mga layer nalatak na mga bato, ang sangkap na ito ay nakalantad sa lalong mas mataas na temperatura, na humahantong sa thermal decomposition ng kerogen at pagbuo ng langis at gas. Ang pagbuo ng langis sa dami ng interes para sa industriyal na pag-unlad ng larangan ay nangyayari sa ilang kundisyon sa oras at temperatura (lalim ng pangyayari), at ang oras ng pagbuo ay mas mahaba, mas mababa ang temperatura (ito ay madaling maunawaan kung ipagpalagay natin na ang reaksyon ay nagpapatuloy ayon sa unang pagkakasunud-sunod na equation at may Arrhenius dependence sa temperatura). Halimbawa, ang parehong dami ng langis na nabuo sa 100°C sa halos 20 milyong taon ay dapat mabuo sa 90°C sa 40 milyong taon, at sa 80°C sa 80 milyong taon. Ang bilis ng pagbuo ng mga hydrocarbon mula sa kerogen ay humigit-kumulang dumoble sa bawat 10°C na pagtaas ng temperatura. Gayunpaman komposisyong kemikal kerogen. ay maaaring maging lubhang magkakaibang, at samakatuwid ang ipinahiwatig na relasyon sa pagitan ng panahon ng pagkahinog ng langis at ang temperatura ng prosesong ito ay maaari lamang isaalang-alang bilang batayan para sa tinatayang mga pagtatantya.
Ang mga modernong geochemical na pag-aaral ay nagpapakita na sa continental shelf Hilagang Dagat bawat 100 m pagtaas sa lalim ay sinamahan ng pagtaas ng temperatura ng humigit-kumulang 3°C, na nangangahulugan na ang mga organikong-rich na sedimentary na bato ay nabuo ang mga likidong hydrocarbon sa lalim na 2500-4000 m sa loob ng 50-80 milyong taon. Ang mga magaan na langis at condensate ay lumilitaw na nabuo sa lalim na 4000-5000 m, at methane (dry gas) sa lalim na higit sa 5000 m.
KABANATA 2. NATURAL NA PINAGMUMULAN
Ang mga likas na pinagmumulan ng hydrocarbon ay mga fossil fuel - langis at gas, karbon at pit. Ang mga deposito ng krudo at gas ay nagmula 100-200 milyong taon na ang nakalilipas mula sa mga mikroskopikong halaman at hayop sa dagat na naging naka-embed sa mga sedimentary na bato na nabuo sa sahig ng dagat, sa kaibahan, ang karbon at pit ay nagsimulang mabuo 340 milyong taon na ang nakalilipas mula sa mga halaman na lumago. sa lupa.
Ang natural na gas at langis na krudo ay karaniwang matatagpuan kasama ng tubig sa mga layer na may langis na matatagpuan sa pagitan ng mga layer ng bato (Larawan 2). Ang terminong "natural gas" ay naaangkop din sa mga gas na nabuo sa natural na kondisyon mula sa pagkabulok ng karbon. Ang natural gas at krudo ay ginagawa sa bawat kontinente maliban sa Antarctica. Ang pinakamalaking tagagawa natural gas sa mundo ay Russia, Algeria, Iran at Estados Unidos. Ang pinakamalaking producer ng krudo ay ang Venezuela, Saudi Arabia, Kuwait at Iran.
Ang natural na gas ay pangunahing binubuo ng methane (Talahanayan 1).
Ang langis na krudo ay isang madulas na likido na maaaring mag-iba sa kulay mula sa maitim na kayumanggi o berde hanggang sa halos walang kulay. Naglalaman ito ng malaking bilang ng mga alkane. Kabilang sa mga ito ang unbranched alkanes, branched alkanes at cycloalkanes na may bilang ng carbon atoms mula lima hanggang 40. Kilala ang pang-industriyang pangalan ng mga cycloalkane na ito. Ang krudo ay naglalaman din ng humigit-kumulang 10% aromatic hydrocarbons, pati na rin ang maliit na halaga ng iba pang mga compound na naglalaman ng sulfur, oxygen at nitrogen.
Figure 2 Ang natural na gas at krudo ay matatagpuan na nakulong sa pagitan ng mga layer ng bato.
Talahanayan 1 Komposisyon ng natural na gas
uling ay ang pinakalumang pinagmumulan ng enerhiya na pamilyar sa sangkatauhan. Ito ay isang mineral (Larawan 3), na nabuo mula sa bagay ng halaman sa proseso metamorphism. Ang mga metamorphic na bato ay tinatawag na mga bato, ang komposisyon nito ay sumailalim sa mga pagbabago sa ilalim ng mga kondisyon ng mataas na presyon, pati na rin ang mataas na temperatura. Ang produkto ng unang yugto sa pagbuo ng karbon ay pit, na nabubulok na organikong bagay. Ang karbon ay nabuo mula sa pit pagkatapos itong matakpan ng mga sedimentary na bato. Ang mga sedimentary rock na ito ay tinatawag na overloaded. Ang overloaded precipitation ay binabawasan ang moisture content ng peat.
Tatlong pamantayan ang ginagamit sa pag-uuri ng mga uling: kadalisayan(tinutukoy ng kamag-anak na nilalaman ng carbon sa porsyento); uri ng(tinutukoy ng komposisyon ng orihinal na bagay ng halaman); grado(depende sa antas ng metamorphism).
Talahanayan 2. Ang nilalaman ng carbon sa ilang mga panggatong at ang kanilang calorific value
Ang pinakamababang grade fossil coals ay kayumangging karbon at lignite(Talahanayan 2). Ang mga ito ay pinakamalapit sa pit at nailalarawan sa pamamagitan ng isang medyo mababang nilalaman ng carbon at isang mataas na nilalaman ng kahalumigmigan. uling nailalarawan sa pamamagitan ng isang mas mababang nilalaman ng kahalumigmigan at malawakang ginagamit sa industriya. Ang pinakatuyo at pinakamahirap na grado ng karbon ay antrasit. Ginagamit ito para sa pagpainit at pagluluto sa bahay.
Kamakailan lamang, salamat sa pag-unlad ng teknolohiya, ito ay naging mas at mas matipid. gasification ng karbon. Kasama sa mga produkto ng coal gasification ang carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, methane at nitrogen. Ginagamit ang mga ito bilang isang gas na panggatong o bilang isang hilaw na materyal para sa paggawa ng iba't ibang mga produktong kemikal at mga pataba.
Ang karbon, tulad ng tinalakay sa ibaba, ay isang mahalagang mapagkukunan ng mga hilaw na materyales para sa paggawa ng mga aromatic compound.
Figure 3 Variant ng molecular model ng low-grade coal. Ang karbon ay isang kumplikadong pinaghalong mga kemikal, na kinabibilangan ng carbon, hydrogen at oxygen, pati na rin ang maliit na halaga ng nitrogen, sulfur at mga impurities ng iba pang mga elemento. Bilang karagdagan, ang komposisyon ng karbon, depende sa grado nito, ay kinabibilangan magkaibang dami kahalumigmigan at iba't ibang mineral.
Figure 4 Hydrocarbons na matatagpuan sa mga biological system.
Ang mga hydrocarbon ay natural na nangyayari hindi lamang sa mga fossil fuel, kundi pati na rin sa ilang mga materyales na may pinagmulang biyolohikal. Ang natural na goma ay isang halimbawa ng isang natural na hydrocarbon polymer. Ang molekula ng goma ay binubuo ng libu-libong mga yunit ng istruktura, na methylbuta-1,3-diene (isoprene); ang istraktura nito ay ipinapakita sa eskematiko sa Fig. 4. Methylbuta-1,3-diene ay may sumusunod na istraktura:
natural na goma. Humigit-kumulang 90% ng natural na goma na kasalukuyang mina sa buong mundo ay mula sa Brazilian rubber tree na Hevea brasiliensis, na pangunahing nilinang sa mga bansang ekwador Asya. Ang katas ng punong ito, na isang latex (colloidal aqueous polymer solution), ay kinokolekta mula sa mga paghiwa na ginawa gamit ang isang kutsilyo sa balat. Ang Latex ay naglalaman ng humigit-kumulang 30% na goma. Ang maliliit na particle nito ay nasuspinde sa tubig. Ang juice ay ibinubuhos sa mga lalagyan ng aluminyo, kung saan idinagdag ang acid, na nagiging sanhi ng pag-coagulate ng goma.
Maraming iba pang natural na compound ang naglalaman din ng isoprene structural fragment. Halimbawa, ang limonene ay naglalaman ng dalawang isoprene moieties. Ang Limonene ay ang pangunahing sangkap ng mga langis na nakuha mula sa balat ng mga bunga ng sitrus tulad ng mga limon at dalandan. Ang tambalang ito ay kabilang sa isang klase ng mga compound na tinatawag na terpenes. Ang mga terpene ay naglalaman ng 10 carbon atoms sa kanilang mga molecule (C 10 compounds) at may kasamang dalawang isoprene fragment na konektado sa isa't isa sa serye ("head to tail"). Ang mga compound na may apat na isoprene fragment (C 20 -compounds) ay tinatawag na diterpenes, at may anim na isoprene fragment - triterpenes (C 30 -compounds). Ang squalene, na matatagpuan sa langis ng atay ng pating, ay isang triterpene. Ang Tetraterpenes (C 40 compounds) ay naglalaman ng walong isoprene fragment. Ang mga tetraterpenes ay matatagpuan sa mga pigment ng mga taba ng gulay at hayop. Ang kanilang kulay ay dahil sa pagkakaroon ng isang mahabang conjugated system ng double bonds. Halimbawa, ang β-carotene ay responsable para sa katangian ng orange na kulay ng mga karot.
CHAPTER 3. INDUSTRIAL PRODUCTION OF HYDROCARBONS
Ang mga alkanes, alkenes, alkynes at arenes ay nakukuha sa pamamagitan ng pagpino ng petrolyo (tingnan sa ibaba). Ang karbon ay isa ring mahalagang pinagkukunan ng mga hilaw na materyales para sa produksyon ng mga hydrocarbon. Para sa layuning ito, ang karbon ay pinainit nang walang air access sa isang retort furnace. Ang resulta ay coke, coal tar, ammonia, hydrogen sulfide at coal gas. Ang prosesong ito ay tinatawag na mapanirang paglilinis ng karbon. Sa pamamagitan ng karagdagang fractional distillation ng coal tar, ang iba't ibang arene ay nakuha (Talahanayan 3). Kapag nakipag-ugnayan ang coke sa singaw, nakukuha ang water gas:
Talahanayan 3 Ilang mga aromatic compound na nakuha sa pamamagitan ng fractional distillation ng coal tar (tar)
Ang mga alkanes at alkenes ay maaaring makuha mula sa gas ng tubig gamit ang proseso ng Fischer-Tropsch. Upang gawin ito, ang gas ng tubig ay hinahalo sa hydrogen at ipinapasa sa ibabaw ng isang iron, cobalt o nickel catalyst sa mataas na temperatura at sa ilalim ng presyon ng 200-300 atm.
Ginagawa rin ng proseso ng Fischer-Tropsch na makakuha ng methanol at iba pang mga organic compound na naglalaman ng oxygen mula sa water gas:
Ang reaksyong ito ay isinasagawa sa pagkakaroon ng chromium(III) oxide catalyst sa temperatura na 300° C. at sa ilalim ng presyon na 300 atm.
Sa mga industriyalisadong bansa, ang mga hydrocarbon tulad ng methane at ethylene ay lalong nagagawa mula sa biomass. Ang biogas ay pangunahing binubuo ng methane. Ang ethylene ay maaaring makuha sa pamamagitan ng dehydration ng ethanol, na nabuo sa mga proseso ng pagbuburo.
Ang calcium dicarbide ay nakukuha rin mula sa coke sa pamamagitan ng pag-init ng pinaghalong calcium oxide sa temperaturang higit sa 2000 ° C sa isang electric furnace:
Kapag ang calcium dicarbide ay tumutugon sa tubig, nabuo ang acetylene. Ang ganitong proseso ay nagbubukas ng isa pang posibilidad para sa synthesis ng unsaturated hydrocarbons mula sa coke.
KABANATA 4. PAGDINIS NG LANGIS
Ang langis na krudo ay isang kumplikadong pinaghalong hydrocarbon at iba pang mga compound. Sa form na ito, ito ay maliit na ginagamit. Una, ito ay pinoproseso sa iba pang mga produkto na mayroon praktikal na gamit. Samakatuwid, ang langis na krudo ay dinadala ng mga tanker o sa pamamagitan ng mga pipeline patungo sa mga refinery.
Kasama sa pagdadalisay ng langis ang ilang pisikal at kemikal na proseso: fractional distillation, cracking, reforming at desulfurization.
4.1 Fractional distillation
Ang langis na krudo ay nahahati sa maraming bahagi, na sumasailalim sa simple, fractional at vacuum distillation. Ang likas na katangian ng mga prosesong ito, pati na rin ang bilang at komposisyon ng mga nakuhang fraction ng langis, ay nakasalalay sa komposisyon ng krudo at sa mga kinakailangan para sa iba't ibang mga fraction nito.
Mula sa krudo, una sa lahat, ang mga dumi ng gas na natunaw dito ay inalis sa pamamagitan ng pagpapailalim nito sa simpleng distillation. Ang langis ay pagkatapos ay sumailalim sa pangunahing paglilinis, bilang isang resulta kung saan ito ay nahahati sa gas, light at medium fractions at fuel oil. Ang karagdagang fractional distillation ng light at medium fractions, pati na rin ang vacuum distillation ng fuel oil, ay humahantong sa pagbuo ng isang malaking bilang ng mga fraction. Sa mesa. Ang 4 ay nagpapakita ng mga saklaw ng kumukulo at ang komposisyon ng iba't ibang mga fraction ng langis, at sa fig. Ang 5 ay nagpapakita ng isang diagram ng aparato ng pangunahing column ng distillation (rectification) para sa oil distillation. Bumaling tayo ngayon sa paglalarawan ng mga katangian ng mga indibidwal na fraction ng langis.
Talahanayan 4 Karaniwang mga fraction ng distillation ng langis
Punto ng kumukulo, ° С |
Bilang ng mga carbon atom sa isang molekula |
|||
Naphtha (naphtha) |
||||
Lubricating oil at wax |
||||
Figure 5 Pangunahing distillation ng krudo.
bahagi ng gas. Ang mga gas na nakuha sa panahon ng pagdadalisay ng langis ay ang pinakasimpleng unbranched alkanes: ethane, propane at butanes. Ang fraction na ito ay may pangalang pang-industriya na refinery (petrolyo) na gas. Ito ay inalis mula sa krudo bago ito isailalim sa pangunahing distillation, o ito ay ihiwalay sa bahagi ng gasolina pagkatapos ng pangunahing distillation. Ang refinery gas ay ginagamit bilang isang gas na panggatong o napapailalim sa liquefaction sa ilalim ng pressure upang makakuha ng liquefied petroleum gas. Ang huli ay ibinebenta bilang isang likidong panggatong o ginagamit bilang isang feedstock para sa produksyon ng ethylene sa mga basag na halaman.
bahagi ng gasolina. Ang fraction na ito ay ginagamit upang makakuha ng iba't ibang grado ng gasolina ng motor. Ito ay pinaghalong iba't ibang hydrocarbon, kabilang ang mga tuwid at branched na alkane. Ang mga katangian ng pagkasunog ng mga straight-chain na alkanes ay hindi perpektong tumutugma sa mga makina panloob na pagkasunog. Samakatuwid, ang bahagi ng gasolina ay madalas na sumasailalim sa thermal reforming upang i-convert ang mga molekulang walang sanga sa mga branched. Bago gamitin, ang fraction na ito ay karaniwang hinahalo sa branched alkanes, cycloalkanes at aromatic compounds na nakuha mula sa iba pang mga fraction sa pamamagitan ng catalytic cracking o reforming.
Ang kalidad ng gasolina bilang gasolina ng motor ay tinutukoy ng numero ng oktano nito. Ito ay nagpapahiwatig ng porsyento sa dami ng 2,2,4-trimethylpentane (isooctane) sa pinaghalong 2,2,4-trimethylpentane at heptane (straight chain alkane) na may parehong detonation combustion na katangian gaya ng pansubok na gasolina.
Ang isang mahinang gasolina ng motor ay may octane rating na zero, habang ang isang mahusay na gasolina ay may octane rating na 100. Ang octane rating ng gasoline fraction na nakuha mula sa krudo ay karaniwang mas mababa sa 60. Ang mga katangian ng pagkasunog ng gasolina ay pinabuting sa pamamagitan ng pagdaragdag ng isang anti-knock additive, na ginagamit bilang tetraethyl lead (IV) , Рb (С 2 Н 5) 4 . Ang Tetraethyl lead ay isang walang kulay na likido na nakuha sa pamamagitan ng pagpainit ng chloroethane na may haluang metal ng sodium at lead:
Sa panahon ng pagkasunog ng gasolina na naglalaman ng additive na ito, ang mga particle ng lead at lead(II) oxide ay nabuo. Pinapabagal nila ang ilang mga yugto ng pagkasunog ng gasolina ng gasolina at sa gayon ay pinipigilan ang pagsabog nito. Kasama ng tetraethyl lead, ang 1,2-dibromoethane ay idinagdag sa gasolina. Ito ay tumutugon sa lead at lead(II) upang bumuo ng lead(II) bromide. Dahil ang lead(II) bromide ay isang pabagu-bago ng isip na tambalan, ito ay tinanggal mula sa makina ng kotse na may mga maubos na gas.
Naphtha (naphtha). Ang fraction na ito ng oil distillation ay nakukuha sa pagitan ng gasoline at kerosene fractions. Ito ay pangunahing binubuo ng mga alkane (Talahanayan 5).
Nakuha rin ang Naphtha sa pamamagitan ng fractional distillation ng isang light oil fraction na nakuha mula sa coal tar (Talahanayan 3). Ang coal tar naphtha ay may mataas na nilalaman ng aromatic hydrocarbons.
Karamihan sa naphtha na ginawa sa pamamagitan ng pagpino ng krudo ay nireporma sa gasolina. Gayunpaman, ang isang makabuluhang bahagi nito ay ginagamit bilang isang hilaw na materyal para sa paggawa ng iba pang mga kemikal.
Talahanayan 5 Hydrocarbon na komposisyon ng naphtha fraction ng isang tipikal na langis sa Middle East
Kerosene. Ang kerosene fraction ng oil distillation ay binubuo ng aliphatic alkanes, naphthalenes at aromatic hydrocarbons. Ang bahagi nito ay pinipino para magamit bilang pinagmumulan ng saturated paraffin hydrocarbons, at ang iba pang bahagi ay bitak upang gawing gasolina. Gayunpaman, ang karamihan ng kerosene ay ginagamit bilang panggatong para sa jet aircraft.
gasolina. Ang bahaging ito ng pagdadalisay ng langis ay kilala bilang diesel fuel. Ang ilan sa mga ito ay bitak upang makagawa ng refinery gas at gasolina. Gayunpaman, ang langis ng gas ay pangunahing ginagamit bilang gasolina para sa mga makinang diesel. Sa isang diesel engine, ang gasolina ay nag-aapoy sa pamamagitan ng pagtaas ng presyon. Samakatuwid, ginagawa nila nang walang mga spark plug. Ginagamit din ang langis ng gas bilang panggatong para sa mga industriyal na hurno.
langis ng gasolina. Ang fraction na ito ay nananatili pagkatapos alisin ang lahat ng iba pang fraction mula sa langis. Karamihan sa mga ito ay ginagamit bilang isang likidong gasolina para sa pagpainit ng mga boiler at pagbuo ng singaw sa mga pang-industriya na halaman, mga planta ng kuryente at mga makina ng barko. Gayunpaman, ang ilan sa mga fuel oil ay sumasailalim sa vacuum distillation upang makakuha ng lubricating oil at paraffin wax. Ang mga lubricating oils ay lalong dinadalisay sa pamamagitan ng solvent extraction. Ang madilim na malapot na materyal na nananatili pagkatapos ng vacuum distillation ng fuel oil ay tinatawag na "bitumen", o "asphalt". Ito ay ginagamit para sa paggawa ng mga ibabaw ng kalsada.
Napag-usapan natin kung paano pinaghihiwalay ng fractional at vacuum distillation, kasama ng solvent extraction, ang krudo sa iba't ibang fraction na may praktikal na kahalagahan. Ang lahat ng mga prosesong ito ay pisikal. Ngunit ang mga kemikal na proseso ay ginagamit din upang pinuhin ang langis. Ang mga prosesong ito ay maaaring nahahati sa dalawang uri: crack at reforming.
4.2 Pag-crack
Sa prosesong ito, ang malalaking molekula ng mataas na kumukulo na mga praksyon ng langis na krudo ay pinaghiwa-hiwalay sa mas maliliit na molekula na bumubuo sa mababang kumukulo na mga fraction. Kinakailangan ang pag-crack dahil ang pangangailangan para sa mga fraction ng mababang kumukulong langis - lalo na ang gasolina - ay kadalasang higit sa kakayahang makuha ang mga ito mula sa fractional distillation ng krudo.
Bilang resulta ng pag-crack, bilang karagdagan sa gasolina, ang mga alkenes ay nakuha din, na kinakailangan bilang mga hilaw na materyales para sa industriya ng kemikal. Ang crack, naman, ay nahahati sa tatlong pangunahing uri: hydrocracking, catalytic cracking at thermal cracking.
Hydrocracking. Ginagawang posible ng ganitong uri ng pag-crack na i-convert ang mga fraction ng mataas na kumukulo na langis (mga wax at mabibigat na langis) sa mga fraction na mababa ang kumukulo. Ang proseso ng hydrocracking ay binubuo sa katotohanan na ang fraction na bitak ay pinainit sa ilalim ng napakataas na presyon sa isang hydrogen na kapaligiran. Ito ay humahantong sa pagkalagot ng malalaking molekula at pagdaragdag ng hydrogen sa kanilang mga fragment. Bilang resulta, nabuo ang mga puspos na molekula ng maliliit na sukat. Ang hydrocracking ay ginagamit upang makagawa ng mga langis ng gas at mga gasolina mula sa mas mabibigat na praksyon.
catalytic cracking. Ang pamamaraang ito ay nagreresulta sa pinaghalong saturated at unsaturated na mga produkto. Ang catalytic cracking ay isinasagawa sa medyo mababang temperatura, at ang pinaghalong silica at alumina ay ginagamit bilang isang katalista. Sa ganitong paraan, ang de-kalidad na gasolina at unsaturated hydrocarbons ay nakukuha mula sa mabibigat na bahagi ng langis.
Thermal cracking. Ang malalaking molekula ng hydrocarbon na nasa mabibigat na bahagi ng langis ay maaaring hatiin sa maliliit na molekula sa pamamagitan ng pag-init ng mga praksyon na ito sa mga temperaturang mas mataas sa kanilang kumukulong punto. Tulad ng sa catalytic cracking, sa kasong ito ang isang pinaghalong puspos at unsaturated na mga produkto ay nakuha. Halimbawa,
Ang thermal crack ay lalong mahalaga para sa produksyon ng mga unsaturated hydrocarbons tulad ng ethylene at propene. Ang mga steam cracker ay ginagamit para sa thermal cracking. Sa mga yunit na ito, ang hydrocarbon feedstock ay unang pinainit sa isang furnace hanggang 800°C at pagkatapos ay diluted na may singaw. Pinapataas nito ang ani ng mga alkenes. Matapos ang malalaking molekula ng orihinal na hydrocarbon ay hatiin sa mas maliliit na molekula, ang mga maiinit na gas ay pinalamig sa humigit-kumulang 400 °C na may tubig, na na-convert sa compressed steam. Pagkatapos ang mga cooled gas ay pumasok sa distillation (fractional) column, kung saan sila ay pinalamig hanggang 40°C. Ang paghalay ng mas malalaking molekula ay humahantong sa pagbuo ng gasolina at langis ng gas. Ang mga uncondensed na gas ay pinipiga sa isang compressor na pinapatakbo ng compressed steam na nakuha mula sa gas cooling step. Ang huling paghihiwalay ng mga produkto ay isinasagawa sa fractional distillation column.
Talahanayan 6 Ang ani ng mga produktong steam cracking mula sa iba't ibang hydrocarbon feedstock (wt %)
Mga produkto |
Hilaw na materyales ng hydrocarbon |
||
Buta-1,3-diene |
|||
Liquid na panggatong |
AT mga bansang Europeo Ang Naphtha ay ang pangunahing feedstock para sa produksyon ng mga unsaturated hydrocarbons sa pamamagitan ng catalytic cracking. Sa Estados Unidos, ang ethane ang pangunahing feedstock para sa layuning ito. Ito ay madaling makuha sa mga refinery bilang isang bahagi ng liquefied petroleum gas o natural gas, at gayundin mula sa mga balon ng langis bilang isang bahagi ng natural na nauugnay na mga gas. Ginagamit din ang propane, butane at gas oil bilang feedstock para sa steam cracking. Nakalista sa talahanayan ang mga produktong cracking ng ethane at naphtha. 6.
Ang mga reaksyon ng pag-crack ay nagpapatuloy sa pamamagitan ng isang radikal na mekanismo.
4.3 Pagrereporma
Hindi tulad ng mga proseso ng pag-crack, na binubuo sa paghahati ng mas malalaking molekula sa mas maliliit, ang mga proseso ng reporma ay humahantong sa pagbabago sa istruktura ng mga molekula o sa kanilang pagkakaugnay sa mas malalaking molekula. Ang reforming ay ginagamit sa pagpino ng krudo upang i-convert ang mababang kalidad ng gasoline cuts sa mataas na kalidad na cuts. Bilang karagdagan, ginagamit ito upang makakuha ng mga hilaw na materyales para sa industriya ng petrochemical. Ang mga proseso ng reporma ay maaaring uriin sa tatlong uri: isomerization, alkylation, at cyclization at aromatization.
Isomerization. Sa prosesong ito, ang mga molekula ng isang isomer ay sumasailalim sa muling pagsasaayos upang bumuo ng isa pang isomer. Ang proseso ng isomerization ay napakahalaga para sa pagpapabuti ng kalidad ng bahagi ng gasolina na nakuha pagkatapos ng pangunahing paglilinis ng langis na krudo. Itinuro na namin na ang fraction na ito ay naglalaman ng napakaraming unbranched alkanes. Maaari silang ma-convert sa branched alkanes sa pamamagitan ng pag-init ng fraction na ito sa 500-600°C sa ilalim ng pressure na 20-50 atm. Ang prosesong ito ay tinatawag thermal reforming.
Para sa isomerization ng straight chain alkanes, maaari din itong gamitin catalytic reforming. Halimbawa, ang butane ay maaaring i-isomerize sa 2-methylpropane gamit ang isang aluminum chloride catalyst sa 100°C o mas mataas:
Ang reaksyong ito ay may isang ionic na mekanismo, na isinasagawa kasama ang pakikilahok ng mga carbocation.
Alkylation. Sa prosesong ito, ang mga alkane at alkenes na nabuo mula sa pag-crack ay muling pinagsama upang bumuo ng mga de-kalidad na gasolina. Ang mga naturang alkane at alkenes ay karaniwang may dalawa hanggang apat na carbon atoms. Ang proseso ay isinasagawa sa mababang temperatura gamit ang isang malakas na acid catalyst tulad ng sulfuric acid:
Ang reaksyong ito ay nagpapatuloy ayon sa mekanismo ng ionic na may partisipasyon ng carbocation (CH 3) 3 C +.
Cyclization at aromatization. Kapag ang mga fraction ng gasolina at naphtha na nakuha bilang resulta ng pangunahing distillation ng langis na krudo ay ipinapasa sa ibabaw ng naturang mga catalyst tulad ng platinum o molybdenum(VI) oxide, sa isang substrate ng aluminum oxide, sa temperatura na 500°C at sa ilalim ng presyon ng 10–20 atm, ang cyclization ay nangyayari sa kasunod na aromatization ng hexane at iba pang mga alkane na may mas mahabang tuwid na kadena:
Ang pag-aalis ng hydrogen mula sa hexane at pagkatapos ay mula sa cyclohexane ay tinatawag dehydrogenation. Ang ganitong uri ng reporma ay mahalagang isa sa mga proseso ng pag-crack. Ito ay tinatawag na platforming, catalytic reforming, o simpleng reporma. Sa ilang mga kaso, ang hydrogen ay ipinakilala sa sistema ng reaksyon upang maiwasan ang kumpletong pagkabulok ng alkane sa carbon at upang mapanatili ang aktibidad ng katalista. Sa kasong ito, ang proseso ay tinatawag na hydroforming.
4.4 Pag-alis ng asupre
Ang langis na krudo ay naglalaman ng hydrogen sulfide at iba pang mga compound na naglalaman ng sulfur. Ang sulfur content ng langis ay depende sa field. Ang langis, na nakukuha mula sa North Sea continental shelf, ay may mababang sulfur content. Sa panahon ng distillation ng krudo, ang mga organikong compound na naglalaman ng asupre ay nasira, at bilang isang resulta, ang karagdagang hydrogen sulfide ay nabuo. Ang hydrogen sulfide ay pumapasok sa refinery gas o LPG fraction. Dahil ang hydrogen sulfide ay may mga katangian ng mahinang acid, maaari itong alisin sa pamamagitan ng paggamot sa mga produktong petrolyo na may ilang uri ng mahinang base. Ang sulfur ay maaaring makuha mula sa hydrogen sulfide kaya nakuha sa pamamagitan ng pagsunog ng hydrogen sulfide sa hangin at pagpasa ng mga produkto ng pagkasunog sa ibabaw ng isang alumina catalyst sa temperatura na 400°C. Ang pangkalahatang reaksyon ng prosesong ito ay inilalarawan ng equation
Humigit-kumulang 75% ng lahat ng elemental na asupre na kasalukuyang ginagamit ng industriya ng mga di-sosyalistang bansa ay nakuha mula sa krudo at natural na gas.
KABANATA 5. MGA APLIKASYON NG HYDROCARBON
Humigit-kumulang 90% ng lahat ng langis na ginawa ay ginagamit bilang panggatong. Kahit na maliit ang bahagi ng langis na ginagamit sa paggawa ng mga petrochemical, ang mga produktong ito ay napakahalaga. Maraming libu-libong mga organikong compound ang nakukuha mula sa mga produktong paglilinis ng langis (Talahanayan 7). Ang mga ito, sa turn, ay ginagamit upang makabuo ng libu-libong mga produkto na nagbibigay-kasiyahan hindi lamang sa mga kagyat na pangangailangan ng modernong lipunan, kundi pati na rin ang mga pangangailangan para sa kaginhawahan (Larawan 6).
Talahanayan 7 Hilaw na materyales ng hydrocarbon para sa industriya ng kemikal
Mga produktong kemikal |
||
Methanol, acetic acid, chloromethane, ethylene |
||
Ethyl chloride, tetraethyl lead(IV) |
||
Metanal, ethanal |
||
Polyethylene, polychloroethylene (polyvinyl chloride), polyesters, ethanol, ethanal (acetaldehyde) |
||
Polypropylene, propanone (acetone), propenal, propane-1,2,3-triol (glycerin), propennitrile (acrylonitrile), epoxy propane |
||
Sintetikong goma |
||
Acetylene |
Chloroethylene (vinyl chloride), 1,1,2,2-tetrachloroethane |
|
(1-Methyl)benzene, phenol, polyphenylethylene |
Bagaman ang iba't ibang grupo ng mga produktong kemikal na ipinahiwatig sa Fig. 6 ay malawakang tinutukoy bilang mga petrochemical dahil sila ay nagmula sa petrolyo, dapat tandaan na maraming mga organic na produkto, lalo na ang mga aromatics, ay industriyal na nagmula sa coal tar at iba pang pinagmumulan ng feedstock. Gayunpaman, humigit-kumulang 90% ng lahat ng mga hilaw na materyales para sa organikong industriya ay nakuha mula sa langis.
Isasaalang-alang sa ibaba ang ilang karaniwang mga halimbawa na nagpapakita ng paggamit ng mga hydrocarbon bilang hilaw na materyales para sa industriya ng kemikal.
Figure 6 Mga aplikasyon ng mga produktong petrochemical.
5.1 Alkanes
Ang methane ay hindi lamang isa sa pinakamahalagang panggatong, ngunit mayroon ding maraming iba pang gamit. Ito ay ginagamit upang makuha ang tinatawag na synthesis gas, o syngas. Tulad ng water gas, na gawa sa coke at steam, ang synthesis gas ay pinaghalong carbon monoxide at hydrogen. Nagagawa ang synthesis gas sa pamamagitan ng pag-init ng methane o naphtha sa humigit-kumulang 750°C sa presyon na humigit-kumulang 30 atm sa pagkakaroon ng nickel catalyst:
Ang synthesis gas ay ginagamit upang makagawa ng hydrogen sa proseso ng Haber (ammonia synthesis).
Ginagamit din ang synthesis gas upang makagawa ng methanol at iba pang mga organic compound. Sa proseso ng pagkuha ng methanol, ang synthesis gas ay ipinapasa sa ibabaw ng isang catalyst na gawa sa zinc oxide at tanso sa temperatura na 250°C at isang presyon ng 50-100 atm, na humahantong sa reaksyon.
Ang synthesis gas na ginagamit para sa prosesong ito ay dapat na lubusang nalinis mula sa mga impurities.
Ang methanol ay madaling sumailalim sa catalytic decomposition, kung saan ang synthesis gas ay muling nakuha mula dito. Ito ay napaka-maginhawang gamitin para sa transportasyon ng syngas. Ang methanol ay isa sa pinakamahalagang hilaw na materyales para sa industriya ng petrochemical. Ginagamit ito, halimbawa, upang makakuha ng acetic acid:
Ang katalista para sa prosesong ito ay isang natutunaw na anionic rhodium complex. Ang pamamaraang ito ay ginagamit para sa pang-industriya na produksyon ng acetic acid, ang demand na kung saan ay lumampas sa sukat ng produksyon nito bilang resulta ng proseso ng pagbuburo.
Ang mga natutunaw na rhodium compound ay maaaring gamitin sa hinaharap bilang mga homogenous catalyst para sa paggawa ng ethane-1,2-diol mula sa synthesis gas:
Ang reaksyon na ito ay nagpapatuloy sa isang temperatura ng 300 ° C at isang presyon ng tungkol sa 500-1000 atm. Sa kasalukuyan, ang prosesong ito ay hindi mabubuhay sa ekonomiya. Ang produkto ng reaksyong ito (ang maliit na pangalan nito ay ethylene glycol) ay ginagamit bilang isang antifreeze at para sa paggawa ng iba't ibang polyester, tulad ng terylene.
Ginagamit din ang methane upang makagawa ng mga chloromethane, tulad ng trichloromethane (chloroform). Ang mga chloromethanes ay may iba't ibang gamit. Halimbawa, ang chloromethane ay ginagamit sa paggawa ng mga silicone.
Sa wakas, ang methane ay lalong ginagamit upang makagawa ng acetylene.
Ang reaksyong ito ay nagpapatuloy sa humigit-kumulang 1500°C. Upang magpainit ng mitein sa temperaturang ito, ito ay sinusunog sa ilalim ng mga kondisyon ng limitadong air access.
Ang Ethane ay mayroon ding ilang mahahalagang gamit. Ginagamit ito sa proseso ng pagkuha ng chloroethane (ethyl chloride). Tulad ng nabanggit sa itaas, ang ethyl chloride ay ginagamit upang makagawa ng tetraethyl lead(IV). Sa Estados Unidos, ang ethane ay isang mahalagang feedstock para sa produksyon ng ethylene (Talahanayan 6).
Ang propane ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa pang-industriya na produksyon ng mga aldehydes tulad ng methanal (formaldehyde) at ethanal (acetic aldehyde). Ang mga sangkap na ito ay lalong mahalaga sa industriya ng plastik. Ginagamit ang butane upang makagawa ng buta-1,3-diene, na, tulad ng ilalarawan sa ibaba, ay ginagamit upang makagawa ng sintetikong goma.
5.2 Alkenes
Ethylene. Isa sa pinakamahalagang alkenes at, sa pangkalahatan, ang isa sa pinakamahalagang produkto ng industriya ng petrochemical ay ang ethylene. Ito ay isang hilaw na materyal para sa maraming mga plastik. Ilista natin sila.
Polyethylene. Ang polyethylene ay isang polymerization na produkto ng ethylene:
Polychloroethylene. Ang polymer na ito ay tinatawag ding polyvinyl chloride (PVC). Ito ay nakuha mula sa chloroethylene (vinyl chloride), na kung saan ay nakuha mula sa ethylene. Kabuuang reaksyon:
Ang 1,2-Dichloroethane ay nakukuha sa anyo ng isang likido o isang gas, gamit ang zinc chloride o iron(III) chloride bilang isang katalista.
Kapag ang 1,2-dichloroethane ay pinainit sa temperatura na 500°C sa ilalim ng presyon ng 3 atm sa pagkakaroon ng pumice, ang chloroethylene (vinyl chloride) ay nabuo
Ang isa pang paraan para sa paggawa ng chloroethylene ay batay sa pag-init ng pinaghalong ethylene, hydrogen chloride at oxygen sa 250°C sa pagkakaroon ng copper(II) chloride (catalyst):
polyester fiber. Ang isang halimbawa ng naturang hibla ay terylene. Ito ay nakuha mula sa ethane-1,2-diol, na kung saan ay synthesize mula sa epoxyethane (ethylene oxide) tulad ng sumusunod:
Ang ethane-1,2-diol (ethylene glycol) ay ginagamit din bilang isang antifreeze at sa mga sintetikong detergent.
Ang ethanol ay nakukuha sa pamamagitan ng hydration ng ethylene gamit ang phosphoric acid sa isang silica support bilang isang katalista:
Ang ethanol ay ginagamit upang makagawa ng ethanal (acetaldehyde). Bilang karagdagan, ginagamit ito bilang isang solvent para sa mga barnis at barnis, pati na rin sa industriya ng mga pampaganda.
Sa wakas, ang ethylene ay ginagamit din upang makagawa ng chloroethane, na, tulad ng nabanggit sa itaas, ay ginagamit upang gumawa ng tetraethyllead(IV), isang antiknock additive para sa gasolina.
propene. Ang propene (propylene), tulad ng ethylene, ay ginagamit para sa synthesis ng iba't ibang mga produktong kemikal. Marami sa kanila ang ginagamit sa paggawa ng mga plastik at goma.
Polypropene. Ang polypropene ay isang polymerization na produkto ng propene:
Propanone at propenal. Ang propanone (acetone) ay malawakang ginagamit bilang solvent, at ginagamit din sa paggawa ng isang plastic na kilala bilang plexiglass (polymethyl methacrylate). Ang propanone ay nakuha mula sa (1-methylethyl) benzene o mula sa propan-2-ol. Ang huli ay nakuha mula sa propene tulad ng sumusunod:
Ang oxidation ng propene sa pagkakaroon ng copper(II) oxide catalyst sa temperatura na 350°C ay humahantong sa produksyon ng propenal (acrylic aldehyde): oil processing hydrocarbon
Propane-1,2,3-triol. Ang propan-2-ol, hydrogen peroxide at propenal na nakuha sa prosesong inilarawan sa itaas ay maaaring gamitin upang makakuha ng propan-1,2,3-triol (glycerol):
Ang gliserin ay ginagamit sa paggawa ng cellophane film.
propennitrile (acrylonitrile). Ang tambalang ito ay ginagamit upang makagawa ng mga sintetikong hibla, goma at plastik. Nakukuha ito sa pamamagitan ng pagpasa ng pinaghalong propene, ammonia at hangin sa ibabaw ng molybdate catalyst sa temperatura na 450°C:
Methylbuta-1,3-diene (isoprene). Ang mga sintetikong goma ay nakuha sa pamamagitan ng polimerisasyon nito. Ginagawa ang Isoprene gamit ang sumusunod na proseso ng maraming hakbang:
Epoxy propane ginagamit upang makagawa ng polyurethane foams, polyesters at synthetic detergents. Ito ay synthesize tulad ng sumusunod:
But-1-ene, but-2-ene at buta-1,2-diene ginagamit sa paggawa ng mga sintetikong goma. Kung ang mga butene ay ginagamit bilang hilaw na materyales para sa prosesong ito, ang mga ito ay unang na-convert sa buta-1,3-diene sa pamamagitan ng dehydrogenation sa pagkakaroon ng isang katalista - isang halo ng chromium (III) oxide na may aluminyo oksido:
5. 3 Alkynes
Ang pinakamahalagang kinatawan ng isang bilang ng mga alkynes ay ethyne (acetylene). Maraming gamit ang acetylene, tulad ng:
- bilang panggatong sa oxy-acetylene torches para sa pagputol at pagwelding ng mga metal. Kapag nasusunog ang acetylene sa purong oxygen, ang mga temperatura hanggang 3000°C ay nabubuo sa apoy nito;
- upang makakuha ng chloroethylene (vinyl chloride), bagaman ang ethylene ay kasalukuyang nagiging pinakamahalagang hilaw na materyal para sa synthesis ng chloroethylene (tingnan sa itaas).
- upang makakuha ng solvent na 1,1,2,2-tetrachloroethane.
5.4 Mga arena
Ang Benzene at methylbenzene (toluene) ay ginawa sa malalaking dami sa pagpino ng krudo. Dahil ang methylbenzene ay nakuha sa kasong ito kahit na sa mas malaking dami kaysa sa kinakailangan, bahagi nito ay na-convert sa benzene. Para sa layuning ito, ang isang pinaghalong methylbenzene na may hydrogen ay ipinapasa sa ibabaw ng isang platinum catalyst na sinusuportahan ng aluminum oxide sa temperatura na 600°C sa ilalim ng presyon:
Ang prosesong ito ay tinatawag hydroalkylation.
Ang Benzene ay ginagamit bilang isang feedstock para sa isang bilang ng mga plastik.
(1-Methylethyl)benzene(cumene o 2-phenylpropane). Ito ay ginagamit upang makagawa ng phenol at propanone (acetone). Ang phenol ay ginagamit sa synthesis ng iba't ibang mga goma at plastik. Ang tatlong hakbang sa proseso ng paggawa ng phenol ay nakalista sa ibaba.
Poly(phenylethylene)(polisterin). Ang monomer ng polimer na ito ay phenyl-ethylene (styrene). Ito ay nakuha mula sa benzene:
KABANATA 6. PAGSUSURI NG ESTADO NG INDUSTRY NG LANGIS
Nananatiling mataas ang bahagi ng Russia sa pandaigdigang produksyon ng mga hilaw na materyales ng mineral at umaabot sa 11.6% para sa langis, 28.1% para sa gas, at 12-14% para sa karbon. Sa mga tuntunin ng ginalugad na mga reserbang mineral, ang Russia ay sumasakop sa isang nangungunang posisyon sa mundo. Sa isang lugar na inookupahan ng 10%, 12-13% ng mga reserbang langis sa mundo, 35% ng gas, at 12% ng karbon ay puro sa bituka ng Russia. Sa istraktura ng base ng mapagkukunan ng mineral ng bansa, higit sa 70% ng mga reserba ay nahulog sa mga mapagkukunan ng fuel at energy complex (langis, gas, karbon). Ang kabuuang halaga ng na-explore at tinantyang mga mapagkukunan ng mineral ay $28.5 trilyon, na isang order ng magnitude na mas mataas kaysa sa halaga ng lahat ng privatized real estate sa Russia.
Talahanayan 8 Fuel at energy complex ng Russian Federation
Ang fuel at energy complex ay ang backbone ng domestic economy: ang bahagi ng fuel at energy complex sa kabuuang export noong 1996 ay aabot sa halos 40% ($25 billion). Humigit-kumulang 35% ng lahat ng kita ng pederal na badyet para sa 1996 (121 sa 347 trilyong rubles) ay binalak na matanggap mula sa mga aktibidad ng mga negosyo ng complex. Ang bahagi ng fuel at energy complex sa kabuuang dami ng mga mabibiling produkto na pinaplano ng mga negosyong Ruso na gawin noong 1996. Sa 968 trilyong rubles. mabibiling produkto (sa kasalukuyang mga presyo), ang bahagi ng mga negosyo ng gasolina at enerhiya ay aabot sa halos 270 trilyong rubles, o higit sa 27% (Talahanayan 8). Ang fuel at energy complex ay nananatiling pinakamalaking pang-industriyang complex, na gumagawa ng mga pamumuhunan sa kapital (higit sa 71 trilyong rubles noong 1995) at umaakit ng mga pamumuhunan ($1.2 bilyon mula sa World Bank lamang sa nakalipas na dalawang taon) sa mga negosyo ng lahat ng kanilang mga industriya.
Ang industriya ng langis ng Russian Federation ay umunlad nang husto sa mahabang panahon. Nakamit ito sa pamamagitan ng pagtuklas at pagkomisyon noong 50-70s ng malalaking mataas na produktibong mga patlang sa rehiyon ng Ural-Volga at Kanlurang Siberia, pati na rin ang pagtatayo ng bago at pagpapalawak ng mga umiiral na refinery ng langis. Ang mataas na produktibidad ng mga patlang ay naging posible upang madagdagan ang produksyon ng langis ng 20-25 milyong tonelada bawat taon na may kaunting partikular na pamumuhunan sa kapital at medyo mababang gastos ng materyal at teknikal na mga mapagkukunan. Gayunpaman, sa parehong oras, ang pagbuo ng mga deposito ay isinasagawa sa isang hindi katanggap-tanggap na mataas na rate (mula 6 hanggang 12% ng pag-alis mula sa mga paunang reserba), at sa lahat ng mga taon na ito ang imprastraktura at pagtatayo ng pabahay ay seryosong nahuli sa langis- mga rehiyong gumagawa. Noong 1988, ang maximum na halaga ng condensate ng langis at gas ay ginawa sa Russia - 568.3 milyong tonelada, o 91% ng lahat ng produksyon ng langis ng Unyon. Ang mga bituka ng teritoryo ng Russia at ang mga katabing lugar ng tubig sa mga dagat ay naglalaman ng humigit-kumulang 90% ng mga napatunayang reserbang langis ng lahat ng mga republika na dating bahagi ng USSR. Sa buong mundo, ang base ng mapagkukunan ng mineral ay umuunlad ayon sa pamamaraan ng pagpapalawak ng pagpaparami. Iyon ay, taun-taon kinakailangan na ilipat ang 10-15% na higit pa sa mga mangingisda ng mga bagong deposito kaysa sa kanilang ginagawa. Ito ay kinakailangan upang mapanatili ang balanseng istraktura ng produksyon upang ang industriya ay hindi makaranas ng hilaw na materyal na gutom. Sa mga taon ng mga reporma, naging talamak ang isyu ng pamumuhunan sa eksplorasyon. Ang pagbuo ng isang milyong tonelada ng langis ay nangangailangan ng mga pamumuhunan sa halagang dalawa hanggang limang milyong US dollars. Bukod dito, ang mga pondong ito ay magbabalik lamang pagkatapos ng 3-5 taon. Samantala, para makabawi sa pagbaba ng produksyon, kinakailangan na bumuo ng 250-300 milyong tonelada ng langis taun-taon. Sa nakalipas na limang taon, 324 na mga patlang ng langis at gas ang na-explore, 70-80 na mga patlang ang naisasagawa. 0.35% lamang ng GDP ang ginugol sa geology noong 1995 (sa dating USSR, ang mga gastos na ito ay tatlong beses na mas mataas). Mayroong nakakulong na pangangailangan para sa mga produkto ng mga geologist - mga na-explore na deposito. Gayunpaman, noong 1995, nagawa pa rin ng Geological Survey na pigilan ang pagbaba ng produksyon sa industriya nito. Ang dami ng deep exploration drilling noong 1995 ay tumaas ng 9% kumpara noong 1994. Sa 5.6 trilyon rubles ng pagpopondo, 1.5 trilyon rubles ang natanggap ng mga geologist sa gitna. Ang badyet ng Roskomnedra para sa 1996 ay 14 trilyong rubles, kung saan 3 trilyon ay mga sentralisadong pamumuhunan. Ito ay isang-kapat lamang ng pamumuhunan dating USSR sa heolohiya ng Russia.
Ang hilaw na materyal na base ng Russia, napapailalim sa pagbuo ng naaangkop kalagayang pang-ekonomiya ang pag-unlad ng geological exploration ay maaaring magbigay ng medyo mahabang panahon ng mga antas ng produksyon na kinakailangan upang matugunan ang mga pangangailangan ng bansa para sa langis. Dapat itong isaalang-alang na sa Russian Federation pagkatapos ng dekada ikapitumpu ay walang isang malaking mataas na produktibong larangan ang natuklasan, at ang mga bagong nadagdag na reserba ay lumalala nang husto sa mga tuntunin ng kanilang mga kondisyon. Kaya, halimbawa, dahil sa mga kondisyong geological, ang average na rate ng daloy ng isang bagong balon sa rehiyon ng Tyumen ay nahulog mula 138 tonelada noong 1975 hanggang 10-12 tonelada noong 1994, ibig sabihin, higit sa 10 beses. Makabuluhang nadagdagan ang gastos ng pinansiyal at materyal at teknikal na mga mapagkukunan para sa paglikha ng 1 tonelada ng bagong kapasidad. Ang estado ng pag-unlad ng malalaking mataas na produktibong mga patlang ay nailalarawan sa pamamagitan ng pag-unlad ng mga reserba sa halagang 60-90% ng mga paunang nare-recover na reserba, na paunang natukoy ang natural na pagbaba ng produksyon ng langis.
Dahil sa mataas na pagkaubos ng malalaking mataas na produktibong deposito, ang kalidad ng mga reserba ay nagbago para sa mas masahol pa, na nangangailangan ng paglahok ng makabuluhang mas malaking pinansiyal at materyal at teknikal na mga mapagkukunan para sa kanilang pag-unlad. Dahil sa pagbawas sa pagpopondo, ang dami ng gawaing pagsaliksik ay hindi katanggap-tanggap na nabawasan, at bilang isang resulta, ang pagtaas ng mga reserbang langis ay bumaba. Kung noong 1986-1990. sa Kanlurang Siberia, ang pagtaas ng mga reserba ay 4.88 bilyong tonelada, pagkatapos noong 1991-1995. dahil sa pagbaba sa dami ng exploration drilling, ang pagtaas na ito ay halos nahati at umabot sa 2.8 bilyong tonelada. Sa kasalukuyang mga kondisyon, upang matugunan ang mga pangangailangan ng bansa, kahit na sa maikling panahon, kinakailangan na gumawa ng mga hakbang ng gobyerno para madagdagan ang resource pool.
Ang paglipat sa mga relasyon sa merkado ay nagdidikta ng pangangailangan na baguhin ang mga diskarte sa pagtatatag ng mga kondisyon sa ekonomiya para sa pagpapatakbo ng mga negosyo na may kaugnayan sa mga industriya ng pagmimina. Sa industriya ng langis, na kung saan ay nailalarawan sa pamamagitan ng hindi nababagong mga mapagkukunan ng mahalagang mga hilaw na materyales ng mineral - langis, ang mga umiiral na diskarte sa ekonomiya ay hindi kasama ang isang makabuluhang bahagi ng mga reserba mula sa pag-unlad dahil sa kawalan ng kahusayan ng kanilang pag-unlad ayon sa kasalukuyang pamantayan sa ekonomiya. Ang mga pagtatantya ay nagpapakita na, para sa mga pang-ekonomiyang kadahilanan, ang mga indibidwal na kumpanya ng langis ay hindi maaaring makisali sa economic turnover mula 160 hanggang 1057 milyong tonelada ng mga reserbang langis.
Ang industriya ng langis, na may malaking pagkakaroon ng mga reserbang balanse, ay lumalala sa trabaho nito sa mga nakaraang taon. Sa karaniwan, ang pagbaba ng produksyon ng langis bawat taon para sa kasalukuyang pondo ay tinatantya sa 20%. Para sa kadahilanang ito, upang mapanatili ang nakamit na antas ng produksyon ng langis sa Russia, kinakailangan upang ipakilala ang mga bagong kapasidad na 115-120 milyong tonelada bawat taon, na nangangailangan ng pagbabarena ng 62 milyong metro ng mga balon ng produksyon, at sa katunayan noong 1991 27.5 milyon ang mga metro ay na-drilled, at noong 1995 - 9.9 milyong m.
Ang kakulangan ng mga pondo ay humantong sa isang matalim na pagbawas sa dami ng pang-industriya at sibil na konstruksyon, lalo na sa Kanlurang Siberia. Bilang isang resulta, nagkaroon ng pagbaba sa trabaho sa pagpapaunlad ng mga patlang ng langis, ang pagtatayo at muling pagtatayo ng mga sistema ng koleksyon ng langis at transportasyon, ang pagtatayo ng mga pabahay, paaralan, ospital at iba pang pasilidad, na isa sa mga dahilan ng tensyon sa lipunan. sitwasyon sa mga rehiyong gumagawa ng langis. Ang programa para sa pagtatayo ng mga nauugnay na pasilidad sa paggamit ng gas ay nagambala. Bilang isang resulta, higit sa 10 bilyong m3 ng petrolyo gas ay sumiklab taun-taon. Dahil sa imposibilidad ng muling pagtatayo ng mga sistema ng pipeline ng langis, maraming mga pipeline ruptures ang patuloy na nangyayari sa mga bukid. Noong 1991 lamang, higit sa 1 milyong tonelada ng langis ang nawala sa kadahilanang ito at malaking pinsala ang nagawa sa kapaligiran. Ang pagbawas sa mga order ng konstruksiyon ay humantong sa pagkawatak-watak ng mga makapangyarihang organisasyon ng konstruksiyon sa Kanlurang Siberia.
Isa sa mga pangunahing dahilan ng krisis sa industriya ng langis ay ang kakulangan din ng mga kinakailangang kagamitan at tubo sa larangan. Sa karaniwan, ang kakulangan sa pagbibigay sa industriya ng materyal at teknikal na mapagkukunan ay lumampas sa 30%. Sa mga nagdaang taon, walang isang bagong malaking yunit ng produksyon para sa produksyon ng mga kagamitan sa oilfield ang nalikha, bukod dito, maraming mga halaman ng profile na ito ang nagbawas ng produksyon, at ang mga pondong inilalaan para sa mga pagbili ng dayuhang pera ay hindi sapat.
Dahil sa mahinang logistik, ang bilang ng mga idle production na balon ay lumampas sa 25,000, kabilang ang 12,000 idle na balon. Humigit-kumulang 100,000 tonelada ng langis ang nawawala araw-araw sa mga balon na walang ginagawa na higit sa karaniwan.
matinding problema para sa karagdagang pag-unlad Ang industriya ng langis ay nananatiling mahinang nilagyan ng mataas na pagganap na makinarya at kagamitan para sa produksyon ng langis at gas. Noong 1990, kalahati ng mga teknikal na kagamitan sa industriya ay may pagkasira ng higit sa 50%, 14% lamang ng makinarya at kagamitan ang tumutugma sa antas ng mundo, ang pangangailangan para sa mga pangunahing uri ng mga produkto ay nasiyahan sa average ng 40-80 %. Ang sitwasyong ito sa pagkakaloob ng industriya ng kagamitan ay bunga ng mahinang pag-unlad ng industriya ng oil engineering ng bansa. Ang mga supply ng import sa kabuuang dami ng kagamitan ay umabot sa 20%, at ibang mga klase umabot ng hanggang 40%. Ang pagbili ng mga tubo ay umabot sa 40 - 50%.
...Mga Katulad na Dokumento
Mga direksyon para sa paggamit ng mga hydrocarbon, ang kanilang mga katangian ng consumer. Panimula ng teknolohiya para sa malalim na pagproseso ng mga hydrocarbon, ang kanilang paggamit bilang mga nagpapalamig, ang gumaganang likido ng elementarya na mga sensor ng particle, para sa pagpapabinhi ng mga lalagyan at mga materyales sa packaging.
ulat, idinagdag noong 07/07/2015
Mga uri at komposisyon ng mga gas na nabuo sa panahon ng agnas ng mga hydrocarbon ng langis sa mga proseso ng pagproseso nito. Paggamit ng mga instalasyon para sa paghihiwalay ng mga saturated at unsaturated na gas at mga mobile na planta ng gasolina. Pang-industriya na aplikasyon ng pagproseso ng mga gas.
abstract, idinagdag noong 02/11/2014
Ang konsepto ng oil associated gases bilang pinaghalong hydrocarbon na inilalabas dahil sa pagbaba ng pressure kapag tumaas ang langis sa ibabaw ng Earth. Ang komposisyon ng nauugnay na petrolyo gas, ang mga tampok ng pagproseso at paggamit nito, ang mga pangunahing pamamaraan ng paggamit.
pagtatanghal, idinagdag noong 11/10/2015
Katangian estado ng sining industriya ng langis at gas sa Russia. Mga yugto ng proseso ng pangunahing pagdadalisay ng langis at pangalawang distillation ng mga fraction ng gasolina at diesel. Mga thermal na proseso ng teknolohiya sa pagpino ng langis at teknolohiya sa pagproseso ng gas.
pagsubok, idinagdag noong 05/02/2011
Mga gawain ng industriya ng pagdadalisay ng langis at petrochemical. Mga tampok ng pag-unlad ng industriya ng pagdadalisay ng langis sa mundo. Kalikasan ng kemikal, komposisyon at pisikal na katangian condensate ng langis at gas. Pang-industriya na pag-install ng pangunahing pagdadalisay ng langis.
kurso ng mga lektura, idinagdag noong 10/31/2012
Kahalagahan ng proseso ng catalytic reforming ng mga gasolina sa modernong pagdadalisay ng langis at petrochemistry. Mga pamamaraan para sa paggawa ng mga aromatic hydrocarbon sa pamamagitan ng pagbabago sa mga platinum catalyst bilang bahagi ng mga complex para sa pagproseso ng condensate ng langis at gas.
term paper, idinagdag noong 06/16/2015
Mga katangiang pisikal at kemikal ng langis. Pangunahin at pangalawang proseso ng pagdadalisay ng langis, ang kanilang pag-uuri. Reporma at hydrotreating ng langis. Catalytic cracking at hydrocracking. Coking at isomerization ng langis. Pagkuha ng mga aromatics bilang pagdadalisay ng langis.
term paper, idinagdag noong 06/13/2012
Ang kurba ng totoong kumukulo ng langis at ang balanse ng materyal ng halaman para sa pangunahing pagproseso ng langis. Potensyal na nilalaman ng mga praksyon sa langis ng Vasilyevskaya. Mga katangian ng gasolina ng pangunahing pagpino ng langis, thermal at catalytic cracking.
gawaing laboratoryo, idinagdag noong 11/14/2010
Tampok at istraktura ng organisasyon CJSC "Pavlodar Petrochemical Plant" Ang proseso ng paghahanda ng langis para sa pagproseso: pag-uuri nito, paglilinis mula sa mga impurities, mga prinsipyo ng pangunahing pagdadalisay ng langis. Ang aparato at pagpapatakbo ng mga haligi ng distillation, ang kanilang mga uri, mga uri ng koneksyon.
ulat ng pagsasanay, idinagdag noong 11/29/2009
pangkalahatang katangian langis, pagpapasiya ng potensyal na nilalaman ng mga produktong langis. Pagpili at pagbibigay-katwiran ng isa sa mga opsyon para sa pagdadalisay ng langis, pagkalkula ng mga balanse ng materyal ng mga yunit ng proseso at balanse ng kalakal ng isang refinery ng langis.
Ang pangunahing pinagmumulan ng hydrocarbons ay langis, natural at nauugnay na mga petrolyo na gas, at karbon. Ang kanilang mga reserba ay hindi limitado. Ayon sa mga siyentipiko, sa kasalukuyang mga rate ng produksyon at pagkonsumo, sila ay magiging sapat: langis - 30 - 90 taon, gas - para sa 50 taon, karbon - para sa 300 taon.
Langis at komposisyon nito:
Ang langis ay isang madulas na likido mula sa mapusyaw na kayumanggi hanggang sa maitim na kayumanggi, halos itim na kulay na may katangian na amoy, hindi natutunaw sa tubig, bumubuo ng isang pelikula sa ibabaw ng tubig na hindi pinapayagan ang hangin na dumaan. Ang langis ay isang madulas na likido mula sa mapusyaw na kayumanggi hanggang sa maitim na kayumanggi, halos itim na kulay, na may katangian na amoy, hindi natutunaw sa tubig, bumubuo ng isang pelikula sa ibabaw ng tubig na hindi pinapayagan ang hangin na dumaan. Ang langis ay isang kumplikadong halo ng saturated at aromatic hydrocarbons, cycloparaffin, pati na rin ang ilang mga organikong compound na naglalaman ng mga heteroatom - oxygen, sulfur, nitrogen, atbp. Ano lamang ang mga masigasig na pangalan ay hindi ibinigay ng mga tao ng langis: parehong "Black gold", at "Blood of the earth". Ang langis ay talagang nararapat sa ating paghanga at maharlika.
Ang komposisyon ng langis ay: paraffinic - binubuo ng mga alkanes na may tuwid at branched chain; naphthenic - naglalaman ng saturated cyclic hydrocarbons; mabango - kasama ang aromatic hydrocarbons (benzene at mga homologue nito). Sa kabila ng kumplikadong komposisyon ng sangkap, ang elementong komposisyon ng mga langis ay higit pa o mas kaunti: sa average na 82-87% hydrocarbon, 11-14% hydrogen, 2-6% iba pang mga elemento (oxygen, sulfur, nitrogen).
Medyo kasaysayan .
Noong 1859, sa US, sa estado ng Pennsylvania, ang 40-taong-gulang na si Edwin Drake, sa tulong ng kanyang sariling pagtitiyaga, pera sa paghuhukay ng langis at isang lumang makina ng singaw, ay nag-drill ng isang balon na may lalim na 22 metro at nakuha ang unang langis mula sa ito.
Ang priyoridad ni Drake bilang isang pioneer sa larangan ng oil drilling ay pinagtatalunan, ngunit ang kanyang pangalan ay nauugnay pa rin sa simula ng panahon ng langis. Natuklasan ang langis sa maraming bahagi ng mundo. Ang sangkatauhan ay sa wakas ay nakakuha sa maraming dami ng isang mahusay na mapagkukunan ng artipisyal na pag-iilaw ....
Ano ang pinagmulan ng langis?
Sa mga siyentipiko, dalawang pangunahing konsepto ang nangingibabaw: organic at inorganic. Ayon sa unang konsepto, ang mga organikong labi na nakabaon sa mga sedimentary na bato ay nabubulok sa paglipas ng panahon, na nagiging langis, karbon at natural na gas; mas maraming mobile na langis at gas ang naiipon sa itaas na mga layer ng sedimentary rock na may mga pores. Sinasabi ng iba pang mga siyentipiko na ang langis ay nabuo sa "mahusay na kalaliman sa mantle ng Earth".
Ang siyentipikong Ruso - ang chemist na si D.I. Mendeleev ay isang tagasuporta ng hindi organikong konsepto. Noong 1877, iminungkahi niya ang isang hypothesis ng mineral (carbide), ayon sa kung saan ang paglitaw ng langis ay nauugnay sa pagtagos ng tubig sa kalaliman ng Earth kasama ang mga pagkakamali, kung saan, sa ilalim ng impluwensya nito sa "carbonaceous metals", nakuha ang mga hydrocarbon.
Kung mayroong hypothesis ng cosmic na pinagmulan ng langis - mula sa mga hydrocarbon na nakapaloob sa gaseous envelope ng Earth kahit na sa panahon ng stellar state nito.
Ang natural na gas ay "asul na ginto".
Nangunguna ang ating bansa sa mundo sa mga tuntunin ng mga reserbang natural na gas. Ang pinakamahalagang deposito ng mahalagang gasolina na ito ay matatagpuan sa Western Siberia (Urengoyskoye, Zapolyarnoye), sa Volga-Ural basin (Vuktylskoye, Orenburgskoye), sa North Caucasus (Stavropolskoye).
Para sa paggawa ng natural na gas, kadalasang ginagamit ang paraan ng pag-agos. Upang ang gas ay magsimulang dumaloy sa ibabaw, ito ay sapat na upang buksan ang isang mahusay na drilled sa isang gas-bearing reservoir.
Ang natural na gas ay ginagamit nang walang paunang paghihiwalay dahil ito ay sumasailalim sa paglilinis bago dalhin. Sa partikular, ang mga mekanikal na dumi, singaw ng tubig, hydrogen sulfide at iba pang mga agresibong sangkap ay tinanggal mula dito ... .. At din karamihan propane, butane at mas mabibigat na hydrocarbon. Ang natitirang halos purong methane ay natupok, Una bilang gasolina: mataas na calorific value; friendly na kapaligiran; maginhawa upang kunin, transportasyon, paso, dahil ang estado ng pagsasama-sama ay gas.
Pangalawa, ang methane ay nagiging hilaw na materyal para sa paggawa ng acetylene, soot at hydrogen; para sa paggawa ng mga unsaturated hydrocarbons, pangunahin ang ethylene at propylene; para sa organic synthesis: methyl alcohol, formaldehyde, acetone, acetic acid at marami pang iba.
Kaugnay na petrolyo gas
Ang nauugnay na petrolyo gas, sa pamamagitan ng pinagmulan nito, ay natural na gas din. Nakatanggap ito ng isang espesyal na pangalan dahil ito ay nasa mga deposito kasama ng langis - ito ay natunaw dito. Kapag kumukuha ng langis sa ibabaw, humihiwalay ito mula dito dahil sa isang matalim na pagbaba ng presyon. Sinasakop ng Russia ang isa sa mga unang lugar sa mga tuntunin ng nauugnay na mga reserbang gas at produksyon nito.
Ang komposisyon ng nauugnay na petrolyo gas ay naiiba sa natural na gas - naglalaman ito ng mas maraming ethane, propane, butane at iba pang hydrocarbons. Bilang karagdagan, naglalaman ito ng mga bihirang gas sa Earth tulad ng argon at helium.
Ang nauugnay na petrolyo gas ay isang mahalagang kemikal na hilaw na materyal; mas maraming mga sangkap ang maaaring makuha mula dito kaysa sa natural na gas. Ang mga indibidwal na hydrocarbon ay kinukuha din para sa pagproseso ng kemikal: ethane, propane, butane, atbp. Ang mga unsaturated hydrocarbon ay nakukuha mula sa kanila sa pamamagitan ng reaksyon ng dehydrogenation.
uling
Ang mga reserba ng karbon sa kalikasan ay makabuluhang lumampas sa mga reserba ng langis at gas. Ang karbon ay isang kumplikadong pinaghalong mga sangkap, na binubuo ng iba't ibang mga compound ng carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen at sulfur. Kasama sa komposisyon ng karbon ang mga naturang mineral na sangkap na naglalaman ng mga compound ng maraming iba pang mga elemento.
Ang mga matitigas na uling ay may komposisyon: carbon - hanggang 98%, hydrogen - hanggang 6%, nitrogen, sulfur, oxygen - hanggang 10%. Ngunit sa kalikasan mayroon ding mga brown coal. Ang kanilang komposisyon: carbon - hanggang 75%, hydrogen - hanggang 6%, nitrogen, oxygen - hanggang 30%.
Ang pangunahing paraan ng pagproseso ng karbon ay pyrolysis (cocoation) - ang agnas ng mga organikong sangkap na walang air access sa isang mataas na temperatura (mga 1000 C). Sa kasong ito, ang mga sumusunod na produkto ay nakuha: coke (artipisyal na solidong gasolina ng mas mataas na lakas, malawakang ginagamit sa metalurhiya); coal tar (ginagamit sa industriya ng kemikal); coconut gas (ginagamit sa industriya ng kemikal at bilang panggatong.)
gas ng coke oven
Ang mga volatile compound (coke oven gas), na nabuo sa panahon ng thermal decomposition ng karbon, ay pumasok sa pangkalahatang koleksyon. Dito ang coke oven gas ay pinalamig at dumaan sa mga electrostatic precipitator upang paghiwalayin ang coal tar. Sa kolektor ng gas, ang tubig ay kumukulong nang sabay-sabay sa dagta, kung saan natutunaw ang ammonia, hydrogen sulfide, phenol, at iba pang mga sangkap. Ang hydrogen ay nakahiwalay sa uncondensed coke oven gas para sa iba't ibang synthes.
Pagkatapos ng distillation ng coal tar, isang solid na labi - pitch, na ginagamit upang maghanda ng mga electrodes at roofing tar.
Pagpino ng langis
Ang pagdadalisay ng langis, o pagwawasto, ay ang proseso ng thermal separation ng mga produktong langis at langis sa mga fraction ayon sa punto ng kumukulo.
Ang distillation ay isang pisikal na proseso.
Mayroong dalawang paraan ng pagdadalisay ng langis: pisikal ( pangunahing pagproseso) at kemikal (pagre-recycle).
Ang pangunahing pagproseso ng langis ay isinasagawa sa isang haligi ng distillation - isang aparato para sa paghihiwalay ng mga likidong mixtures ng mga sangkap na naiiba sa punto ng kumukulo.
Mga fraction ng langis at ang mga pangunahing lugar ng kanilang paggamit:
Gasoline - automotive fuel;
Kerosene - aviation fuel;
Ligroin - paggawa ng mga plastik, hilaw na materyales para sa pag-recycle;
Langis ng gas - diesel at boiler fuel, mga hilaw na materyales para sa pag-recycle;
Langis ng gasolina - gasolina ng pabrika, paraffin, lubricating oil, bitumen.
Mga pamamaraan para sa paglilinis ng mga slick ng langis :
1) Absorption - Alam mong lahat ang dayami at pit. Sumisipsip sila ng langis, pagkatapos ay maaari silang maingat na kolektahin at ilabas na may kasunod na pagkasira. Ang pamamaraang ito ay angkop lamang sa mga kalmadong kondisyon at para lamang sa maliliit na lugar. Ang pamamaraan ay napakapopular kamakailan dahil sa mababang gastos at mataas na kahusayan.
Bottom line: Ang pamamaraan ay mura, depende sa mga panlabas na kondisyon.
2) Self-liquidation: - Ang pamamaraang ito ay ginagamit kung ang langis ay natapon nang malayo sa baybayin at ang mantsa ay maliit (sa kasong ito ay mas mahusay na huwag hawakan ang mantsa sa lahat). Unti-unti, ito ay matutunaw sa tubig at bahagyang sumingaw. Minsan ang langis ay hindi nawawala at pagkatapos ng ilang taon, ang mga maliliit na spot ay umaabot sa baybayin sa anyo ng mga piraso ng madulas na dagta.
Bottom line: walang mga kemikal na ginagamit; ang langis ay nananatili sa ibabaw ng mahabang panahon.
3) Biological: Teknolohiya batay sa paggamit ng mga microorganism na may kakayahang mag-oxidize ng mga hydrocarbon.
Bottom line: kaunting pinsala; pag-alis ng langis mula sa ibabaw, ngunit ang pamamaraan ay matrabaho at matagal.
- Mga pamantayan at snip ng gas supply Anong uri ng gas pipeline para sa mga gusali ng tirahan
- Armed Forces of the Russian Federation: ang mga nangungupahan ng isang apartment building ay hindi karapat-dapat na gamitin ang guest parking sa courtyard ng bahay para sa permanenteng paradahan ng kanilang mga sasakyan
- Advanced na pagsasanay sa pabahay at mga serbisyong pangkomunidad Mga kurso sa pabahay at mga serbisyong pangkomunidad
- Ipakilala natin ang bata sa mga damit sa Ingles