Естествени източници на въглеводороди са въглищата. Природни източници на въглеводороди – Хипермаркет на знанието

Основните природни източници на въглеводороди са нефт, газ и въглища. Повечето от веществата са изолирани от тях органична химия. Повече за този клас органична материяговорим по-долу.

Състав на минерали

Въглеводородите са най-обширният клас органични вещества. Те включват ациклични (линейни) и циклични класове съединения. Има наситени (наситени) и ненаситени (ненаситени) въглеводороди.

Наситените въглеводороди включват съединения с единични връзки:

• алкани- линейни връзки;
• циклоалкани- циклични вещества.

Ненаситените въглеводороди включват вещества с множество връзки:

• алкени- съдържат една двойна връзка;
• алкини- съдържат една тройна връзка;
• алкадиени- включват две двойни връзки.

Има отделен клас арени или ароматни въглеводородисъдържащ бензенов пръстен.

Ориз. 1. Класификация на въглеводородите.

Минералните ресурси включват газообразни и течни въглеводороди. Таблицата описва по-подробно природните източници на въглеводороди.

Всяка година в Русия се произвеждат повече от 600 милиарда кубически метра газ, 500 милиона тона нефт и 300 милиона тона въглища.

Рециклиране

Минералите се използват в преработен вид. Въглищата се калцинират без достъп на кислород (процес на коксуване), за да се отделят няколко фракции:

• коксов газ- смес от метан, въглеродни оксиди (II) и (IV), амоняк, азот;
• каменовъглен катран- смес от бензен, неговите хомолози, фенол, арени, хетероциклени съединения;
• амонячна вода- смес от амоняк, фенол, сероводород;
• Кока Кола- крайният продукт от коксуване, съдържащ чист въглерод.

Ориз. 2. Коксуване.

Един от водещите отрасли на световната промишленост е нефтопреработването. Нефтът, извлечен от дълбините на земята, се нарича суров петрол. Рециклиран е. Първо извършено механично почистванеот примеси, след това пречистеното масло се дестилира, за да се получат различни фракции. Таблицата описва основните фракции на маслото.

Ориз. 3. Дестилация на масло.

От въглеводороди се произвеждат пластмаси, влакна и лекарства. Метанът и пропанът се използват като битово гориво. Коксът се използва в производството на желязо и стомана. Произвежда се от амонячна вода азотна киселина, амоняк, торове. Катранът се използва в строителството.

Какво научихме?

От темата на урока научихме от какви природни източници се изолират въглеводородите. Нефтът, въглищата, природните и свързаните с тях газове се използват като суровини за органични съединения. Минералите се пречистват и разделят на фракции, от които се получават вещества, подходящи за производство или директно използване. От нефт се произвеждат течни горива и масла. Газовете съдържат метан, пропан, бутан, използвани като битово гориво. От въглищата се извличат течни и твърди суровини за производство на сплави, торове и лекарства.

Тест по темата

Оценка на доклада

Среден рейтинг: 4.2. Общо получени оценки: 289.

Суха дестилация на въглища.

Ароматните въглеводороди се получават главно от суха дестилация на въглища. При нагряване на въглища в реторти или коксови пещи без достъп на въздух при 1000–1300 ° C, органичните вещества на въглищата се разлагат с образуването на твърди, течни и газообразни продукти.

Твърдият продукт на сухата дестилация - коксът - е пореста маса, състояща се от въглерод с добавка на пепел. Коксът се произвежда в огромни количества и се консумира главно от металургичната промишленост като редуциращ агент при производството на метали (предимно желязо) от руди.

Течните продукти на сухата дестилация са черен вискозен катран (каменен катран), а водният слой, съдържащ амоняк, е амонячна вода. Въглищният катран се получава средно 3% от теглото на първоначалните въглища. Амонячната вода е един от важните източници на амоняк. Газообразните продукти от сухата дестилация на въглища се наричат ​​коксов газ. Коксовият газ има различен състав в зависимост от вида на въглищата, начина на коксуване и т.н. Коксовият газ, произведен в коксовите батерии, преминава през серия от абсорбери, които улавят катран, амоняк и леки маслени пари. Лекото масло, получено чрез кондензация от коксов газ, съдържа 60% бензен, толуен и други въглеводороди. Повечето отбензен (до 90%) се получава именно по този начин и само малко - чрез фракциониране на каменовъглен катран.

Обработка на каменовъглен катран. Въглищният катран има вид на черна смолиста маса с характерна миризма. В момента от каменовъглен катран са изолирани над 120 различни продукта. Сред тях са ароматни въглеводороди, както и ароматни кислородсъдържащи вещества с кисела природа (феноли), азотсъдържащи вещества с основна природа (пиридин, хинолин), вещества, съдържащи сяра (тиофен) и др.

Въглищният катран се подлага на фракционна дестилация, което води до няколко фракции.

Лекото масло съдържа бензен, толуен, ксилен и някои други въглеводороди.

Средно или карболово масло съдържа редица феноли.

Тежко или креозотно масло: От въглеводородите тежкото масло съдържа нафталин.

Получаване на въглеводороди от нефт

Нефтът е един от основните източници на ароматни въглеводороди. Повечето видове масло съдържат много малко голям бройароматни въглеводороди. Сред домашните масла петролът от полето Урал (Перм) е богат на ароматни въглеводороди. Второто бакинско масло съдържа до 60% ароматни въглеводороди.

Поради недостига на ароматни въглеводороди сега се използва „ароматизиране на маслото“: нефтопродуктите се нагряват при температура около 700 ° C, в резултат на което 15–18% от ароматните въглеводороди могат да бъдат получени от продуктите на разлагане на нефта.

• 
  Касова бележка ароматен въглеводороди. Естествено източници
  Касова бележка въглеводородиот масло. Маслото е едно от основните източници ароматен въглеводороди.


• 
  Касова бележка ароматен въглеводороди. Естествено източници. Суха дестилация на въглища. Ароматни въглеводородисе получават основно с. Номенклатура и изомерия ароматен въглеводороди.


• 
  Касова бележка ароматен въглеводороди. Естествено източници. Суха дестилация на въглища. Ароматни въглеводородисе получават основно с.


• 
  Касова бележка ароматен въглеводороди. Естествено източници.
  1. Синтез от ароматен въглеводородии мастни хало производни в присъствието на катализа... още ».


• 
  Към групата ароматенсъединенията включват редица вещества, получениот естественосмоли, балсами и етерични масла.
  Рационални имена ароматен въглеводородиобикновено произлиза от името. Ароматни въглеводороди.


• 
  Естествено източницилимит въглеводороди. Газове, течности и твърди вещества са широко разпространени в природата. въглеводороди, в повечето случаи не се намира във формата чисти съединения, но под формата на различни, понякога много сложни смеси.


• 
  изомерия, естествено източниции начини получаванеолефини Изомерията на олефините зависи от изомерията на веригата от въглеродни атоми, т.е. от това дали веригата е n. Ненаситени (ненаситени) въглеводороди.


• 
  Въглеводороди. Въглехидратите са широко разпространени в природата и играят много важна роля голяма роляВ човешкия живот. Те са част от храната и обикновено нуждата на човек от енергия се задоволява по време на хранене в по-голямата си част поради въглехидратите.


• 
  Радикалът H2C=CH-, получен от етилен, обикновено се нарича винил; радикалът H2C=CH-CH2-, получен от пропилей, се нарича алил. Естествено източниции начини получаванеолефини


• 
  Естествено източницилимит въглеводородиИма и някои продукти от суха дестилация на дървесина, торф, кафяви и каменни въглища и нефтени шисти. Синтетични методи получаванелимит въглеводороди.

Намерени подобни страници:10

Цели на урока:

Образователни:

• Развивайте се познавателна дейностстуденти.
• Да запознае студентите с природните източници на въглеводороди: нефт, природен газ, въглища, техния състав и методи за преработка.
• Да се ​​проучат основните находища на тези ресурси в световен мащаб и в Русия.
• Покажете тяхното значение в националната икономика.
• Обмислете въпросите за опазване на околната среда.

Образователни:

• Култивиране на интерес към изучаването на темата, внушаване речева културав часовете по химия.

Образователни:

• Развийте вниманието, наблюдателността, уменията за слушане и правене на заключения.

Педагогически методи и техники:

• Възприемащ подход.
• Гностичен подход.
• Кибернетичен подход.

Оборудване:Интерактивна дъска, мултимедия, електронни учебници на MarSTU, Интернет, колекции „Нефт и основните продукти от неговата преработка“, „Въглища и най-важните продукти от нейната преработка“.

По време на часовете

I. Организационен момент.

Представям целта и задачите на този урок.

II. Главна част.

Най-важните природни източници на въглеводороди са: нефт, въглища, природни и свързани с тях нефтени газове.

Масло – „черно злато“ (Запознавам учениците с произхода на нефта, основните запаси, производството, състава на нефта, физичните свойства и рафинираните продукти).

По време на процеса на ректификация маслото се разделя на следните фракции:

Показвам образци на дроби от сборника (демонстрация, придружена с обяснение).

• Дестилационни газове– смес от нискомолекулни въглеводороди, главно пропан и бутан, с температура на кипене до 40 ° C,
• Бензинова фракция (бензин)– HC състав C 5 H 12 до C 11 H 24 (точка на кипене 40-200°C, с по-фино отделяне на тази фракция се получава газьол(петролеев етер, 40 - 70°С) и бензин(70 - 120°C),
• Нафта фракция– HC състав от C 8 H 18 до C 14 H 30 (температура на кипене 150 - 250°C),
• Керосин фракция– HC състав от C 12 H 26 до C 18 H 38 (температура на кипене 180 - 300°C),
• Дизелово гориво – НС състав от С 13 Н 28 до С 19 Н 36 (t точка на кипене 200 - 350°С)

Остатък от рафиниране на нефт – мазут– съдържа въглеводороди с брой въглеродни атоми от 18 до 50. Дестилацията при понижено налягане от мазут произвежда соларно масло(C 18 H 28 – C 25 H 52), смазочни масла(C 28 H 58 – C 38 H 78), петролатумИ парафин– нискотопими смеси от твърди въглеводороди. Твърди остатъци от дестилация на мазут – катрани продукти от преработката му - битумИ асфалтизползвани за направата на пътни настилки.

Продуктите, получени в резултат на ректификацията на маслото, се подлагат на химическа обработка. Един от тях е напукване.

Крекингът е термично разлагане на петролни продукти, което води до образуването на въглеводороди с по-малък брой въглеродни атоми в молекулата. (Използвам електронния учебник MarSTU, който говори за видовете крекинг).

Учениците сравняват термичен и каталитичен крекинг. (Слайд № 16)

Термичен крекинг.

Разграждането на въглеводородните молекули става при по-висока температура (470-5500 С). Процесът протича бавно, образуват се въглеводороди с неразклонена верига от въглеродни атоми. Бензинът, получен в резултат на термичен крекинг, заедно с наситените въглеводороди съдържа много ненаситени въглеводороди. Следователно този бензин има по-голяма устойчивост на детонация от чистия дестилиран бензин. Термично крекираният бензин съдържа много ненаситени въглеводороди, които лесно се окисляват и полимеризират. Следователно този бензин е по-малко стабилен по време на съхранение. Когато изгори, различни части на двигателя могат да се задръстят.

Каталитичен крекинг.

Разцепването на въглеводородните молекули става в присъствието на катализатори и при по-ниска температура (450-5000 С). Основният акцент е върху бензина. Те се опитват да получат повече от него и определено най-добро качество. Каталитичният крекинг се появи именно в резултат на дългосрочната, упорита борба на нефтените работници за подобряване на качеството на бензина. В сравнение с термичния крекинг, процесът протича много по-бързо и се случва не само разцепването на въглеводородните молекули, но и тяхната изомеризация, т.е. образуват се въглеводороди с разклонена верига от въглеродни атоми. Каталитично крекираният бензин е дори по-устойчив на детонация от термично крекирания бензин.

Въглища. (Запознавам учениците с произхода на въглищата, основните запаси, производството, физическите свойства, преработените продукти).

Произход: (Използвам електронния учебник на MarSTU, където се говори за произхода на въглищата).

Основни резерви: (слайд номер 18)На картата показвам на учениците най-големите находища на въглища в Русия по обем на производство - това са Тунгуския, Кузнецкия и Печорския басейни.

производство:(Използвам електронния учебник MarSTU, където се говори за въгледобива).

• Коксов газ– което включва H 2, CH 4, CO, CO 2, примеси от NH 3, N 2 и други газове,
• Каменовъглен катран– съдържа няколкостотин различни органични вещества, включително бензен и неговите хомолози, фенол и ароматни алкохоли, нафталин и различни хетероциклични съединения,
• Надсмолная,или амонячна вода– съдържа разтворен амоняк, както и фенол, сероводород и други вещества,
• Кока Кола– твърд коксов остатък, почти чист въглерод.

Природни и свързани с нефта газове. (Запознавам учениците с основните резерви, производство, състав, преработени продукти).

III. Обобщение.

В обобщителната част на урока създадох тест с помощта на програмата Turning Point. Учениците се въоръжиха с дистанционни управления. Когато на екрана се появи въпрос, чрез натискане на съответния бутон те избират верния отговор.

1. Основните компоненти на природния газ са:

• Етан;
• пропан;
• метан;
• Бутан.

2. Коя фракция от дестилацията на нефт съдържа от 4 до 9 въглеродни атома на молекула?

• нафта;
• газьол;
• бензин;
• Керосин.

3. Каква е целта на крекинг на тежки петролни продукти?

• производство на метан;
• Получаване на бензинови фракции с висока детонационна устойчивост;
• Производство на синтез газ;
• Производство на водород.

4. Кой процес не е свързан с нефтопреработката?

• коксуване;
• Фракционна дестилация;
• Каталитичен крекинг;
• Термичен крекинг.

5. Кое от следните събития е най-опасно за водните екосистеми?

• Нарушаване на херметичността на нефтопровода;
• Разлив на масло в резултат на авария на танкер;
• Нарушаване на технологията по време на дълбок добив на нефт на сушата;
• Транспорт на въглища по море.

6. От образуване на метан природен газ, вземете:

• синтез газ;
• Етилен;
• ацетилен;
• Бутадиен.

7. Какви характеристики отличават бензина за каталитичен крекинг от чистия дестилиран бензин?

• Наличие на алкени;
• Наличие на алкини;
• Наличието на въглеводороди с разклонена верига от въглеродни атоми;
• Висока устойчивост на детонация.

Резултатът от теста се вижда веднага на екрана.

Домашна работа:§ 10, пр. 1 – 8

Литература:

1. Л. Ю. Аликберова “ Забавна химия– М.: „АСТ-Прес“, 1999 г.
2. О. С. Габриелян, И. Г. Остроумов „Наръчник за учители по химия, 10 клас.” – М.: „Блик и К”, 2001 г.
3. О. С. Габриелян, Ф. Н. Маскаев, С. Ю. Пономарев, В. И. Теренин „Химия 10 клас.” – М.: „Дрофа”, 2003.

Глава 1. ГЕОХИМИЯ НА ПРОУЧВАНЕТО НА НЕФТ И ФОСИЛИ.. 3

§ 1. Произход на изкопаемите горива. 3

§ 2. Газови и нефтени скали. 4

Глава 2. ПРИРОДНИ ИЗТОЧНИЦИ... 5

Глава 3. ПРОМИШЛЕНО ДОБИВАНЕ НА ВЪГЛЕВОДОРОДИ... 8

Глава 4. ОБРАБОТКА НА МАСЛО... 9

§ 1. Фракционна дестилация.. 9

§ 2. Напукване. 12

§ 3. Реформиране. 13

§ 4. Отстраняване на сяра.. 14

Глава 5. ПРИЛОЖЕНИЯ НА ВЪГЛЕВОДОРОДИТЕ... 14

§ 1. Алкани.. 15

§ 2. Алкени.. 16

§ 3. Алкини.. 18

§ 4. Арени.. 19

Глава 6. Анализ на състоянието нефтена индустрия. 20

Глава 7. Характеристики и основни тенденции в нефтената индустрия. 27

Списък на използваната литература... 33

Първите теории, които разглеждат принципите, определящи появата на петролни залежи, обикновено се ограничават главно до въпроса къде се натрупва. През последните 20 години обаче стана ясно, че за да се отговори на този въпрос е необходимо да се разбере защо, кога и в какви количества се е образувал нефт в даден басейн, както и да се разбере и установи в резултат на какви процеси той възникват, мигрират и се натрупват. Тази информация е абсолютно необходима за подобряване на ефективността на проучването на нефт.

Образуването на въглеводородни вкаменелости, според съвременните възгледи, е настъпило в резултат на сложна последователност от геохимични процеси (виж Фиг. 1) в първоначалните газови и нефтени резервоари. скали. При тези процеси компонентите на различни биологични системи (вещества от естествен произход) се превръщат във въглеводороди и в по-малка степен в полярни съединения с различна термодинамична стабилност - в резултат на утаяването на вещества от естествен произход и последващото им покриване със седиментни скали, под въздействието на повишена температура и повишено налягане в повърхностните слоеве на земната кора. Първичната миграция на течни и газообразни продукти от първоначалния слой газ-нефт и последващата им вторична миграция (през носещи хоризонти, премествания и др.) В порести наситени с нефт скали води до образуване на отлагания на въглеводородни материали, по-нататъшната миграция на което се предотвратява чрез заключване на отлаганията между непорести слоеве от скали .

В екстракти от органична материя от седиментни скали с биогенен произход се откриват съединения със същата химическа структура като тези в петрола. За геохимията имат спец важнонякои от тези съединения се считат за "биологични маркери" ("химически вкаменелости"). Такива въглеводороди имат много общо със съединенията, открити в биологични системи (например липиди, пигменти и метаболити), от които е образувано маслото. Тези съединения не само демонстрират биогенен произход природни въглеводороди, но и ви позволяват да получите много важна информацияза газ и нефтоносни скали, както и за естеството на узряване и произход, миграция и биоразграждане, довели до образуването на специфични находища на газ и нефт.

Фигура 1 Геохимични процеси, водещи до образуването на изкопаеми въглеводороди.

Газонефтената скала се счита за фино диспергирана седиментна скала, която, когато е естествено отложена, е довела или може да доведе до образуването и освобождаването на значителни количества нефт и (или) газ. Класификацията на такива скали се основава на съдържанието и вида на органичната материя, състоянието на нейната метаморфна еволюция (химични трансформации, протичащи при температури от приблизително 50-180 ° C), както и естеството и количеството на въглеводородите, които могат да бъдат получени от нея . Керогенът на органичната материя в биогенните седиментни скали може да се намери в голямо разнообразие от форми, но може да бъде разделен на четири основни типа.

1) липтинити– имат много високо съдържание на водород, но ниско съдържание на кислород; техният състав се определя от наличието на алифатни въглеродни вериги. Предполага се, че липтинитите се образуват главно от водорасли (обикновено подложени на бактериално разлагане). Имат висока способност да се превръщат в масло.

2) изходи– имат високо съдържание на водород (макар и по-ниско от това на липтинитите), богати на алифатни вериги и наситени нафтени (алициклични въглеводороди), както и ароматни пръстени и кислородсъдържащи функционални групи. Това органично вещество се образува от такива растителни материали, като спори, прашец, кожички и други структурни части на растенията. Екзинитите имат добра способност да се трансформират в нефт и газов кондензат, а на по-високи етапи от метаморфната еволюция в газ.

3) Витршита– имат ниско съдържание на водород, високо съдържание на кислород и се състоят предимно от ароматни структури с къси алифатни вериги, свързани с функционални групи, съдържащи кислород. Те са формирани от структурирани дървесни (лигноцелулозни) материали и имат ограничена способностсе превръща в нефт, но има добра способност да се превръща в газ.

4) Инертинитиса черни, непрозрачни кластични скали (с високо съдържание на въглерод и ниско съдържание на водород), които са образувани от силно модифицирани дървесни предшественици. Те нямат способността да се превръщат в нефт и газ.

Основните фактори, по които се разпознава газофтовата скала, са нейното съдържание на кероген, вида на органичната материя в керогена и етапа на метаморфна еволюция на тази органична материя. Добрите газонефтени скали са тези, които съдържат 2-4% органична материя от вида, от който могат да се образуват и отделят съответните въглеводороди. При благоприятни геохимични условия образуването на нефт може да възникне от седиментни скали, съдържащи органична материя като липтинит и екзинит. Образуването на газови находища обикновено се случва в скали, богати на витринит или в резултат на термичен крекинг на първоначално образувания нефт.

В резултат на последващото погребване на седименти от органична материя под горните слоеве на седиментни скали, този материал е изложен на все по-високи температури, което води до термично разлагане на кероген и образуване на нефт и газ. Образуването на нефт в количества, представляващи интерес за промишленото развитие на находището, става при определени условия във времето и температурата (дълбочина на залягане), като времето за образуване е по-дълго, колкото по-ниска е температурата (това не е трудно да се разбере, ако приемем, че реакцията протича по уравнение от първи ред и има зависимост на Арениус от температурата). Например, същото количество масло, което се е образувало при температура от 100°C за приблизително 20 милиона години, трябва да се образува при температура от 90°C за 40 милиона години и при температура от 80°C за 80 милиона години . Скоростта на образуване на въглеводороди от кероген се удвоява приблизително на всеки 10°C повишаване на температурата. въпреки това химичен съставкероген. може да бъде изключително разнообразен и следователно посочената връзка между времето на узряване на маслото и температурата на този процес може да се разглежда само като основа за приблизителни оценки.

Съвременните геохимични изследвания показват, че на континенталния шелф Северно мореНа всеки 100 m увеличаване на дълбочината е придружено от повишаване на температурата с приблизително 3°C, което означава, че богатите на органични вещества седиментни скали са образували течни въглеводороди на дълбочини от 2500-4000 m за период от 50-80 милиона години. Леките масла и кондензатите очевидно са се образували на дълбочина 4000-5000 m, а метанът (сух газ) - на дълбочина над 5000 m.

Естествени източници на въглеводороди са изкопаемите горива – нефт и газ, въглища и торф. Залежите от суров нефт и газ са възникнали преди 100-200 милиона години от микроскопични морски растенияи животни, които са били включени в седиментни скали, образувани на морското дъно.За разлика от тях въглищата и торфът са започнали да се образуват преди 340 милиона години от растения, които растат на сушата.

Природният газ и суровият петрол обикновено се намират заедно с водата в нефтени пластове, разположени между слоевете скали (Фигура 2). Терминът "природен газ" също се прилага за газове, които се образуват в природни условияв резултат на разлагането на въглищата. Природен газ и суров нефт се разработват на всички континенти с изключение на Антарктида. Най-големите производители на природен газ в света са Русия, Алжир, Иран и САЩ. Най-големите производители на суров петрол са Венецуела, Саудитска Арабия, Кувейт и Иран.

Природният газ се състои главно от метан (Таблица 1).

Суровият петрол е мазна течност, която може да варира на цвят от тъмнокафяво или зелено до почти безцветно. Съдържа голям брой алкани. Сред тях има прави алкани, разклонени алкани и циклоалкани с брой въглеродни атоми от пет до 40. Промишленото наименование на тези циклоалкани е нахтани. Суровият нефт също съдържа приблизително 10% ароматни въглеводороди, както и малки количества други съединения, съдържащи сяра, кислород и азот.

ПРИРОДНИ ИЗТОЧНИЦИ НА ВЪГЛЕВОДОРОДИ

Всички въглеводороди са толкова различни -
Течни и твърди и газообразни.
Защо има толкова много от тях в природата?
Става въпрос за ненаситния въглерод.

Наистина, този елемент, като никой друг, е „ненаситен“: той се стреми да образува вериги, прави и разклонени, пръстени или мрежи от многото си атоми. Следователно има много съединения на въглеродни и водородни атоми.

Въглеводородите са както природен газ - метан, така и друг битов запалим газ, който се използва за пълнене на бутилки - пропан C 3 H 8. Въглеводородите включват нефт, бензин и керосин. И също така - органичен разтворител C 6 H 6, парафин, от който се правят новогодишни свещи, вазелин от аптеката и дори найлонов пликза опаковане на продукти...

Най-важните природни източници на въглеводороди са минералите - въглища, нефт, газ.

ВЪГЛИЩА

Повече се знае по света 36 хилядивъглищни басейни и находища, които заедно заемат 15% територии глобус. Въглищните басейни могат да се простират на хиляди километри. Общите геоложки запаси от въглища на земното кълбо са 5 трилиона 500 милиарда тона, включително проучени находища - 1 трилион 750 милиарда тона.

Има три основни вида изкопаеми въглища. При изгаряне на кафяви въглища и антрацит пламъкът е невидим и горенето е бездимно, докато каменните въглища издават силен пукащ звук при горене.

Антрацит- най-старите изкопаеми въглища. Отличава се с висока плътност и блясък. Съдържа до 95% въглерод.

Въглища– съдържа до 99% въглерод. От всички изкопаеми въглища той има най-широко приложение.

Кафяви въглища– съдържа до 72% въглерод. Има кафяв цвят. Като най-младите изкопаеми въглища, те често запазват следи от структурата на дървото, от което са били образувани. Характеризира се с висока хигроскопичност и високо съдържание на пепел ( от 7% до 38%),следователно се използва само като местно гориво и като суровина за химическа обработка. По-специално, чрез хидрогениране се получават ценни видове течно гориво: бензин и керосин.

Карбонова основна компонентвъглища( 99% ), кафяви въглища ( до 72%). Произходът на името въглерод, тоест „раждане на въглища“. По същия начин латинското наименование „carboneum“ съдържа корена carbo-charcoal в основата си.

Подобно на нефта, въглищата съдържат големи количества органични вещества. В допълнение към органичните вещества, той съдържа и неорганични вещества, като вода, амоняк, сероводород и, разбира се, самия въглерод - въглища. Един от основните методи за преработка на въглищата е коксуването - калциниране без достъп на въздух. В резултат на коксуване, което се извършва при температура 1000 0 С, се образува:

Коксов газ– съдържа водород, метан, въглероден диоксид и въглероден диоксид, примеси на амоняк, азот и други газове.

Каменовъглен катран – съдържа няколкостотин различни органични вещества, включително бензен и неговите хомолози, фенол и ароматни алкохоли, нафталин и различни хетероциклични съединения.

Смола или амонячна вода – съдържащи, както подсказва името, разтворен амоняк, както и фенол, сероводород и други вещества.

Кока Кола– твърд коксов остатък, практически чист въглерод.

Коксът се използва в производството на желязо и стомана, амонякът се използва в производството на азотни и комбинирани торове, а значението на продуктите от органично коксуване трудно може да бъде надценено. Каква е географията на разпространение на този минерал?

Основната част от въглищните ресурси се намират в северното полукълбо - Азия, Северна Америка, Евразия. Кои страни се отличават по отношение на запасите и производството на въглища?

Китай, САЩ, Индия, Австралия, Русия.

Основните износители на въглища са страни.

САЩ, Австралия, Русия, Южна Африка.

Основни центрове за внос.

Япония, Чужда Европа.

Това е много замърсяващо околната среда гориво. При добива на въглища възникват експлозии и метанови пожари и възникват определени екологични проблеми.

Замърсяване на околната среда е всяка нежелана промяна в състоянието на тази среда в резултат на икономическата дейност на човека. Това се случва и по време на копаене. Нека си представим ситуацията в района на въгледобив. Заедно с въглищата се издига на повърхността голяма сумаотпадъчни скали, които просто се изпращат на сметищата като ненужни. Постепенно се формира купища отпадъци- огромни, високи десетки метри, конусовидни планини от скални отпадъци, които изкривяват външния вид на естествения пейзаж. Всички въглища, издигнати на повърхността, ще бъдат ли транспортирани до потребителя? Разбира се, че не. В крайна сметка процесът не е херметичен. Огромно количество въглищен прах се утаява на повърхността на земята. В резултат на това съставът на почвите и подземните води се променя, което неизбежно ще засегне животните и зеленчуков святокръг.

Въглищата съдържат радиоактивен въглерод - С, но след изгаряне на горивото опасното вещество, заедно с дима, навлиза във въздуха, водата, почвата и се синтерова в шлака или пепел, която се използва за производството на строителни материали. В резултат на това стените и таваните в жилищните сгради „потъват“ и представляват заплаха за човешкото здраве.

МАСЛО

Маслото е познато на човечеството от древни времена. Добит е на брега на Ефрат

6-7 хиляди години пр.н.е ъъъ . Използвал се е за осветление на жилища, за приготвяне на хоросани, като лекарства и мехлеми и за балсамиране. Петролът в древния свят беше страхотно оръжие: реки от огън се изливаха върху главите на тези щурмуващи крепостни стени, горящи стрели, потопени в масло, летяха към обсадените градове. Маслото беше неразделна част от запалителния агент, който влезе в историята под името "гръцки огън"През Средновековието се използва предимно за улично осветление.

Проучени са над 600 нефтени и газови басейни, 450 се разработват , А общ бройнефтените находища достигат 50 хил.

Има леки и тежки масла. Лекият нефт се извлича от недрата с помощта на помпи или по метода на фонтана. Това масло се използва главно за производство на бензин и керосин. Тежките сортове нефт понякога дори се извличат по минен метод (в Република Коми) и от него се приготвят битум, мазут и различни масла.

Маслото е най-универсалното гориво, висококалорично. Добивът му е сравнително прост и евтин, тъй като при извличането на нефт не е необходимо хората да се поставят под земята. Транспортирането на петрол по тръбопроводи не е голям проблем. Основният недостатък на този вид гориво е ниската му ресурсна наличност (около 50 години ) . Общите геоложки запаси са 500 милиарда тона, включително проучени 140 милиарда тона .

IN 2007 година руските учени доказаха на световната общност, че подводните хребети Ломоносов и Менделеев, които се намират в Северния ледовит океан, са зона на континенталния шелф и следователно принадлежат на Руската федерация. Учител по химия ще ви разкаже за състава на маслото и неговите свойства.

Петролът е „буца енергия“. Само с 1 мл от него можете да стоплите цяла кофа вода с един градус, а за да сварите кофа самовар ви трябва по-малко от половин чаша олио. По концентрация на енергия на единица обем маслото е на първо място сред естествените вещества. Дори радиоактивните руди не могат да се конкурират с него в това отношение, тъй като тяхното съдържание радиоактивни веществатолкова малък, че за извличане на 1 мг. Ядреното гориво изисква обработка на тонове скали.

Петролът е не само основата на горивно-енергийния комплекс на всяка държава.

Тук са на място известните думи на Д. И. Менделеев „Изгарянето на масло е същото като запалването на пещ банкноти". Всяка капка масло съдържа повече от 900 различни химични съединения, повече от половината от химичните елементи на периодичната система. Това наистина е чудо на природата, основата на маслото химическа индустрия. Приблизително 90% от цялото произведено масло се използва като гориво. Въпреки “ вашите 10%” , нефтохимическият синтез осигурява производството на много хиляди органични съединения, които задоволяват неотложните нужди на съвременното общество. Не напразно хората с уважение наричат ​​петрола „черно злато“, „кръвта на Земята“.

Маслото е мазна тъмнокафява течност с червеникав или зеленикав оттенък, понякога черна, червена, синя или светла и дори прозрачна с характерна остра миризма. Има нефт, който е бял или безцветен като водата (например в находището Сурухан в Азербайджан, в някои находища в Алжир).

Съставът на маслото не е същият. Но всички те обикновено съдържат три вида въглеводороди - алкани (предимно с нормална структура), циклоалкани и ароматни въглеводороди. Съотношението на тези въглеводороди в петрола от различни находища е различно: например нефтът Мангишлак е богат на алкани, а нефтът в района на Баку е богат на циклоалкани.

Основните залежи на нефт се намират в северното полукълбо. Обща сума 75 Държавите в света произвеждат петрол, но 90% от производството идва от само 10 държави. Близо до ? световните запаси от петрол представляват развиващи се държави. (Учителят назовава и показва на картата).

Основни страни производителки:

Саудитска Арабия, САЩ, Русия, Иран, Мексико.

В същото време повече 4/5 Потреблението на петрол представлява делът на икономически развитите страни, които са основните страни вносители:

Япония, чужда Европа, САЩ.

Никъде не се използва суров петрол, но се използват петролни продукти.

Рафиниране на нефт

Съвременната инсталация се състои от пещ за нагряване на масло и дестилационна колона, където маслото се разделя на фракции –отделни смеси от въглеводороди в съответствие с техните точки на кипене: бензин, нафта, керосин. Пещта има дълга тръба, навита на намотка. Пещта се нагрява от продукти от горенето на мазут или газ. Маслото непрекъснато се подава в намотката: там се нагрява до 320 - 350 0 C под формата на смес от течност и пара и навлиза в дестилационната колона. Дестилационната колона е стоманен цилиндричен апарат с височина около 40 m. Той има няколко десетки хоризонтални прегради с дупки вътре - така наречените плочи. Маслените пари, влизащи в колоната, се издигат нагоре и преминават през отвори в плочите. Постепенно се охлаждат, докато се движат нагоре, те частично се втечняват. По-малко летливите въглеводороди се втечняват още на първите плочи, образувайки фракция на газьол; по-летливите въглеводороди се събират по-високо и образуват керосиновата фракция; още по-висока – нафта фракция. Най-летливите въглеводороди излизат от колоната като пари и след кондензация образуват бензин. Част от бензина се подава обратно в колоната за „напояване“, което допринася за по-добри условия на работа. (Запишете в тетрадката). Бензин – съдържа въглеводороди C5 – C11, кипящи в диапазона от 40 0 ​​°C до 200 0 C; нафта – съдържа С8 - С14 въглеводороди с температура на кипене от 120 0 С до 240 0 С Керосин - съдържа С12 – С18 въглеводороди, кипящи при температура от 180 0 С до 300 0 С; газьол - съдържа C13 – C15 въглеводороди, дестилирани при температури от 230 0 C до 360 0 C; смазочни масла - C16 - C28, кипят при температура 350 0 C и по-висока.

След дестилиране на леки продукти от нефт остава вискозна черна течност - мазут. Това е ценна смес от въглеводороди. Смазочните масла се получават от мазут чрез допълнителна дестилация. Недестилируемата част от мазута се нарича катран, който се използва в строителството и за настилка на пътища (Демонстрация на видео фрагмент). Най-ценната фракция от директната дестилация на петрол е бензинът. Въпреки това, добивът на тази фракция не надвишава 17-20% от теглото на суровия нефт. Възниква проблем: как да се задоволят все по-нарастващите нужди на обществото от автомобилно и авиационно гориво? Решението е намерено в края на 19 век от руски инженер Владимир Григориевич Шухов. IN 1891 година той за първи път извършва индустриален напукванекеросинова фракция на петрола, което направи възможно увеличаването на добива на бензин до 65-70% (на базата на суров нефт). Само за развитието на процеса на термичен крекинг на петролни продукти, благодарното човечество вписа със златни букви името на този уникален човек в историята на цивилизацията.

Продуктите, получени в резултат на ректификацията на нефта, се подлагат на химическа обработка, която включва редица сложни процеси, един от които е крекинг на нефтопродукти (от англ. Cracking - разцепване). Има няколко вида крекинг: термичен, каталитичен, крекинг под високо налягане и редукционен крекинг. Термичният крекинг включва разделянето на въглеводородни молекули от дълга веригакъм по-късите под влияние висока температура(470-550°С). По време на това разцепване се образуват алкени заедно с алкани:

В момента каталитичният крекинг е най-разпространеният. Извършва се при температура 450-500 0 С, но при по-висока скорост и дава възможност за получаване на по-качествен бензин. При условия на каталитичен крекинг, заедно с реакциите на разделяне, протичат реакции на изомеризация, т.е. превръщането на въглеводороди с нормална структура в разклонени въглеводороди.

Изомеризацията влияе върху качеството на бензина, тъй като наличието на разклонени въглеводороди значително увеличава октановото му число. Крекингът се класифицира като така наречения вторичен процес на рафиниране на нефт. Редица други каталитични процеси, като реформинг, също се класифицират като вторични. Реформиране- Това е ароматизацията на бензина чрез нагряване в присъствието на катализатор, например платина. При тези условия алканите и циклоалканите се превръщат в ароматни въглеводороди, в резултат на което октановото число на бензина също се увеличава значително.

Екология и петролно поле

За нефтохимическото производство екологичният проблем е особено належащ. Производството на петрол включва разходи за енергия и замърсяване на околната среда. Опасен източник на замърсяване на Световния океан е офшорният добив на нефт, а Световният океан се замърсява и по време на транспортирането на нефт. Всеки от нас е виждал по телевизията последствията от инциденти с петролни танкери. Черни брегове, покрити със слой мазут, черен прибой, задъхани делфини, Птици, чиито крила са покрити с вискозно мазут, хора в защитни костюми, събиращи масло с лопати и кофи. Бих искал да предоставя данни за сериозна екологична катастрофа, която се случи в Керченския пролив през ноември 2007 г. Във водата са попаднали 2 хиляди тона петролни продукти и около 7 хиляди тона сяра. Най-засегнати от бедствието бяха Тузланската коса, която се намира на кръстовището на Черно и Азовско море, и Чушката коса. След инцидента мазутът се утаява на дъното, причинявайки смъртта на малката сърцевидна раковина, основната храна на морските обитатели. Възстановяването на екосистемата ще отнеме 10 години. Повече от 15 хиляди птици са умрели. Литър масло, попаднал във водата, се разлива по повърхността й на петна с площ от 100 кв.м. Масленият филм, макар и много тънък, образува непреодолима бариера по пътя на кислорода от атмосферата към водния стълб. В резултат на това се нарушава кислородният режим и океанът „задушава“.Планктонът, който е в основата на хранителната верига на океана, умира. В момента около 20% от площта на Световния океан вече е покрита с петролни разливи, а площта, засегната от петролно замърсяване, нараства. Освен факта, че Световният океан е покрит с маслен филм, можем да го наблюдаваме и на сушата. Например в нефтени полета Западен Сибиргодишно се излива повече нефт, отколкото може да побере танкерът - до 20 милиона тона. Около половината от този нефт попада на земята в резултат на аварии, останалата част е „планирани“ бликания и течове по време на стартиране на кладенци, проучвателни сондажи и ремонт на тръбопроводи. Най-голямата площ на земя, замърсена с нефт, според Комитета по заобикаляща средаЯмало-Ненецки автономен окръг, разположен в Пуровски район.

ПРИРОДЕН И СЪПЪТЕН НЕФТЕН ГАЗ

Природният газ съдържа въглеводороди с ниска молекулно тегло, основните компоненти са метан. Съдържанието му в газ от различни находища варира от 80% до 97%. Освен метан - етан, пропан, бутан. Неорганични: азот – 2%; CO2; H2O; H2S, благородни газове. Когато природният газ гори, той произвежда много топлина.

По своите свойства природният газ като гориво превъзхожда дори нефта, по-калоричен е. Това е най-младият клон на горивната индустрия. Газът е още по-лесен за добив и транспорт. Това е най-икономичното от всички видове гориво. Има обаче някои недостатъци: сложен междуконтинентален транспорт на газ. Танкерите за метан, превозващи газ във втечнено състояние, са изключително сложни и скъпи конструкции.

Използва се като: ефективно гориво, суровини в химическата промишленост, в производството на ацетилен, етилен, водород, сажди, пластмаси, оцетна киселина, багрила, лекарства и др. Свързани (петролни газове) са природни газове, които се разтварят в масло и са освободен по време на копаене Петролният газ съдържа по-малко метан, но повече пропан, бутан и други висши въглеводороди. Къде се произвежда газът?

Повече от 70 страни по света имат промишлени запаси от газ. Освен това, както в случая с петрола, развиващите се страни имат много големи запаси. Но основно се извършва добив на газ развитите страни. Те имат способността да го използват или начин да продават газ на други страни на същия континент. Международната търговия с газ е по-малко активна от търговията с петрол. Около 15% от световния газ се доставя на международния пазар. Почти 2/3 от световното производство на газ идва от Русия и САЩ. Несъмнено водещият регион за добив на газ не само у нас, но и в света е Ямало-Ненецкият автономна област, където тази индустрия се развива вече 30 години. Нашият град Нов Уренгойс право е призната за газова столица. Най-големите находища включват Urengoyskoye, Yamburgskoye, Medvezhye, Zapolarnoye. Уренгойското находище е включено в Книгата на рекордите на Гинес. Запасите и производството на находището са уникални. Проучените запаси надхвърлят 10 трлн. м 3, от началото на експлоатацията вече са произведени 6 трлн. м 3. През 2008 г. OJSC Gazprom планира да извлече 598 милиарда m 3 „синьо злато“ от находището Urengoy.

Газ и екология

Несъвършенството на технологията за производство на нефт и газ и тяхното транспортиране причинява постоянно изгаряне на газови обеми в отоплителните агрегати на компресорните станции и във факели. Компресорните станции генерират около 30% от тези емисии. Около 450 хиляди тона природен и съпътстващ газ се изгарят годишно във факли, докато повече от 60 хиляди тона замърсители се отделят в атмосферата.

Нефтът, газът, въглищата са ценни суровини за химическата промишленост. В близко бъдеще ще им бъде намерена замяна в горивно-енергийния комплекс на страната ни. В момента учените търсят начини да използват слънчевата и вятърната енергия и ядреното гориво, за да заменят напълно петрола. Най-обещаващият вид гориво на бъдещето е водородът. Намаляването на използването на нефт в топлоенергетиката е пътят не само към по-рационалното му използване, но и към запазването на тази суровина за бъдещите поколения. Въглеводородните суровини трябва да се използват само в преработвателната промишленост за получаване на различни продукти. За съжаление ситуацията все още не се е променила и до 94% от произведения петрол служи като гориво. Д. И. Менделеев мъдро каза: „Да гориш петрол е същото като да нагряваш пещ с банкноти.“