Looduslikud süsivesinike maagaasiallikad. Looduslikud süsivesinike allikad – Knowledge Hypermarket

SÜSIVESIKUTE LOODUSLIKUD ALLIKAD

Süsivesinikud on kõik nii erinevad -
Vedel, tahke ja gaasiline.
Miks on neid looduses nii palju?
See on küllastumatu süsinik.

Tõepoolest, see element, nagu ükski teine, on "täitmatu": see püüab moodustada ahelaid, sirgeid ja hargnenud, seejärel rõngaid ja seejärel võre paljudest oma aatomitest. Sellest ka paljud süsiniku- ja vesinikuaatomite ühendid.

Süsivesinikud on nii maagaas - metaan kui ka teine ​​majapidamises kasutatav põlev gaas, mis on täidetud balloonidega - propaan C 3 H 8. Süsivesinikud on nafta, bensiin ja petrooleum. Ja ka - orgaaniline lahusti C 6 H 6, parafiin, millest valmistatakse uusaastaküünlaid, apteegist pärit vaseliin ja isegi kilekott toidu pakendamiseks ...

Olulisemad looduslikud süsivesinike allikad on mineraalid – kivisüsi, nafta, gaas.

SÜSI

Rohkem tuntud üle maailma 36 tuhat söebasseinid ja -maardlad, mis koos hõivavad 15% maakera territooriumid. Söeväljad võivad ulatuda tuhandete kilomeetriteni. Kokku on maakera kivisöe üldised geoloogilised varud 5 triljonit 500 miljardit tonni, sealhulgas uuritud hoiused - 1 triljon 750 miljardit tonni.

Fossiilseid süsi on kolm peamist tüüpi. Pruunsöe, antratsiidi põletamisel on leek nähtamatu, põlemine on suitsuvaba ja kivisüsi tekitab põlemisel valju pragu.

Antratsiiton vanim fossiilne kivisüsi. Erineb suure tiheduse ja läike poolest. Sisaldab kuni 95% süsinik.

Kivisüsi- sisaldab kuni 99% süsinik. Kõigist fossiilsetest kivisöest on see kõige laialdasemalt kasutatav.

Pruun kivisüsi- sisaldab kuni 72% süsinik. On pruuni värvi. Noorima fossiilse kivisöena on sellel sageli jäljed selle puu struktuurist, millest see moodustati. Erineb kõrge hügroskoopsuse ja kõrge tuhasisalduse poolest ( 7% kuni 38%), seetõttu kasutatakse seda ainult kohaliku kütusena ja keemilise töötlemise toorainena. Eelkõige saadakse hüdrogeenimise teel väärtuslikke vedelkütuseid: bensiin ja petrooleum.

Süsinik on kivisöe peamine koostisosa 99% ), pruunsüsi ( kuni 72%). Süsiniku nimetuse päritolu, st "kandev kivisüsi". Samamoodi sisaldab põhjas olev ladinakeelne nimetus "carboneum" juurt carbo-coal.

Nagu õli, sisaldab kivisüsi suures koguses orgaanilist ainet. Lisaks orgaanilistele ainetele hõlmab see ka anorgaanilisi aineid, nagu vesi, ammoniaak, vesiniksulfiid ja loomulikult süsinik ise - kivisüsi. Üks peamisi kivisöe töötlemise viise on koksimine – kaltsineerimine ilma õhu juurdepääsuta. Temperatuuril 1000 0 C teostatava koksimise tulemusena moodustub:

koksiahju gaas- koosneb vesinikust, metaanist, süsinikmonooksiidist ja süsinikdioksiidist, ammoniaagi lisanditest, lämmastikust ja muudest gaasidest.

Kivisöetõrv - sisaldab mitusada erinevat orgaanilist ainet, sealhulgas benseeni ja selle homolooge, fenooli ja aromaatseid alkohole, naftaleeni ja erinevaid heterotsüklilisi ühendeid.

Top-tõrv või ammoniaagivesi - sisaldab, nagu nimigi ütleb, lahustunud ammoniaaki, samuti fenooli, vesiniksulfiidi ja muid aineid.

Koks– tahke koksimise jääk, praktiliselt puhas süsinik.

Koksi kasutatakse raua ja terase tootmisel, ammoniaaki kasutatakse lämmastiku ja kombineeritud väetiste tootmisel ning orgaaniliste koksitoodete tähtsust ei saa üle hinnata. Milline on selle mineraali leviku geograafia?

Põhiosa söeressurssidest langeb põhjapoolkerale - Aasiale, Põhja-Ameerikale, Euraasiale. Millised riigid paistavad silma varude ja söe tootmise poolest?

Hiina, USA, India, Austraalia, Venemaa.

Riigid on peamised kivisöe eksportijad.

USA, Austraalia, Venemaa, Lõuna-Aafrika.

peamised impordikeskused.

Jaapan, ülemere-Euroopa.

See on keskkonnale väga määrdunud kütus. Söekaevandamisel toimuvad plahvatused ja metaani tulekahjud ning tekivad teatud keskkonnaprobleemid.

Keskkonnareostus - see on inimtegevusest tingitud soovimatu muutus selle keskkonna seisundis. Seda juhtub ka kaevanduses. Kujutage ette olukorda söekaevanduspiirkonnas. Koos kivisöega tõuseb pinnale tohutul hulgal aherainet, mis tarbetuna saadetakse lihtsalt prügimäele. Moodustub järk-järgult jäätmehunnikuid- tohutud, kümnete meetrite kõrgused koonusekujulised aherainemäed, mis moonutavad loodusmaastiku ilmet. Ja kas kogu maapinnale tõstetud kivisüsi eksporditakse tingimata tarbijale? Muidugi mitte. Lõppude lõpuks ei ole protsess hermeetiline. Maa pinnale settib tohutul hulgal söetolmu. Selle tulemusena muutub pinnase ja põhjavee koostis, mis paratamatult mõjutab piirkonna taimestikku ja loomastikku.

Kivisüsi sisaldab radioaktiivset süsinikku - C, kuid pärast kütuse põletamist satub ohtlik aine koos suitsuga õhku, vette, pinnasesse ning küpseb räbu või tuhaks, millest toodetakse ehitusmaterjale. Selle tulemusena "hõõguvad" seinad ja laed elamutes ning ohustavad inimeste tervist.

ÕLI

Õli on inimkonnale teada olnud iidsetest aegadest. Eufrati kaldal see kaevandati

6-7 tuhat aastat eKr uh . Seda kasutati eluruumide valgustamiseks, mördi valmistamiseks, ravimite ja salvidena ning palsameerimiseks. Nafta oli iidses maailmas hirmuäratav relv: tulised jõed kallasid kindlusemüüridele tunginud inimeste pähe, õlisse kastetud põlevad nooled lendasid ümberpiiratud linnadesse. Nafta oli selle nime all ajalukku läinud süüteaine lahutamatu osa "Kreeka tuli" Keskajal kasutati seda peamiselt tänavavalgustusena.

Uuritud on üle 600 nafta- ja gaasibasseini, 450 on väljatöötamisel , ja naftaväljade koguarv ulatub 50 tuhandeni.

Eristage kerget ja rasket õli. Kerge õli ammutatakse aluspinnasest pumpade või purskkaevude meetodil. Sellisest õlist valmistatakse enamasti bensiini ja petrooleumi. Raskeid õlisid ekstraheeritakse mõnikord isegi kaevandusmeetodil (Komi Vabariigis) ning sellest valmistatakse bituumenit, kütteõli ja erinevaid õlisid.

Õli on kõige mitmekülgsem, kõrge kalorsusega kütus. Selle kaevandamine on suhteliselt lihtne ja odav, sest nafta ammutamisel pole vaja inimesi maa alla lasta. Nafta transportimine torustike kaudu pole suur probleem. Seda tüüpi kütuse peamiseks puuduseks on ressursside vähene kättesaadavus (umbes 50 aastat ) . Üldgeoloogilised varud on 500 miljardit tonni, sealhulgas uuritud 140 miljardit tonni .

AT 2007 Vene teadlased tõestasid maailma üldsusele, et Põhja-Jäämeres asuvad Lomonossovi ja Mendelejevi veealused seljandikud on mandri šelfitsoon ja kuuluvad seetõttu Venemaa Föderatsiooni. Keemiaõpetaja räägib õli koostisest, omadustest.

Nafta on "energia kimp". Vaid 1 ml sellest saab ühe kraadi võrra soojendada terve ämbritäie vett ja ämbrisamovari keetmiseks läheb vaja vähem kui pool klaasi õli. Energiasisalduse poolest mahuühiku kohta on nafta looduslike ainete hulgas esikohal. Isegi radioaktiivsed maagid ei suuda sellega võistelda, kuna neis on radioaktiivsete ainete sisaldus nii väike, et ekstraheeritakse 1mg. tuumakütust tuleb töödelda tonnide kaupa kive.

Nafta pole mitte ainult mis tahes riigi kütuse- ja energiakompleksi alus.

Siin on paigas D. I. Mendelejevi kuulsad sõnad “Õli põletamine on sama, mis ahju kütmine pangatähed". Iga tilk õli sisaldab rohkem kui 900 mitmesugused keemilised ühendid, üle poole perioodilise tabeli keemilistest elementidest. See on tõeline looduse ime, naftakeemiatööstuse alus. Umbes 90% kogu toodetud õlist kasutatakse kütusena. Vaatamata “ oma 10%” , naftakeemia süntees annab tuhandeid orgaanilisi ühendeid, mis rahuldavad kaasaegse ühiskonna pakilised vajadused. Pole ime, et inimesed nimetavad naftat lugupidavalt "mustaks kullaks", "maa vereks".

Õli on õline tumepruun vedelik, millel on punakas või rohekas toon, mõnikord must, punane, sinine või hele ja isegi läbipaistev iseloomuliku terava lõhnaga. Mõnikord on nafta valge või värvitu, nagu vesi (näiteks Aserbaidžaanis Surukhanskoje väljal, Alžeerias mõnel väljal).

Õli koostis ei ole sama. Kuid kõik need sisaldavad tavaliselt kolme tüüpi süsivesinikke - alkaane (peamiselt normaalse struktuuriga), tsükloalkaane ja aromaatseid süsivesinikke. Nende süsivesinike suhe erinevate põldude naftas on erinev: näiteks Mangyshlaki nafta on rikas alkaanide poolest, Bakuu piirkonna nafta aga tsükloalkaanide poolest.

Peamised naftavarud asuvad põhjapoolkeral. Kokku 75 maailma riigid toodavad naftat, kuid 90% selle toodangust langeb vaid 10 riigi osakaalule. Lähedal ? maailma naftavarud asuvad arengumaades. (Õpetaja helistab ja näitab kaardil).

Peamised tootjariigid:

Saudi Araabia, USA, Venemaa, Iraan, Mehhiko.

Samal ajal rohkem 4/5 naftatarbimine langeb majanduslikult arenenud riikide osakaalule, mis on peamised importivad riigid:

Jaapan, Ülemere-Euroopa, USA.

Õli toores kujul ei kasutata kusagil, küll aga kasutatakse rafineeritud tooteid.

Nafta rafineerimine

Kaasaegne tehas koosneb õlikütte ahjust ja destilleerimiskolonnist, kuhu õli eraldatakse fraktsioonid -üksikud süsivesinike segud vastavalt nende keemistemperatuuridele: bensiin, nafta, petrooleum. Ahjul on spiraaliks keritud pikk toru. Ahju köetakse kütteõli või gaasi põlemisproduktidega. Õli juhitakse pidevalt spiraali: seal kuumutatakse see vedeliku ja auru seguna temperatuurini 320–350 0 C ning siseneb destilleerimiskolonni. Destillatsioonikolonn on terasest silindriline seade, mille kõrgus on umbes 40 m. Selle sees on mitukümmend horisontaalset aukudega vaheseina - nn plaadid. Kolonni sisenevad õliaurud tõusevad üles ja läbivad plaatide auke. Kui need ülespoole liikudes järk-järgult jahtuvad, siis nad osaliselt veelduvad. Vähem lenduvad süsivesinikud veelduvad juba esimestel plaatidel, moodustades gaasiõli fraktsiooni; rohkem lenduvaid süsivesinikke kogutakse eespool ja moodustavad petrooleumi fraktsiooni; veelgi kõrgem – tööstusbensiini fraktsioon. Kõige lenduvamad süsivesinikud väljuvad kolonnist aurudena ja moodustavad pärast kondenseerumist bensiini. Osa bensiinist juhitakse tagasi kolonni "kastmiseks", mis aitab kaasa paremale töörežiimile. (Sisestage märkmikusse). Bensiin - sisaldab süsivesinikke C5-C11, keeb vahemikus 40 0 ​​C kuni 200 0 C; nafta - sisaldab süsivesinikke C8 - C14 keemistemperatuuriga 120 0 C kuni 240 0 C; petrooleum - sisaldab süsivesinikke C12 - C18, keeb temperatuuril 180 0 C kuni 300 0 C; gaasiõli - sisaldab süsivesinikke C13 - C15, destilleeritud ära temperatuuril 230 0 C kuni 360 0 C; määrdeõlid - C16 - C28, keedetakse temperatuuril 350 0 C ja kõrgemal.

Pärast kergete toodete destilleerimist õlist jääb järele viskoosne must vedelik - kütteõli. See on väärtuslik süsivesinike segu. Määrdeõlid saadakse kütteõlist täiendava destilleerimise teel. Kütteõli mittedestilleerivat osa nimetatakse tõrvaks, mida kasutatakse ehitusel ja teede sillutamisel.(videofragmendi demonstratsioon). Nafta otsese destilleerimise kõige väärtuslikum fraktsioon on bensiin. Selle fraktsiooni saagis ei ületa aga 17-20% toornafta massist. Tekib probleem: kuidas rahuldada ühiskonna üha kasvavaid vajadusi auto- ja lennukikütuse osas? Lahenduse leidis 19. sajandi lõpus vene insener Vladimir Grigorjevitš Šuhov. AT 1891 aastal viis ta esmalt läbi tööstusliku pragunemine nafta petrooleumi fraktsioon, mis võimaldas suurendada bensiini saagist 65–70% -ni (arvestatuna toornaftaks). Ainult naftatoodete termilise krakkimise protsessi arendamiseks kirjutas tänulik inimkond selle ainulaadse inimese nime tsivilisatsiooni ajalukku kuldsete tähtedega.

Õli rektifikatsiooni tulemusena saadud tooted allutatakse keemilisele töötlemisele, mis hõlmab mitmeid keerulisi protsesse, millest üks on naftasaaduste krakkimine (inglise keelest "Cracking"-splitting). Krakkimist on mitut tüüpi: termiline, katalüütiline, kõrgsurvekrakkimine, redutseerimine. Termokrakkimine seisneb pika ahelaga süsivesinike molekulide lõhustamises kõrge temperatuuri (470-550 0 C) mõjul lühemateks. Selle lõhenemise käigus moodustuvad koos alkaanidega alkeenid:

Praegu on katalüütiline krakkimine kõige levinum. See viiakse läbi temperatuuril 450-500 0 C, kuid suurema kiirusega ja võimaldab teil saada kvaliteetsemat bensiini. Katalüütilise krakkimise tingimustes toimuvad koos lõhustamisreaktsioonidega ka isomerisatsioonireaktsioonid, st normaalse struktuuriga süsivesinike muundumine hargnenud ahelaga süsivesinikeks.

Isomerisatsioon mõjutab bensiini kvaliteeti, kuna hargnenud süsivesinike olemasolu suurendab oluliselt selle oktaanarvu. Krakkimist nimetatakse nafta rafineerimise nn sekundaarseteks protsessideks. Sekundaarseteks klassifitseeritakse ka mitmed teised katalüütilised protsessid, näiteks reformimine. Reformimine- see on bensiinide aromatiseerimine, kuumutades neid katalüsaatori, näiteks plaatina, juuresolekul. Nendes tingimustes muunduvad alkaanid ja tsükloalkaanid aromaatseteks süsivesinikeks, mille tulemusena suureneb oluliselt ka bensiini oktaanarv.

Ökoloogia ja naftaväli

Naftakeemia tootmise puhul on keskkonnaprobleem eriti aktuaalne. Nafta tootmist seostatakse energiakulude ja keskkonnareostusega. Ohtlikuks ookeanide saasteallikaks on avamere naftatootmine ning ookeanid saastuvad ka nafta transportimisel. Igaüks meist on telerist näinud naftatankerite õnnetuste tagajärgi. Mustad, õliga kaetud kaldad, must surf, lämbuvad delfiinid, Linnud, kelle tiivad on viskoosses kütteõlis, kaitseülikondades inimesed labidate ja ämbritega õli kogumas. Tahaksin tsiteerida 2007. aasta novembris Kertši väinas toimunud tõsise keskkonnakatastroofi andmeid. Vette sattus 2000 tonni naftasaadusi ja umbes 7000 tonni väävlit. Kõige enam said katastroofi tõttu kannatada Tuzla säär, mis asub Musta ja Aasovi mere ristumiskohas ning Tšuška säär. Pärast õnnetust settis põhja kütteõli, mis tappis väikese kestasüdamekujulise, mereelanike põhitoidu. Ökosüsteemi taastamiseks kulub 10 aastat. Üle 15 tuhande linnu suri. Vette kukkunud liiter õli levib üle selle pinna 100 ruutmeetri suuruste laikudena. Õlikile, kuigi väga õhuke, moodustab ületamatu barjääri hapniku teelt atmosfäärist veesambasse. Seetõttu on hapnikurežiim ja ookean häiritud. "lämbuma". Plankton, mis on ookeanide toiduahela selgroog, on suremas. Praegu on umbes 20% maailma ookeani pindalast kaetud naftareostusega ja naftareostusest mõjutatud ala kasvab. Lisaks sellele, et Maailma ookean on kaetud õlikilega, saame seda jälgida ka maismaal. Näiteks Lääne-Siberi naftaväljadel lekib aastas rohkem naftat, kui tanker mahutab – kuni 20 miljonit tonni. Umbes pool sellest õlist satub maapinnale õnnetuste tagajärjel, ülejäänu on "planeeritud" purskkaevud ja lekked kaevude käivitamise, uurimusliku puurimise ja torujuhtme remondi käigus. Jamalo-Neenetsi autonoomse ringkonna keskkonnakomitee andmetel langeb suurim naftaga saastunud maa-ala Purovski rajoonile.

MAADALAS JA SEOTUD NAFTAGAAS

Maagaas sisaldab madala molekulmassiga süsivesinikke, põhikomponendid on metaan. Selle sisaldus erinevate väljade gaasis on vahemikus 80% kuni 97%. Lisaks metaanile - etaan, propaan, butaan. Anorgaaniline: lämmastik - 2%; CO2; H2O; H2S, väärisgaasid. Maagaasi põletamisel eraldub palju soojust.

Oma omaduste poolest ületab maagaas kütusena isegi naftat, on kaloririkkam. See on kütusetööstuse noorim haru. Gaasi on veelgi lihtsam ammutada ja transportida. See on kõigist kütustest kõige ökonoomsem. Tõsi, on ka puudusi: gaasi keeruline kontinentidevaheline transport. Tankerid - metaansõnnik, mis transpordib gaasi veeldatud olekus, on äärmiselt keerukad ja kallid ehitised.

Kasutatakse: efektiivse kütusena, toorainena keemiatööstuses, atsetüleeni, etüleeni, vesiniku, tahma, plastide, äädikhappe, värvainete, ravimite jms tootmisel. Naftagaas sisaldab vähem metaani, kuid rohkem propaani, butaani ja teisi kõrgemaid süsivesinikke. Kus toodetakse gaasi?

Rohkem kui 70 maailma riigil on kaubanduslikud gaasivarud. Pealegi, nagu nafta puhul, on arengumaadel väga suured varud. Kuid gaasitootmisega tegelevad peamiselt arenenud riigid. Neil on võimalused seda kasutada või võimalus müüa gaasi teistele riikidele, mis asuvad nendega samal kontinendil. Rahvusvaheline gaasikaubandus on vähem aktiivne kui naftakaubandus. Umbes 15% maailmas toodetud gaasist jõuab rahvusvahelisele turule. Peaaegu 2/3 maailma gaasitoodangust annavad Venemaa ja USA. Kahtlemata on juhtiv gaasitootmispiirkond mitte ainult meie riigis, vaid ka maailmas Jamalo-Neenetsi autonoomne ringkond, kus see tööstus on arenenud 30 aastat. Meie linn Novy Urengoy on õigustatult tunnustatud gaasipealinnana. Suurimad maardlad on Urengoyskoje, Jamburgskoje, Medvežje, Zapolarnoje. Urengoy väli on kantud Guinnessi rekordite raamatusse. Maardla varud ja toodang on ainulaadsed. Uuritud varud ületavad 10 triljonit. m 3, 6 trln. m 3. 2008. aastal plaanib JSC "Gazprom" toota Urengoy väljal 598 miljardit m 3 "sinist kulda".

Gaas ja ökoloogia

Nafta- ja gaasitootmise tehnoloogia, nende transpordi ebatäiuslikkus põhjustab gaasi mahu pidevat põlemist kompressorjaamade soojussõlmedes ja rakettides. Kompressorjaamad tekitavad umbes 30% nendest heitkogustest. Aastas põletatakse põletusrajatistes umbes 450 000 tonni maagaasi ja sellega seotud gaasi, samas kui atmosfääri satub üle 60 000 tonni saasteaineid.

Nafta, gaas, kivisüsi on keemiatööstuse väärtuslikud toorained. Lähiajal leiavad nad asendaja meie riigi kütuse- ja energiakompleksist. Praegu otsivad teadlased võimalusi kasutada päikese- ja tuuleenergiat, tuumakütust, et nafta täielikult asendada. Vesinik on tuleviku kõige lootustandvam kütus. Nafta kasutamise vähendamine soojusenergeetikas on tee mitte ainult selle ratsionaalsemaks kasutamiseks, vaid ka selle tooraine säilimiseks tulevastele põlvedele. Süsivesinike tooraineid tuleks kasutada ainult töötlevas tööstuses mitmesuguste toodete saamiseks. Kahjuks olukord veel ei muutu ning kuni 94% toodetud õlist kasutatakse kütusena. D. I. Mendelejev ütles targalt: "Õli põletamine on sama, mis pangatähtedega ahju kuumutamine."

Tunni eesmärgid:

Koolitus:

• Arendada õpilaste kognitiivset tegevust.
• Tutvustada õpilasi looduslike süsivesinike allikatega: nafta, maagaas, kivisüsi, nende koostis ja töötlemisviisid.
• Uurida nende ressursside peamisi maardlaid globaalses mastaabis ja Venemaal.
• Näidake nende tähtsust rahvamajanduses.
• Kaaluge keskkonnakaitse küsimusi.

Hariduslik:

• Teema õppimise vastu huvi tõstmine, kõnekultuuri juurutamine keemiatundides.

Arendamine:

• Arendada tähelepanu, vaatlusvõimet, kuulamis- ja järelduste tegemise oskust.

Pedagoogilised meetodid ja tehnikad:

• Tajuv lähenemine.
• Gnostiline lähenemine.
• küberneetiline lähenemine.

Varustus: Interaktiivne tahvel, multimeedia, MarSTU elektroonilised õpikud, Internet, kogud "Nafta ja selle töötlemise peamised tooted", "Süsi ja selle töötlemise olulisemad tooted".

Tundide ajal

I. Organisatsioonimoment.

Tutvustan selle tunni eesmärki ja eesmärke.

II. Põhiosa.

Olulisemad looduslikud süsivesinike allikad on nafta, kivisüsi, looduslikud ja nendega seotud naftagaasid.

Nafta on "must kuld" (Tutvustan õpilastele nafta päritolu, peamisi varusid, tootmist, õli koostist, füüsikalisi omadusi, rafineeritud tooteid).

Rektifitseerimise käigus jagatakse õli järgmisteks fraktsioonideks:

Demonstreerin kogust pärit fraktsioonide proove (demonstratsiooniga kaasneb selgitus).

• Fraktsioneerivad gaasid– madala molekulmassiga süsivesinike, peamiselt propaani ja butaani segu, mille t keeb kuni 40 °C,
• Bensiini fraktsioon (bensiin)- HC koostis C5H12 kuni C11H24 (bp ​​t 40-200 °C, selle fraktsiooni peenema eraldamisega, gaasiõli(petrooleeter, 40-70°C) ja bensiin(70–120 °С),
• Tööstusbensiini fraktsioon- HC koostis C8H18 kuni C14H30 (bp t 150–250 °C),
• Petrooleumi fraktsioon- HC koostis C12H26 kuni C18H38 (bp t 180–300 °C),
• Diislikütus- HC koostis C13H28 kuni C19H36 (bp t 200–350 °C)

Nafta rafineerimise jäägid - kütteõli- sisaldab süsivesinikke süsinikuaatomite arvuga 18 kuni 50. Saadakse kütteõlist alandatud rõhu all destilleerimine päikeseõli(S 18 H 28 - S 25 H 52), määrdeõlid(S 28 H 58 - S 38 H 78), vaseliin ja parafiin– tahkete süsivesinike sulavad segud. Kütteõli destilleerimise tahke jääk - tõrva ja selle töötlemise tooted - bituumen ja asfalt kasutatakse teekatete valmistamiseks.

Õli puhastamise tulemusena saadud tooteid töödeldakse keemiliselt. Üks neist on pragunemine.

Krakkimine on naftasaaduste termiline lagunemine, mille tulemusena moodustuvad molekulis väiksema süsinikuaatomite arvuga süsivesinikud. (Kasutan MarSTU elektroonilist õpikut, mis räägib krakkimise tüüpidest).

Õpilased võrdlevad termilist ja katalüütilist krakkimist. (Slaid number 16)

Termiline pragunemine.

Süsivesinike molekulide lõhenemine toimub kõrgemal temperatuuril (470-5500 C). Protsess kulgeb aeglaselt, moodustuvad hargnemata süsinikuaatomite ahelaga süsivesinikud. Termilise krakkimise tulemusena saadud bensiinis on koos küllastunud süsivesinikega palju küllastumata süsivesinikke. Seetõttu on sellel bensiinil suurem löögikindlus kui otsejooksubensiinil. Termokrakkimise bensiin sisaldab palju küllastumata süsivesinikke, mis kergesti oksüdeeruvad ja polümeriseeruvad. Seetõttu on see bensiin ladustamise ajal vähem stabiilne. Põlemisel võivad mootori erinevad osad ummistuda.

katalüütiline krakkimine.

Süsivesinike molekulide lõhenemine toimub katalüsaatorite juuresolekul ja madalamal temperatuuril (450-5000 C). Fookuses on bensiin. Nad püüavad saada rohkem ja tingimata paremat kvaliteeti. Katalüütiline krakkimine tekkis just naftameeste pikaajalise, visa võitluse tulemusena bensiini kvaliteedi parandamise nimel. Võrreldes termilise krakkimisega kulgeb protsess palju kiiremini, sel juhul ei toimu mitte ainult süsivesinike molekulide lõhenemine, vaid ka nende isomerisatsioon, s.o. tekivad hargnenud süsinikuaatomite ahelaga süsivesinikud. Võrreldes termiliselt krakitud bensiiniga on katalüütiliselt krakitud bensiinil veelgi suurem löögikindlus.

Kivisüsi. (Tutvustan õpilastele kivisöe päritolu, peamisi varusid, kaevandamist, füüsikalisi omadusi, töödeldud tooteid).

Päritolu: (Kasutan elektroonilist õpikut MarGTU, kus räägitakse kivisöe päritolust).

Peamised aktsiad: (slaidi number 18) Kaardil näitan õpilastele tootmise poolest suurimaid söemaardlaid Venemaal - need on Tunguska, Kuznetski ja Petšora basseinid.

Kaevandamine:(kasutan MarGTU elektroonilist õpikut, kus räägitakse söekaevandamisest).

• koksiahju gaas- mis sisaldab H 2, CH 4, CO, CO 2, lisandeid NH 3, N 2 ja muid gaase,
• Kivisöetõrv- sisaldab mitusada erinevat orgaanilist ainet, sealhulgas benseeni ja selle homolooge, fenooli ja aromaatseid alkohole, naftaleeni ja erinevaid heterotsüklilisi ühendeid,
• Nadsmolnaja, või ammoniaagi vesi- sisaldab lahustunud ammoniaaki, samuti fenooli, vesiniksulfiidi ja muid aineid,
• Koks– tahke koksijääk, peaaegu puhas süsinik.

Looduslikud ja naftagaasid. (Tutvustan õpilastele peamisi varusid, tootmist, koostist, töödeldud tooteid).

III. Üldistus.

Tunni üldistavas osas tegin Turning Point programmi kasutades testi. Õpilased olid relvastatud pultidega. Küsimuse ilmumisel ekraanile valivad nad vastavat nuppu vajutades õige vastuse.

1. Maagaasi põhikomponendid on:

• etaan;
• propaan;
• metaan;
• butaan.

2. Milline õli destilleerimisfraktsioon sisaldab molekulis 4 kuni 9 süsinikuaatomit?

• tööstusbensiin;
• gaasiõli;
• Bensiin;
• Petrooleum.

3. Mida tähendab raske õli krakkimine?

• Metaani saamine;
• Suure detonatsioonikindlusega bensiinifraktsioonide saamine;
• sünteesgaasi saamine;
• Vesiniku saamine.

4. Milline protsess ei kehti nafta rafineerimisel?

• koksimine;
• fraktsionaalne destilleerimine;
• katalüütiline krakkimine;
• Termiline pragunemine.

5. Milline järgmistest sündmustest on veeökosüsteemidele kõige ohtlikum?

• Naftajuhtme tiheduse rikkumine;
• naftareostus tankeri õnnetuse tagajärjel;
• Tehnoloogia rikkumine süvaõli tootmisel maismaal;
• Söe vedu meritsi.

6. Metaanist moodustavast maagaasist saad:

• sünteesgaas;
• etüleen;
• atsetüleen;
• butadieen.

7. Millised omadused eristavad katalüütiliselt krakitud bensiini otsedestillatsiooniga bensiinist?

• alkeenide olemasolu;
• alküünide olemasolu;
• Hargnenud süsinikuaatomite ahelaga süsivesinike olemasolu;
• Kõrge detonatsioonikindlus.

Testi tulemus on koheselt ekraanil nähtav.

Kodutöö:§ 10, harjutus 1 - 8

Kirjandus:

1. L.Yu.Alikberova "Meelelahutuslik keemia" - M.: "AST-Press", 1999.
2. O.S.Gabrielyan, I.G.Ostroumov “10. klassi keemiaõpetaja lauaraamat” - M .: “Blik ja K”, 2001.
3. O.S.Gabrielyan, F.N.Maskaev, S.Yu.Ponomarev, V.I.Terenin "Keemia 10. klass".

Peamised süsivesinike allikad on nafta, looduslikud ja nendega seotud naftagaasid ning kivisüsi. Nende varud ei ole piiramatud. Teadlaste sõnul piisab praeguse tootmis- ja tarbimismäära juures: nafta - 30 - 90 aastaks, gaas - 50 aastaks, kivisüsi - 300 aastaks.

Õli ja selle koostis:

Õli on õline vedelik helepruunist tumepruunini, värvuselt peaaegu must iseloomuliku lõhnaga, vees ei lahustu, moodustab veepinnale kile, mis ei lase õhku läbi. Õli on õline vedelik helepruunist kuni tumepruunini, peaaegu musta värvi, iseloomuliku lõhnaga, ei lahustu vees, moodustab veepinnale kile, mis ei lase õhku läbi. Nafta on kompleksne segu küllastunud ja aromaatsetest süsivesinikest, tsükloparafiinist, aga ka mõnedest orgaanilistest ühenditest, mis sisaldavad heteroaatomeid – hapnikku, väävlit, lämmastikku jne. Milliseid entusiastlikke nimesid naftainimesed ei pannud: nii "Must kuld" kui ka "Maa veri". Nafta väärib tõesti meie imetlust ja õilsust.

Õli koostis on: parafiinne - koosneb sirge ja hargnenud ahelaga alkaanidest; nafteenne - sisaldab küllastunud tsüklilisi süsivesinikke; aromaatne – hõlmab aromaatseid süsivesinikke (benseen ja selle homoloogid). Vaatamata keerukale komponentkoostisele on õlide elementaarne koostis enam-vähem sama: keskmiselt 82-87% süsivesinikku, 11-14% vesinikku, 2-6% muid elemente (hapnik, väävel, lämmastik).

Natuke ajalugu .

1859. aastal puuris 40-aastane Edwin Drake USA-s Pennsylvania osariigis oma visaduse, naftakaevamisraha ja vana aurumasina toel 22 meetri sügavuse kaevu ja ammutas sealt esimese õli. seda.

Drake'i prioriteetsuse üle naftapuurimise vallas teerajajana vaieldakse, kuid tema nime seostatakse endiselt naftaajastu algusega. Nafta on avastatud mitmel pool maailmas. Inimkond on lõpuks omandanud suurtes kogustes suurepärase kunstliku valgustuse allika ....

Mis on õli päritolu?

Teadlaste seas domineeris kaks peamist mõistet: orgaaniline ja anorgaaniline. Esimese kontseptsiooni kohaselt lagunevad settekivimitesse mattunud orgaanilised jäägid aja jooksul, muutudes naftaks, kivisöeks ja maagaasiks; liikuvam õli ja gaas koguneb seejärel pooridega settekivimite ülemistesse kihtidesse. Teised teadlased väidavad, et nafta tekib "suurel sügavusel Maa vahevöös".

Vene teadlane - keemik D.I. Mendelejev oli anorgaanilise kontseptsiooni pooldaja. 1877. aastal pakkus ta välja mineraalse (karbiidi) hüpoteesi, mille kohaselt nafta tekkimist seostatakse vee tungimisega Maa sügavustesse mööda rikkeid, kus selle mõjul "süsinikumetallidele" saadakse süsivesinikke.

Kui oleks olemas hüpotees nafta kosmilise päritolu kohta - Maa gaasilises ümbrises sisalduvatest süsivesinikest isegi selle täheoleku ajal.

Maagaas on "sinine kuld".

Meie riik on maagaasivarude poolest maailmas esikohal. Selle väärtusliku kütuse olulisemad maardlad asuvad Lääne-Siberis (Urengoiski, Zapolarnoje), Volga-Uurali vesikonnas (Vuktylskoje, Orenburgskoje), Põhja-Kaukaasias (Stavropolskoje).

Maagaasi tootmiseks kasutatakse tavaliselt voolavat meetodit. Selleks, et gaas hakkaks pinnale voolama, piisab, kui avada gaasikandvasse reservuaari puuritud kaev.

Maagaasi kasutatakse ilma eelneva eraldamiseta, kuna see läbib enne transportimist puhastamise. Eelkõige eemaldatakse sellest mehaanilised lisandid, veeaur, vesiniksulfiid ja muud agressiivsed komponendid... Ja ka suurem osa propaanist, butaanist ja raskematest süsivesinikest. Ülejäänud praktiliselt puhas metaan kulub ära esiteks kütusena: kõrge kütteväärtus; keskkonnasõbralik; mugav kaevandada, transportida, põletada, kuna agregatsiooni olek on gaas.

Teiseks saab metaan atsetüleeni, tahma ja vesiniku tootmise tooraineks; küllastumata süsivesinike, peamiselt etüleeni ja propüleeni tootmiseks; orgaaniliseks sünteesiks: metüülalkohol, formaldehüüd, atsetoon, äädikhape ja palju muud.

Seotud naftagaas

Seotud naftagaas on oma päritolu järgi samuti maagaas. See sai erilise nime, kuna see on koos õliga ladestustes - see on selles lahustunud. Õli pinnale eraldades eraldub see sellest rõhu järsu languse tõttu. Venemaa on sellega seotud gaasivarude ja selle tootmise poolest üks esimesi kohti.

Seotud naftagaasi koostis erineb maagaasist – see sisaldab palju rohkem etaani, propaani, butaani ja muid süsivesinikke. Lisaks sisaldab see selliseid haruldasi gaase Maal nagu argoon ja heelium.

Seotud naftagaas on väärtuslik keemiline tooraine, sellest saab rohkem aineid kui maagaasist. Keemiliseks töötlemiseks ekstraheeritakse ka üksikuid süsivesinikke: etaan, propaan, butaan jne. Küllastumata süsivesinikud saadakse neist dehüdrogeenimisreaktsiooni teel.

Kivisüsi

Looduslikud kivisöevarud ületavad oluliselt nafta- ja gaasivarusid. Kivisüsi on keeruline ainete segu, mis koosneb erinevatest süsiniku, vesiniku, hapniku, lämmastiku ja väävli ühenditest. Söe koostis sisaldab selliseid mineraalaineid, mis sisaldavad paljude teiste elementide ühendeid.

Kivisüsi on koostisega: süsinik - kuni 98%, vesinik - kuni 6%, lämmastik, väävel, hapnik - kuni 10%. Kuid looduses leidub ka pruunsütt. Nende koostis: süsinik - kuni 75%, vesinik - kuni 6%, lämmastik, hapnik - kuni 30%.

Peamine kivisöe töötlemise meetod on pürolüüs (cocoation) - orgaaniliste ainete lagunemine ilma õhu juurdepääsuta kõrgel temperatuuril (umbes 1000 C). Sel juhul saadakse järgmised tooted: koks (suurendatud tugevusega kunstlik tahke kütus, mida kasutatakse laialdaselt metallurgias); kivisöetõrv (kasutatakse keemiatööstuses); kookosgaas (kasutatakse keemiatööstuses ja kütusena).

koksiahju gaas

Söe termilisel lagunemisel tekkinud lenduvad ühendid (koksiahjugaas) satuvad üldkogumisse. Siin jahutatakse koksiahju gaas ja juhitakse läbi elektrostaatiliste filtrite kivisöetõrva eraldamiseks. Gaasikollektoris kondenseerub vesi samaaegselt vaiguga, milles lahustuvad ammoniaak, vesiniksulfiid, fenool ja muud ained. Vesinik eraldatakse kondenseerimata koksiahju gaasist erinevate sünteeside jaoks.

Pärast kivisöetõrva destilleerimist jääb järele tahke aine - pigi, mida kasutatakse elektroodide ja katusetõrva valmistamiseks.

Nafta rafineerimine

Nafta rafineerimine ehk rektifikatsioon on nafta ja naftatoodete termiline eraldamine fraktsioonideks vastavalt keemistemperatuurile.

Destilleerimine on füüsiline protsess.

Nafta rafineerimiseks on kaks meetodit: füüsiline (esmane töötlemine) ja keemiline (teine ​​töötlemine).

Õli esmane töötlemine toimub destilleerimiskolonnis - seadmes keemistemperatuuri poolest erinevate ainete vedelate segude eraldamiseks.

Õlifraktsioonid ja nende peamised kasutusvaldkonnad:

Bensiin – autokütus;

Petrooleum - lennukikütus;

Ligroin - plastide tootmine, ringlussevõtu tooraine;

Gaasiõli - diisli- ja katlakütus, ringlussevõtu tooraine;

Kütteõli - tehasekütus, parafiinid, määrdeõlid, bituumen.

Õlilaikude puhastamise meetodid :

1) Imendumine – te kõik teate põhku ja turvast. Nad imavad õli, pärast mida saab neid hoolikalt koguda ja sealt välja viia ning seejärel hävitada. See meetod sobib ainult rahulikes tingimustes ja ainult väikeste täppide jaoks. Meetod on hiljuti väga populaarne selle madala hinna ja kõrge efektiivsuse tõttu.

Alumine rida: meetod on odav, sõltudes välistingimustest.

2) Iselikvideerimine: - seda meetodit kasutatakse juhul, kui õli valgub rannikust kaugele ja plekk on väike (sel juhul on parem plekki üldse mitte puudutada). Järk-järgult lahustub see vees ja aurustub osaliselt. Mõnikord õli ei kao ja mõne aasta pärast jõuavad rannikule väikesed täpid libeda vaigu tükkidena.

Alumine rida: kemikaale ei kasutata; õli püsib pinnal kaua.

3) Bioloogiline: tehnoloogia, mis põhineb süsivesinikke oksüdeerima võimeliste mikroorganismide kasutamisel.

Alumine rida: minimaalne kahjustus; õli eemaldamine pinnalt, kuid meetod on töömahukas ja aeganõudev.

Sihtmärk.Üldistada teadmisi orgaaniliste ühendite looduslikest allikatest ja nende töötlemisest; näidata naftakeemia ja koksikeemia arengu õnnestumisi ja väljavaateid, nende rolli riigi tehnika arengus; süvendada majandusgeograafia kursusest teadmisi gaasitööstusest, gaasi töötlemise kaasaegsetest suundadest, toorainest ja energiaprobleemidest; arendada iseseisvust õpiku, teatme- ja populaarteadusliku kirjandusega töötamisel.

PLAAN

Looduslikud süsivesinike allikad. Maagaas. Seotud naftagaasid.
Nafta ja naftatooted, nende kasutamine.
Termiline ja katalüütiline krakkimine.
Koksi tootmine ja vedelkütuse saamise probleem.
OJSC Rosneft-KNOS arengu ajaloost.
Tehase tootmisvõimsus. Valmistatud tooted.
Suhtlemine keemialaboriga.
Keskkonnakaitse tehases.
Taimeplaanid tulevikuks.

Looduslikud süsivesinike allikad.
Maagaas. Seotud naftagaasid

Enne Suurt Isamaasõda tööstusvarud maagaas olid tuntud Karpaatide piirkonnas, Kaukaasias, Volga piirkonnas ja Põhjas (Komi ASSR). Maagaasivarude uurimist seostati ainult naftauuringutega. Tööstuslikud maagaasivarud ulatusid 1940. aastal 15 miljardi kuupmeetrini. Seejärel avastati gaasimaardlad Põhja-Kaukaasias, Taga-Kaukaasias, Ukrainas, Volga piirkonnas, Kesk-Aasias, Lääne-Siberis ja Kaug-Idas. peal
1. jaanuaril 1976 moodustasid uuritud maagaasivarud 25,8 triljonit m 3, millest 4,2 triljonit m 3 (16,3%) NSV Liidu Euroopa osas, 21,6 triljonit m 3 (83,7%), sh.
18,2 triljonit m 3 (70,5%) - Siberis ja Kaug-Idas, 3,4 triljonit m 3 (13,2%) - Kesk-Aasias ja Kasahstanis. 1. jaanuari 1980 seisuga ulatusid maagaasi potentsiaalsed varud 80–85 triljoni m 3 , uuritud - 34,3 triljoni m 3 . Veelgi enam, varud suurenesid peamiselt tänu maardlate leidmisele riigi idaosas - seal olid uuritud varud tasemel umbes
30,1 triljonit m 3, mis oli 87,8% üleliidulisest.
Tänapäeval on Venemaal 35% maailma maagaasivarudest, mis on üle 48 triljoni m 3 . Maagaasi peamised levikualad Venemaal ja SRÜ riikides (väljad):

Lääne-Siberi nafta- ja gaasiprovints:
Urengoiski, Jamburgskoje, Zapolarnoje, Medvežje, Nadõmskoje, Tazovskoje – Jamalo-Neenetsi autonoomne ringkond;
Pokhromskoje, Igrimskoje - Berezovskaja gaasi kandev piirkond;
Meldžinskoje, Luginetskoje, Ust-Silginskoje – Vasjugani gaasi kandev piirkond.
Volga-Uurali nafta- ja gaasiprovints:
kõige olulisem on Vuktylskoje Timan-Petšora nafta- ja gaasipiirkonnas.
Kesk-Aasia ja Kasahstan:
kõige olulisem Kesk-Aasias on Gazli, Ferghana orus;
Kyzylkum, Bairam-Ali, Darvaza, Achak, Shatlyk.
Põhja-Kaukaasia ja Taga-Kaukaasia:
Karadag, Duvanny – Aserbaidžaan;
Dagestani tuled – Dagestan;
Severo-Stavropolskoje, Pelagiadinskoje - Stavropoli territoorium;
Leningradskoje, Maikopskoje, Staro-Minskoje, Berezanskoje – Krasnodari territoorium.

Samuti on teada maagaasimaardlad Ukrainas, Sahhalinis ja Kaug-Idas.
Maagaasivarude poolest paistab silma Lääne-Siber (Urengoiski, Jamburgskoje, Zapolarnoje, Medvežje). Tööstusvarud ulatuvad siin 14 triljonini m 3 . Jamali gaasikondensaadiväljad (Bovanenkovskoje, Kruzenshternskoje, Kharasaveyskoje jt) omandavad nüüd erilise tähtsuse. Nende alusel viiakse ellu Yamal-Europe projekt.
Maagaasi tootmine on väga kontsentreeritud ja keskendunud piirkondadele, kus on suurimad ja kasumlikumad maardlad. Ainult viis maardlat - Urengoyskoje, Yamburgskoje, Zapolyarnoye, Medvezhye ja Orenburgskoje - sisaldavad 1/2 kõigist Venemaa tööstusvarudest. Medvežje varud on hinnanguliselt 1,5 triljonit m 3 ja Urengoy omad 5 triljonit m 3 .
Järgmiseks tunnuseks on maagaasitootmiskohtade dünaamiline paiknemine, mis on seletatav tuvastatud ressursside piiride kiire laienemisega, aga ka nende arendusse kaasamise suhtelise lihtsuse ja odavusega. Lühikese ajaga kolisid peamised maagaasi ammutamise keskused Volga piirkonnast Ukrainasse, Põhja-Kaukaasiasse. Edasisi territoriaalseid nihkeid põhjustas maardlate areng Lääne-Siberis, Kesk-Aasias, Uuralites ja Põhjas.

Pärast NSV Liidu lagunemist Venemaal toimus maagaasi tootmise mahu langus. Langust täheldati peamiselt Põhja majanduspiirkonnas (8 miljardit m 3 1990. aastal ja 4 miljardit m 3 1994. aastal), Uuralites (43 miljardit m 3 ja 35 miljardit m 3 ning
555 miljardit m 3) ja Põhja-Kaukaasias (6 ja 4 miljardit m 3). Maagaasi tootmine jäi samale tasemele Volga piirkonnas (6 miljardit kuupmeetrit) ja Kaug-Ida majanduspiirkondades.
1994. aasta lõpus oli tootmistasemes tõusutrend.
Endise NSV Liidu vabariikidest annab enim gaasi Venemaa Föderatsioon, teisel kohal on Türkmenistan (üle 1/10), järgnevad Usbekistan ja Ukraina.
Eriti oluline on maagaasi ammutamine Maailma ookeani šelfil. 1987. aastal tootsid avameremaardlad 12,2 miljardit m 3 ehk umbes 2% riigis toodetud gaasist. Seotud gaasitootmine oli samal aastal 41,9 miljardit kuupmeetrit. Paljude piirkondade jaoks on üheks gaasilise kütuse varuks kivisöe ja põlevkivi gaasistamine. Söe maa-alune gaasistamine toimub Donbassis (Lysichansk), Kuzbassis (Kiselevsk) ja Moskva basseinis (Tula).
Maagaas on olnud ja jääb Venemaa väliskaubanduses oluliseks eksporditooteks.
Peamised maagaasi töötlemise keskused asuvad Uuralites (Orenburg, Shkapovo, Almetjevsk), Lääne-Siberis (Nižnevartovsk, Surgut), Volga piirkonnas (Saratov), ​​Põhja-Kaukaasias (Groznõi) ja muudes gaasi- kandvad provintsid. Võib märkida, et gaasitöötlemistehased kipuvad tooraineallikaid - maardlaid ja suuri gaasitorusid.
Maagaasi kõige olulisem kasutusala on kütusena. Viimasel ajal on riigi kütusebilansis olnud tendents maagaasi osakaalu suurenemisele.

Hinnatuimad kõrge metaanisisaldusega maagaasid on Stavropol (97,8% CH 4), Saratov (93,4%), Urengoy (95,16%).
Maagaasivarud meie planeedil on väga suured (umbes 1015 m 3). Venemaal on teada üle 200 maardla, need asuvad Lääne-Siberis, Volga-Uurali vesikonnas, Põhja-Kaukaasias. Venemaa on maagaasivarude poolest maailmas esikohal.
Maagaas on kõige väärtuslikum kütuseliik. Gaasi põletamisel eraldub palju soojust, mistõttu on see energiasäästlik ja odav kütus katlamajades, kõrgahjudes, lahtise koldega ahjudes ja klaasisulatusahjudes. Maagaasi kasutamine tootmises võimaldab oluliselt tõsta tööviljakust.
Maagaas on keemiatööstuse tooraineallikas: atsetüleeni, etüleeni, vesiniku, tahma, erinevate plastide, äädikhappe, värvainete, ravimite ja muude toodete tootmine.

Seotud naftagaas- see on gaas, mis eksisteerib koos õliga, see on õlis lahustunud ja asub selle kohal, moodustades rõhu all "gaasikorgi". Kaevust väljumisel rõhk langeb ja sellega seotud gaas eraldatakse õlist. Seda gaasi varem ei kasutatud, vaid see lihtsalt põletati. Praegu püütakse seda kinni ja kasutatakse kütuse ja väärtusliku keemilise lähteainena. Seotud gaaside kasutamise võimalused on isegi laiemad kui maagaasil. nende koostis on rikkalikum. Seotud gaasid sisaldavad vähem metaani kui maagaas, kuid need sisaldavad oluliselt rohkem metaani homolooge. Seotud gaasi ratsionaalsemaks kasutamiseks jagatakse see kitsama koostisega segudeks. Pärast eraldamist saadakse bensiin, propaan ja butaan, kuiv gaas. Ekstraheeritakse ka üksikuid süsivesinikke – etaani, propaani, butaani jt. Nende dehüdrogeenimisel saadakse küllastumata süsivesinikud - etüleen, propüleen, butüleen jne.

Nafta ja naftatooted, nende kasutamine

Õli on terava lõhnaga õline vedelik. Seda leidub paljudes kohtades maakeral, immutades poorseid kivimeid erinevatel sügavustel.
Enamiku teadlaste arvates on nafta kunagi maakera asustanud taimede ja loomade geokeemiliselt muutunud jäänused. Seda õli orgaanilise päritolu teooriat toetab asjaolu, et õli sisaldab mõningaid lämmastikku sisaldavaid aineid – taimekudedes esinevate ainete lagunemissaadusi. On ka teooriaid nafta anorgaanilise päritolu kohta: selle moodustumine maakera kihtides vee toimel kuumadele metallikarbiididele (metalliühendid süsinikuga), millele järgneb mõjul tekkivate süsivesinike muutumine. kõrge temperatuur, kõrge rõhk, kokkupuude metallide, õhu, vesinikuga jne.
Kui naftat ammutatakse naftat sisaldavatest kihtidest, mis mõnikord asuvad maapõues mitme kilomeetri sügavusel, tuleb õli pinnale kas sellel asuvate gaaside rõhu all või pumbatakse see välja pumpade abil.

Naftatööstus on tänapäeval suur rahvamajanduskompleks, mis elab ja areneb oma seaduste järgi. Mida tähendab nafta täna riigi majanduse jaoks? Nafta on naftakeemia tooraine sünteetilise kautšuki, alkoholide, polüetüleeni, polüpropüleeni, paljude erinevate plastide ja nendest valmistatud valmistoodete, kunstkangaste tootmisel; allikas mootorikütuste (bensiin, petrooleum, diislikütus ja lennukikütused), õlide ja määrdeainete, samuti katla- ja ahjukütuse (kütteõli), ehitusmaterjalide (bituumen, tõrv, asfalt) tootmiseks; tooraine mitmete valgupreparaatide saamiseks, mida kasutatakse lisandina loomasöödas, et stimuleerida selle kasvu.
Nafta on meie rahvuslik rikkus, riigi jõu allikas, majanduse alus. Venemaa naftakompleks sisaldab 148 tuhat naftapuurkaevu, 48,3 tuhat km peamisi naftajuhtmeid, 28 naftatöötlemistehast, mille koguvõimsus on üle 300 miljoni tonni naftat aastas, ning palju muid tootmisrajatisi.
Naftatööstuse ja selle teenindussektori ettevõtetes töötab ligikaudu 900 000 töötajat, sealhulgas ligikaudu 20 000 inimest teaduse ja teadusteenuste valdkonnas.
Kütusetööstuse struktuuris on viimastel aastakümnetel toimunud põhimõttelised muutused, mis on seotud söetööstuse osakaalu vähenemisega ning nafta- ja gaasitootmise ning töötleva tööstuse kasvuga. Kui 1940. aastal moodustasid need 20,5%, siis 1984. aastal - 75,3% mineraalse kütuse kogutoodangust. Nüüd on esiplaanil maagaas ja kivisüsi. Väheneb nafta tarbimine energia tarbeks, vastupidi, selle kasutamine keemilise toorainena laieneb. Praegu moodustavad kütuse- ja energiabilansi struktuuris nafta ja gaas 74%, samal ajal kui nafta osakaal väheneb, gaasi osakaal aga kasvab ja on ligikaudu 41%. Söe osakaal on 20%, ülejäänud 6% on elekter.
Nafta rafineerimist alustasid esmakordselt vennad Dubininid Kaukaasias. Nafta esmane rafineerimine seisneb selle destilleerimises. Destilleerimine toimub rafineerimistehastes pärast naftagaaside eraldamist.

Õlist eraldatakse mitmesuguseid suure praktilise tähtsusega tooteid. Esiteks eemaldatakse sellest lahustunud gaasilised süsivesinikud (peamiselt metaan). Pärast lenduvate süsivesinike destilleerimist õli kuumutatakse. Süsivesinikud, mille molekulis on vähe süsinikuaatomeid ja mille keemistemperatuur on suhteliselt madal, lähevad esimesena auruolekusse ja destilleeritakse ära. Segu temperatuuri tõustes destilleeritakse kõrgema keemistemperatuuriga süsivesinikke. Nii saab koguda üksikuid õlisegusid (fraktsioone). Kõige sagedamini saadakse selle destilleerimisega neli lenduvat fraktsiooni, mis seejärel allutatakse täiendavale eraldamisele.
Peamised õlifraktsioonid on järgmised.
Bensiini fraktsioon, kogutud 40–200 °C, sisaldab süsivesinikke C5H12–C11H24. Eraldatud fraktsiooni edasisel destilleerimisel bensiin (t kip = 40–70 °C), bensiin
(t kip \u003d 70–120 ° С) - lennundus, auto jne.
Tööstusbensiini fraktsioon, kogutud vahemikus 150–250 °C, sisaldab süsivesinikke C8H18–C14H30. Tööstusbensiini kasutatakse traktorite kütusena. Suures koguses naftat töödeldakse bensiiniks.
Petrooleumi fraktsioon hõlmab süsivesinikke C 12 H 26 kuni C 18 H 38 keemistemperatuuriga 180 kuni 300 °C. Petrooleumi kasutatakse pärast rafineerimist kütusena traktorites, reaktiivlennukites ja rakettides.
Gaasiõli fraktsioon (t pall > 275 °C), nimetatakse teisiti diislikütus.
Jäägid pärast õli destilleerimist - kütteõli- sisaldab süsivesinikke, mille molekulis on palju süsinikuaatomeid (kuni mitukümmend). Kütteõli fraktsioneeritakse ka alandatud rõhu destilleerimisega, et vältida lagunemist. Selle tulemusena saada päikeseõlid(diislikütus), määrdeõlid(autotraktor, lennundus, tööstus jne), vaseliin(tehnilist vaseliini kasutatakse metalltoodete määrimiseks, et kaitsta neid korrosiooni eest, puhastatud vaseliini kasutatakse kosmeetika ja meditsiini alusena). Teatud tüüpi õlidest parafiin(tikkude, küünalde jms tootmiseks). Pärast lenduvate komponentide destilleerimist kütteõlist jääb järele tõrva. Seda kasutatakse laialdaselt teedeehituses. Lisaks määrdeõlideks töötlemisele kasutatakse kütteõli ka vedelkütusena katlamajades. Õli destilleerimisel saadud bensiinist ei piisa kõigi vajaduste katmiseks. Parimal juhul saab kuni 20% bensiinist naftast, ülejäänu on kõrge keemistemperatuuriga tooted. Sellega seoses seisis keemia ees ülesandeks leida viise suurtes kogustes bensiini saamiseks. Mugav viis leiti A.M. Butlerovi loodud orgaaniliste ühendite struktuuri teooria abil. Kõrge keemistemperatuuriga õlidestillatsiooni saadused ei sobi kasutamiseks mootorikütusena. Nende kõrge keemistemperatuur on tingitud asjaolust, et selliste süsivesinike molekulid on liiga pikad ahelad. Kui lagundatakse suured molekulid, mis sisaldavad kuni 18 süsinikuaatomit, saadakse madala keemistemperatuuriga saadused, näiteks bensiin. Seda teed järgis vene insener V.G.Shukhov, kes töötas 1891. aastal välja meetodi keeruliste süsivesinike lõhustamiseks, mida hiljem nimetati krakkimiseks (mis tähendab lõhustamist).

Krakkimise põhimõtteliseks täiustamiseks oli katalüütilise krakkimise protsessi juurutamine praktikasse. Selle protsessi viis esmakordselt läbi 1918. aastal N.D. Zelinsky. Katalüütiline krakkimine võimaldas saada suures mahus lennukibensiini. Katalüütilise krakkimise seadmetes lõhustatakse temperatuuril 450 °C katalüsaatorite toimel pikad süsinikuahelad.

Termiline ja katalüütiline krakkimine

Peamine õlifraktsioonide töötlemise viis on erinevat tüüpi krakkimine. Esimest korda (1871–1878) viis laboratoorses ja pooltööstuslikus mastaabis õli krakkimise läbi Peterburi Tehnoloogiainstituudi töötaja A.A.Letniy. Esimese patendi krakkimistehasele esitas Shukhov 1891. aastal. Krakkimine on tööstuses laialt levinud alates 1920. aastatest.
Krakkimine on süsivesinike ja muude õli koostisosade termiline lagunemine. Mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on pragunemiskiirus ja seda suurem on gaaside ja aromaatsete ainete saagis.
Õlifraktsioonide krakkimisel tekib lisaks vedelatele toodetele ülimalt oluline tooraine - küllastumata süsivesinikke (olefiine) sisaldavad gaasid.
On olemas järgmised peamised pragude tüübid:
vedel faas (20–60 atm, 430–550 °C), annab küllastumata ja küllastunud bensiini, bensiini saagis on umbes 50%, gaasid 10%;
pearuum(tavaline või alandatud rõhk, 600 °C), annab küllastumata aromaatset bensiini, saagis on väiksem kui vedelfaasilise krakkimise korral, tekib suur hulk gaase;
pürolüüs õli (tavaline või alandatud rõhk, 650–700 °C), annab aromaatsete süsivesinike segu (pürobenseen), saagis umbes 15%, üle poole toorainest muundub gaasideks;
hävitav hüdrogeenimine (vesiniku rõhk 200–250 atm, 300–400 °C katalüsaatorite juuresolekul - raud, nikkel, volfram jne), annab marginaalset bensiini saagisega kuni 90%;
katalüütiline krakkimine (300–500 °C katalüsaatorite - AlCl 3, aluminosilikaatide, MoS 3, Cr 2 O 3 jne juuresolekul), annab gaasilisi tooteid ja kõrgekvaliteedilist bensiini, milles on ülekaalus isostruktuursed aromaatsed ja küllastunud süsivesinikud.
Tehnikas on nn katalüütiline reformimine– madala kvaliteediga bensiini muundamine kõrge oktaanarvuga kõrgekvaliteedilisteks bensiinideks või aromaatseteks süsivesinikeks.
Peamised reaktsioonid krakkimise ajal on süsivesinike ahelate lõhenemine, isomerisatsioon ja tsüklistumine. Vabadel süsivesinike radikaalidel on nendes protsessides suur roll.

Koksi tootmine
ja vedelkütuse saamise probleem

Aktsiad kivisüsi looduses ületavad naftavarud tunduvalt. Seetõttu on kivisüsi keemiatööstuse jaoks kõige olulisem tooraine.
Praegu kasutatakse tööstuses söe töötlemiseks mitmeid viise: kuivdestilleerimine (koksistamine, poolkoksistamine), hüdrogeenimine, mittetäielik põlemine ja kaltsiumkarbiidi tootmine.

Söe kuivdestilleerimist kasutatakse koksi saamiseks metallurgias või olmegaasis. Kivisöe koksimisel saadakse koks, kivisöetõrv, tõrvavesi ja koksigaasid.
Kivisöetõrv sisaldab palju erinevaid aromaatseid ja muid orgaanilisi ühendeid. Tavarõhul destilleerimise teel eraldatakse see mitmeks fraktsiooniks. Kivisöetõrvast saadakse aromaatseid süsivesinikke, fenoole jne.
koksivad gaasid sisaldavad peamiselt metaani, etüleeni, vesinikku ja süsinikmonooksiidi (II). Osa põletatakse, osa läheb taaskasutusse.
Söe hüdrogeenimine toimub 400–600 °C juures vesiniku rõhul kuni 250 atm katalüsaatori, raudoksiidide juuresolekul. Nii saadakse vedel süsivesinike segu, mida tavaliselt hüdrogeenitakse niklil või muudel katalüsaatoritel. Madala kvaliteediga pruunsütt saab hüdrogeenida.

Kaltsiumkarbiidi CaC 2 saadakse kivisöest (koks, antratsiit) ja lubjast. Hiljem muudetakse see atsetüleeniks, mida kasutatakse kõigi riikide keemiatööstuses üha suuremas mahus.

OJSC Rosneft-KNOS arengu ajaloost

Tehase arendamise ajalugu on tihedalt seotud Kubani nafta- ja gaasitööstusega.
Naftatootmise algus meie riigis on kauge minevik. Tagasi X sajandil. Aserbaidžaan kauples naftaga erinevate riikidega. Kubanis algas tööstusliku õli arendamine 1864. aastal Maykopi piirkonnas. Kubani piirkonna juhi kindral Karmalini palvel andis D. I. Mendelejev 1880. aastal Kubani õlisisalduse kohta arvamuse: Ilskaja.
Esimeste viieaastaplaanide aastatel tehti suuremahulisi uuringuid ja alustati kaubandusliku õlitootmisega. Seotud naftagaasi kasutati osaliselt majapidamiskütusena tööliste asulates ja suurem osa sellest väärtuslikust tootest põletati. Loodusvarade raiskamise lõpetamiseks otsustas NSVL naftatööstuse ministeerium 1952. aastal rajada Afipsky külla gaasi- ja bensiinitehase.
1963. aastal allkirjastati Afipsky gaasi- ja bensiinitehase esimese etapi kasutuselevõtu akt.
1964. aasta alguses alustati Krasnodari territooriumilt pärit gaasikondensaatide töötlemist A-66 bensiini ja diislikütuse tootmisega. Tooraineks oli Kanevski, Berezanski, Leningradski, Maikopski ja teiste suurte maardlate gaas. Tootmist täiustades õppisid tehase töötajad B-70 lennukibensiini ja A-72 bensiini tootmist.
1970. aasta augustis võeti kasutusele kaks uut tehnoloogilist seadet gaasikondensaadi töötlemiseks koos aromaatsete ainete (benseen, tolueen, ksüleen) tootmisega: sekundaardestilleerimisseade ja katalüütilise reformimise seade. Samal ajal rajati reovee bioloogilise puhastusega puhastusseadmed ning tehase kauba- ja toorainebaas.
1975. aastal pandi tööle ksüleenide tootmise tehas ja 1978. aastal imporditud tolueeni demetüleerimise tehas. Tehasest on saanud Minnefteprom üks keemiatööstuse aromaatsete süsivesinike tootmise liidreid.
Ettevõtte juhtimisstruktuuri ja tootmisüksuste töökorralduse parandamiseks loodi 1980. aasta jaanuaris tootmisühistu Krasnodarnefteorgsintez. Ühendusse kuulusid kolm tehast: Krasnodari tehas (töötab alates augustist 1922), Tuapse naftatöötlemistehas (töötab alates 1929. aastast) ja Afipsky naftatöötlemistehas (töötab alates 1963. aasta detsembrist).
Detsembris 1993 ettevõte reorganiseeriti ja 1994. aasta mais nimetati Krasnodarnefteorgsintez OJSC ümber Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC-ks.

Artikkel valmis Met S LLC toel. Kui teil on vaja malmvannist, kraanikausist või muust metallist prügist lahti saada, siis oleks parim lahendus võtta ühendust ettevõttega Met C. Veebisaidil, mis asub aadressil "www.Metalloloms.Ru", saate monitori ekraanilt lahkumata tellida soodsa hinnaga vanametalli demonteerimist ja äravedu. Met S ettevõttes töötavad ainult kõrgelt kvalifitseeritud ja pika töökogemusega spetsialistid.

Lõpetab olema