Sources naturelles d'hydrocarbures : gaz naturel. Sources naturelles d’hydrocarbures – Hypermarché du savoir

SOURCES NATURELLES D'HYDROCARBURES

Les hydrocarbures sont tous si différents -
Liquide et solide et gazeux.
Pourquoi y en a-t-il autant dans la nature ?
Il s'agit de carbone insatiable.

En effet, cet élément, comme aucun autre, est « insatiable » : il s’efforce de former des chaînes, droites et ramifiées, des anneaux ou des réseaux à partir de ses nombreux atomes. Il existe donc de nombreux composés d’atomes de carbone et d’hydrogène.

Les hydrocarbures sont gaz naturel- le méthane et autres gaz inflammables domestiques utilisés pour remplir les bouteilles - le propane C 3 H 8. Les hydrocarbures comprennent le pétrole, l’essence et le kérosène. Et aussi - le solvant organique C 6 H 6, la paraffine, à partir de laquelle sont fabriquées les bougies du Nouvel An, la vaseline de la pharmacie, et même sac plastique pour emballer des produits...

Les sources naturelles d'hydrocarbures les plus importantes sont les minéraux - charbon, pétrole, gaz.

CHARBON

On en sait davantage sur le globe 36 mille bassins et gisements de charbon, qui occupent ensemble 15% territoires du globe. Les bassins houillers peuvent s’étendre sur des milliers de kilomètres. Les réserves géologiques totales de charbon sur la planète sont 5 000 milliards 500 milliards de tonnes, y compris les gisements explorés - 1 000 milliards 750 milliards de tonnes.

Il existe trois principaux types de charbons fossiles. Lorsque le lignite et l'anthracite brûlent, la flamme est invisible et la combustion se fait sans fumée, tandis que le houille produit un fort craquement lors de la combustion.

Anthracite- le plus ancien des charbons fossiles. Il se distingue par sa haute densité et sa brillance. Contient jusqu'à 95% carbone.

Charbon– contient jusqu’à 99% carbone. De tous les charbons fossiles, c’est celui qui est le plus largement utilisé.

charbon marron– contient jusqu’à 72% carbone. A une couleur brune. En tant que plus jeune des charbons fossiles, il conserve souvent des traces de la structure du bois à partir duquel il a été formé. Il se caractérise par une hygroscopique élevée et une teneur élevée en cendres ( de 7% à 38%), il n’est donc utilisé que comme combustible local et comme matière première pour le traitement chimique. En particulier, par hydrogénation, on obtient des types précieux de carburants liquides : essence et kérosène.

Le carbone est le principal composant du charbon ( 99% ), charbon marron ( jusqu'à 72%). L’origine du nom carbone, c’est-à-dire « donner naissance au charbon ». De même, le nom latin « carboneum » contient la racine carbo-charbon à sa base.

Comme le pétrole, le charbon contient un grand nombre de substances organiques. Sauf matière organique, sa composition comprend également des substances inorganiques, telles que l'eau, l'ammoniac, le sulfure d'hydrogène et, bien sûr, le carbone lui-même - le charbon. L'une des principales méthodes de traitement du charbon est la cokéfaction - calcination sans accès à l'air. À la suite de la cokéfaction, qui est réalisée à une température de 1000 0 C, il se forme :

Gaz de coke– il contient de l'hydrogène, du méthane, du dioxyde de carbone et du dioxyde de carbone, des mélanges d'ammoniac, d'azote et d'autres gaz.

Goudron de houille – contient plusieurs centaines de substances organiques différentes, dont le benzène et ses homologues, le phénol et les alcools aromatiques, le naphtalène et divers composés hétérocycliques.

Eau de résine ou d’ammoniaque – contenant, comme son nom l’indique, de l’ammoniac dissous, ainsi que du phénol, du sulfure d’hydrogène et d’autres substances.

du Coca– résidus solides de cokéfaction, carbone pratiquement pur.

Le coke est utilisé dans la production de fer et d'acier, l'ammoniac est utilisé dans la production d'azote et d'engrais combinés, et l'importance des produits de cokéfaction organiques ne peut guère être surestimée. Quelle est la géographie de répartition de ce minéral ?

La majeure partie des ressources en charbon se trouve dans l'hémisphère nord - Asie, Amérique du Nord et Eurasie. Quels pays se démarquent en termes de réserves et de production de charbon ?

Chine, États-Unis, Inde, Australie, Russie.

Les principaux exportateurs de charbon sont les pays.

États-Unis, Australie, Russie, Afrique du Sud.

Principaux centres d'importation.

Japon, Europe étrangère.

Il s'agit d'un carburant très polluant pour l'environnement. Lors de l’extraction du charbon, des explosions et des incendies de méthane se produisent et certains problèmes environnementaux surviennent.

Pollution environnement Il s'agit de tout changement indésirable dans l'état de cet environnement résultant de l'activité économique humaine. Cela se produit également lors de l'exploitation minière. Imaginons la situation dans une zone minière de charbon. Avec le charbon, une énorme quantité de stériles remonte à la surface, qui sont simplement envoyés dans des décharges comme inutiles. Formé progressivement tas de déchets- d'énormes montagnes de stériles en forme de cône, hautes de plusieurs dizaines de mètres, qui déforment l'apparence du paysage naturel. Tout le charbon remonté à la surface sera-t-il transporté jusqu'au consommateur ? Bien sûr que non. Après tout, le processus n’est pas hermétique. Une énorme quantité de poussière de charbon se dépose à la surface de la terre. En conséquence, la composition des sols et des eaux souterraines change, ce qui affectera inévitablement les animaux et monde végétal district.

Le charbon contient du carbone radioactif - C, mais après avoir brûlé le combustible, la substance dangereuse, avec la fumée, pénètre dans l'air, l'eau, le sol et est frittée en scories ou en cendres, qui sont utilisées pour la production de matériaux de construction. En conséquence, les murs et les plafonds des bâtiments résidentiels « coulent » et constituent une menace pour la santé humaine.

HUILE

Le pétrole est connu de l’humanité depuis l’Antiquité. Il a été exploité sur les rives de l'Euphrate

6-7 mille ans avant JC euh . Il était utilisé pour éclairer les maisons, pour préparer des mortiers, comme médicaments et onguents, et pour l'embaumement. Dans le monde antique, le pétrole était une arme redoutable : des rivières de feu se déversaient sur la tête des murs des forteresses qui prenaient d'assaut, des flèches brûlantes trempées dans le pétrole volaient vers les villes assiégées. Le pétrole faisait partie intégrante de l'agent incendiaire, entré dans l'histoire sous le nom "Feu grec" Au Moyen Âge, il était principalement utilisé pour l'éclairage public.

Plus de 600 bassins pétroliers et gaziers ont été explorés, 450 sont en cours de développement , UN nombre total les champs de pétrole atteignent 50 000.

Il existe des huiles légères et lourdes. Le pétrole léger est extrait du sous-sol à l’aide de pompes ou par la méthode de la fontaine. Cette huile est principalement utilisée pour fabriquer de l’essence et du kérosène. Le pétrole lourd est parfois même extrait par la méthode minière (dans la République de Komi), et du bitume, du mazout et diverses huiles en sont préparés.

Le pétrole est le carburant le plus polyvalent, riche en calories. Son extraction est relativement simple et peu coûteuse, car pour extraire le pétrole, il n’est pas nécessaire de mettre les gens sous terre. Le transport du pétrole par pipelines n’est pas un gros problème. Le principal inconvénient de ce type de combustible est la faible disponibilité des ressources (environ 50 ans ) . Les réserves géologiques générales sont égales à 500 milliards de tonnes, dont 140 milliards de tonnes explorées .

DANS 2007 Cette année-là, des scientifiques russes ont prouvé à la communauté mondiale que les dorsales sous-marines Lomonosov et Mendeleïev, situées dans l'océan Arctique, constituent une zone de plateau continental et appartiennent donc à la Fédération de Russie. Un professeur de chimie vous renseignera sur la composition de l'huile et ses propriétés.

Le pétrole est un « bloc d’énergie ». Avec seulement 1 ml, vous pouvez chauffer un seau d'eau entier d'un degré, et pour faire bouillir un seau de samovar, vous avez besoin de moins d'un demi-verre d'huile. En termes de concentration énergétique par unité de volume, le pétrole se classe au premier rang parmi les substances naturelles. Même les minerais radioactifs ne peuvent pas rivaliser avec lui à cet égard, puisque leur contenu substances radioactives si petit que d'en extraire 1 mg. Le combustible nucléaire nécessite le traitement de tonnes de roches.

Le pétrole n’est pas seulement la base du complexe énergétique et énergétique de tout État.

Les paroles célèbres de D.I. Mendeleev sont en place ici "Brûler du mazout, c'est la même chose qu'allumer un fourneau billets de banque". Chaque goutte d'huile contient plus de 900 divers composants chimiques, plus de la moitié des éléments chimiques du tableau périodique. C’est véritablement un miracle de la nature, base de l’industrie pétrochimique. Environ 90 % de tout le pétrole produit est utilisé comme carburant. Malgré “ vos 10 % » , la synthèse pétrochimique permet la production de plusieurs milliers de composés organiques qui répondent aux besoins urgents de la société moderne. Ce n’est pas pour rien que l’on appelle respectueusement le pétrole « l’or noir », « le sang de la Terre ».

L'huile est un liquide huileux brun foncé avec une teinte rougeâtre ou verdâtre, parfois noire, rouge, bleue ou claire et même transparente avec une odeur piquante caractéristique. Il existe du pétrole blanc ou incolore, comme l'eau (par exemple dans le champ de Surukhan en Azerbaïdjan, dans certains champs en Algérie).

La composition de l’huile n’est pas la même. Mais tous contiennent généralement trois types d'hydrocarbures : les alcanes (pour la plupart de structure normale), les cycloalcanes et les hydrocarbures aromatiques. Le rapport de ces hydrocarbures dans le pétrole provenant de différents gisements est différent : par exemple, le pétrole de Mangyshlak est riche en alcanes et le pétrole de la région de Bakou est riche en cycloalcanes.

Les principales réserves de pétrole se situent dans l’hémisphère nord. Total 75 Les pays du monde produisent du pétrole, mais 90 % de sa production provient de seulement 10 pays. Près ? les réserves mondiales de pétrole représentent Pays en voie de développement. (Le professeur nomme et montre sur la carte).

Principaux pays producteurs :

Arabie Saoudite, États-Unis, Russie, Iran, Mexique.

En même temps plus 4/5 La consommation de pétrole représente la part des pays économiquement développés, qui sont les principaux pays importateurs :

Japon, Europe étrangère, USA.

Le pétrole brut n'est utilisé nulle part, mais des produits pétroliers sont utilisés.

Raffinage de pétrole

Une installation moderne se compose d'un four à fioul et d'une colonne de distillation, où le fioul est séparé en factions – séparer les mélanges d'hydrocarbures en fonction de leurs points d'ébullition : essence, naphta, kérosène. Le four est doté d'un long tuyau enroulé en serpentin. Le four est chauffé par les produits de combustion du fioul ou du gaz. L'huile est introduite en continu dans le serpentin : là, elle est chauffée à 320 - 350 0 C sous la forme d'un mélange de liquide et de vapeur et entre dans la colonne de distillation. La colonne de distillation est un appareil cylindrique en acier d'environ 40 m de haut. Il comporte plusieurs dizaines de cloisons horizontales percées de trous à l'intérieur, appelées plaques. La vapeur d'huile entrant dans la colonne monte et passe à travers les trous des plaques. En se refroidissant progressivement à mesure qu'ils remontent, ils se liquéfient partiellement. Les hydrocarbures moins volatils sont déjà liquéfiés sur les premiers plateaux, formant une fraction gazole ; les hydrocarbures plus volatils s'accumulent plus haut et forment la fraction kérosène ; encore plus élevée – fraction naphta. Les hydrocarbures les plus volatils sortent de la colonne sous forme de vapeurs et, après condensation, forment de l'essence. Une partie de l’essence est réinjectée dans la colonne pour « l’irrigation », ce qui contribue à de meilleures conditions de fonctionnement. (Écrire dans un cahier). Essence – contient des hydrocarbures C5 – C11, bouillant entre 40 0 ​​​​​​C et 200 0 C ; naphta – contient des hydrocarbures en C8 à C14 avec un point d'ébullition de 120 0 C à 240 0 C ; kérosène – contient des hydrocarbures en C12 à C18, bouillant à une température de 180 0 C à 300 0 C ; gazole - contient des hydrocarbures en C13 – C15, distillés à des températures de 230 0 C à 360 0 C ; huiles lubrifiantes - C16 - C28, bouillir à une température de 350 0 C et plus.

Après avoir distillé les produits légers du pétrole, il reste un liquide noir visqueux - le fioul. C'est un mélange précieux d'hydrocarbures. Les huiles lubrifiantes sont obtenues à partir du fioul par distillation supplémentaire. La partie non distillable du fioul, appelée goudron, est utilisée dans la construction et pour le pavage des routes (Démonstration d'un fragment vidéo). La fraction la plus précieuse de la distillation directe du pétrole est l’essence. Cependant, le rendement de cette fraction ne dépasse pas 17 à 20 % en poids de pétrole brut. Un problème se pose : comment satisfaire les besoins toujours croissants de la société en carburant automobile et aviation ? La solution a été trouvée à la fin du XIXème siècle par un ingénieur russe Vladimir Grigoriévitch Choukhov. DANS 1891 année où il a réalisé pour la première fois une étude industrielle fissuration fraction kérosène du pétrole, qui a permis d'augmenter le rendement en essence à 65-70 % (sur la base du pétrole brut). Uniquement pour le développement du procédé de craquage thermique des produits pétroliers, l'humanité reconnaissante a inscrit en lettres d'or le nom de cette personne unique dans l'histoire de la civilisation.

Les produits obtenus à la suite de la rectification du pétrole sont soumis à un traitement chimique qui comprend un certain nombre de processus complexes, dont le craquage des produits pétroliers (de l'anglais « Cracking » - splitting). Il existe plusieurs types de craquage : le craquage thermique, catalytique, à haute pression et le craquage par réduction. Le craquage thermique consiste à diviser les molécules d'hydrocarbures à longue chaîne en molécules plus courtes sous l'influence d'une température élevée (470-550 0 C). Au cours de ce clivage, des alcènes se forment avec les alcanes :

Actuellement, le craquage catalytique est le plus courant. Elle s'effectue à une température de 450-500 0 C, mais à une vitesse plus élevée et permet d'obtenir une essence de meilleure qualité. Dans des conditions de craquage catalytique, parallèlement aux réactions de division, des réactions d'isomérisation se produisent, c'est-à-dire la conversion d'hydrocarbures de structure normale en hydrocarbures ramifiés.

L'isomérisation affecte la qualité de l'essence, puisque la présence d'hydrocarbures ramifiés augmente considérablement son indice d'octane. Le craquage est classé comme un procédé dit de raffinage secondaire du pétrole. Un certain nombre d'autres procédés catalytiques, tels que le reformage, sont également classés comme secondaires. Réformer- Il s'agit de l'aromatisation de l'essence en la chauffant en présence d'un catalyseur, par exemple le platine. Dans ces conditions, les alcanes et les cycloalcanes sont transformés en hydrocarbures aromatiques, ce qui entraîne une augmentation significative de l'indice d'octane de l'essence.

Écologie et champ pétrolier

Pour la production pétrochimique, le problème environnemental est particulièrement pressant. La production pétrolière implique des coûts énergétiques et une pollution de l’environnement. La production pétrolière offshore est une source dangereuse de pollution de l'océan mondial, et l'océan mondial est également pollué lors du transport du pétrole. Chacun de nous a vu à la télévision les conséquences des accidents de pétroliers. Des rivages noirs recouverts d'une couche de fioul, des vagues noires, des dauphins haletants, des oiseaux dont les ailes sont recouvertes de fioul visqueux, des gens en combinaison de protection ramassant le pétrole avec des pelles et des seaux. Je voudrais fournir des données sur une grave catastrophe environnementale survenue dans le détroit de Kertch en novembre 2007. 2 000 tonnes de produits pétroliers et environ 7 000 tonnes de soufre se sont retrouvées dans l'eau. Les plus touchées par la catastrophe ont été la flèche de Tuzla, située à la jonction des mers Noire et d'Azov, et la flèche de Chushka. Après l'accident, le fioul s'est déposé au fond, provoquant la mort de la petite coquille en forme de cœur, principale nourriture des habitants de la mer. Il faudra 10 ans pour restaurer l’écosystème. Plus de 15 000 oiseaux sont morts. Un litre d'huile, une fois dans l'eau, se répand sur sa surface par endroits d'une superficie de 100 m². Le film d’huile, bien que très mince, forme une barrière insurmontable au passage de l’oxygène de l’atmosphère vers la colonne d’eau. En conséquence, le régime de l’oxygène et l’océan sont perturbés "étouffant". Le plancton, qui constitue la base de la chaîne alimentaire océanique, est en train de mourir. Actuellement, environ 20 % de la superficie de l'océan mondial est déjà recouverte de marées noires et la zone touchée par la pollution pétrolière s'agrandit. Outre le fait que l'océan mondial est recouvert d'un film de pétrole, nous pouvons également l'observer sur terre. Par exemple, dans les champs de pétrole Sibérie occidentale Il y a plus de pétrole déversé chaque année que ce que le pétrolier peut contenir – jusqu'à 20 millions de tonnes. Environ la moitié de ce pétrole finit au sol à la suite d’accidents, le reste étant constitué de jaillissements et de fuites « planifiés » lors du démarrage des puits, des forages exploratoires et des réparations des pipelines. La plus grande zone de terres contaminées par le pétrole, selon le Comité environnemental de l'Okrug autonome de Yamalo-Nenets, se trouve dans le district de Purovsky.

GAZ DE PÉTROLE NATUREL ET ASSOCIÉ

Le gaz naturel contient des hydrocarbures de faible poids moléculaire, dont les principaux composants sont méthane. Sa teneur en gaz provenant de divers gisements varie de 80 % à 97 %. En plus du méthane - éthane, propane, butane. Inorganique : azote – 2 % ; CO2 ; H2O ; H2S, gaz rares. Lorsque le gaz naturel brûle, il produit beaucoup de chaleur.

En termes de propriétés, le gaz naturel en tant que combustible est même supérieur au pétrole : il est plus calorique. Il s'agit de la branche la plus jeune de l'industrie des carburants. Le gaz est encore plus facile à extraire et à transporter. C'est le plus économique de tous les types de carburant. Il existe cependant quelques inconvénients : un transport intercontinental compliqué du gaz. Les méthaniers transportant du gaz à l’état liquéfié sont des structures extrêmement complexes et coûteuses.

Utilisé comme : carburant efficace, matière première dans l'industrie chimique, dans la production d'acétylène, d'éthylène, d'hydrogène, de suie, de plastiques, d'acide acétique, de colorants, de médicaments, etc. Les gaz associés (gaz de pétrole) sont des gaz naturels qui se dissolvent dans le pétrole et sont libéré lors de son extraction Le gaz de pétrole contient moins de méthane, mais plus de propane, de butane et d'autres hydrocarbures supérieurs. Où est produit le gaz ?

Plus de 70 pays dans le monde disposent de réserves de gaz industriel. De plus, comme dans le cas du pétrole, les pays en développement disposent de réserves très importantes. Mais la production de gaz s'effectue principalement les pays développés. Ils ont la possibilité de l’utiliser ou un moyen de vendre du gaz à d’autres pays du même continent. Le commerce international du gaz est moins actif que celui du pétrole. Environ 15 % du gaz mondial est fourni au marché international. Près des deux tiers de la production mondiale de gaz proviennent de Russie et des États-Unis. Sans aucun doute, la principale région de production de gaz non seulement dans notre pays, mais aussi dans le monde est la Yamalo-Nenets. région autonome, où cette industrie se développe depuis 30 ans. Notre ville Nouvel Ourengoï est à juste titre reconnue comme la capitale du gaz. Les plus grands gisements comprennent Urengoyskoye, Yamburgskoye, Medvezhye, Zapolyarnoye. Le gisement Urengoy est inclus dans le Livre Guinness des Records. Les réserves et la production du gisement sont uniques. Les réserves explorées dépassent les 10 000 milliards. m 3, depuis l'exploitation, 6 000 milliards ont déjà été produits. m3. En 2008, OJSC Gazprom prévoit d'extraire 598 milliards de m 3 d'« or bleu » du gisement d'Urengoy.

Gaz et écologie

L'imperfection de la technologie de production de pétrole et de gaz et de leur transport provoque une combustion constante de volumes de gaz dans les unités de chauffage des stations de compression et dans les torchères. Les stations de compression représentent environ 30 % de ces émissions. Environ 450 000 tonnes de gaz naturel et associé sont brûlées chaque année dans les torchères, tandis que plus de 60 000 tonnes de polluants sont rejetées dans l'atmosphère.

Le pétrole, le gaz et le charbon sont des matières premières précieuses pour l'industrie chimique. Dans un avenir proche, un remplaçant leur sera trouvé dans le complexe énergétique et énergétique de notre pays. Actuellement, les scientifiques recherchent des moyens d’utiliser l’énergie solaire, éolienne et le combustible nucléaire pour remplacer complètement le pétrole. Le type de carburant le plus prometteur du futur est l’hydrogène. Réduire l'utilisation du pétrole dans la technique thermique est la voie non seulement vers son utilisation plus rationnelle, mais aussi vers la préservation de cette matière première pour les générations futures. Les matières premières hydrocarbonées ne doivent être utilisées que dans l’industrie de transformation pour obtenir une variété de produits. Malheureusement, la situation n’a pas encore changé et jusqu’à 94 % du pétrole produit sert de carburant. D.I. Mendeleïev a dit judicieusement : « Brûler du fioul équivaut à chauffer un four avec des billets de banque. »

Objectifs de la leçon:

Éducatif:

• Développer activité cognitiveétudiants.
• Familiariser les étudiants avec les sources naturelles d'hydrocarbures : pétrole, gaz naturel, charbon, leur composition et leurs méthodes de transformation.
• Étudier les principaux gisements de ces ressources dans le monde et en Russie.
• Montrer leur importance dans l’économie nationale.
• Tenez compte des questions de protection de l’environnement.

Éducatif:

• Cultiver l'intérêt pour l'étude du sujet, inculquer la culture de la parole dans les cours de chimie.

Éducatif:

• Développer l’attention, l’observation, l’écoute et tirer des conclusions.

Méthodes et techniques pédagogiques :

• Approche perceptuelle.
• Approche gnostique.
• Approche cybernétique.

Équipement: Tableau blanc interactif, multimédia, manuels électroniques de MarSTU, Internet, collections « Pétrole et les principaux produits de sa transformation », « Le charbon et les produits les plus importants de sa transformation ».

Pendant les cours

I. Moment organisationnel.

Je présente le but et les objectifs de cette leçon.

II. Partie principale.

Les sources naturelles d'hydrocarbures les plus importantes sont : le pétrole, le charbon, les gaz de pétrole naturels et associés.

Le pétrole – « l’or noir » (Je présente aux étudiants l'origine du pétrole, les principales réserves, la production, la composition du pétrole, les propriétés physiques, les produits pétroliers).

Au cours du processus de rectification, l'huile est divisée dans les fractions suivantes :

Je montre des échantillons de fractions de la collection (démonstration accompagnée d'explications).

• Gaz de distillation– un mélange d'hydrocarbures de bas poids moléculaire, principalement du propane et du butane, avec une température d'ébullition allant jusqu'à 40°C,
• Fraction essence (essence)– Composition HC C 5 H 12 à C 11 H 24 (point d'ébullition 40-200°C, avec une séparation plus fine de cette fraction on obtient gasoil(éther de pétrole, 40 - 70°C) et essence(70 - 120°C),
• Fraction naphta– Composition HC de C 8 H 18 à C 14 H 30 (température d'ébullition 150 - 250°C),
• Fraction kérosène– Composition HC de C 12 H 26 à C 18 H 38 (température d'ébullition 180 - 300°C),
• Gas-oil– Composition HC de С 13 Н 28 à С 19 Н 36 (t point d'ébullition 200 - 350°С)

Résidus du raffinage du pétrole – essence– contient des hydrocarbures avec un nombre d’atomes de carbone compris entre 18 et 50. La distillation sous pression réduite à partir du fioul produit huile solaire(C 18 H 28 – C 25 H 52), huiles lubrifiantes(C 28 H 58 – C 38 H 78), vaseline Et paraffine– mélanges d'hydrocarbures solides à bas point de fusion. Résidu solide de la distillation du fioul – le goudron et les produits de sa transformation - bitume Et asphalte utilisé pour fabriquer des revêtements routiers.

Les produits obtenus suite à la rectification de l'huile sont soumis à un traitement chimique. L'un d'eux est fissuration.

Le craquage est la décomposition thermique des produits pétroliers, qui conduit à la formation d'hydrocarbures comportant un plus petit nombre d'atomes de carbone dans la molécule. (J'utilise le manuel électronique MarSTU, qui parle des types de fissuration).

Les élèves comparent le craquage thermique et catalytique. (Diapositive n°16)

Fissuration thermique.

La dégradation des molécules d'hydrocarbures se produit à une température plus élevée (470-5 500 C). Le processus se déroule lentement, des hydrocarbures avec une chaîne non ramifiée d'atomes de carbone se forment. L'essence obtenue par craquage thermique, ainsi que les hydrocarbures saturés, contiennent de nombreux hydrocarbures insaturés. Par conséquent, cette essence a une plus grande résistance à la détonation que l’essence purement distillée. L'essence de craquage thermique contient de nombreux hydrocarbures insaturés qui s'oxydent et se polymérisent facilement. Cette essence est donc moins stable lors du stockage. Lorsqu'il brûle, diverses pièces du moteur peuvent se boucher.

Craquage catalytique.

La division des molécules d'hydrocarbures se produit en présence de catalyseurs et à une température plus basse (450-5000 C). L'accent est mis principalement sur l'essence. Ils essaient d'en obtenir davantage et certainement meilleure qualité. Le craquage catalytique est apparu précisément à la suite de la lutte persistante et à long terme des travailleurs du pétrole pour améliorer la qualité de l'essence. Comparé au craquage thermique, le processus se déroule beaucoup plus rapidement et il se produit non seulement la division des molécules d'hydrocarbures, mais également leur isomérisation, c'est-à-dire des hydrocarbures avec une chaîne ramifiée d'atomes de carbone se forment. L’essence de craquage catalytique est encore plus résistante à la détonation que l’essence de craquage thermique.

Charbon. (Je présente aux étudiants l'origine du charbon, les principales réserves, la production, les propriétés physiques, les produits transformés).

Origine: (J'utilise le manuel électronique de MarSTU, où ils parlent de l'origine du charbon).

Principales réserves : (diapositive numéro 18) Sur la carte, je montre aux étudiants les plus grands gisements de charbon de Russie en termes de volume de production : il s'agit des bassins de Toungouska, de Kuznetsk et de Pechora.

Production:(J'utilise le manuel électronique MarSTU, où ils parlent de l'extraction du charbon).

• Gaz de coke– qui comprend H 2, CH 4, CO, CO 2, les impuretés de NH 3, N 2 et d'autres gaz,
• Goudron de houille– contient plusieurs centaines de substances organiques différentes, dont le benzène et ses homologues, le phénol et les alcools aromatiques, le naphtalène et divers composés hétérocycliques,
• Nadsmolnaïa, ou eau ammoniaquée– contient de l'ammoniac dissous, ainsi que du phénol, du sulfure d'hydrogène et d'autres substances,
• du Coca– résidu de cokéfaction solide, carbone presque pur.

Gaz naturels et gaz associés au pétrole. (Je présente aux étudiants les principales réserves, la production, la composition, les produits transformés).

III. Généralisation.

Dans la partie résumé de la leçon, j'ai créé un test à l'aide du programme Turning Point. Les étudiants se sont armés de télécommandes. Lorsqu'une question apparaît à l'écran, en appuyant sur le bouton approprié, ils sélectionnent la bonne réponse.

1. Les principaux composants du gaz naturel sont :

• Éthane;
• Propane;
• Méthane;
• Butane.

2. Quelle fraction de la distillation du pétrole contient de 4 à 9 atomes de carbone par molécule ?

• Naphte;
• Gazole;
• Essence;
• Kérosène.

3. A quoi sert le craquage des produits pétroliers lourds ?

• Production de méthane ;
• Obtention de fractions d'essence à haute résistance à la détonation ;
• Production de gaz de synthèse ;
• Production d'hydrogène.

4. Quel processus n’est pas lié au raffinage du pétrole ?

• Cokéfaction ;
• Distillation fractionnée;
• Craquage catalytique ;
• Fissuration thermique.

5. Lequel des événements suivants est le plus dangereux pour les écosystèmes aquatiques ?

• Violation de l'étanchéité des oléoducs ;
• Déversement de pétrole à la suite d'un accident de pétrolier ;
• Violation de la technologie lors de la production pétrolière en profondeur sur terre ;
• Transport de charbon par mer.

6. A partir du méthane, qui forme du gaz naturel, on obtient :

• Gaz de synthèse ;
• Éthylène;
• Acétylène;
• Butadiène.

7. Quelles caractéristiques distinguent l’essence de craquage catalytique de l’essence directement distillée ?

• Présence d'alcènes ;
• Présence d'alcynes ;
• La présence d'hydrocarbures à chaîne ramifiée d'atomes de carbone ;
• Haute résistance à la détonation.

Le résultat du test est immédiatement visible sur l'écran.

Devoirs:§ 10, ex.1 – 8

Littérature:

1. L. Yu. Alikberova " Chimie divertissante". – M. : « AST-Presse », 1999.
2. O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov « Manuel pour professeurs de chimie, 10e année » – M. : « Blik et K », 2001.
3. O.S. Gabrielyan, F.N. Maskaev, S.Yu. Ponomarev, V.I. Terenin « Chimie 10e année » – M. : « Drofa », 2003.

Les principales sources d’hydrocarbures sont le pétrole, les gaz de pétrole naturels et associés et le charbon. Leurs réserves ne sont pas illimitées. Selon les scientifiques, aux rythmes actuels de production et de consommation, ils dureront : le pétrole pendant 30 à 90 ans, le gaz pendant 50 ans, le charbon pendant 300 ans.

L'huile et sa composition :

L'huile est un liquide huileux allant du brun clair au brun foncé, de couleur presque noire avec une odeur caractéristique, ne se dissout pas dans l'eau, forme un film à la surface de l'eau qui ne laisse pas passer l'air. L'huile est un liquide huileux de couleur brun clair à brun foncé, presque noir, avec une odeur caractéristique, ne se dissout pas dans l'eau, forme un film à la surface de l'eau qui ne laisse pas passer l'air. Le pétrole est un mélange complexe d'hydrocarbures saturés et aromatiques, de cycloparaffine, ainsi que de certains composés organiques contenant des hétéroatomes - oxygène, soufre, azote, etc. Les gens ont donné tant de noms enthousiastes au pétrole : « Or noir » et « Sang de la Terre ». Le pétrole mérite vraiment notre admiration et notre noblesse.

En termes de composition, l'huile peut être : de la paraffine - constituée d'alcanes à chaîne droite et ramifiée ; naphténique - contient des hydrocarbures cycliques saturés ; aromatique - comprend les hydrocarbures aromatiques (benzène et ses homologues). Malgré la composition complexe des composants, la composition élémentaire des huiles est plus ou moins la même : en moyenne 82 à 87 % d'hydrocarbures, 11 à 14 % d'hydrogène, 2 à 6 % d'autres éléments (oxygène, soufre, azote).

Un peu d'histoire .

En 1859, aux États-Unis, dans l'État de Pennsylvanie, Edwin Drake, 40 ans, avec l'aide de sa propre persévérance, de l'argent d'une compagnie pétrolière et d'une vieille machine à vapeur, fora un puits de 22 mètres de profondeur et extraya le premier de l'huile.

La priorité de Drake en tant que pionnier du forage pétrolier est contestée, mais son nom est toujours associé au début de l'ère pétrolière. Du pétrole a été découvert dans de nombreuses régions du monde. L’humanité a enfin acquis en grande quantité une excellente source d’éclairage artificiel….

Quelle est l’origine du pétrole ?

Deux concepts principaux dominaient parmi les scientifiques : organique et inorganique. Selon le premier concept, les restes organiques enfouis dans les sédiments se décomposent avec le temps, se transformant en pétrole, charbon et gaz naturel ; du pétrole et du gaz plus mobiles s’accumulent alors dans les couches supérieures des roches sédimentaires dotées de pores. D'autres scientifiques affirment que le pétrole se forme « à de grandes profondeurs dans le manteau terrestre ».

Le scientifique et chimiste russe D.I. Mendeleev était un partisan du concept inorganique. En 1877, il proposa l'hypothèse minérale (carbure), selon laquelle l'émergence du pétrole est associée à la pénétration de l'eau dans les profondeurs de la Terre le long de failles, où, sous son influence sur les « métaux carbonés », des hydrocarbures sont obtenus.

S'il existait une hypothèse sur l'origine cosmique du pétrole - à partir des hydrocarbures contenus dans la coque gazeuse de la Terre lors de son état stellaire.

Le gaz naturel est « l’or bleu ».

Notre pays se classe au premier rang mondial en termes de réserves de gaz naturel. Les gisements les plus importants de ce précieux combustible se trouvent en Sibérie occidentale (Urengoyskoye, Zapolyarnoye), dans le bassin Volga-Oural (Vuktylskoye, Orenburgskoye) et dans le Caucase du Nord (Stavropolskoye).

Pour la production de gaz naturel, la méthode fluide est généralement utilisée. Pour que le gaz commence à affluer vers la surface, il suffit d’ouvrir un puits foré dans une formation gazeuse.

Le gaz naturel est utilisé sans séparation préalable car il est purifié avant son transport. En particulier, les impuretés mécaniques, la vapeur d'eau, le sulfure d'hydrogène et autres composants agressifs en sont éliminés... Ainsi que la plupart du propane, du butane et des hydrocarbures plus lourds. Le méthane presque pur restant est consommé, Premièrement comme combustible : pouvoir calorifique élevé ; respectueux de l’environnement ; pratique à extraire, à transporter, à brûler, car l’état physique est gazeux.

Deuxièmement, le méthane devient une matière première pour la production d'acétylène, de suie et d'hydrogène ; pour la production d'hydrocarbures insaturés, principalement l'éthylène et le propylène ; pour la synthèse organique : alcool méthylique, formaldéhyde, acétone, acide acétique et bien plus encore.

Gaz de pétrole associé

Le gaz de pétrole associé est également du gaz naturel. Il a reçu un nom spécial car il se trouve dans des gisements avec le pétrole - il y est dissous. Lorsque le pétrole est extrait à la surface, il en est séparé en raison d'une forte chute de pression. La Russie occupe l'une des premières places en termes de réserves de gaz associé et de production.

La composition du gaz de pétrole associé diffère de celle du gaz naturel : il contient beaucoup plus d'éthane, de propane, de butane et d'autres hydrocarbures. De plus, il contient des gaz rares sur Terre comme l'argon et l'hélium.

Le gaz de pétrole associé est une matière première chimique précieuse ; on peut en extraire plus de substances que le gaz naturel. Des hydrocarbures individuels sont également extraits pour un traitement chimique : éthane, propane, butane, etc. Des hydrocarbures insaturés en sont obtenus par réaction de déshydrogénation.

Charbon

Les réserves naturelles de charbon dépassent largement les réserves de pétrole et de gaz. Le charbon est un mélange complexe de substances constituées de divers composés de carbone, d'hydrogène, d'oxygène, d'azote et de soufre. La composition du charbon comprend de telles substances minérales contenant des composés de nombreux autres éléments.

Les houilles ont la composition suivante : carbone - jusqu'à 98 %, hydrogène - jusqu'à 6 %, azote, soufre, oxygène - jusqu'à 10 %. Mais dans la nature, il y a aussi des lignites. Leur composition : carbone - jusqu'à 75 %, hydrogène - jusqu'à 6 %, azote, oxygène - jusqu'à 30 %.

La principale méthode de traitement du charbon est la pyrolyse (coco) - la décomposition de substances organiques sans accès à l'air à des températures élevées (environ 1 000 °C). Les produits suivants sont obtenus : coke (combustible solide artificiel à haute résistance, largement utilisé en métallurgie) ; goudron de houille (utilisé dans l'industrie chimique); gaz de coco (utilisé dans l'industrie chimique et comme carburant.)

Gaz de coke

Les composés volatils (gaz de cokerie) formés lors de la décomposition thermique du charbon pénètrent dans un réservoir de collecte commun. Ici, le gaz de cokerie est refroidi et passé à travers des précipitateurs électriques pour séparer le goudron de houille. Dans le collecteur de gaz, simultanément avec la résine, de l'eau est condensée, dans laquelle sont dissous de l'ammoniac, du sulfure d'hydrogène, du phénol et d'autres substances. L’hydrogène est isolé du gaz de cokerie non condensé pour diverses synthèses.

Après distillation du goudron de houille, il reste une substance solide - le brai, qui est utilisé pour préparer les électrodes et le feutre de toiture.

Raffinage de pétrole

Le raffinage du pétrole, ou rectification, est le processus de séparation thermique du pétrole et des produits pétroliers en fractions basées sur le point d’ébullition.

La distillation est un processus physique.

Il existe deux méthodes de raffinage du pétrole : physique (traitement primaire) et chimique (traitement secondaire).

Le raffinage primaire du pétrole est effectué dans une colonne de distillation - un appareil permettant de séparer des mélanges liquides de substances dont le point d'ébullition diffère.

Fractions pétrolières et principaux domaines de leur utilisation :

Essence - carburant automobile ;

Kérosène - carburant aviation ;

Naphta - production de plastiques, matières premières destinées au recyclage ;

Gasoil - diesel et combustible de chaudière, matières premières à recycler ;

Fioul - carburant d'usine, paraffines, huiles lubrifiantes, bitume.

Méthodes de nettoyage des marées noires :

1) Absorption – Vous connaissez tous la paille et la tourbe. Ils absorbent l'huile, après quoi ils peuvent être soigneusement collectés et retirés, suivis d'une destruction. Cette méthode ne convient que dans des conditions calmes et uniquement pour de petits spots. La méthode est devenue très populaire ces derniers temps en raison de son faible coût et de sa grande efficacité.

Résultat : La méthode est peu coûteuse, en fonction des conditions extérieures.

2) Auto-liquidation : - cette méthode est utilisée si le pétrole est déversé loin des rivages et que la tache est petite (dans ce cas il vaut mieux ne pas toucher du tout la tache). Peu à peu, il se dissoudra dans l'eau et s'évaporera partiellement. Parfois, le pétrole ne disparaît pas même après plusieurs années : de petites taches atteignent la côte sous forme de morceaux de résine glissante.

Résultat : non utilisé produits chimiques; L'huile reste longtemps en surface.

3) Biologique : Technologie basée sur l'utilisation de micro-organismes capables d'oxyder les hydrocarbures.

Résultat : dégâts minimes ; éliminer l'huile de la surface, mais la méthode demande beaucoup de travail et de temps.

Cible. Résumer les connaissances sur les sources naturelles de composés organiques et leur transformation ; montrer les succès et les perspectives de développement de la pétrochimie et de la chimie du coke, leur rôle dans le progrès technique du pays ; approfondir les connaissances du cours géographie économique sur l'industrie gazière, les orientations modernes du traitement du gaz, les matières premières et les problèmes énergétiques ; développer l'indépendance en travaillant avec des manuels, de la littérature de référence et de vulgarisation scientifique.

PLAN

Sources naturelles les hydrocarbures. Gaz naturel. Gaz de pétrole associés.
Pétrole et produits pétroliers, leur application.
Craquage thermique et catalytique.
Production de coke et problème d'obtention de combustible liquide.
De l'histoire du développement d'OJSC Rosneft - KNOS.
Capacité de production des usines. Produits manufacturés.
Communication avec le laboratoire de chimie.
Protection de l'environnement à l'usine.
Plans d'usine pour l'avenir.

Sources naturelles d'hydrocarbures.
Gaz naturel. Gaz de pétrole associés

Avant la Grande Guerre Patriotique, les réserves industrielles gaz naturelétaient connus dans la région des Carpates, du Caucase, de la Volga et du Nord (Komi ASSR). L'étude des réserves de gaz naturel n'était associée qu'à l'exploration pétrolière. Les réserves industrielles de gaz naturel en 1940 s'élevaient à 15 milliards de m3. Ensuite, des gisements de gaz ont été découverts dans le Caucase du Nord, en Transcaucasie, en Ukraine, dans la région de la Volga, Asie centrale, Sibérie occidentale et Extrême-Orient. Sur
Au 1er janvier 1976, les réserves prouvées de gaz naturel s'élevaient à 25,8 billions de m3, dont dans la partie européenne de l'URSS - 4,2 billions de m3 (16,3 %), à l'Est - 21,6 billions de m3 (83,7 %), dont
18 200 milliards de m3 (70,5 %) - en Sibérie et en Extrême-Orient, 3 400 milliards de m3 (13,2 %) - en Asie centrale et au Kazakhstan. Au 1er janvier 1980, les réserves potentielles de gaz naturel s'élevaient à 80 à 85 000 milliards de m3 et les réserves explorées à 34 300 milliards de m3. De plus, les réserves ont augmenté principalement en raison de la découverte de gisements dans la partie orientale du pays - les réserves prouvées y étaient d'environ
30 100 milliards de m 3 , soit 87,8 % du total de l'Union.
Aujourd'hui, la Russie possède 35 % des réserves mondiales de gaz naturel, soit plus de 48 000 milliards de m3. Les principales zones de production de gaz naturel en Russie et dans les pays de la CEI (champs) :

Province pétrolière et gazière de Sibérie occidentale :
Ourengoïskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye, Nadymskoye, Tazovskoye – Okrug autonome de Yamalo-Nenets;
Pokhromskoye, Igrimskoye – région gazière de Berezovsky ;
Meldzhinskoe, Luginetskoe, Ust-Silginskoe - Région gazière de Vasyugan.
Province pétrolière et gazière Volga-Oural :
le plus important est Vuktylskoye, dans la région pétrolière et gazière de Timan-Pechora.
Asie centrale et Kazakhstan :
le plus important d'Asie centrale est Gazlinskoye, dans la vallée de Fergana ;
Kyzylkum, Bayram-Ali, Darvazin, Achak, Shatlyk.
Caucase du Nord et Transcaucasie :
Karadag, Duvanny – Azerbaïdjan ;
Lumières du Daghestan – Daghestan ;
Severo-Stavropolskoe, Pelachiadinskoe – Région de Stavropol;
Leningradskoye, Maikopskoye, Staro-Minskoye, Berezanskoye - région de Krasnodar.

Des gisements de gaz naturel sont également connus en Ukraine, à Sakhaline et en Extrême-Orient.
La Sibérie occidentale se distingue par ses réserves de gaz naturel (Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye). Les réserves industrielles atteignent ici 14 000 milliards de m3. En particulier important Les champs de condensats de gaz de Yamal (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye, etc.) sont en cours d'acquisition. Sur cette base, le projet Yamal - Europe est en cours de mise en œuvre.
La production de gaz naturel est très concentrée et se concentre sur les zones possédant les gisements les plus vastes et les plus rentables. Seuls cinq champs - Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye et Orenburgskoye - contiennent la moitié de toutes les réserves industrielles de Russie. Les réserves de Medvezhye sont estimées à 1 500 milliards de m3 et celles d'Ourengoyskoe à 5 000 milliards de m3.
La caractéristique suivante est la localisation dynamique des sites de production de gaz naturel, qui s'explique par l'expansion rapide des limites des ressources identifiées, ainsi que par la facilité relative et le faible coût de leur implication dans le développement. Derrière court terme Les principaux centres de production de gaz naturel se sont déplacés de la région de la Volga vers l'Ukraine et le Caucase du Nord. D'autres déplacements territoriaux sont provoqués par le développement de gisements en Sibérie occidentale, en Asie centrale, dans l'Oural et dans le Nord.

Après l’effondrement de l’URSS, la Russie a connu une baisse de sa production de gaz naturel. Le déclin a été observé principalement dans la région économique du Nord (8 milliards de m 3 en 1990 et 4 milliards de m 3 en 1994), dans l'Oural (43 milliards de m 3 et 35 milliards de m 3), dans la région économique de Sibérie occidentale (576 et
555 milliards de m3) et dans le Caucase du Nord (6 et 4 milliards de m3). La production de gaz naturel est restée au même niveau dans les régions économiques de la Volga (6 milliards de m3) et de l'Extrême-Orient.
À la fin de 1994, les niveaux de production avaient tendance à augmenter.
Des républiques ex-URSS Fédération Russe Le pays produit le plus de gaz, suivi du Turkménistan (plus de 1/10), suivi de l'Ouzbékistan et de l'Ukraine.
L'extraction de gaz naturel sur le plateau de l'océan mondial revêt une importance particulière. En 1987, 12,2 milliards de m 3 étaient produits à partir des gisements offshore, soit environ 2 % du gaz produit dans le pays. La production de gaz associé s'est élevée la même année à 41,9 milliards de m3. Dans de nombreux domaines, l'une des réserves de combustible gazeux est la gazéification du charbon et du schiste. La gazéification souterraine du charbon est réalisée dans le Donbass (Lisichansk), Kuzbass (Kiselevsk) et la région de Moscou (Tula).
Le gaz naturel a été et reste un produit d’exportation important dans le commerce extérieur russe.
Les principaux centres de traitement du gaz naturel sont situés dans l'Oural (Orenbourg, Shkapovo, Almetyevsk), en Sibérie occidentale (Nizhnevartovsk, Surgut), dans la région de la Volga (Saratov), ​​​​dans le Caucase du Nord (Grozny) et dans d'autres pays. provinces porteuses. On peut noter que les usines de traitement du gaz gravitent autour des sources de matières premières - les champs et les grands gazoducs.
L’utilisation la plus importante du gaz naturel est celle de carburant. Dernièrement Il existe une tendance à l'augmentation de la part du gaz naturel dans le bilan énergétique du pays.

Le gaz naturel le plus précieux à haute teneur en méthane est Stavropol (97,8 % CH 4), Saratov (93,4 %), Ourengoï (95,16 %).
Les réserves de gaz naturel sur notre planète sont très importantes (environ 1015 m3). Nous connaissons plus de 200 gisements en Russie, situés en Sibérie occidentale, dans le bassin Volga-Oural et dans le Caucase du Nord. La Russie occupe la première place mondiale en termes de réserves de gaz naturel.
Le gaz naturel est le type de combustible le plus précieux. Lorsque le gaz est brûlé, il dégage beaucoup de chaleur. Il sert donc de combustible économe en énergie et bon marché dans les chaufferies, les hauts fourneaux, les fours à sole et les fours de fusion du verre. L'utilisation du gaz naturel dans la production permet d'augmenter considérablement la productivité du travail.
Le gaz naturel est une source de matières premières pour l'industrie chimique : production d'acétylène, d'éthylène, d'hydrogène, de suie, de plastiques divers, d'acide acétique, de colorants, de médicaments et d'autres produits.

Gaz de pétrole associé est un gaz qui existe avec le pétrole, il est dissous dans le pétrole et se situe au-dessus de celui-ci, formant un « bouchon de gaz », sous pression. A la sortie du puits, la pression chute et le gaz associé est séparé du pétrole. Ce gaz n’était pas utilisé autrefois, mais simplement brûlé. Actuellement, il est capturé et utilisé comme combustible et comme matière première chimique précieuse. Les possibilités d'utilisation des gaz associés sont encore plus larges que le gaz naturel, car... leur composition est plus riche. Les gaz associés contiennent moins de méthane que le gaz naturel, mais ils contiennent beaucoup plus d'homologues du méthane. Pour utiliser le gaz associé de manière plus rationnelle, il est divisé en mélanges de composition plus étroite. Après séparation, on obtient du gaz essence, du propane et du butane, ainsi que du gaz sec. Des hydrocarbures individuels sont également extraits - éthane, propane, butane et autres. En les déshydrogénant, on obtient des hydrocarbures insaturés - éthylène, propylène, butylène, etc.

Pétrole et produits pétroliers, leur application

L'huile est un liquide huileux avec une odeur âcre. On le trouve dans de nombreux endroits à travers le monde, imprégnant les pores rochersà différentes profondeurs.
Selon la plupart des scientifiques, le pétrole est constitué de restes géochimiquement altérés de plantes et d’animaux qui habitaient autrefois la planète. Cette théorie de l'origine organique du pétrole est étayée par le fait que le pétrole contient certaines substances azotées - produits de dégradation des substances présentes dans les tissus végétaux. Il existe également des théories sur l'origine inorganique du pétrole : sa formation à la suite de l'action de l'eau dans l'épaisseur du globe sur des carbures métalliques chauds (composés de métaux avec du carbone) avec une modification ultérieure des hydrocarbures résultants sous l'influence de haute température, haute pression, exposition au métal, air, hydrogène, etc.
Lors de l'extraction de formations pétrolifères situées dans la croûte terrestre, parfois à plusieurs kilomètres de profondeur, le pétrole soit remonte à la surface sous la pression des gaz qui s'y trouvent, soit est pompé par des pompes.

L’industrie pétrolière constitue aujourd’hui un vaste complexe économique national qui vit et se développe selon ses propres lois. Que signifie le pétrole pour l’économie nationale du pays aujourd’hui ? Le pétrole est une matière première pour la pétrochimie dans la production de caoutchouc synthétique, d'alcools, de polyéthylène, de polypropylène, d'une large gamme de plastiques divers et de produits finis fabriqués à partir de ceux-ci, de tissus artificiels ; source de production de carburants automobiles (essence, kérosène, diesel et carburéacteurs), d'huiles et de lubrifiants, ainsi que de combustible pour chaudières et fours (mazout), matériaux de construction(bitume, goudron, asphalte) ; matières premières pour la production d'un certain nombre de préparations protéiques utilisées comme additifs dans l'alimentation du bétail pour stimuler leur croissance.
Le pétrole est notre richesse nationale, la source de la puissance du pays, le fondement de son économie. Le complexe pétrolier russe comprend 148 000 puits de pétrole, 48 300 km d'oléoducs principaux, 28 raffineries de pétrole d'une capacité totale de plus de 300 millions de tonnes de pétrole par an, ainsi qu'un grand nombre d'autres installations de production.
Les entreprises de l'industrie pétrolière et de ses industries de services emploient environ 900 000 travailleurs, dont environ 20 000 personnes dans le domaine de la science et des services scientifiques.
Derrière dernières décennies Il y a eu des changements fondamentaux dans la structure de l'industrie des combustibles, associés à une diminution de la part de l'industrie du charbon et à la croissance des industries de production et de transformation du pétrole et du gaz. Si en 1940, ils représentaient 20,5 %, alors en 1984, ils représentaient 75,3 % de la production totale de combustible minéral. Aujourd’hui, le gaz naturel et le charbon à ciel ouvert prennent le devant de la scène. La consommation de pétrole à des fins énergétiques sera réduite ; au contraire, son utilisation comme matière première chimique va se développer. Actuellement, dans la structure du bilan énergétique et énergétique, le pétrole et le gaz représentent 74 %, tandis que la part du pétrole diminue et celle du gaz augmente et s'élève à environ 41 %. La part du charbon est de 20 %, les 6 % restants proviennent de l'électricité.
Les frères Dubinin ont commencé à raffiner le pétrole dans le Caucase. Première transformation le pétrole consiste en sa distillation. La distillation est effectuée dans les raffineries de pétrole après séparation des gaz de pétrole.

Divers produits d'une grande importance pratique sont isolés du pétrole. Tout d'abord, les hydrocarbures gazeux dissous (principalement le méthane) en sont éliminés. Après avoir distillé les hydrocarbures volatils, l’huile est chauffée. Ils sont les premiers à passer à l'état de vapeur et les hydrocarbures sont distillés un grand nombre atomes de carbone dans une molécule qui ont un point d’ébullition relativement bas. À mesure que la température du mélange augmente, des hydrocarbures ayant un point d’ébullition plus élevé sont distillés. De cette manière, des mélanges individuels (fractions) d’huile peuvent être collectés. Le plus souvent, cette distillation produit quatre fractions volatiles, qui sont ensuite séparées.
Les principales fractions pétrolières sont les suivantes.
Fraction essence, collecté entre 40 et 200 °C, contient des hydrocarbures de C 5 H 12 à C 11 H 24. Après distillation ultérieure de la fraction isolée, nous obtenons de l'essence (t kip = 40–70 °C), essence
(t kip = 70-120 °C) – aviation, automobile, etc.
Fraction naphta, collecté dans la plage de 150 à 250°C, contient des hydrocarbures de C 8 H 18 à C 14 H 30. Le naphta est utilisé comme carburant pour les tracteurs. De grandes quantités de naphta sont transformées en essence.
Fraction kérosène comprend les hydrocarbures de C 12 H 26 à C 18 H 38 avec un point d'ébullition de 180 à 300°C. Le kérosène, après purification, est utilisé comme carburant pour les tracteurs, les avions à réaction et les fusées.
Fraction gazole (t kip > 275 °C), autrement appelé Gas-oil.
Résidu après distillation du pétrole – essence– contient des hydrocarbures avec un grand nombre d’atomes de carbone (jusqu’à plusieurs dizaines) dans la molécule. Le fioul est également séparé en fractions par distillation sous pression réduite pour éviter la décomposition. En conséquence nous obtenons huiles solaires(Gas-oil), huiles lubrifiantes(automobile, aéronautique, industriel, etc.), vaseline(la vaseline technique est utilisée pour lubrifier les produits métalliques afin de les protéger de la corrosion ; la vaseline purifiée est utilisée comme base pour les cosmétiques et en médecine). À partir de certains types d'huile, on obtient paraffine(pour la fabrication d'allumettes, de bougies, etc.). Après avoir distillé les composants volatils du fioul, il ne reste que le goudron. Il est largement utilisé dans la construction de routes. Outre sa transformation en huiles lubrifiantes, le fioul est également utilisé comme combustible liquide dans les chaufferies. L’essence issue du raffinage du pétrole ne suffit pas à couvrir tous les besoins. Dans le meilleur des cas, jusqu'à 20 % de l'essence peut être obtenue à partir du pétrole, le reste étant constitué de produits à point d'ébullition élevé. À cet égard, la chimie était confrontée à la tâche de trouver des moyens de produire de l'essence en grande quantité. Un moyen pratique a été trouvé en utilisant la théorie de la structure des composés organiques créée par A.M. Butlerov. Les produits de distillation du pétrole à haut point d’ébullition ne conviennent pas pour être utilisés comme carburant. Leur point d'ébullition élevé est dû au fait que les molécules de ces hydrocarbures sont trop longues chaînes. Lorsque de grosses molécules contenant jusqu'à 18 atomes de carbone sont décomposées, des produits à bas point d'ébullition tels que l'essence sont obtenus. Cette voie a été suivie par l'ingénieur russe V.G. Shukhov, qui a développé en 1891 une méthode de division des hydrocarbures complexes, appelée plus tard craquage (ce qui signifie division).

Une amélioration fondamentale du craquage a été l’introduction dans la pratique du procédé de craquage catalytique. Ce processus a été réalisé pour la première fois en 1918 par N.D. Zelinsky. Le craquage catalytique a permis de produire de l'essence d'aviation à grande échelle. Dans les unités de craquage catalytique à une température de 450 °C, sous l’influence de catalyseurs, de longues chaînes carbonées se brisent.

Craquage thermique et catalytique

La principale méthode de traitement des fractions pétrolières est différentes sortes fissuration. Pour la première fois (1871-1878), le craquage du pétrole a été réalisé à l'échelle laboratoire et semi-industrielle par A.A. Letny, employé de l'Institut technologique de Saint-Pétersbourg. Le premier brevet pour une installation de craquage a été déposé par Choukhov en 1891. Le craquage s'est répandu dans l'industrie depuis les années 1920.
Le craquage est la décomposition thermique des hydrocarbures et autres Composants huile. Plus la température est élevée, plus la vitesse de craquage est élevée et plus le rendement en gaz et en hydrocarbures aromatiques est élevé.
Le craquage des fractions pétrolières, en plus des produits liquides, produit une matière première primaire : des gaz contenant des hydrocarbures insaturés (oléfines).
On distingue les principaux types de fissuration suivants :
phase liquide (20-60 atm, 430-550 °C), produit de l'essence insaturée et saturée, le rendement en essence est d'environ 50 %, celui des gaz en 10 % ;
Phase de vapeur(pression ordinaire ou réduite, 600 °C), produit de l'essence aromatique insaturée, le rendement est inférieur à celui du craquage en phase liquide, une grande quantité de gaz se forme ;
pyrolyse l'huile (pression ordinaire ou réduite, 650-700 °C), donne un mélange d'hydrocarbures aromatiques (pyrobenzène), le rendement est d'environ 15 %, plus de la moitié de la matière première est transformée en gaz ;
hydrogénation destructrice (pression d'hydrogène 200-250 atm, 300-400 °C en présence de catalyseurs - fer, nickel, tungstène, etc.), donne l'essence ultime avec un rendement allant jusqu'à 90 % ;
craquage catalytique (300–500 °C en présence de catalyseurs - AlCl 3, aluminosilicates, MoS 3, Cr 2 O 3, etc.), produit des produits gazeux et de l'essence de haute qualité avec une prédominance d'hydrocarbures aromatiques et saturés d'isostructure.
En technologie grand rôle joue ce qu'on appelle reformage catalytique– conversion d'essences de qualité inférieure en essences à indice d'octane élevé ou en hydrocarbures aromatiques.
Les principales réactions du craquage sont la rupture des chaînes d'hydrocarbures, l'isomérisation et la cyclisation. Les radicaux libres d’hydrocarbures jouent un rôle important dans ces processus.

Production de coca
et le problème de l'obtention de carburant liquide

Réserves charbon dans la nature dépassent largement les réserves de pétrole. Ainsi, le charbon espèce la plus importante matières premières pour l'industrie chimique.
Actuellement, l'industrie utilise plusieurs méthodes de transformation du charbon : distillation sèche (cokéfaction, semi-cokéfaction), hydrogénation, combustion incomplète et production de carbure de calcium.

La distillation sèche du charbon est utilisée pour produire du coke en métallurgie ou du gaz domestique. Le charbon à coke produit du coke, du goudron de houille, de l'eau goudronnée et des gaz à coke.
Goudron de houille contient une grande variété de composés aromatiques et autres composés organiques. Par distillation à pression normale, il est divisé en plusieurs fractions. Les hydrocarbures aromatiques, les phénols, etc. sont obtenus à partir du goudron de houille.
Gaz de cokéfaction contiennent principalement du méthane, de l'éthylène, de l'hydrogène et du monoxyde de carbone (II). Ils sont partiellement brûlés et partiellement recyclés.
L'hydrogénation du charbon est réalisée à une température de 400 à 600 °C sous une pression d'hydrogène allant jusqu'à 250 atm en présence d'un catalyseur – les oxydes de fer. Cela produit un mélange liquide d'hydrocarbures, qui sont généralement hydrogénés sur du nickel ou d'autres catalyseurs. Les lignites de qualité inférieure peuvent être hydrogénées.

Le carbure de calcium CaC 2 est obtenu à partir de charbon (coke, anthracite) et de chaux. Il est ensuite transformé en acétylène, qui est utilisé à une échelle toujours plus grande dans l'industrie chimique de tous les pays.

De l'histoire du développement d'OJSC Rosneft - KNOS

L’histoire du développement de l’usine est étroitement liée à l’industrie pétrolière et gazière du Kouban.
Le début de la production pétrolière dans notre pays remonte à un passé lointain. Retour au 10ème siècle. L'Azerbaïdjan faisait du commerce du pétrole avec différents pays. Dans le Kouban, l'exploitation industrielle du pétrole a commencé en 1864 dans la région de Maikop. À la demande du chef de la région du Kouban, le général Karmalin, D.I. Mendeleïev a tiré en 1880 une conclusion sur le potentiel pétrolier du Kouban : « Ici, il faut s'attendre à beaucoup de pétrole, ici il est situé le long d'une longue ligne droite parallèle jusqu'à la crête et s'étendant près des contreforts, approximativement dans la direction de Kudako à Ilskaya".
Durant les années des premiers plans quinquennaux, d'importants travaux de recherche ont été réalisés et production industrielle huile. Le gaz de pétrole associé était partiellement utilisé comme combustible domestique dans les quartiers ouvriers, et la plupart de Ce produit précieux était brûlé aux flambeaux. Pour mettre fin au gaspillage ressources naturelles, Ministère Industrie pétrolière En 1952, l'URSS décide de construire une usine gaz-essence dans le village d'Afipskoye.
En 1963, l'acte de mise en service de la première étape de l'usine à gaz et à essence Afipsky a été signé.
Au début de 1964, le traitement des condensats de gaz du territoire de Krasnodar a commencé à produire de l'essence et du carburant diesel A-66. La matière première était le gaz des champs Kanevsky, Berezansky, Leningradsky, Maikopsky et d'autres grands gisements. Améliorant la production, le personnel de l'usine maîtrisa la production d'essence d'aviation B-70 et d'essence moteur A-72.
En août 1970, deux nouvelles unités technologiques de traitement des condensats de gaz pour produire des aromatiques (benzène, toluène, xylène) sont mises en service : une unité de distillation secondaire et une unité de reformage catalytique. Dans le même temps, des installations de traitement avec traitement biologique des eaux usées et la base de matières premières et de matières premières de l'usine ont été construites.
En 1975, une usine de production de xylène a été mise en service et en 1978, une usine de déméthylation de toluène importée a été mise en service. L'usine est devenue l'une des principales usines du ministère de l'Industrie pétrolière dans la production d'hydrocarbures aromatiques pour l'industrie chimique.
Afin d'améliorer la structure de gestion de l'entreprise et l'organisation des divisions de production, elle a été créée en janvier 1980. Association de production"Krasnodarnefteorgsintez" L'association comprenait trois usines : le site de Krasnodar (en activité depuis août 1922), la raffinerie de pétrole Tuapse (en activité depuis 1929) et la raffinerie de pétrole Afipsky (en activité depuis décembre 1963).
En décembre 1993, l'entreprise a été réorganisée et en mai 1994, Krasnodarnefteorgsintez OJSC a été rebaptisée Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC.

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