1 skyrius. NAFTOS IR FOSILIJŲ TYRIMO GEOCHEMIJA.. 3

§ 1. Iškastinio kuro kilmė. 3

§ 2. Dujų ir naftos uolienos. 4

2 skyrius. GAMTOS ŠALTINIAI... 5

3 skyrius. PRAMONINĖ ANGLIANDENILIŲ GAMYBA... 8

4 skyrius. NAFTOS APDOROJIMAS... 9

§ 1. Frakcinis distiliavimas.. 9

§ 2. Įtrūkimai. 12

§ 3. Reformavimas. 13

§ 4. Sieros šalinimas.. 14

5 skyrius. ANGLIANDENILIŲ TAIKYMAS... 14

§ 1. Alkanai.. 15

§ 2. Alkenai.. 16

§ 3. Alkinai.. 18

§ 4. Arenos.. 19

6 skyrius. Naftos pramonės būklės analizė. 20

7 skyrius. Naftos pramonės ypatybės ir pagrindinės tendencijos. 27

Naudotos literatūros sąrašas... 33

Pirmosios teorijos, nagrinėjančios principus, lemiančius naftos telkinių atsiradimą, dažniausiai apsiribojo klausimu, kur jie kaupiasi. Tačiau per pastaruosius 20 metų tapo aišku, kad norint atsakyti į šį klausimą, būtina suprasti, kodėl, kada ir kokiais kiekiais nafta susidarė konkrečiame baseine, taip pat suprasti ir nustatyti, kokių procesų metu ji susidarė. atsirado, migravo ir kaupėsi. Ši informacija yra būtina siekiant pagerinti naftos žvalgybos efektyvumą.

Angliavandenilių fosilijos, remiantis šiuolaikinėmis pažiūromis, susidarė dėl sudėtingos geocheminių procesų sekos (žr. 1 pav.) pradinių dujų ir naftos uolienų viduje. Šiuose procesuose įvairių biologinių sistemų komponentai (medžiagos) natūralios kilmės) buvo transformuoti į angliavandenilius ir, kiek mažesniu mastu, į polinius junginius, turinčius skirtingą termodinaminį stabilumą - dėl natūralios kilmės medžiagų nusodinimo ir vėliau jų sutapimo su nuosėdinėmis uolienomis, veikiant aukštai temperatūrai ir aukštas kraujo spaudimas paviršiniuose žemės plutos sluoksniuose. Pirminė skystų ir dujinių produktų migracija iš pradinio gazolio sluoksnio ir vėlesnė antrinė migracija (per guolio horizontus, poslinkius ir pan.) į akytas naftos prisotintas uolienas lemia angliavandenilių medžiagų nuosėdų susidarymą, tolesnę gazolių migraciją. kurios užkertamas kelias užrakinant nuosėdas tarp neakytų uolienų sluoksnių .

Biogeninės kilmės nuosėdinių uolienų organinių medžiagų ekstraktuose randama junginių, kurių cheminė struktūra tokia pati kaip ir naftoje. Kai kurie iš šių junginių, kurie laikomi „biologiniais žymenimis“ („cheminėmis fosilijomis“), yra ypač svarbūs geochemijai. Tokie angliavandeniliai turi daug bendro su junginiais, esančiais biologines sistemas(pavyzdžiui, su lipidais, pigmentais ir metabolitais), iš kurių susidarė aliejus. Šie junginiai ne tik demonstruoja biogeninę kilmę natūralūs angliavandeniliai, bet ir leidžia gauti labai svarbi informacija apie dujas ir naftą turinčias uolienas, taip pat apie brendimo ir kilmės pobūdį, migraciją ir biologinį skaidymą, dėl kurių susidarė specifiniai dujų ir naftos telkiniai.

1 pav. Geocheminiai procesai, lemiantys iškastinių angliavandenilių susidarymą.

Gazolinė uoliena laikoma smulkiai išsklaidyta nuosėdinė uoliena, dėl kurios natūraliai nusėdus susidarė arba gali susidaryti ir išsiskirti didelis naftos ir (ar) dujų kiekis. Tokių uolienų klasifikacija grindžiama organinių medžiagų kiekiu ir rūšimi, jos metamorfinės raidos būkle (cheminiai virsmai, vykstantys maždaug 50–180 °C temperatūroje) ir angliavandenilių, kuriuos galima gauti iš jos, pobūdžiu ir kiekiu. . Organinės medžiagos kerogenas biogeninėse nuosėdinėse uolienose gali būti įvairių formų, tačiau jį galima suskirstyti į keturis pagrindinius tipus.

1) Liptinitas– turi labai daug vandenilio, bet mažai deguonies; jų sudėtį lemia alifatinių anglies grandinių buvimas. Daroma prielaida, kad liptinitai susidarė daugiausia iš dumblių (dažniausiai juos suyra bakterijos). Jie turi didelį gebėjimą paversti aliejumi.

2) išeina– turi didelį vandenilio kiekį (bet mažiau nei liptinituose), daug alifatinių grandinių ir sočiųjų naftenų (aliciklinių angliavandenilių), taip pat aromatinių žiedų ir deguonies turinčių funkcinių grupių. Ši organinė medžiaga susidaro iš augalinių medžiagų, tokių kaip sporos, žiedadulkės, odelės ir kitos struktūrinės augalų dalys. Eksinitai turi gerą gebėjimą virsti naftos ir dujų kondensatu, o aukštesnėse metamorfinės evoliucijos stadijose – į dujas.

3) Vitrshita– turi mažai vandenilio, daug deguonies ir daugiausia susideda iš aromatinių struktūrų su trumpomis alifatinėmis grandinėmis, sujungtomis deguonies turinčiomis funkcinėmis grupėmis. Jie yra suformuoti iš struktūrizuotų sumedėjusių (lignoceliuliozės) medžiagų ir turi ribotą galimybę virsti aliejumi, bet gerai – į dujas.

4) Inertinitai yra juodos, nepermatomos klastinės uolienos (daug anglies ir mažai vandenilio), susidariusios iš labai modifikuotų medienos pirmtakų. Jie neturi galimybės virsti nafta ir dujomis.

Pagrindiniai veiksniai, pagal kuriuos atpažįstama gazolių uoliena, yra kerogeno kiekis, kerogeno organinės medžiagos tipas ir šios organinės medžiagos metamorfinės evoliucijos stadija. Geros gazolių uolienos yra tos, kuriose yra 2–4% organinių medžiagų, iš kurių gali susidaryti ir išsiskirti atitinkami angliavandeniliai. Esant palankioms geocheminėms sąlygoms, aliejus gali susidaryti iš nuosėdinių uolienų, kuriose yra organinių medžiagų, tokių kaip liptinitas ir eksinitas. Dujų nuosėdos dažniausiai susidaro uolienose, kuriose gausu vitrinito, arba dėl iš pradžių susidariusios naftos terminio krekingo.

Dėl vėlesnio organinių medžiagų nuosėdų užkasimo po viršutiniais nuosėdinių uolienų sluoksniais ši medžiaga yra veikiama vis aukštesnės temperatūros, o tai lemia terminį kerogeno skilimą ir naftos bei dujų susidarymą. Naftos susidarymas tokiu kiekiu, kuris yra svarbus lauko pramoniniam vystymuisi, vyksta tam tikromis laiko ir temperatūros sąlygomis (atsiradimo gyliu), o formavimosi laikas yra ilgesnis, tuo žemesnė temperatūra (tai nesunku suprasti, jei darysime prielaidą kad reakcija vyksta pagal pirmos eilės lygtį ir turi Arenijaus priklausomybę nuo temperatūros). Pavyzdžiui, toks pat kiekis naftos, kuris susidarė 100°C temperatūroje maždaug per 20 milijonų metų, turėtų susidaryti 90°C temperatūroje per 40 milijonų metų, o 80°C temperatūroje – per 80 milijonų metų. . Angliavandenilių susidarymo iš kerogeno greitis maždaug padvigubėja kas 10°C temperatūros padidėjimą. Tačiau cheminė sudėtis kerogenas. gali būti labai įvairus, todėl nurodytas ryšys tarp aliejaus brendimo laiko ir šio proceso temperatūros gali būti laikomas tik apytikslių įvertinimų pagrindu.

Šiuolaikiniai geocheminiai tyrimai rodo, kad in kontinentinis šelfasŠiaurės jūroje kas 100 m didėjant gyliui temperatūra pakyla maždaug 3°C, o tai reiškia, kad gausu organinių medžiagų. nuosėdinės uolienos susidarė skysti angliavandeniliai 2500-4000 m gylyje 50-80 milijonų metų. Lengvosios alyvos ir kondensatai, matyt, susidarė 4000–5000 m gylyje, o metanas (sausos dujos) – daugiau nei 5000 m gylyje.

Natūralūs angliavandenilių šaltiniai yra iškastinis kuras – nafta ir dujos, anglys ir durpės. Žalios naftos ir dujų telkiniai atsirado prieš 100–200 milijonų metų iš mikroskopinių jūros augalų ir gyvūnų, kurie įsitvirtino jūros dugne susidariusiose nuosėdinėse uolienose, priešingai, prieš 340 milijonų metų iš sausumoje augančių augalų.

Gamtinės dujos ir žalia nafta paprastai randamos kartu su vandeniu naftą turinčiuose sluoksniuose, esančiuose tarp uolienų sluoksnių (2 pav.). Sąvoka „gamtinės dujos“ taip pat taikoma dujoms, kurios susidaro gamtinės sąlygos kaip anglies irimo rezultatas. Gamtinės dujos ir žalia nafta išvystyta visuose žemynuose, išskyrus Antarktidą. Didžiausi pasaulyje gamtinių dujų gamintojai yra Rusija, Alžyras, Iranas ir JAV. Didžiausi žalios naftos gamintojai yra Venesuela, Saudo Arabija, Kuveitas ir Iranas.

Gamtines dujas daugiausia sudaro metanas (1 lentelė).

Žalia nafta yra aliejinis skystis, kurio spalva gali būti nuo tamsiai rudos arba žalios iki beveik bespalvio. Jame yra daug alkanų. Tarp jų yra tiesių alkanų, šakotųjų alkanų ir cikloalkanų, kurių anglies atomų skaičius yra nuo 5 iki 40. Pramoninis šių cikloalkanų pavadinimas yra nachtany. Žalioje naftoje taip pat yra apie 10 % aromatinių angliavandenilių ir didelis skaičius kiti junginiai, turintys sieros, deguonies ir azoto.

Sausas distiliavimas anglis.

Aromatiniai angliavandeniliai daugiausia gaunami sausai distiliuojant anglį. Kaitinant anglį retortose arba koksavimo krosnyse be oro prieigos 1000–1300 °C temperatūroje, vyksta skilimas. organinės medžiagos anglis, susidarant kietiems, skystiems ir dujiniams produktams.

Kietas sauso distiliavimo produktas – koksas – tai porėta masė, susidedanti iš anglies su pelenų priemaiša. Koksas gaminamas didžiuliais kiekiais ir daugiausia naudojamas metalurgijos pramonėje kaip reduktorius gaminant metalus (pirmiausia geležį) iš rūdų.

Skysti sauso distiliavimo produktai yra juoda klampi derva (akmens anglių derva), o vandeninis sluoksnis, kuriame yra amoniako, yra amoniakinis vanduo. Akmens anglių dervos gaunama vidutiniškai 3 % pradinės anglies masės. Amoniako vanduo yra vienas iš svarbiausių amoniako šaltinių. Dujiniai anglies sausojo distiliavimo produktai vadinami kokso krosnies dujomis. Kokso krosnies dujos yra skirtingos sudėties, atsižvelgiant į anglies rūšį, koksavimo režimą ir tt Kokso krosnies dujos, pagamintos kokso krosnies akumuliatoriuose, praleidžiamos per daugybę absorberių, kurie sulaiko dervos, amoniako ir lengvosios alyvos garus. Lengvojoje alyvoje, gautoje kondensacijos būdu iš kokso krosnių dujų, yra 60 % benzeno, tolueno ir kitų angliavandenilių. Didžioji dalis benzeno (iki 90%) gaunama tokiu būdu ir tik nedidelė dalis gaunama frakcionuojant akmens anglių degutą.

Akmens anglių deguto perdirbimas. Akmens anglių derva atrodo kaip juoda dervinga masė su būdingu kvapu. Šiuo metu iš akmens anglių deguto išskirta per 120 skirtingų produktų. Tarp jų yra aromatinių angliavandenilių, taip pat aromatinių deguonies turinčių rūgščių medžiagų (fenolių), bazinio pobūdžio azoto turinčių medžiagų (piridino, chinolino), sieros (tiofeno) ir kt.

Akmens anglių derva yra frakciškai distiliuojama, todėl susidaro kelios frakcijos.

Lengvojoje alyvoje yra benzeno, tolueno, ksilenų ir kai kurių kitų angliavandenilių.

Vidutiniame arba karboliniame aliejuje yra nemažai fenolių.

Sunkioji arba kreozoto alyva: iš angliavandenilių sunkiajame aliejuje yra naftaleno.

Angliavandenilių gavimas iš naftos

Nafta yra vienas iš pagrindinių aromatinių angliavandenilių šaltinių. Daugumoje aliejų aromatinių angliavandenilių yra labai mažai. Tarp vietinių aliejų, Uralo (Permės) telkinio naftoje gausu aromatinių angliavandenilių. Antrajame Baku aliejuje yra iki 60% aromatinių angliavandenilių.

Dėl aromatinių angliavandenilių stygiaus dabar taikoma „naftos aromatizacija“: naftos produktai kaitinami apie 700 °C temperatūroje, todėl iš naftos skilimo produktų galima gauti 15–18 % aromatinių angliavandenilių.

Kvitas aromatingas angliavandeniliai. Natūralus šaltiniai
Kvitas angliavandeniliai iš aliejaus. Aliejus yra vienas iš pagrindinių šaltiniai aromatingas angliavandeniliai.

Kvitas aromatingas angliavandeniliai. Natūralus šaltiniai. Sausas anglies distiliavimas. Aromatingas angliavandeniliai gaunami daugiausia su. Nomenklatūra ir izomerizmas aromatingas angliavandeniliai.

Kvitas aromatingas angliavandeniliai. Natūralus šaltiniai. Sausas anglies distiliavimas. Aromatingas angliavandeniliai gaunami daugiausia su.

Kvitas aromatingas angliavandeniliai. Natūralus šaltiniai.
1. Sintezė iš aromatingas angliavandeniliai ir riebalų halo dariniai, esant katalizei... daugiau ».

Į grupę aromatingas junginiai apėmė daugybę medžiagų, gavo iš natūralus dervos, balzamai ir eteriniai aliejai.
Racionalūs vardai aromatingas angliavandeniliai dažniausiai kilęs iš pavadinimo. Aromatingas angliavandeniliai.

Natūralus šaltiniai riba angliavandeniliai. Gamtoje plačiai paplitusios dujos, skysčiai ir kietosios medžiagos. angliavandeniliai, daugeliu atvejų atsiranda ne grynų junginių, o įvairių, kartais labai sudėtingų mišinių pavidalu.

izomerizmas, natūralus šaltiniai ir būdai gavimo olefinai Olefinų izomerija priklauso nuo anglies atomų grandinės izomerijos, t.y. nuo to, ar grandinė yra n. Nesočiųjų (nesočiųjų) angliavandeniliai.

Angliavandeniliai. Angliavandeniai yra plačiai paplitę gamtoje ir atlieka labai svarbų vaidmenį žmogaus gyvenime. Jie yra maisto dalis, o žmogaus energijos poreikis dažniausiai patenkinamas mitybos metu dėl angliavandenių.

H2C=CH- radikalas, pagamintas iš etileno, paprastai vadinamas vinilu; iš propileno susidaręs radikalas H2C=CH-CH2- vadinamas alilu. Natūralus šaltiniai ir būdai gavimo olefinai

Natūralus šaltiniai riba angliavandeniliai Taip pat yra kai kurie medienos, durpių, rusvųjų ir akmens anglių bei naftingųjų skalūnų sausojo distiliavimo produktai. Sintetiniai metodai gavimo riba angliavandeniliai.

Rasta panašių puslapių:10

Junginiai, susidedantys tik iš anglies ir vandenilio atomų.

Angliavandeniliai skirstomi į ciklinius (karbociklinius junginius) ir aciklinius.

Cikliniai (karbocikliniai) yra junginiai, kuriuose yra vienas ar keli ciklai, susidedantys tik iš anglies atomų (priešingai nei heterocikliniai junginiai, kuriuose yra heteroatomų – azoto, sieros, deguonies ir kt.). Karbocikliniai junginiai savo ruožtu skirstomi į aromatinius ir nearomatinius (aliciklinius) junginius.

Acikliniai angliavandeniliai apima organinius junginius, kurių anglies skeleto molekulės yra atviros grandinės.

Šios grandinės gali būti sudarytos iš viengubų ryšių (alkanų), turėti vieną dvigubą jungtį (alkenus), dvi ar daugiau dvigubų jungčių (dienų arba polienų) arba vieną trigubą jungtį (alkinus).

Kaip žinote, anglies grandinės yra daugumos organinių medžiagų dalis. Taigi angliavandenilių tyrimas yra ypač svarbus, nes šie junginiai yra kitų klasių struktūrinis pagrindas organiniai junginiai.

Be to, angliavandeniliai, ypač alkanai, yra pagrindiniai natūralūs organinių junginių šaltiniai ir svarbiausių pramoninių bei laboratorinių sintezių pagrindas (1 schema).

Jau žinote, kad angliavandeniliai yra svarbiausia chemijos pramonės žaliava. Savo ruožtu angliavandeniliai yra gana plačiai paplitę gamtoje ir gali būti išskirti iš įvairių gamtinių šaltinių: naftos, susijusios naftos ir gamtinių dujų, anglies. Pažvelkime į juos atidžiau.

Alyva- natūralus sudėtingas angliavandenilių, daugiausia linijinės ir šakotos struktūros alkanų, mišinys, kurio molekulėse yra nuo 5 iki 50 anglies atomų, su kitomis organinėmis medžiagomis. Jo sudėtis labai priklauso nuo jo išgavimo vietos (nuosėdos), be alkanų, gali būti cikloalkanų ir aromatinių angliavandenilių.

Dujiniai ir kietieji naftos komponentai yra ištirpę skystuose jos komponentuose, o tai lemia jos agregacijos būsena. Aliejus yra tamsaus (rudos iki juodos) spalvos, būdingo kvapo aliejinis skystis, netirpus vandenyje. Jo tankis mažesnis nei vandens, todėl į jį patekęs aliejus pasklinda paviršiumi, neleisdamas vandenyje ištirpti deguoniui ir kitoms oro dujoms. Akivaizdu, kad nafta, patekusi į natūralius vandens telkinius, sukelia mikroorganizmų ir gyvūnų mirtį, sukelia ekologines nelaimes ir net katastrofas. Yra bakterijų, kurios gali naudoti aliejaus komponentus kaip maistą, paversdamos juos nekenksmingais savo gyvybinės veiklos produktais. Akivaizdu, kad šių bakterijų kultūrų naudojimas yra ekologiškiausias ir perspektyviausias būdas kovoti su tarša. aplinką naftos gamybos, transportavimo ir perdirbimo metu.

Gamtoje nafta ir susijusios naftos dujos, kurios bus aptartos toliau, užpildo žemės ertmes. Būdamas įvairių medžiagų mišinys, aliejus neturi pastovios virimo temperatūros. Akivaizdu, kad kiekvienas jo komponentas išlaiko savo individualias savybes mišinyje. fizines savybes, kuris leidžia atskirti aliejų į jo komponentus. Norėdami tai padaryti, jis išvalomas nuo mechaninių priemaišų ir sieros turinčių junginių ir atliekamas taip vadinamas frakcinis distiliavimas arba rektifikavimas.

Frakcinis distiliavimas yra fizinis būdas atskirti komponentų, turinčių skirtingą virimo temperatūrą, mišinį.

Distiliavimas atliekamas specialiuose įrenginiuose - distiliavimo kolonėlėse, kuriose kartojasi aliejuje esančių skystų medžiagų kondensacijos ir garavimo ciklai (9 pav.).

Garai, susidarantys medžiagų mišiniui verdant, yra praturtinami žemesnės virimo temperatūros (t. y. žemesnės temperatūros) komponentu. Šie garai surenkami, kondensuojami (atšaldomi iki žemiau virimo temperatūros) ir vėl užvirinami. Tokiu atveju susidaro garai, kurie dar labiau praturtinami žemai verdančia medžiaga. Daug kartų kartojant šiuos ciklus, galima pasiekti beveik visišką mišinyje esančių medžiagų išsiskyrimą.

Į distiliavimo kolonėlę patenka vamzdinėje krosnyje iki 320-350 °C temperatūros įkaitintas aliejus. Distiliavimo kolonėlė turi horizontalias pertvaras su skylutėmis – vadinamuosius padėklus, ant kurių kondensuojasi alyvos frakcijos. Žemai verdančios frakcijos kaupiasi ant aukštesnių, o aukštai verdančių - ant žemesnių.

Rektifikavimo proceso metu aliejus skirstomas į šias frakcijas:

Rektifikacinės dujos yra mažos molekulinės masės angliavandenilių, daugiausia propano ir butano, mišinys, kurio virimo temperatūra yra iki 40 °C;

Benzino frakcija (benzinas) - angliavandeniliai, kurių sudėtis yra nuo C 5 H 12 iki C 11 H 24 (virimo temperatūra 40-200 ° C); smulkiau atskiriant šią frakciją gaunamas benzinas (petrolio eteris, 40-70 °C) ir benzinas (70-120 °C);

Pirminio benzino frakcija - angliavandeniliai, kurių sudėtis yra nuo C8H18 iki C14H30 (virimo temperatūra 150-250 °C);

Žibalo frakcija - angliavandeniliai, kurių sudėtis yra nuo C12H26 iki C18H38 (virimo temperatūra 180-300 °C);

Dyzelinas - angliavandeniliai, kurių sudėtis yra nuo C13H28 iki C19H36 (virimo temperatūra 200-350 °C).

Likusi naftos distiliavimo dalis yra mazutas- yra angliavandenilių su anglies atomų skaičiumi nuo 18 iki 50. Distiliuojant sumažintame slėgyje iš mazuto, gaunami dyzeliniai alyvos (C18H28-C25H52), tepalinės alyvos (C28H58-C38H78), vazelinas ir parafinas - žemo lydymosi mišiniai kietųjų angliavandenilių. Kietos mazuto distiliavimo likučiai – derva ir jo perdirbimo produktai – bitumas ir asfaltas naudojami kelių dangoms gaminti.

Produktai, gauti dėl alyvos rektifikavimo, yra apdorojami cheminiu būdu, kuris apima daugybę sudėtingų procesų. Vienas iš jų – naftos produktų krekingas. Jau žinote, kad mazutas yra padalinamas į komponentus esant sumažintam slėgiui. Tai paaiškinama tuo, kad esant atmosferos slėgiui jo komponentai pradeda irti nepasiekę virimo temperatūros. Būtent tai yra krekingo pagrindas.

Įtrūkimai - terminis naftos produktų skilimas, dėl kurio susidaro angliavandeniliai, kurių molekulėje yra mažesnis anglies atomų skaičius.

Yra keli krekingo tipai: terminis, katalizinis krekingas, aukšto slėgio krekingas ir redukcinis krekingas.

Terminis krekingas apima angliavandenilių molekulių su ilga anglies grandine padalijimą į trumpesnes, veikiant aukštai temperatūrai (470–550 ° C). Šio skilimo metu kartu su alkanais susidaro alkenai.

Apskritai šią reakciją galima parašyti taip:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
alkanas alkanas alkenas
su ilga grandine

Gauti angliavandeniliai gali būti vėl krekinguojami, kad susidarytų alkanai ir alkenai su dar trumpesne anglies atomų grandine molekulėje:

Įprasto terminio krekingo metu gaunama daug mažos molekulinės masės dujinių angliavandenilių, kurie gali būti naudojami kaip žaliava alkoholių, karboksirūgšties ir didelės molekulinės masės junginių (pavyzdžiui, polietileno) gamyboje.

Katalizinis krekingas atsiranda esant katalizatoriams, kuriuose naudojami natūralūs aliuminio silikatai, kurių sudėtis RA1203" T8Iu2-

Dėl krekingo naudojant katalizatorius susidaro angliavandeniliai, turintys šakotą arba uždarą anglies atomų grandinę molekulėje. Šios struktūros angliavandenilių kiekis variklių degaluose žymiai padidina jo kokybę, pirmiausia atsparumą detonacijai – benzino oktaninį skaičių.

Naftos produktų krekingas vyksta aukštoje temperatūroje, todėl dažnai susidaro anglies nuosėdos (suodžiai), užteršiančios katalizatoriaus paviršių, o tai smarkiai sumažina jo aktyvumą.

Katalizatoriaus paviršiaus valymas nuo anglies nuosėdų – jo regeneravimas – yra pagrindinė sąlyga praktiniam katalizinio krekingo įgyvendinimui. Paprasčiausias ir pigiausias katalizatoriaus regeneravimo būdas yra jo skrudinimas, kurio metu anglies nuosėdos oksiduojamos atmosferos deguonimi. Dujiniai oksidacijos produktai (daugiausia anglies dioksidas ir sieros dioksidas) pašalinami nuo katalizatoriaus paviršiaus.

Katalizinis krekingas yra nevienalytis procesas, kuriame dalyvauja kietos (katalizatorius) ir dujinės (angliavandenilio garai) medžiagos. Akivaizdu, kad katalizatoriaus regeneracija – kietų suodžių sąveika su atmosferos deguonimi – taip pat yra nevienalytis procesas.

Heterogeninės reakcijos(dujos – kieta) teka greičiau, kai didėja kietosios medžiagos paviršiaus plotas. Todėl katalizatorius susmulkinamas, o jo regeneravimas ir angliavandenilių krekingas atliekamas „skystintoje lovoje“, kuri jums pažįstama iš sieros rūgšties gamybos.

Krekingo žaliava, tokia kaip gazolis, patenka į kūginį reaktorių. Apatinė reaktoriaus dalis yra mažesnio skersmens, todėl žaliavos garų srautas yra labai didelis. Dideliu greičiu judančios dujos sulaiko katalizatoriaus daleles ir jas nuneša viršutinė dalis reaktorius, kuriame dėl jo skersmens padidėjimo srautas sumažėja. Veikiamos gravitacijos, katalizatoriaus dalelės patenka į apatinę siauresnę reaktoriaus dalį, iš kur jos vėl nešamos aukštyn. Taigi, kiekvienas katalizatoriaus grūdelis nuolat juda ir iš visų pusių plaunamas dujiniu reagentu.

Kai kurie katalizatoriaus grūdeliai patenka į išorinę, platesnę reaktoriaus dalį ir, nepatirdami pasipriešinimo dujų srautui, nukrenta į apatinę dalį, kur dujų srautas juos paima ir nuneša į regeneratorių. Ten „skystinto sluoksnio“ režimu katalizatorius paleidžiamas ir grąžinamas į reaktorių.

Taigi tarp reaktoriaus ir regeneratoriaus cirkuliuoja katalizatorius, iš jų pašalinami dujiniai krekingo ir skrudinimo produktai.

Krekingo katalizatorių naudojimas leidžia šiek tiek padidinti reakcijos greitį, sumažinti jos temperatūrą ir pagerinti krekingo produktų kokybę.

Susidarę benzino frakcijos angliavandeniliai daugiausia turi linijinę struktūrą, todėl susidarančio benzino atsparumas detonacijai yra mažas.

„Atsparumo smūgiui“ sąvoką apsvarstysime vėliau, kol kas tik atkreipsime dėmesį, kad angliavandeniliai, kurių molekulės šakotos struktūros, turi žymiai didesnį atsparumą detonacijai. Galima padidinti izomerinių šakotųjų angliavandenilių dalį krekingo metu susidariusiame mišinyje, į sistemą įpylus izomerizacijos katalizatorių.

Naftos telkiniuose paprastai yra daug vadinamųjų asocijuotų naftos dujų sankaupų, kurios kaupiasi virš naftos Žemės pluta ir iš dalies ištirpsta jame veikiant viršutinių uolienų slėgiui. Kaip ir nafta, susijusios naftos dujos yra vertingas natūralus angliavandenilių šaltinis. Jame daugiausia yra alkanų, kurių molekulėse yra nuo 1 iki 6 anglies atomų. Akivaizdu, kad susijusių naftos dujų sudėtis yra daug prastesnė nei naftos. Tačiau nepaisant to, jis taip pat plačiai naudojamas tiek kaip kuras, tiek kaip žaliava chemijos pramonė. Vos prieš kelis dešimtmečius daugumoje naftos telkinių susijusios naftos dujos buvo deginamos kaip nenaudingas naftos priedas. Šiuo metu, pavyzdžiui, Surgute, turtingiausiuose Rusijos naftos telkiniuose, pigiausia elektra pasaulyje gaminama naudojant susijusias naftos dujas kaip kurą.

Kaip jau minėta, susijusios naftos dujos, palyginti su gamtinėmis dujomis, yra turtingesnės įvairių angliavandenilių. Padalinę juos į trupmenas, gauname:

Benzinas yra labai lakus mišinys, daugiausia sudarytas iš lentano ir heksano;

Propano-butano mišinys, sudarytas, kaip rodo pavadinimas, iš propano ir butano ir, didėjant slėgiui, lengvai virsta skysta būsena;

Sausos dujos yra mišinys, kuriame daugiausia yra metano ir etano.

Benzinas, būdamas mažos molekulinės masės lakiųjų komponentų mišinys, gerai išgaruoja net esant žemai temperatūrai. Tai leidžia naudoti dujinį benziną kaip vidaus degimo variklių kurą Tolimojoje Šiaurėje ir kaip priedą prie variklių kuro, todėl žiemos sąlygomis lengviau užvesti variklius.

Propano-butano mišinys suskystintų dujų pavidalu naudojamas kaip buitinis kuras (pažįstami dujų balionai vasarnamyje) ir žiebtuvėlių užpildymui. Laipsniškas vertimas kelių transportas dėl suskystintųjų dujų – vienas iš pagrindinių būdų įveikti pasaulinę kuro krizę ir išspręsti aplinkosaugos problemas.

Sausos dujos, savo sudėtimi artimos gamtinėms dujoms, taip pat plačiai naudojamos kaip kuras.

Tačiau susijusių naftos dujų ir jų komponentų naudojimas kaip kuras toli gražu nėra pats perspektyviausias būdas jas naudoti.

Daug efektyviau naudoti susijusius naftos dujų komponentus kaip žaliavas chemijos gamyba. Iš alkanų, sudarančių susijusias naftos dujas, gaunamas vandenilis, acetilenas, nesotieji ir aromatiniai angliavandeniliai bei jų dariniai.

Dujiniai angliavandeniliai gali ne tik lydėti naftą žemės plutoje, bet ir formuoti savarankiškas sankaupas – gamtinių dujų telkinius.

Gamtinių dujų - mažos molekulinės masės dujinių sočiųjų angliavandenilių mišinys. Pagrindinis gamtinių dujų komponentas yra metanas, kurio dalis, priklausomai nuo lauko, svyruoja nuo 75 iki 99 tūrio proc. Be metano, į gamtines dujas įeina etanas, propanas, butanas ir izobutanas, taip pat azotas ir anglies dioksidas.

Kaip ir susijusi nafta, gamtinės dujos naudojamos ir kaip kuras, ir kaip žaliava įvairioms organinėms ir neorganinėms medžiagoms gaminti. Jau žinote, kad iš metano – pagrindinio gamtinių dujų komponento – gaunamas vandenilis, acetilenas ir metilo alkoholis, formaldehidas ir skruzdžių rūgštis bei daugelis kitų organinių medžiagų. Gamtinės dujos naudojamos kaip kuras elektrinėse, gyvenamųjų ir pramoninių pastatų vandens šildymo katilų sistemose, aukštakrosnių ir židinių pramonėje. Sumušdami degtuką ir uždegdami dujas miesto namų virtuvės dujinėje viryklėje, „sukeliate“ grandininę alkanų, sudarančių gamtines dujas, oksidacijos reakciją. , Be aliejaus, natūralių ir susijusių naftos dujos, natūralus angliavandenilių šaltinis yra anglis. 0n sudaro storus sluoksnius žemės gelmėse, jo įrodytos atsargos gerokai viršija naftos atsargas. Kaip ir nafta, anglys turi daug įvairių organinių medžiagų. Be ekologiškų, jame taip pat yra neorganinių medžiagų, pavyzdžiui, vanduo, amoniakas, sieros vandenilis ir, žinoma, pati anglis – anglis. Vienas iš pagrindinių anglies perdirbimo būdų yra koksavimas – kalcinavimas be oro prieigos. Dėl koksavimo, kuris atliekamas maždaug 1000 °C temperatūroje, susidaro:

Koksavimo krosnies dujos, kuriose yra vandenilio, metano, anglies dioksido ir anglies dioksido, amoniako, azoto ir kitų dujų priedų;
akmens anglių deguto, kurio sudėtyje yra kelis šimtus kartų asmeninių organinių medžiagų, įskaitant benzeną ir jo homologus, fenolį ir aromatinius alkoholius, naftaleną ir įvairius heterociklinius junginius;
suprasinas arba amoniako vanduo, kuriame, kaip rodo pavadinimas, yra ištirpusio amoniako, taip pat fenolio, vandenilio sulfido ir kitų medžiagų;
koksas yra kietas koksavimo likutis, beveik gryna anglis.

Naudojamas koksas geležies ir plieno gamyboje, amoniako - azoto ir kombinuotųjų trąšų gamyboje, o organinių koksavimo produktų svarbą vargu ar galima pervertinti.

Taigi, susijusios naftos ir gamtinės dujos, anglis yra ne tik vertingiausi angliavandenilių šaltiniai, bet ir unikalaus nepakeičiamų medžiagų sandėlio dalis. gamtos turtai, kurių atidus ir protingas naudojimas - būtina sąlyga laipsniškas žmonių visuomenės vystymasis.

1. Išvardykite pagrindinius natūralius angliavandenilių šaltinius. Kokios organinės medžiagos yra kiekvienoje iš jų? Kas bendro tarp jų kompozicijų?

2. Apibūdinkite aliejaus fizines savybes. Kodėl jis neturi pastovios virimo temperatūros?

3. Apibendrindami žiniasklaidos pranešimus, apibūdinkite naftos nutekėjimo sukeltas ekologines nelaimes ir būdus, kaip įveikti jų pasekmes.

4. Kas yra ištaisymas? Kuo pagrįstas šis procesas? Pavadinkite frakcijas, gautas rektifikuojant alyvą. Kuo jie skiriasi vienas nuo kito?

5. Kas yra krekingas? Pateikite trijų reakcijų, atitinkančių naftos produktų krekingą, lygtis.

6. Kokius krekingo tipus žinote? Kas bendro tarp šių procesų? Kuo jie skiriasi vienas nuo kito? Koks esminis skirtumas tarp skirtingų tipų krekingo gaminių?

7. Kodėl asocijuotos naftos dujos turi šį pavadinimą? Kokie yra pagrindiniai jo komponentai ir jų paskirtis?

8. Kuo gamtinės dujos skiriasi nuo susijusių naftos dujų? Kas bendro tarp jų kompozicijų? Pateikite visų jums žinomų susijusių naftos dujų komponentų degimo reakcijos lygtis.

9. Pateikite reakcijų lygtis, pagal kurias iš gamtinių dujų galima gauti benzeną. Nurodykite šių reakcijų sąlygas.

10. Kas yra koksavimas? Kokie yra jo produktai ir jų sudėtis? Pateikite jums žinomų koksinės anglies produktų reakcijų lygtis.

11. Paaiškinkite, kodėl naftos, anglies ir susijusių naftos dujų deginimas toli gražu nėra racionaliausias jų panaudojimo būdas.

Tikslas. Apibendrinti žinias apie natūralius organinių junginių šaltinius ir jų perdirbimą; parodyti naftos chemijos ir kokso chemijos raidos sėkmes ir perspektyvas, jų vaidmenį šalies techninėje pažangoje; pagilinti žinias iš kurso ekonominė geografija apie dujų pramonę, šiuolaikinės kryptys dujų perdirbimo, žaliavų ir energijos problemos; ugdyti savarankiškumą dirbant su vadovėliais, informacine ir mokslo populiarinimo literatūra.

PLANUOTI

Natūralūs šaltiniai angliavandeniliai. Gamtinių dujų. Susijusios naftos dujos.
Nafta ir naftos produktai, jų taikymas.
Terminis ir katalizinis krekingas.
Kokso gamyba ir skysto kuro gavimo problema.
Iš OJSC Rosneft plėtros istorijos - KNOS.
Gamyklos gamybiniai pajėgumai. Pagaminti gaminiai.
Bendravimas su chemijos laboratorija.
Aplinkos apsauga gamykloje.
Augalų planai ateičiai.

Natūralūs angliavandenilių šaltiniai.
Gamtinių dujų. Susijusios naftos dujos

Prieš Didįjį Tėvynės karą pramonės rezervai gamtinių dujų buvo žinomi Karpatų regione, Kaukaze, Volgos regione ir Šiaurėje (Komi ASSR). Gamtinių dujų atsargų tyrimas buvo susijęs tik su naftos žvalgyba. Pramonės gamtinių dujų atsargos 1940 m. sudarė 15 mlrd. m3. Tada buvo aptikti dujų telkiniai Šiaurės Kaukaze, Užkaukazėje, Ukrainoje, Volgos regione, Centrine Azija, Vakarų Sibiras ir Tolimuosiuose Rytuose. Įjungta
1976 m. sausio 1 d. įrodytos gamtinių dujų atsargos sudarė 25,8 trilijono m3, iš kurių europinėje SSRS dalyje - 4,2 trilijono m3 (16,3 %), rytuose - 21,6 trilijono m3 (83,7 %), įskaitant
18,2 trilijono m3 (70,5 proc.) – Sibire ir Tolimuosiuose Rytuose, 3,4 trilijono m3 (13,2 proc.) – Vidurinėje Azijoje ir Kazachstane. 1980 m. sausio 1 d. potencialūs gamtinių dujų ištekliai siekė 80–85 trilijonus m3, išžvalgyti – 34,3 trilijonus m3. Be to, atsargos didėjo daugiausia dėl to, kad rytinėje šalies dalyje buvo aptikti telkiniai – įrodytos atsargos ten buvo maždaug
30,1 trilijono m 3, o tai sudarė 87,8% visos Sąjungos.
Šiandien Rusija turi 35% pasaulio gamtinių dujų atsargų, kurios sudaro daugiau nei 48 trilijonus m3. Pagrindinės gamtinių dujų atsiradimo sritys Rusijoje ir NVS šalyse (laukai):

Vakarų Sibiro naftos ir dujų provincija:
Urengoje, Jamburgskoje, Zapoliarnoje, Medvežje, Nadimskoje, Tazovskoje – Jamalo-Nencų autonominė apygarda;
Pokhromskoje, Igrimskoje – Berezovskio dujinis regionas;
Meldžinskojė, Luginecoje, Ust-Silginskojė – Vasjugano dujų guolių regionas.
Volgos-Uralo naftos ir dujų provincija:
reikšmingiausias yra Vuktylskoye, Timan-Pechora naftos ir dujų regione.
Vidurinė Azija ir Kazachstanas:
reikšmingiausia Vidurinėje Azijoje yra Gazlinskoje, Ferganos slėnyje;
Kyzylkum, Bayram-Ali, Darvazin, Achak, Shatlyk.
Šiaurės Kaukazas ir Užkaukazėje:
Karadag, Duvanny – Azerbaidžanas;
Dagestano žibintai – Dagestanas;
Severo-Stavropolskoe, Pelachiadinskoe - Stavropolio sritis;
Leningradskoye, Maikopskoje, Staro-Minskoye, Berezanskoye - Krasnodaro sritis.

Gamtinių dujų telkiniai taip pat žinomi Ukrainoje, Sachaline ir Tolimuosiuose Rytuose.
Vakarų Sibiras išsiskiria gamtinių dujų atsargomis (Urengoje, Jamburgskoje, Zapoliarnoje, Medvežje). Pramonės atsargos čia siekia 14 trilijonų m3. Jamalo dujų kondensato telkiniai (Bovanenkovskoje, Kruzenšternskoje, Kharasaveyskoje ir kt.) dabar tampa ypač svarbūs. Jų pagrindu įgyvendinamas projektas Jamalas – Europa.
Gamtinių dujų gamyba yra labai koncentruota ir orientuota į sritis, kuriose yra didžiausi ir pelningiausi telkiniai. Tik penkiuose telkiniuose – Urengoje, Jamburgskoje, Zapoliarnoje, Medvežje ir Orenburgskoje – yra 1/2 visų Rusijos pramonės atsargų. Medvežės rezervai vertinami 1,5 trilijono m3, o Urengoyskoe - 5 trilijonai m3.
Kitas bruožas – dinamiška gamtinių dujų gavybos aikštelių padėtis, kuri paaiškinama sparčiu nustatytų išteklių ribų plėtimu, taip pat palyginamuoju paprastumu ir mažomis jų įtraukimo į plėtrą sąnaudomis. Per trumpą laiką pagrindiniai gamtinių dujų gamybos centrai iš Volgos regiono persikėlė į Ukrainą ir Šiaurės Kaukazą. Tolimesnius teritorinius poslinkius lemia telkinių vystymasis Vakarų Sibire, Centrinėje Azijoje, Urale ir Šiaurėje.

Po SSRS žlugimo Rusijoje sumažėjo gamtinių dujų gavyba. Nuosmukis daugiausia buvo stebimas Šiaurės ekonominiame regione (8 mlrd. m 3 1990 m. ir 4 mlrd. m 3 1994 m.), Urale (43 mlrd. m 3 ir 35 mlrd. m 3 ), Vakarų Sibiro ekonominiame regione (576 ir
555 mlrd. m3) ir Šiaurės Kaukaze (6 ir 4 mlrd. m3). Gamtinių dujų gamyba išliko tokia pati Volgos (6 mlrd. m3) ir Tolimųjų Rytų ekonominiuose regionuose.
1994 m. pabaigoje buvo pastebėta gamybos lygio didėjimo tendencija.
Iš buvusios SSRS respublikų Rusijos Federacija gamina daugiausiai dujų, antroje vietoje yra Turkmėnistanas (daugiau nei 1/10), trečioje – Uzbekistanas ir Ukraina.
Gamtinių dujų gavyba Pasaulio vandenyno šelfe yra ypač svarbi. 1987 m. jūroje buvo pagaminta 12,2 mlrd. m 3 , arba apie 2% šalyje pagaminamų dujų. Susijusi dujų gamyba tais pačiais metais siekė 41,9 mlrd. m3. Daugelyje sričių viena iš dujinio kuro atsargų yra anglies ir skalūnų dujinimas. Požeminis anglies dujofikavimas atliekamas Donbaso (Lisichansko), Kuzbaso (Kiselevsko) ir Maskvos srityje (Tula).
Gamtinės dujos buvo ir išlieka svarbiu Rusijos užsienio prekybos eksporto produktu.
Pagrindiniai gamtinių dujų perdirbimo centrai yra Urale (Orenburgas, Škapovas, Almetjevskas), Vakarų Sibire (Nižnevartovskas, Surgutas), Volgos regione (Saratovas), Šiaurės Kaukaze (Grozne) ir kitose dujose. turinčios provincijos. Galima pastebėti, kad dujų perdirbimo įmonės traukia į žaliavų šaltinius – laukus ir didelius dujotiekius.
Svarbiausias gamtinių dujų panaudojimas yra kuras. Paskutinis dalykas laikas bėga tendencija didinti gamtinių dujų dalį šalies kuro balanse.

Vertingiausios gamtinės dujos su dideliu metano kiekiu yra Stavropolis (97,8% CH 4), Saratovas (93,4%), Urengojus (95,16%).
Gamtinių dujų atsargos mūsų planetoje yra labai didelės (apie 1015 m3). Mes žinome daugiau nei 200 telkinių Rusijoje, jie yra Vakarų Sibire, Volgos-Uralo baseine ir Šiaurės Kaukaze. Rusija užima pirmąją vietą pasaulyje pagal gamtinių dujų atsargas.
Gamtinės dujos yra vertingiausia kuro rūšis. Deginant dujas išsiskiria daug šilumos, todėl jos tarnauja kaip energetiškai efektyvus ir pigus kuras katilinėse, aukštakrosnėse, krosnyse su atvira krosnele ir stiklo lydymo krosnyse. Gamtinių dujų naudojimas gamyboje leidžia žymiai padidinti darbo našumą.
Gamtinės dujos yra žaliavų šaltinis chemijos pramonei: acetileno, etileno, vandenilio, suodžių, įvairių plastikų, acto rūgšties, dažiklių, vaistų ir kitų produktų gamybai.

Susijusios naftos dujos yra dujos, kurios egzistuoja kartu su nafta, jos yra ištirpintos aliejuje ir yra virš jos, sudarydamos „dujų dangtelį“, veikiant slėgiui. Prie išėjimo iš gręžinio slėgis nukrenta, o susijusios dujos atskiriamos nuo naftos. Šios dujos anksčiau nebuvo naudojamos, o tiesiog deginamos. Šiuo metu jis sugaunamas ir naudojamas kaip kuras bei vertingos cheminės žaliavos. Susijusių dujų panaudojimo galimybės yra dar platesnės nei gamtinių dujų, nes... jų sudėtis turtingesnė. Susijusiose dujose yra mažiau metano nei gamtinėse dujose, tačiau jose yra žymiai daugiau metano homologų. Norint racionaliau naudoti susijusias dujas, jos skirstomos į siauresnės sudėties mišinius. Po atskyrimo gaunamas dujinis benzinas, propanas ir butanas bei sausos dujos. Taip pat išgaunami pavieniai angliavandeniliai – etanas, propanas, butanas ir kt. Juos dehidrogenuojant gaunami nesotieji angliavandeniliai – etilenas, propilenas, butilenas ir kt.

Nafta ir naftos produktai, jų taikymas

Aliejus yra riebus skystis, turintis aštrų kvapą. Jis randamas daugelyje vietų visame pasaulyje, įvairiame gylyje prasiskverbiantis į akytas uolienas.
Daugumos mokslininkų nuomone, nafta yra geochemiškai pakitusios augalų ir gyvūnų, kadaise gyvenusių Žemės rutulyje, liekanos. Šią aliejaus organinės kilmės teoriją patvirtina tai, kad aliejuje yra kai kurių azotinių medžiagų – augalų audiniuose esančių medžiagų skilimo produktų. Taip pat yra teorijų apie neorganinę naftos kilmę: jos susidarymas dėl vandens poveikio žemės rutulio storyje karštiems metalų karbidams (metalų junginiams su anglimi), o vėliau pasikeičia susidarantys angliavandeniliai, veikiant aukšta temperatūra, aukštas slėgis, metalų, oro, vandenilio ir kt.
Išgaunant iš naftą turinčių darinių, esančių žemės plutoje, kartais net kelių kilometrų gylyje, nafta arba iškyla į paviršių, veikiama ant jos esančių dujų slėgio, arba išsiurbiama siurbliais.

Naftos pramonė šiandien yra didelis nacionalinis ekonominis kompleksas, kuris gyvena ir vystosi pagal savo įstatymus. Ką nafta šiandien reiškia šalies nacionalinei ekonomikai? Nafta yra žaliava naftos chemijos produktams gaminant sintetinį kaučiuką, alkoholius, polietileną, polipropileną, platų asortimentą įvairių plastikų ir iš jų pagamintų gatavų gaminių, dirbtinių audinių; variklių degalų (benzino, žibalo, dyzelino ir reaktyvinio kuro), alyvų ir tepalų, taip pat katilų ir krosnių kuro (mazutas), statybinių medžiagų (bitumo, dervos, asfalto) gamybos šaltinis; žaliavos daugeliui baltymų preparatų, naudojamų kaip priedai gyvulių pašaruose, siekiant skatinti jų augimą, gaminti.
Nafta yra mūsų nacionalinis turtas, šalies galios šaltinis, jos ekonomikos pagrindas. Rusijos naftos kompleksą sudaro 148 tūkst. naftos gręžinių, 48,3 tūkst. km magistralinių naftotiekių, 28 naftos perdirbimo gamyklos, kurių bendras pajėgumas viršija 300 mln. tonų naftos per metus, taip pat daug kitų gavybos įrenginių.
Naftos pramonės ir jos paslaugų pramonės įmonėse dirba apie 900 tūkst. darbuotojų, iš jų apie 20 tūkst. – mokslo ir mokslinių paslaugų srityse.
Per pastaruosius dešimtmečius kuro pramonės struktūroje įvyko esminių pokyčių, susijusių su anglies pramonės dalies mažėjimu ir naftos bei dujų gavybos bei perdirbimo pramonės augimu. Jei 1940 metais jie siekė 20,5%, tai 1984 metais – 75,3% visos mineralinio kuro produkcijos. Dabar į priekį iškyla gamtinės dujos ir atviros duobės anglis. Sumažės naftos suvartojimas energetikos reikmėms, priešingai, plės jos kaip cheminės žaliavos naudojimas. Šiuo metu kuro ir energijos balanso struktūroje nafta ir dujos sudaro 74 proc., o naftos – mažėja, o dujų – auga ir sudaro apie 41 proc. Anglies dalis sudaro 20%, likusieji 6% gaunama iš elektros energijos.
Broliai Dubininai pirmą kartą pradėjo naftos perdirbimą Kaukaze. Pirminis apdorojimas aliejus susideda iš jo distiliavimo. Distiliavimas atliekamas naftos perdirbimo gamyklose, atskyrus naftos dujas.

Iš naftos išskiriami įvairūs produktai, turintys didelę praktinę reikšmę. Pirmiausia iš jo pašalinami ištirpę dujiniai angliavandeniliai (daugiausia metanas). Distiliavus lakiuosius angliavandenilius, aliejus kaitinamas. Jie pirmieji pereina į garų būseną ir iš jų distiliuojami angliavandeniliai didelis skaičius anglies atomai molekulėje, kurių virimo temperatūra yra santykinai žema. Didėjant mišinio temperatūrai, distiliuojami aukštesnės virimo temperatūros angliavandeniliai. Tokiu būdu galima surinkti atskirus aliejaus mišinius (frakcijas). Dažniausiai distiliuojant susidaro keturios lakiosios frakcijos, kurios toliau atskiriamos.
Pagrindinės aliejaus frakcijos yra šios.
Benzino frakcija, surinktas nuo 40 iki 200 °C, turi angliavandenilių nuo C5H12 iki C11H24. Toliau distiliuojant išskirtą frakciją gauname benzino (t kip = 40–70 °C), benzino
(t kip = 70–120 °C) – aviacija, automobilis ir kt.
Pirminio benzino frakcija, surenkamas 150–250 °C temperatūroje, turi angliavandenilių nuo C8H18 iki C14H30. Pirminis benzinas naudojamas kaip kuras traktoriuose. Didelis pirminio benzino kiekis perdirbamas į benziną.
Žibalo frakcija apima angliavandenilius nuo C12H26 iki C18H38, kurių virimo temperatūra nuo 180 iki 300°C. Išvalytas žibalas naudojamas kaip kuras traktoriams, reaktyviniams lėktuvams ir raketoms.
Gazolio frakcija (t kip > 275 °C), kitaip vadinamas dyzelinis kuras.
Likučiai po aliejaus distiliavimo – kuras– yra angliavandenilių, kurių molekulėje yra daug anglies atomų (iki dešimčių). Mazutas taip pat atskiriamas į frakcijas distiliuojant sumažintame slėgyje, kad būtų išvengta skilimo. Kaip rezultatas, mes gauname saulės alyvos (dyzelinis kuras), tepalinės alyvos(automobilių, aviacijos, pramonės ir kt.), petrolatumas(techninis vazelinas naudojamas metalo gaminiams sutepti, siekiant apsaugoti juos nuo korozijos; išgrynintas vazelinas naudojamas kaip kosmetikos ir medicinos pagrindas). Jis gaunamas iš kai kurių rūšių aliejaus parafino(degtukų, žvakių ir kt. gamybai). Distiliavus lakiuosius komponentus iš mazuto, kas lieka deguto. Jis plačiai naudojamas kelių tiesimui. Be perdirbimo į tepalines alyvas, mazutas taip pat naudojamas kaip skystasis kuras katilinėse. Benzino, gaunamo perdirbant naftą, neužtenka visiems poreikiams patenkinti. Geriausiu atveju iš naftos galima gauti iki 20% benzino, likusieji yra aukštai verdantys produktai. Šiuo atžvilgiu chemija susidūrė su užduotimi rasti būdų, kaip gaminti benziną dideliais kiekiais. Patogus būdas buvo rastas naudojant A. M. Butlerovo sukurtą organinių junginių struktūros teoriją. Aukštai verdantys naftos distiliavimo produktai netinka naudoti kaip variklių kuras. Aukštą jų virimo temperatūrą lemia tai, kad tokių angliavandenilių molekulės yra per ilgos grandinės. Suskaidžius dideles molekules, turinčias iki 18 anglies atomų, gaunami žemai verdantys produktai, pavyzdžiui, benzinas. Šiuo keliu pasekė rusų inžinierius V.G.Šuchovas, 1891 metais sukūręs sudėtingų angliavandenilių skaidymo metodą, vėliau pavadintą krekingu (tai reiškia skilimą).

Esminis krekingo patobulinimas buvo katalizinio krekingo proceso įdiegimas praktikoje. Pirmą kartą šį procesą 1918 metais atliko N.D. Zelinskis. Katalizinis krekingas leido gaminti aviacinį benziną dideliu mastu. Katalizinio krekingo įrenginiuose 450 °C temperatūroje, veikiant katalizatoriams, suskaidomos ilgos anglies grandinės.

Terminis ir katalizinis krekingas

Pagrindinis naftos frakcijų apdorojimo būdas yra įvairių tipų krekingas. Pirmą kartą (1871–1878 m.) laboratoriniu ir pusiau pramoniniu mastu naftos krekingo darbus atliko Sankt Peterburgo technologijos instituto darbuotojas A. A. Letny. Pirmąjį krekingo gamyklos patentą Shukhovas pateikė 1891 m. Krekingas pramonėje plačiai paplito nuo XX a. 2 dešimtmečio.
Krekingas yra terminis angliavandenilių ir kitų naftos komponentų skilimas. Kuo aukštesnė temperatūra, tuo didesnis krekingo greitis ir didesnė dujų bei aromatinių angliavandenilių išeiga.
Krekingo naftos frakcijos, be skystų produktų, susidaro pirminė žaliava – dujos, kuriose yra nesočiųjų angliavandenilių (olefinų).
Išskiriami šie pagrindiniai įtrūkimų tipai:
skystoji fazė (20–60 atm, 430–550 °C), gamina nesočiųjų ir sočiųjų benziną, benzino išeiga apie 50%, dujų 10%;
garų fazė(įprastas arba sumažintas slėgis, 600 °C), gamina nesočią aromatinį benziną, išeiga mažesnė nei skystos fazės krekingo, susidaro daug dujų;
pirolizė aliejus (įprastas arba sumažintas slėgis, 650–700 °C), duoda aromatinių angliavandenilių (pirobenzeno) mišinį, išeiga apie 15%, daugiau nei pusė žaliavos paverčiama dujomis;
destruktyvus hidrinimas (vandenilio slėgis 200–250 atm, 300–400 °C esant katalizatoriams - geležis, nikelis, volframas ir kt.), suteikia galutinį benziną, kurio išeiga siekia iki 90%;
katalizinis krekingas (300–500 °C esant katalizatoriams - AlCl 3, aliumosilikatams, MoS 3, Cr 2 O 3 ir kt.), gamina dujinius produktus ir aukštos kokybės benziną, kuriame vyrauja aromatiniai ir sotieji izostruktūros angliavandeniliai.
Technologijoje vadinamasis katalizinis reformavimas– žemos kokybės benzino pavertimas aukštos kokybės didelio oktaninio skaičiaus benzinu arba aromatiniais angliavandeniliais.
Pagrindinės krekingo reakcijos yra angliavandenilių grandinių skilimas, izomerizacija ir ciklizacija. Laisvieji angliavandenilių radikalai vaidina didžiulį vaidmenį šiuose procesuose.

Kokso gamyba
ir skysto kuro gavimo problema

Atsargos anglis gamtoje gerokai viršija naftos atsargas. Todėl anglis svarbiausios rūšysžaliavos chemijos pramonei.
Šiuo metu pramonėje naudojami keli anglies perdirbimo būdai: sausa distiliacija (koksavimas, pusiau koksavimas), hidrinimas, nepilnas degimas ir kalcio karbido gamyba.

Sausas anglies distiliavimas naudojamas koksui gaminti metalurgijoje arba buitinėms dujoms. Iš kokso anglies gaunamas koksas, akmens anglių derva, deguto vanduo ir kokso dujos.
Akmens anglių degutas sudėtyje yra daug įvairių aromatinių ir kitų organinių junginių. Distiliuojant normaliu slėgiu, jis yra padalintas į keletą frakcijų. Iš akmens anglių deguto gaunami aromatiniai angliavandeniliai, fenoliai ir kt.
Koksavimo dujos Juose daugiausia yra metano, etileno, vandenilio ir anglies monoksido (II). Jie iš dalies sudeginami ir iš dalies perdirbami.
Anglies hidrinimas atliekamas 400–600 °C temperatūroje, esant vandenilio slėgiui iki 250 atm, esant katalizatoriui – geležies oksidams. Taip susidaro skystas angliavandenilių mišinys, kuris paprastai hidrinamas nikeliu ar kitais katalizatoriais. Žemos kokybės rudos anglys gali būti hidrintos.

Kalcio karbidas CaC 2 gaunamas iš akmens anglių (kokso, antracito) ir kalkių. Vėliau jis paverčiamas acetilenu, kuris vis plačiau naudojamas visų šalių chemijos pramonėje.

Iš OJSC Rosneft plėtros istorijos - KNOS

Augalo vystymosi istorija yra glaudžiai susijusi su naftos ir dujų pramonė Kubano pramonė.
Naftos gavybos pradžia mūsų šalyje siekia tolimą praeitį. Dar 10 amžiuje. Azerbaidžanas prekiavo nafta skirtingos salys. Kubane pramoninė naftos plėtra prasidėjo 1864 m. Maikopo regione. Kubos srities vadovo generolo Karmalino prašymu D.I. Mendelejevas 1880 m. padarė išvadą apie Kubano naftos potencialą: „Čia reikia tikėtis daug naftos, čia ji yra palei ilgą tiesią liniją, lygiagrečią. iki kalnagūbrio ir bėga netoli papėdės, maždaug kryptimi nuo Kudako iki Ilskajos“.
Per pirmuosius penkerių metų planus buvo atlikti platūs žvalgymo darbai ir pradėta pramoninė naftos gavyba. Susijusios naftos dujos iš dalies buvo naudojamos kaip buitinis kuras darbininkų gyvenvietėse, o didžioji šio vertingo produkto dalis buvo deginama. Kad būtų baigtas švaistymas gamtos turtai SSRS naftos pramonės ministerija 1952 m. nusprendė Afipskoje kaime statyti dujų ir benzino gamyklą.
1963 m. buvo pasirašytas Afipskio dujų ir benzino gamyklos pirmojo etapo paleidimo aktas.
1964 metų pradžioje pradėtas perdirbti dujų kondensatas Krasnodaro sritis su A-66 benzino ir dyzelinio kuro gamyba. Žaliava buvo dujos iš Kanevskio, Berezanskio, Leningrado, Maikopskio ir kitų didelių telkinių. Tobulindami gamybą gamyklos darbuotojai įsisavino aviacinio benzino B-70 ir variklinio benzino A-72 gamybą.
1970 m. rugpjūtį pradėti eksploatuoti du nauji technologiniai agregatai, skirti dujų kondensatui apdoroti aromatinėms medžiagoms (benzenui, toluenui, ksilenui) gaminti: antrinio distiliavimo ir katalizinio riformingo. Kartu buvo pastatyti nuotekų valymo įrenginiai su biologiniu valymu Nuotekos bei gamyklos prekinę ir žaliavų bazę.
1975 metais pradėjo veikti ksileno gamykla, o 1978 metais – importinio tolueno demetilinimo gamykla. Gamykla tapo viena iš pirmaujančių naftos pramonės ministerijos gamyklų, gaminančių aromatinius angliavandenilius chemijos pramonei.
Siekiant pagerinti įmonės valdymo struktūrą ir gamybos padalinių organizavimą, 1980 m. sausio mėn. buvo įkurta gamybinė asociacija „Krasnodarnefteorgsintez“. Asociacijai priklausė trys gamyklos: Krasnodaro gamykla (veikia nuo 1922 m. rugpjūčio mėn.), Tuapse naftos perdirbimo gamykla (veikia nuo 1929 m.) ir Afipskio naftos perdirbimo gamykla (veikia nuo 1963 m. gruodžio mėn.).
1993 m. gruodį įmonė buvo reorganizuota, o 1994 m. gegužę OJSC „Krasnodarnefteorgsintez“ pervadinta į „Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC“.

Straipsnis parengtas remiant Met S LLC. Jei reikia atsikratyti ketaus vonios, kriauklės ar kitokio metalo šlamšto, tuomet geriausia išeitis būtų kreiptis į Met S įmonę. Interneto svetainėje www.Metalloloms.Ru galite, nepalikdami monitoriaus ekrano, užsisakyti metalo laužo išmontavimą ir išvežimą už konkurencingą kainą. Met S įmonėje dirba tik aukštos kvalifikacijos specialistai, turintys didelę darbo patirtį.

Toliau seka pabaiga

Pagrindiniai natūralūs angliavandenilių šaltiniai yra nafta, dujos ir anglis. Iš jų išskiriama dauguma organinės chemijos medžiagų. Toliau plačiau aptarsime šią organinių medžiagų klasę.

Mineralų sudėtis

Angliavandeniliai yra pati didžiausia organinių medžiagų klasė. Tai apima aciklines (linijines) ir ciklines junginių klases. Yra sotieji (sotieji) ir nesotieji (nesotieji) angliavandeniliai.

Sotieji angliavandeniliai apima junginius su viengubomis jungtimis:

alkanai- linijinės jungtys;
cikloalkanai- ciklinės medžiagos.

Nesotieji angliavandeniliai apima medžiagas su daugybe ryšių:

alkenai- turi vieną dvigubą jungtį;
alkinai- turi vieną trigubą jungtį;
alkadienų- apima dvi dvigubas jungtis.

Yra atskira arenų arba aromatinių angliavandenilių klasė, kurioje yra benzeno žiedas.

Ryžiai. 1. Angliavandenilių klasifikacija.

Mineraliniai ištekliai apima dujinius ir skystuosius angliavandenilius. Lentelėje išsamiau aprašyti natūralūs angliavandenilių šaltiniai.

*Šaltinis*	*Rūšys*
		Alkanai, cikloalkanai, arenai, deguonis, azotas, sieros turintys junginiai
	natūralus – gamtoje randamų dujų mišinys; susijęs - dujinis mišinys, ištirpęs aliejuje arba esantis virš jo	Metanas su priemaišomis (ne daugiau 5%): propanas, butanas, anglies dioksidas, azotas, vandenilio sulfidas, vandens garai. Gamtinėse dujose metano yra daugiau nei susijusių dujų
	antracitas - apima 95% anglies; akmuo - yra 99% anglies; ruda - 72% anglies	Anglis, vandenilis, siera, azotas, deguonis, angliavandeniliai

Kasmet Rusijoje pagaminama daugiau nei 600 milijardų m 3 dujų, 500 milijonų tonų naftos ir 300 milijonų tonų anglies.

Perdirbimas

Mineralai naudojami perdirbtoje formoje. Akmens anglys deginamos be deguonies prieigos (koksavimo procesas), kad būtų atskirtos kelios frakcijos:

kokso krosnies dujinės- metano, anglies oksidų (II) ir (IV), amoniako, azoto mišinys;
akmens anglių deguto- benzeno, jo homologų, fenolio, arenų, heterociklinių junginių mišinys;
amoniako vanduo- amoniako, fenolio, vandenilio sulfido mišinys;
koksas- galutinis koksavimo produktas, kurio sudėtyje yra grynos anglies.

Ryžiai. 2. Koksavimas.

Viena iš pirmaujančių pasaulio pramonės šakų yra naftos perdirbimas. Iš žemės gelmių išgaunama nafta vadinama žalia nafta. Jis perdirbamas. Pirmiausia atliekamas mechaninis valymas nuo priemaišų, tada išgrynintas aliejus distiliuojamas, kad būtų gautos įvairios frakcijos. Lentelėje aprašomos pagrindinės aliejaus frakcijos.

*Frakcija*	*Junginys*	*Ką tu gauni?*
	Dujiniai alkanai nuo metano iki butano
Benzino	Alkanai nuo pentano (C5H12) iki undekano (C11H24)	Benzinas, esteriai
Pirminis benzinas	Alkanai nuo oktano (C8H18) iki tetradekano (C14H30)	Pirminis benzinas (sunkusis benzinas)
Žibalas
Dyzelinas	Alkanai nuo tridekano (C13H28) iki nonadekano (C19H36)
	Alkanai nuo pentadekano (C15H32) iki pentakontano (C50H102)	Tepalinės alyvos, vazelinas, bitumas, parafinas, derva

Ryžiai. 3. Alyvos distiliavimas.

Iš angliavandenilių gaminami plastikai, pluoštai ir vaistai. Metanas ir propanas naudojami kaip buitinis kuras. Koksas naudojamas geležies ir plieno gamyboje. Iš amoniakinio vandens gaminama azoto rūgštis, amoniakas ir trąšos. Derva naudojama statybose.

Ko mes išmokome?

Iš pamokos temos sužinojome, iš kokių natūralių šaltinių išskiriami angliavandeniliai. Nafta, anglis, gamtinės ir susijusios dujos naudojamos kaip organinių junginių žaliavos. Mineralai išgryninami ir suskirstomi į frakcijas, iš kurių gaunamos gamybai ar tiesioginiam naudojimui tinkamos medžiagos. Iš naftos gaminamas skystas kuras ir alyvos. Dujose yra metano, propano, butano, naudojamo kaip buitinis kuras. Iš anglies išgaunamos skystos ir kietos žaliavos lydiniams, trąšoms, vaistams gaminti.

Testas tema

Ataskaitos vertinimas

Vidutinis reitingas: 4.2. Iš viso gautų įvertinimų: 289.

Natūralūs angliavandenilių šaltiniai. Gamtinių dujų. Susijusios naftos dujos