Natürliche Quelle von Kohlenwasserstoffen	Seine Hauptmerkmale
Öl	Mehrstoffgemisch, das hauptsächlich aus Kohlenwasserstoffen besteht. Kohlenwasserstoffe werden hauptsächlich durch Alkane, Cycloalkane und Arene repräsentiert.
Begleitgas	Bei der Ölgewinnung entsteht ein Gemisch, das fast ausschließlich aus Alkanen mit einer langen Kohlenstoffkette von 1 bis 6 Kohlenstoffatomen besteht, daher der Ursprung des Namens. Es gibt einen Trend: Je niedriger das Molekulargewicht eines Alkans, desto höher sein Anteil im Erdölbegleitgas.
Erdgas	Ein Gemisch, das überwiegend aus niedermolekularen Alkanen besteht. Der Hauptbestandteil von Erdgas ist Methan. Sein Anteil kann je nach Gasfeld zwischen 75 und 99 % liegen. An zweiter Stelle in der Konzentration steht mit großem Abstand Ethan, Propan ist noch weniger enthalten usw. Der grundlegende Unterschied zwischen Erdgas und Erdölbegleitgas besteht darin, dass der Anteil an Propan und isomeren Butanen im Erdölbegleitgas deutlich höher ist.
Kohle	Mehrstoffgemisch aus verschiedenen Verbindungen von Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel. Auch die Zusammensetzung von Kohle enthält eine erhebliche Menge an anorganischen Stoffen, deren Anteil deutlich höher ist als in Öl.

Öl-Raffination

Öl ist ein Mehrstoffgemisch aus verschiedenen Stoffen, hauptsächlich Kohlenwasserstoffen. Diese Komponenten unterscheiden sich voneinander in Siedepunkten. In diesem Zusammenhang werden beim Erhitzen von Öl zuerst die am leichtesten siedenden Komponenten verdampft, dann Verbindungen mit einem höheren Siedepunkt usw. Basierend auf diesem Phänomen primäre Ölraffination , bestehend aus Destillation (Berichtigung) Öl. Dieser Prozess wird primär genannt, da davon ausgegangen wird, dass während seines Ablaufs keine chemischen Umwandlungen von Stoffen stattfinden und Öl nur in Fraktionen mit unterschiedlichen Siedepunkten getrennt wird. Unten ist ein schematisches Diagramm einer Destillationskolonne mit einer kurzen Beschreibung des Destillationsprozesses selbst:

Vor dem Rektifikationsprozess wird das Öl auf besondere Weise aufbereitet, nämlich von verunreinigtem Wasser mit darin gelösten Salzen und von festen mechanischen Verunreinigungen befreit. Das so vorbereitete Öl gelangt in den Röhrenofen, wo es auf eine hohe Temperatur (320-350 o C) erhitzt wird. Nach der Erwärmung in einem Röhrenofen gelangt das Hochtemperaturöl in den unteren Teil der Destillationskolonne, wo einzelne Fraktionen verdampfen und deren Dämpfe die Destillationskolonne hinaufsteigen. Je höher der Querschnitt der Destillationskolonne ist, desto niedriger ist ihre Temperatur. Somit werden die folgenden Brüche in unterschiedlichen Höhen genommen:

1) Destillationsgase (ganz oben aus der Kolonne entnommen, daher übersteigt ihr Siedepunkt 40 ° C nicht);

2) Benzinfraktion (Siedepunkt von 35 bis 200 o C);

3) Naphthafraktion (Siedepunkte von 150 bis 250 o C);

4) Kerosinfraktion (Siedepunkte von 190 bis 300 o C);

5) Dieselfraktion (Siedepunkt von 200 bis 300 o C);

6) Heizöl (Siedepunkt über 350 o C).

Es ist zu beachten, dass die bei der Ölrektifikation isolierten durchschnittlichen Fraktionen nicht den Standards für die Kraftstoffqualität entsprechen. Außerdem entsteht durch die Öldestillation eine beträchtliche Menge Heizöl – bei weitem nicht das am meisten nachgefragte Produkt. Dabei geht es darum, nach der Primärverarbeitung von Öl die Ausbeute an teureren, insbesondere Benzinfraktionen zu steigern sowie die Qualität dieser Fraktionen zu verbessern. Diese Aufgaben werden mit verschiedenen Verfahren gelöst. Öl-Raffination , wie zum Beispiel knacken undreformieren .

Es sollte beachtet werden, dass die Anzahl der Prozesse, die bei der Sekundärverarbeitung von Öl verwendet werden, viel größer ist und wir nur einige der wichtigsten ansprechen. Lassen Sie uns nun verstehen, was diese Prozesse bedeuten.

Cracken (thermisch oder katalytisch)

Dieses Verfahren soll die Ausbeute der Benzinfraktion erhöhen. Zu diesem Zweck werden schwere Fraktionen, wie beispielsweise Heizöl, stark erhitzt, meistens in Gegenwart eines Katalysators. Als Ergebnis dieser Aktion werden langkettige Moleküle, die Teil der schweren Fraktionen sind, zerrissen und Kohlenwasserstoffe mit einem niedrigeren Molekulargewicht werden gebildet. Tatsächlich führt dies zu einer zusätzlichen Ausbeute einer wertvolleren Benzinfraktion als das ursprüngliche Heizöl. Die chemische Essenz dieses Prozesses spiegelt sich in der Gleichung wider:

Reformieren

Dieses Verfahren hat die Aufgabe, die Qualität der Benzinfraktion zu verbessern, insbesondere deren Klopffestigkeit (Oktanzahl) zu erhöhen. Es ist diese Eigenschaft von Benzin, die an Tankstellen angegeben wird (92., 95., 98. Benzin usw.).

Durch den Reformierungsprozess steigt der Anteil an aromatischen Kohlenwasserstoffen in der Benzinfraktion, die neben anderen Kohlenwasserstoffen eine der höchsten Oktanzahlen aufweist. Eine solche Erhöhung des Anteils an aromatischen Kohlenwasserstoffen wird hauptsächlich durch die während des Reformierungsprozesses ablaufenden Dehydrocyclisierungsreaktionen erreicht. Zum Beispiel bei ausreichender Erwärmung n-Hexan in Gegenwart eines Platinkatalysators verwandelt es sich in Benzol und n-Heptan auf ähnliche Weise - in Toluol:

Kohleverarbeitung

Die Hauptmethode der Kohleverarbeitung ist Verkokung . Kohleverkokung bezeichnet den Prozess, bei dem Kohle ohne Zugang zu Luft erhitzt wird. Gleichzeitig werden durch eine solche Erwärmung vier Hauptprodukte aus Kohle isoliert:

1) Cola

Eine feste Substanz, die fast aus reinem Kohlenstoff besteht.

2) Kohlenteer

Enthält eine große Anzahl verschiedener überwiegend aromatischer Verbindungen, wie Benzol, seine Homologen, Phenole, aromatische Alkohole, Naphthalin, Naphthalin-Homologe usw.;

3) Ammoniakwasser

Trotz ihres Namens enthält diese Fraktion neben Ammoniak und Wasser auch Phenol, Schwefelwasserstoff und einige andere Verbindungen.

4) Kokereigas

Die Hauptbestandteile von Kokereigas sind Wasserstoff, Methan, Kohlendioxid, Stickstoff, Ethylen usw.

NATÜRLICHE QUELLEN VON KOHLENWASSERSTOFFEN

Kohlenwasserstoffe sind alle so verschieden -
Flüssig, fest und gasförmig.
Warum gibt es so viele davon in der Natur?
Es ist unersättlicher Kohlenstoff.

Tatsächlich ist dieses Element wie kein anderes „unersättlich“: Es strebt danach, Ketten zu bilden, gerade und verzweigte, dann Ringe, dann Gitter aus einer Vielzahl seiner Atome. Daher die vielen Verbindungen von Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen.

Kohlenwasserstoffe sind sowohl Erdgas - Methan als auch ein anderes brennbares Haushaltsgas, das mit Flaschen gefüllt ist - Propan C 3 H 8. Kohlenwasserstoffe sind Öl, Benzin und Kerosin. Und auch - ein organisches Lösungsmittel C 6 H 6, Paraffin, aus dem Neujahrskerzen hergestellt werden, Vaseline aus einer Apotheke und sogar eine Plastiktüte für Lebensmittelverpackungen ...

Die wichtigsten natürlichen Quellen von Kohlenwasserstoffen sind Mineralien - Kohle, Öl, Gas.

KOHLE

Weltweit bekannter 36 tausend Kohlebecken und Lagerstätten, die zusammen besetzen 15% Territorien des Globus. Kohlefelder können sich über Tausende von Kilometern erstrecken. Insgesamt sind die allgemeinen geologischen Kohlereserven auf der Erde 5 Billionen 500 Milliarden Tonnen, einschließlich erkundeter Lagerstätten - 1 Billion 750 Milliarden Tonnen.

Es gibt drei Hauptarten fossiler Kohlen. Beim Verbrennen von Braunkohle, Anthrazit - die Flamme ist unsichtbar, die Verbrennung ist rauchlos und beim Verbrennen von Kohle entsteht ein lautes Knacken.

Anthrazitist die älteste fossile Kohle. Unterscheidet sich durch die große Dichte und den Glanz. Enthält bis zu 95% Kohlenstoff.

Kohle- enthält bis zu 99% Kohlenstoff. Von allen fossilen Kohlen ist sie die am weitesten verbreitete.

Braunkohle- enthält bis zu 72% Kohlenstoff. Hat eine braune Farbe. Als jüngste fossile Kohle behält sie oft Spuren der Struktur des Baumes, aus dem sie entstanden ist. Unterscheidet sich durch hohe Hygroskopizität und hohen Aschegehalt ( von 7 % bis 38 %), Daher wird es nur als lokaler Brennstoff und als Rohstoff für die chemische Verarbeitung verwendet. Durch Hydrierung werden insbesondere wertvolle Arten flüssiger Kraftstoffe gewonnen: Benzin und Kerosin.

Kohlenstoff ist der Hauptbestandteil von Kohle 99% ), Braunkohle ( bis zu 72%). Der Ursprung des Namens Kohlenstoff, dh „tragende Kohle“. In ähnlicher Weise enthält der lateinische Name "Carboneum" an der Basis die Wurzel Carbo-Kohle.

Wie Öl enthält Kohle eine große Menge an organischer Substanz. Neben organischen Stoffen gehören dazu auch anorganische Stoffe wie Wasser, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und natürlich Kohlenstoff selbst - Kohle. Eine der Hauptmethoden der Kohleverarbeitung ist die Verkokung - die Kalzinierung ohne Luftzugang. Durch die Verkokung, die bei einer Temperatur von 1000 0 C durchgeführt wird, entsteht:

Koksofengas- es besteht aus Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, Verunreinigungen aus Ammoniak, Stickstoff und anderen Gasen.

Kohlenteer - enthält mehrere hundert verschiedene organische Substanzen, darunter Benzol und seine Homologen, Phenol und aromatische Alkohole, Naphthalin und verschiedene heterocyclische Verbindungen.

Top-Teer- oder Ammoniakwasser - enthalten, wie der Name schon sagt, gelöstes Ammoniak sowie Phenol, Schwefelwasserstoff und andere Substanzen.

Koks– fester Verkokungsrückstand, praktisch reine Kohle.

Koks wird zur Herstellung von Eisen und Stahl verwendet, Ammoniak wird zur Herstellung von Stickstoff und kombinierten Düngemitteln verwendet, und die Bedeutung organischer Verkokungsprodukte kann nicht hoch genug eingeschätzt werden. Wie ist die Verbreitungsgeographie dieses Minerals?

Der Hauptteil der Kohleressourcen fällt auf die nördliche Hemisphäre - Asien, Nordamerika, Eurasien. Welche Länder stechen in Bezug auf Reserven und Kohleförderung hervor?

China, USA, Indien, Australien, Russland.

Länder sind die Hauptexporteure von Kohle.

USA, Australien, Russland, Südafrika.

Hauptimportzentren.

Japan, Überseeeuropa.

Es ist ein sehr umweltschädlicher Kraftstoff. Während des Kohlebergbaus kommt es zu Explosionen und Methanbränden, und es treten bestimmte Umweltprobleme auf.

Umweltverschmutzung - Dies ist jede unerwünschte Änderung des Zustands dieser Umwelt aufgrund menschlicher Aktivitäten. Dies geschieht auch im Bergbau. Stellen Sie sich eine Situation in einem Kohleabbaugebiet vor. Zusammen mit Kohle steigt eine riesige Menge an Abfallgestein an die Oberfläche, das, da es unnötig ist, einfach auf Deponien gebracht wird. Allmählich gebildet Abfallhaufen- riesige, mehrere zehn Meter hohe, kegelförmige Berge aus taubem Gestein, die das Erscheinungsbild der natürlichen Landschaft verzerren. Und wird die gesamte Kohle, die an die Oberfläche gefördert wird, zwangsläufig zum Verbraucher exportiert? Natürlich nicht. Schließlich ist der Prozess nicht hermetisch. Unmengen an Kohlenstaub setzen sich auf der Erdoberfläche ab. Dadurch verändert sich die Zusammensetzung von Böden und Grundwasser, was sich zwangsläufig auf die Flora und Fauna der Region auswirkt.

Kohle enthält radioaktiven Kohlenstoff - C, aber nach dem Verbrennen des Brennstoffs gelangt der gefährliche Stoff zusammen mit Rauch in die Luft, das Wasser, den Boden und wird zu Schlacke oder Asche gebacken, die zur Herstellung von Baumaterialien verwendet wird. Dadurch „glühen“ Wände und Decken in Wohngebäuden und stellen eine Gefahr für die menschliche Gesundheit dar.

ÖL

Öl ist der Menschheit seit der Antike bekannt. An den Ufern des Euphrat wurde es abgebaut

6-7 Tausend Jahre v äh . Es wurde zur Beleuchtung von Wohnungen, zur Herstellung von Mörsern, als Medizin und Salbe sowie zur Einbalsamierung verwendet. Öl in der Antike war eine gewaltige Waffe: Feurige Flüsse ergossen sich auf die Köpfe derer, die die Festungsmauern stürmten, brennende Pfeile, die in Öl getaucht waren, flogen in die belagerten Städte. Öl war ein fester Bestandteil des Brandsatzes, der unter dem Namen in die Geschichte einging "Griechisches Feuer" Im Mittelalter diente es vor allem der Straßenbeleuchtung.

Mehr als 600 Öl- und Gasbecken wurden erkundet, 450 werden erschlossen , und die Gesamtzahl der Ölfelder erreicht 50.000.

Unterscheiden Sie zwischen Leicht- und Schweröl. Leichtöl wird mit Pumpen oder im Brunnenverfahren aus dem Untergrund gefördert. Aus solchem ​​Öl werden vor allem Benzin und Kerosin hergestellt. Schwere Ölsorten werden manchmal sogar im Bergbauverfahren (in der Republik Komi) gewonnen und daraus Bitumen, Heizöl und verschiedene Öle hergestellt.

Öl ist der vielseitigste Brennstoff, kalorienreich. Seine Gewinnung ist relativ einfach und billig, da bei der Ölförderung keine Menschen unter Tage abgesenkt werden müssen. Der Transport von Öl durch Pipelines ist kein großes Problem. Der Hauptnachteil dieser Art von Kraftstoff ist die geringe Verfügbarkeit von Ressourcen (ca. 50 Jahre ) . Die allgemeinen geologischen Reserven belaufen sich auf 500 Milliarden Tonnen, einschließlich der erkundeten 140 Milliarden Tonnen .

BEIM 2007 Russische Wissenschaftler haben der Weltgemeinschaft bewiesen, dass die im Arktischen Ozean gelegenen Unterwasserkämme von Lomonosov und Mendeleev eine Schelfzone des Festlandes sind und daher zur Russischen Föderation gehören. Der Chemielehrer wird über die Zusammensetzung des Öls und seine Eigenschaften berichten.

Öl ist ein „Energiebündel“. Mit nur 1 ml davon können Sie einen ganzen Eimer Wasser um ein Grad erhitzen, und um einen Eimer-Samowar zum Kochen zu bringen, benötigen Sie weniger als ein halbes Glas Öl. Hinsichtlich der Energiekonzentration pro Volumeneinheit steht Öl unter den Naturstoffen an erster Stelle. Auch radioaktive Erze können in dieser Hinsicht nicht mithalten, da der Gehalt an radioaktiven Stoffen in ihnen so gering ist, dass 1 mg gewonnen werden können. Kernbrennstoff muss tonnenweise Gestein verarbeitet werden.

Öl ist nicht nur die Grundlage des Brennstoff- und Energiekomplexes eines jeden Staates.

Hier sind die berühmten Worte von D. I. Mendeleev angebracht „Öl zu verbrennen ist dasselbe wie einen Hochofen zu heizen Banknoten". Jeder Tropfen Öl enthält mehr als 900 verschiedene chemische Verbindungen, mehr als die Hälfte der chemischen Elemente des Periodensystems. Dies ist wirklich ein Wunder der Natur, die Grundlage der petrochemischen Industrie. Etwa 90 % des geförderten Öls wird als Brennstoff verwendet. Trotz “ 10 % besitzen“ , Die petrochemische Synthese liefert viele tausend organische Verbindungen, die die dringenden Bedürfnisse der modernen Gesellschaft befriedigen. Kein Wunder, dass die Menschen Öl respektvoll „schwarzes Gold“, „das Blut der Erde“ nennen.

Öl ist eine ölige dunkelbraune Flüssigkeit mit einem rötlichen oder grünlichen Farbton, manchmal schwarz, rot, blau oder hell und sogar transparent mit einem charakteristischen stechenden Geruch. Manchmal ist Öl weiß oder farblos wie Wasser (z. B. auf dem Surukhanskoye-Feld in Aserbaidschan, auf einigen Feldern in Algerien).

Die Zusammensetzung des Öls ist nicht gleich. Aber alle enthalten normalerweise drei Arten von Kohlenwasserstoffen - Alkane (hauptsächlich normale Struktur), Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe. Das Verhältnis dieser Kohlenwasserstoffe im Öl verschiedener Felder ist unterschiedlich: Beispielsweise ist Mangyshlak-Öl reich an Alkanen und Öl in der Region Baku ist reich an Cycloalkanen.

Die wichtigsten Ölreserven befinden sich auf der Nordhalbkugel. Gesamt 75 Länder der Welt produzieren Öl, aber 90% seiner Produktion fallen auf den Anteil von nur 10 Ländern. Nahe ? Weltölreserven befinden sich in Entwicklungsländern. (Der Lehrer ruft an und zeigt auf der Karte).

Hauptproduktionsländer:

Saudi-Arabien, USA, Russland, Iran, Mexiko.

Gleichzeitig mehr 4/5 Der Ölverbrauch fällt auf den Anteil der wirtschaftlich entwickelten Länder, die die Hauptimportländer sind:

Japan, Übersee, USA.

Öl in seiner rohen Form wird nirgendwo verwendet, aber raffinierte Produkte werden verwendet.

Öl-Raffination

Eine moderne Anlage besteht aus einem Ölheizofen und einer Destillationskolonne, in der das Öl abgeschieden wird Fraktionen - einzelne Kohlenwasserstoffgemische nach ihrem Siedepunkt: Benzin, Naphtha, Kerosin. Der Ofen hat ein langes Rohr, das zu einer Spule gewickelt ist. Der Ofen wird durch die Verbrennungsprodukte von Heizöl oder Gas beheizt. Der Spule wird kontinuierlich Öl zugeführt: Dort wird es in Form einer Mischung aus Flüssigkeit und Dampf auf 320 - 350 0 C erhitzt und tritt in die Destillationskolonne ein. Die Destillationskolonne ist ein stählerner zylindrischer Apparat mit einer Höhe von etwa 40 m. Es hat im Inneren mehrere Dutzend horizontale Trennwände mit Löchern - die sogenannten Platten. Öldämpfe, die in die Säule eintreten, steigen auf und strömen durch die Löcher in den Platten. Da sie beim Aufwärtsbewegen allmählich abkühlen, verflüssigen sie sich teilweise. Schwerflüchtige Kohlenwasserstoffe werden bereits auf den ersten Böden verflüssigt und bilden eine Gasölfraktion; flüchtigere Kohlenwasserstoffe werden oben gesammelt und bilden eine Kerosinfraktion; noch höher - Naphtha-Fraktion. Die flüchtigsten Kohlenwasserstoffe verlassen die Kolonne als Dämpfe und bilden nach Kondensation Benzin. Ein Teil des Benzins wird der Kolonne zur „Bewässerung“ wieder zugeführt, was zu einer besseren Betriebsweise beiträgt. (Eintrag in ein Notizbuch). Benzin - enthält Kohlenwasserstoffe C5 - C11, siedet im Bereich von 40 0 ​​​​C bis 200 0 C; Naphtha - enthält C8 - C14 Kohlenwasserstoffe mit einem Siedepunkt von 120 0 C bis 240 0 C Kerosin - enthält C12 - C18 Kohlenwasserstoffe, siedet bei einer Temperatur von 180 0 C bis 300 0 C; Gasöl – enthält Kohlenwasserstoffe C13 – C15, abdestilliert bei einer Temperatur von 230 0 C bis 360 0 C; Schmieröle - C16 - C28, sieden bei einer Temperatur von 350 0 C und darüber.

Nach der Destillation leichter Produkte aus Öl bleibt eine viskose schwarze Flüssigkeit zurück - Heizöl. Es ist ein wertvolles Gemisch aus Kohlenwasserstoffen. Schmieröle werden aus Heizöl durch zusätzliche Destillation gewonnen. Der nicht destillierbare Teil des Heizöls wird als Teer bezeichnet, der im Bauwesen und beim Pflastern von Straßen verwendet wird (Demonstration eines Videofragments). Die wertvollste Fraktion der direkten Destillation von Öl ist Benzin. Die Ausbeute dieser Fraktion übersteigt jedoch 17-20 Gew.-% Rohöl nicht. Es stellt sich das Problem: Wie kann der ständig steigende Bedarf der Gesellschaft an Kraftstoff für Autos und Flugzeuge gedeckt werden? Die Lösung wurde Ende des 19. Jahrhunderts von einem russischen Ingenieur gefunden Wladimir Grigorjewitsch Schuchow. BEIM 1891 Jahr führte er erstmals eine industrielle knacken Kerosinfraktion von Öl, wodurch die Benzinausbeute auf 65-70% (berechnet als Rohöl) gesteigert werden konnte. Nur für die Entwicklung des Prozesses des thermischen Crackens von Erdölprodukten hat die dankbare Menschheit den Namen dieser einzigartigen Person in der Geschichte der Zivilisation mit goldenen Buchstaben eingeschrieben.

Die durch die Ölrektifikation gewonnenen Produkte werden einer chemischen Verarbeitung unterzogen, die eine Reihe komplexer Prozesse umfasst, darunter das Cracken von Erdölprodukten (aus dem englischen "Cracking" - Splitting). Es gibt verschiedene Arten des Crackens: thermisches, katalytisches, Hochdruckcracken, Reduktion. Thermisches Cracken besteht in der Spaltung von Kohlenwasserstoffmolekülen mit einer langen Kette in kürzere unter dem Einfluss hoher Temperatur (470-550 0 C). Bei dieser Spaltung entstehen neben Alkanen auch Alkene:

Derzeit ist das katalytische Cracken am weitesten verbreitet. Es wird bei einer Temperatur von 450-500 0 C durchgeführt, jedoch mit einer höheren Geschwindigkeit, und ermöglicht es Ihnen, Benzin von höherer Qualität zu erhalten. Unter den Bedingungen des katalytischen Crackens finden neben Spaltungsreaktionen Isomerisierungsreaktionen statt, dh die Umwandlung von Kohlenwasserstoffen mit normaler Struktur in verzweigte Kohlenwasserstoffe.

Die Isomerisierung beeinflusst die Qualität von Benzin, da das Vorhandensein von verzweigten Kohlenwasserstoffen seine Oktanzahl stark erhöht. Als Cracken werden die sogenannten Sekundärprozesse der Ölraffination bezeichnet. Eine Reihe anderer katalytischer Prozesse, wie z. B. das Reformieren, werden ebenfalls als sekundär eingestuft. Reformieren- Dies ist die Aromatisierung von Benzinen durch Erhitzen in Gegenwart eines Katalysators, beispielsweise Platin. Unter diesen Bedingungen werden Alkane und Cycloalkane in aromatische Kohlenwasserstoffe umgewandelt, wodurch auch die Oktanzahl von Benzin deutlich ansteigt.

Ökologie und Ölfeld

Für die petrochemische Produktion ist die Umweltproblematik besonders relevant. Die Ölförderung ist mit Energiekosten und Umweltverschmutzung verbunden. Eine gefährliche Verschmutzungsquelle der Ozeane ist die Offshore-Ölförderung, und die Ozeane werden auch während des Öltransports verschmutzt. Jeder von uns hat im Fernsehen die Folgen von Öltankerunfällen gesehen. Schwarze, ölbedeckte Ufer, schwarze Brandung, erstickende Delfine, Vögel, deren Flügel in zähflüssigem Heizöl stecken, Menschen in Schutzanzügen, die mit Schaufeln und Eimern Öl sammeln. Ich möchte die Daten einer schweren Umweltkatastrophe zitieren, die sich im November 2007 in der Straße von Kertsch ereignet hat. 2.000 Tonnen Ölprodukte und etwa 7.000 Tonnen Schwefel gelangten ins Wasser. Die Tuzla-Nehrung, die sich am Zusammenfluss des Schwarzen und des Asowschen Meeres befindet, und die Tschuschka-Nehrung haben am meisten unter der Katastrophe gelitten. Nach dem Unfall setzte sich Heizöl auf dem Boden ab, das eine kleine herzförmige Muschel tötete, die Hauptnahrung der Meeresbewohner. Es wird 10 Jahre dauern, das Ökosystem wiederherzustellen. Mehr als 15.000 Vögel starben. Ein Liter Öl, das ins Wasser gefallen ist, verteilt sich fleckenweise auf einer Fläche von 100 qm. Obwohl der Ölfilm sehr dünn ist, bildet er eine unüberwindbare Barriere für den Weg des Sauerstoffs von der Atmosphäre zur Wassersäule. Dadurch werden der Sauerstoffhaushalt und der Ozean gestört. "ersticken". Plankton, das Rückgrat der Nahrungskette der Ozeane, stirbt. Derzeit sind etwa 20% der Fläche des Weltozeans mit Ölverschmutzungen bedeckt, und die von Ölverschmutzung betroffene Fläche wächst. Abgesehen davon, dass der Weltozean mit einem Ölfilm bedeckt ist, können wir ihn auch an Land beobachten. In den Ölfeldern Westsibiriens beispielsweise wird jährlich mehr Öl ausgelaufen, als ein Tanker aufnehmen kann – bis zu 20 Millionen Tonnen. Etwa die Hälfte dieses Öls landet durch Unfälle im Boden, der Rest sind „geplante“ Brunnen und Lecks bei der Inbetriebnahme von Brunnen, Erkundungsbohrungen und Reparaturen von Pipelines. Die größte Fläche des ölverseuchten Landes fällt nach Angaben des Umweltausschusses des Autonomen Kreises der Jamal-Nenzen auf den Purovsky-Bezirk.

ERD- UND ASSOZIIERTES ERDGAS

Erdgas enthält Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht, die Hauptbestandteile sind Methan. Sein Gehalt im Gas verschiedener Felder reicht von 80 % bis 97 %. Neben Methan - Ethan, Propan, Butan. Anorganisch: Stickstoff - 2 %; CO2; H2O; H2S, Edelgase. Bei der Verbrennung von Erdgas wird viel Wärme frei.

Erdgas als Kraftstoff übertrifft in seinen Eigenschaften sogar Erdöl, es ist kalorienreicher. Dies ist der jüngste Zweig der Kraftstoffindustrie. Gas ist noch einfacher zu fördern und zu transportieren. Er ist der sparsamste aller Kraftstoffe. Allerdings gibt es auch Nachteile: den aufwändigen interkontinentalen Gastransport. Tanker - Methanmist, der Gas in verflüssigtem Zustand transportiert, sind äußerst komplexe und teure Strukturen.

Es wird verwendet als: effektiver Brennstoff, Rohstoff in der chemischen Industrie, bei der Herstellung von Acetylen, Ethylen, Wasserstoff, Ruß, Kunststoffen, Essigsäure, Farbstoffen, Medikamenten usw. Produktion. Erdölgas enthält weniger Methan, aber mehr Propan, Butan und andere höhere Kohlenwasserstoffe. Wo wird das Gas produziert?

Mehr als 70 Länder der Welt verfügen über kommerzielle Gasreserven. Außerdem verfügen die Entwicklungsländer wie beim Öl über sehr große Reserven. Aber die Gasförderung wird hauptsächlich von entwickelten Ländern durchgeführt. Sie haben Möglichkeiten, es zu nutzen oder Gas an andere Länder zu verkaufen, die sich auf demselben Kontinent wie sie befinden. Der internationale Gashandel ist weniger aktiv als der Ölhandel. Etwa 15 % des weltweit produzierten Gases gelangt auf den internationalen Markt. Fast 2/3 der Weltgasproduktion werden von Russland und den USA geliefert. Die führende Gasproduktionsregion nicht nur in unserem Land, sondern auch in der Welt ist zweifellos der Autonome Kreis der Jamalo-Nenzen, in dem sich diese Industrie seit 30 Jahren entwickelt. Unsere Stadt Novy Urengoy wird zu Recht als Gashauptstadt anerkannt. Die größten Vorkommen sind Urengoyskoye, Yamburgskoye, Medvezhye, Zapolyarnoye. Das Urengoi-Feld ist im Guinness-Buch der Rekorde aufgeführt. Die Reserven und die Produktion der Lagerstätte sind einzigartig. Erkundete Reserven übersteigen 10 Billionen. m 3 , 6 trln. m 3. Im Jahr 2008 plant JSC „Gazprom“, 598 Mrd. m 3 „blaues Gold“ auf dem Urengoi-Feld zu fördern.

Erdgas und Ökologie

Die Unvollkommenheit der Technologie der Öl- und Gasförderung, deren Transport verursacht die ständige Verbrennung des Gasvolumens in den Wärmeeinheiten von Kompressorstationen und in Fackeln. Kompressorstationen sind für etwa 30 % dieser Emissionen verantwortlich. An Fackelanlagen werden jährlich etwa 450.000 Tonnen Erd- und Begleitgas verbrannt, während mehr als 60.000 Tonnen Schadstoffe in die Atmosphäre gelangen.

Öl, Gas, Kohle sind wertvolle Rohstoffe für die chemische Industrie. In naher Zukunft wird ein Ersatz für sie im Brennstoff- und Energiekomplex unseres Landes gefunden. Derzeit suchen Wissenschaftler nach Möglichkeiten, Sonnen- und Windenergie sowie Kernbrennstoff zu nutzen, um Öl vollständig zu ersetzen. Wasserstoff ist der vielversprechendste Kraftstoff der Zukunft. Die Reduzierung des Öleinsatzes in der thermischen Energietechnik ist nicht nur der Weg zu einer rationelleren Nutzung, sondern auch zur Erhaltung dieses Rohstoffs für künftige Generationen. Kohlenwasserstoffrohstoffe sollten nur in der verarbeitenden Industrie verwendet werden, um eine Vielzahl von Produkten zu erhalten. Leider ändert sich die Situation noch nicht und bis zu 94 % des geförderten Öls werden als Brennstoff verwendet. D. I. Mendeleev sagte weise: „Öl zu verbrennen ist dasselbe wie den Ofen mit Banknoten zu heizen.“

Die wichtigsten natürlichen Quellen von Kohlenwasserstoffen sind Öl , Erdgas und Kohle . Sie bilden reiche Vorkommen in verschiedenen Regionen der Erde.

Früher wurden ausschließlich gewonnene Naturprodukte als Brennstoff verwendet. Gegenwärtig sind Verfahren zu ihrer Verarbeitung entwickelt und weit verbreitet, die es ermöglichen, wertvolle Kohlenwasserstoffe zu isolieren, die sowohl als hochwertiger Brennstoff als auch als Rohstoffe für verschiedene organische Synthesen verwendet werden. Verarbeitung natürlicher Rohstoffquellen petrochemische Industrie . Lassen Sie uns die wichtigsten Methoden zur Verarbeitung natürlicher Kohlenwasserstoffe analysieren.

Die wertvollste Quelle natürlicher Rohstoffe - Öl . Es ist eine ölige Flüssigkeit von dunkelbrauner oder schwarzer Farbe mit einem charakteristischen Geruch, praktisch unlöslich in Wasser. Die Dichte von Öl ist 0,73–0,97 g/cm3.Öl ist ein komplexes Gemisch aus verschiedenen flüssigen Kohlenwasserstoffen, in denen gasförmige und feste Kohlenwasserstoffe gelöst sind, und die Zusammensetzung von Öl aus verschiedenen Feldern kann unterschiedlich sein. Alkane, Cycloalkane, aromatische Kohlenwasserstoffe sowie sauerstoff-, schwefel- und stickstoffhaltige organische Verbindungen können in unterschiedlichen Anteilen in der Ölzusammensetzung vorhanden sein.

Rohöl wird praktisch nicht genutzt, sondern verarbeitet.

Unterscheiden primäre Ölraffination (Destillation ), d.h. Trennen in Fraktionen mit unterschiedlichen Siedepunkten und Recycling (knacken ), bei der die Struktur von Kohlenwasserstoffen verändert wird

dov in seiner Zusammensetzung enthalten.

Primäre Ölraffination Sie beruht darauf, dass der Siedepunkt von Kohlenwasserstoffen umso größer ist, je größer ihre Molmasse ist. Öl enthält Verbindungen mit Siedepunkten von 30 bis 550 °C. Als Ergebnis der Destillation wird Öl in Fraktionen getrennt, die bei unterschiedlichen Temperaturen sieden und Mischungen von Kohlenwasserstoffen mit unterschiedlichen Molmassen enthalten. Diese Fraktionen finden vielfältige Verwendung (siehe Tabelle 10.2).

Tabelle 10.2. Produkte der Primärölraffination.

Fraktion	Siedepunkt, °C	Verbindung	Anwendung
Flüssiggas	<30	Kohlenwasserstoffe С 3 -С 4	Gasförmige Brennstoffe, Rohstoffe für die chemische Industrie
Benzin	40-200	Kohlenwasserstoffe C 5 - C 9	Flug- und Autokraftstoff, Lösungsmittel
Naphtha	150-250	Kohlenwasserstoffe C 9 - C 12	Dieselmotorkraftstoff, Lösungsmittel
Kerosin	180-300	Kohlenwasserstoffe С 9 - 16	Dieselmotorkraftstoff, Haushaltskraftstoff, Beleuchtungskraftstoff
Gasöl	250-360	Kohlenwasserstoffe С 12 - С 35	Dieselkraftstoff, Rohstoff für katalytisches Cracken
Heizöl	> 360	Höhere Kohlenwasserstoffe, O-, N-, S-, Me-haltige Substanzen	Brennstoff für Kesselanlagen und Industrieöfen, Rohstoff für die weitere Destillation

Der Anteil an Heizöl macht etwa die Hälfte der Ölmasse aus. Daher wird es auch einer thermischen Verarbeitung unterzogen. Um eine Zersetzung zu verhindern, wird das Heizöl unter vermindertem Druck destilliert. Dabei werden mehrere Fraktionen erhalten: flüssige Kohlenwasserstoffe, die als verwendet werden Schmieröle ; Gemisch aus flüssigen und festen Kohlenwasserstoffen - Vaseline zur Herstellung von Salben verwendet; ein Gemisch aus festen Kohlenwasserstoffen - Paraffin , zur Herstellung von Schuhcreme, Kerzen, Streichhölzern und Bleistiften sowie zur Imprägnierung von Holz; nichtflüchtiger Rückstand Teer wird zur Herstellung von Straßen-, Bau- und Dachbitumen verwendet.

Öl-Raffination umfasst chemische Reaktionen, die die Zusammensetzung und chemische Struktur von Kohlenwasserstoffen verändern. Seine Vielfalt

ty - thermisches Cracken, katalytisches Cracken, katalytisches Reformieren.

Thermisches Cracken normalerweise Heizöl und anderen Schwerölfraktionen ausgesetzt. Bei einer Temperatur von 450–550 °C und einem Druck von 2–7 MPa spaltet der Radikalmechanismus Kohlenwasserstoffmoleküle in Fragmente mit einer geringeren Anzahl von Kohlenstoffatomen, und es entstehen gesättigte und ungesättigte Verbindungen:

C 16 N 34 ¾® C 8 N 18 + C 8 N 16

C 8 H 18 ¾®C 4 H 10 +C 4 H 8

Auf diese Weise wird Autobenzin gewonnen.

katalytische Zersetzung in Gegenwart von Katalysatoren (üblicherweise Alumosilikate) bei atmosphärischem Druck und einer Temperatur von 550 - 600°C durchgeführt. Gleichzeitig wird Flugbenzin aus Kerosin- und Gasölfraktionen von Öl gewonnen.

Die Spaltung von Kohlenwasserstoffen in Gegenwart von Alumosilikaten verläuft nach dem ionischen Mechanismus und wird von einer Isomerisierung begleitet, d.h. die Bildung eines Gemisches aus gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen mit verzweigtem Kohlenstoffgerüst, zum Beispiel:

CH3CH3CH3CH3CH3

Katze., t||

C 16 H 34 ¾¾® CH 3 -C -C-CH 3 + CH 3 -C \u003d C - CH-CH 3

katalytische Reformierung durchgeführt bei einer Temperatur von 470–540°C und einem Druck von 1–5 MPa unter Verwendung von Platin- oder Platin-Rhenium-Katalysatoren, abgeschieden auf einer Basis von Al 2 O 3 . Unter diesen Bedingungen erfolgt die Umwandlung von Paraffinen u

Erdölcycloparaffine zu aromatischen Kohlenwasserstoffen

Katze., t, s

¾¾¾¾® + 3H 2

Katze., t, s

C 6 H 14 ¾¾¾¾® + 4H 2

Katalytische Prozesse ermöglichen es, Benzin mit verbesserter Qualität aufgrund des hohen Gehalts an verzweigten und aromatischen Kohlenwasserstoffen zu erhalten. Die Qualität von Benzin zeichnet sich durch seine aus Oktanzahl. Je mehr das Gemisch aus Kraftstoff und Luft durch die Kolben komprimiert wird, desto größer ist die Leistung des Motors. Eine Verdichtung kann jedoch nur bis zu einer bestimmten Grenze erfolgen, oberhalb der es zur Detonation (Explosion) kommt.

Gasgemisch, was zu Überhitzung und vorzeitigem Motorverschleiß führt. Der niedrigste Detonationswiderstand bei normalen Paraffinen. Mit einer Abnahme der Kettenlänge nimmt die Verzweigung und die Anzahl der Doppel zu

ny Verbindungen, es erhöht sich; es ist besonders reich an aromatischen Kohlenhydraten.

vor der Geburt. Um die Detonationsbeständigkeit verschiedener Benzinsorten zu beurteilen, werden sie mit ähnlichen Indikatoren für ein Gemisch verglichen Isooktan und n-Heptan mit unterschiedlichem Verhältnis der Komponenten; die Oktanzahl ist gleich dem Prozentsatz an Isooctan in dieser Mischung. Je größer es ist, desto hochwertiger ist das Benzin. Die Oktanzahl kann auch durch Zusatz von speziellen Antiklopfmitteln erhöht werden, z.B. Tetraethylblei Pb(C 2 H 5 ) 4 , jedoch sind solches Benzin und seine Verbrennungsprodukte toxisch.

Neben flüssigen Kraftstoffen werden in katalytischen Prozessen niedere gasförmige Kohlenwasserstoffe gewonnen, die dann als Rohstoffe für die organische Synthese verwendet werden.

Eine weitere wichtige natürliche Quelle von Kohlenwasserstoffen, deren Bedeutung ständig zunimmt - Erdgas. Es enthält bis zu 98 Vol.-% Methan, 2–3 Vol.-%. seine nächsten Homologen sowie Verunreinigungen von Schwefelwasserstoff, Stickstoff, Kohlendioxid, Edelgasen und Wasser. Bei der Ölförderung freigesetzte Gase ( Vorbeigehen ), enthalten weniger Methan, aber mehr von seinen Homologen.

Als Brennstoff wird Erdgas verwendet. Außerdem werden einzelne gesättigte Kohlenwasserstoffe daraus durch Destillation isoliert, sowie Synthesegas , hauptsächlich bestehend aus CO und Wasserstoff; sie werden als Rohstoffe für verschiedene organische Synthesen verwendet.

In großen Mengen abgebaut Kohle - inhomogenes festes Material von schwarzer oder grauschwarzer Farbe. Es ist ein komplexes Gemisch verschiedener makromolekularer Verbindungen.

Kohle wird als fester Brennstoff verwendet und wird auch ausgesetzt Verkokung – Trockendestillation ohne Luftzutritt bei 1000-1200°С. Als Ergebnis dieses Prozesses entstehen: Koks , das ein fein verteilter Graphit ist und in der Metallurgie als Reduktionsmittel verwendet wird; Kohle-Teer , das einer Destillation unterzogen wird und aromatische Kohlenwasserstoffe (Benzol, Toluol, Xylol, Phenol usw.) erhalten werden und Tonhöhe , zur Vorbereitung der Dacheindeckung gehen; Ammoniakwasser und Koksofengas enthält etwa 60 % Wasserstoff und 25 % Methan.

So stellen natürliche Quellen von Kohlenwasserstoffen bereit

die chemische Industrie mit vielfältigen und relativ billigen Rohstoffen für organische Synthesen, die es ermöglichen, zahlreiche organische Verbindungen zu gewinnen, die nicht in der Natur vorkommen, aber für den Menschen notwendig sind.

Das allgemeine Schema für die Verwendung natürlicher Rohstoffe für die wichtigsten organischen und petrochemischen Synthesen kann wie folgt dargestellt werden.

Arenas Syngas Acetylene AlkenesAlkanes

Grundlegende organische und petrochemische Synthese

Kontrollaufgaben.

1222. Was ist der Unterschied zwischen der primären Ölraffination und der sekundären Raffination?

1223. Welche Verbindungen bestimmen die hohe Qualität von Benzin?

1224. Schlagen Sie eine Methode vor, die es ermöglicht, ausgehend von Öl Ethylalkohol zu gewinnen.

Ziel. Wissen über natürliche Quellen organischer Verbindungen und deren Verarbeitung verallgemeinern; die Erfolge und Perspektiven für die Entwicklung der Petrochemie und der Kokschemie, ihre Rolle im technischen Fortschritt des Landes aufzeigen; Kenntnisse aus dem Studiengang Wirtschaftsgeographie über Gaswirtschaft, moderne Richtungen der Gasverarbeitung, Rohstoff- und Energieproblematik vertiefen; Selbständigkeit im Umgang mit Lehrbuch, Nachschlagewerk und populärwissenschaftlicher Literatur entwickeln.

PLANEN

Natürliche Quellen von Kohlenwasserstoffen. Erdgas. Begleitende Erdölgase.
Öl und Ölprodukte, ihre Anwendung.
Thermisches und katalytisches Cracken.
Die Koksherstellung und das Problem der Gewinnung flüssiger Brennstoffe.
Aus der Geschichte der Entwicklung von OJSC Rosneft-KNOS.
Die Produktionskapazität der Anlage. Hergestellte Produkte.
Kommunikation mit dem Chemielabor.
Umweltschutz im Werk.
Pflanzenpläne für die Zukunft.

Natürliche Quellen von Kohlenwasserstoffen.
Erdgas. Begleitende Erdölgase

Vor dem Großen Vaterländischen Krieg Industrieaktien Erdgas waren in der Karpatenregion, im Kaukasus, in der Wolgaregion und im Norden (Komi ASSR) bekannt. Die Untersuchung von Erdgasreserven war nur mit der Ölexploration verbunden. Die industriellen Erdgasreserven beliefen sich 1940 auf 15 Mrd. m 3 . Dann wurden Gasfelder im Nordkaukasus, in Transkaukasien, in der Ukraine, im Wolgagebiet, in Zentralasien, Westsibirien und im Fernen Osten entdeckt. Auf der
1 января 1976 г. разведанные запасы природного газа составляли 25,8 трлн м 3 , из них в европейской части СССР – 4,2 трлн м 3 (16,3%), на Востоке – 21,6 трлн м 3 (83,7 %), einschließlich
18,2 Billionen m 3 (70,5 %) - in Sibirien und im Fernen Osten, 3,4 Billionen m 3 (13,2 %) - in Zentralasien und Kasachstan. Am 1. Januar 1980 beliefen sich die potenziellen Erdgasreserven auf 80–85 Billionen m 3 , erkundet - 34,3 Billionen m 3 . Darüber hinaus stiegen die Reserven vor allem durch die Entdeckung von Lagerstätten im Osten des Landes - erkundete Reserven lagen dort auf einem Niveau von etwa
30,1 Billionen m 3 , das waren 87,8 % der gesamten Union.
Heute verfügt Russland über 35 % der weltweiten Erdgasreserven, das sind mehr als 48 Billionen m 3 . Die Hauptvorkommensgebiete von Erdgas in Russland und den GUS-Staaten (Felder):

Westsibirische Öl- und Gasprovinz:
Urengojskoje, Jamburgskoje, Sapoljarnoje, Medweschje, Nadymskoje, Tasowskoje – Autonomer Kreis der Jamal-Nenzen;
Pokhromskoye, Igrimskoye - Gasführendes Gebiet Beresowskaja;
Meldzhinskoye, Luginetskoye, Ust-Silginskoye - Gasführendes Gebiet Vasyugan.
Öl- und Gasprovinz Wolga-Ural:
Das bedeutendste ist Vuktylskoye in der Öl- und Gasregion Timan-Pechora.
Zentralasien und Kasachstan:
das bedeutendste in Zentralasien ist Gazli im Ferghana-Tal;
Kyzylkum, Bairam-Ali, Darvaza, Achak, Shatlyk.
Nordkaukasus und Transkaukasien:
Karadag, Duvanny - Aserbaidschan;
Lichter von Dagestan - Dagestan;
Severo-Stavropolskoye, Pelagiadinskoye - Stawropol-Territorium;
Leningradskoje, Maikopskoje, Staro-Minskoje, Beresanskoje - Krasnodar-Territorium.

Auch in der Ukraine, auf Sachalin und im Fernen Osten sind Erdgasvorkommen bekannt.
Bei den Erdgasreserven sticht Westsibirien hervor (Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye). Die Industriereserven erreichen hier 14 Billionen m 3 . Besondere Bedeutung kommt jetzt den Jamal-Gaskondensatfeldern (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye usw.) zu. Auf ihrer Grundlage wird das Yamal-Europe-Projekt umgesetzt.
Die Erdgasförderung ist stark konzentriert und konzentriert sich auf Gebiete mit den größten und rentabelsten Vorkommen. Nur fünf Lagerstätten - Urengoyskoje, Jamburgskoje, Zapolyarnoye, Medvezhye und Orenburgskoye - enthalten 1/2 aller industriellen Reserven Russlands. Die Reserven von Medweschje werden auf 1,5 Billionen m 3 und die von Urengoi auf 5 Billionen m 3 geschätzt.
Das nächste Merkmal ist die dynamische Lokalisierung von Erdgasproduktionsstandorten, die durch die schnelle Erweiterung der Grenzen der identifizierten Ressourcen sowie die relative Leichtigkeit und Kostengünstigkeit ihrer Beteiligung an der Entwicklung erklärt wird. In kurzer Zeit verlagerten sich die Hauptzentren der Erdgasförderung aus der Wolga-Region in die Ukraine, den Nordkaukasus. Weitere territoriale Verschiebungen wurden durch die Entwicklung von Lagerstätten in Westsibirien, Zentralasien, dem Ural und dem Norden verursacht.

Nach dem Zusammenbruch der UdSSR in Russland ging die Erdgasförderung zurück. Der Rückgang wurde hauptsächlich in der nördlichen Wirtschaftsregion (8 Mrd. m 3 im Jahr 1990 und 4 Mrd. m 3 im Jahr 1994), im Ural (43 Mrd. m 3 und 35 Mrd. m ) beobachtet
555 Mrd. m 3) und im Nordkaukasus (6 und 4 Mrd. m 3). Auf gleichem Niveau blieb die Erdgasförderung im Wolgagebiet (6 Mrd. m3) und in den fernöstlichen Wirtschaftsräumen.
Ende 1994 gab es einen Aufwärtstrend im Produktionsniveau.
Von den Republiken der ehemaligen UdSSR liefert die Russische Föderation das meiste Gas, an zweiter Stelle steht Turkmenistan (mehr als 1/10), gefolgt von Usbekistan und der Ukraine.
Von besonderer Bedeutung ist die Förderung von Erdgas auf dem Schelf des Weltozeans. 1987 produzierten Offshore-Felder 12,2 Milliarden m 3 oder etwa 2 % des im Land produzierten Gases. Die Begleitgasförderung betrug im selben Jahr 41,9 Mrd. Kubikmeter. Für viele Gebiete ist eine der Reserven an gasförmigem Brennstoff die Vergasung von Kohle und Schiefer. Die unterirdische Vergasung von Kohle wird im Donbass (Lysichansk), Kuzbass (Kiselevsk) und im Moskauer Becken (Tula) durchgeführt.
Erdgas war und ist ein wichtiges Exportprodukt im russischen Außenhandel.
Die wichtigsten Erdgasverarbeitungszentren befinden sich im Ural (Orenburg, Shkapovo, Almetyevsk), in Westsibirien (Nischnewartowsk, Surgut), in der Wolga-Region (Saratov), ​​​​im Nordkaukasus (Grosny) und in anderen Gas- tragenden Provinzen. Es kann festgestellt werden, dass Gasverarbeitungsanlagen zu Rohstoffquellen tendieren - Lagerstätten und große Gaspipelines.
Die wichtigste Verwendung von Erdgas ist die als Kraftstoff. In letzter Zeit gibt es einen Trend zur Erhöhung des Anteils von Erdgas an der Brennstoffbilanz des Landes.

Das wertvollste Erdgas mit hohem Methangehalt ist Stawropol (97,8 % CH 4), Saratow (93,4 %), Urengoi (95,16 %).
Die Erdgasreserven auf unserem Planeten sind sehr groß (ca. 1015 m 3). In Russland sind mehr als 200 Lagerstätten bekannt, sie befinden sich in Westsibirien, im Wolga-Ural-Becken, im Nordkaukasus. Russland nimmt den ersten Platz in der Welt in Bezug auf Erdgasreserven ein.
Erdgas ist der wertvollste Brennstoff. Bei der Verbrennung von Gas wird viel Wärme freigesetzt, daher dient es als energieeffizienter und günstiger Brennstoff in Kesselanlagen, Hochöfen, Herdöfen und Glasschmelzöfen. Der Einsatz von Erdgas in der Produktion ermöglicht eine deutliche Steigerung der Arbeitsproduktivität.
Erdgas ist eine Rohstoffquelle für die chemische Industrie: die Herstellung von Acetylen, Ethylen, Wasserstoff, Ruß, verschiedenen Kunststoffen, Essigsäure, Farbstoffen, Medikamenten und anderen Produkten.

Begleitgas- Dies ist ein Gas, das zusammen mit Öl existiert, es ist in Öl gelöst und befindet sich darüber und bildet unter Druck eine "Gaskappe". Am Ausgang des Bohrlochs fällt der Druck ab und das Begleitgas wird vom Öl getrennt. Dieses Gas wurde früher nicht verwendet, sondern einfach verbrannt. Es wird derzeit aufgefangen und als Brennstoff und wertvolles chemisches Ausgangsmaterial verwendet. Die Möglichkeiten der Nutzung von Begleitgasen sind noch größer als die von Erdgas. ihre Zusammensetzung ist reicher. Begleitgase enthalten weniger Methan als Erdgas, aber deutlich mehr Methan-Homologe. Um Begleitgas rationeller zu nutzen, wird es in Gemische engerer Zusammensetzung aufgeteilt. Nach der Trennung werden Gasbenzin, Propan und Butan, trockenes Gas erhalten. Es werden auch einzelne Kohlenwasserstoffe extrahiert - Ethan, Propan, Butan und andere. Durch Dehydrierung werden ungesättigte Kohlenwasserstoffe erhalten - Ethylen, Propylen, Butylen usw.

Öl und Ölprodukte, ihre Anwendung

Öl ist eine ölige Flüssigkeit mit stechendem Geruch. Es kommt an vielen Orten auf der Welt vor und imprägniert poröses Gestein in verschiedenen Tiefen.
Nach Ansicht der meisten Wissenschaftler ist Öl die geochemisch veränderten Überreste von Pflanzen und Tieren, die einst die Erde bewohnten. Diese Theorie des organischen Ursprungs von Öl wird durch die Tatsache gestützt, dass Öl einige stickstoffhaltige Substanzen enthält – die Abbauprodukte von Substanzen, die in Pflanzengeweben vorhanden sind. Es gibt auch Theorien über den anorganischen Ursprung von Öl: seine Entstehung als Folge der Einwirkung von Wasser in den Erdschichten auf heiße Metallkarbide (Verbindungen von Metallen mit Kohlenstoff), gefolgt von einer Veränderung der resultierenden Kohlenwasserstoffe unter dem Einfluss von hoher Temperatur, hohem Druck, Einwirkung von Metallen, Luft, Wasserstoff usw.
Bei der Ölförderung aus erdölführenden Schichten, die teilweise in mehreren Kilometern Tiefe in der Erdkruste liegen, kommt Öl entweder unter dem Druck von darauf befindlichen Gasen an die Oberfläche oder wird durch Pumpen herausgepumpt.

Die Ölindustrie ist heute ein großer nationaler Wirtschaftskomplex, der nach seinen eigenen Gesetzen lebt und sich entwickelt. Was bedeutet Erdöl heute für die Volkswirtschaft des Landes? Öl ist ein Rohstoff für die Petrochemie bei der Herstellung von synthetischem Kautschuk, Alkoholen, Polyethylen, Polypropylen, einer breiten Palette verschiedener Kunststoffe und daraus hergestellter Fertigprodukte, künstlicher Stoffe; eine Quelle für die Herstellung von Motorkraftstoffen (Benzin, Kerosin, Diesel und Düsentreibstoff), Ölen und Schmiermitteln sowie Kessel- und Ofenbrennstoff (Heizöl), Baumaterialien (Bitumen, Teer, Asphalt); Rohstoff für die Gewinnung einer Reihe von Proteinpräparaten, die als Zusatzstoffe im Viehfutter verwendet werden, um dessen Wachstum zu stimulieren.
Öl ist unser nationaler Reichtum, die Kraftquelle des Landes, die Grundlage seiner Wirtschaft. Der Ölkomplex Russlands umfasst 148.000 Ölquellen, 48,3.000 km Hauptölpipelines, 28 Ölraffinerien mit einer Gesamtkapazität von mehr als 300 Millionen Tonnen Öl pro Jahr sowie eine große Anzahl anderer Produktionsanlagen.
Etwa 900.000 Menschen sind in den Unternehmen der Erdölindustrie und ihrer Dienstleistungsbranchen beschäftigt, darunter etwa 20.000 Menschen im Bereich der Wissenschaft und der wissenschaftlichen Dienstleistungen.
In den letzten Jahrzehnten haben grundlegende Veränderungen in der Struktur der Brennstoffindustrie stattgefunden, die mit einem Rückgang des Anteils der Kohleindustrie und dem Wachstum der Öl- und Gasgewinnungs- und -verarbeitungsindustrie verbunden sind. Wenn sie 1940 20,5% ausmachten, dann 1984 - 75,3% der Gesamtproduktion von Mineralbrennstoffen. Jetzt rücken Erdgas und Tagebaukohle in den Vordergrund. Der Verbrauch von Öl für Energiezwecke wird reduziert, im Gegenteil, seine Verwendung als chemischer Rohstoff wird ausgeweitet. Derzeit machen Öl und Gas in der Struktur der Brennstoff- und Energiebilanz 74 % aus, während der Anteil von Öl rückläufig ist, während der Anteil von Gas wächst und etwa 41 % beträgt. Der Kohleanteil beträgt 20 %, die restlichen 6 % sind Strom.
Die Ölraffination wurde zuerst von den Dubinin-Brüdern im Kaukasus begonnen. Die primäre Ölraffination besteht in ihrer Destillation. Die Destillation wird in Raffinerien nach der Trennung von Erdölgasen durchgeführt.

Aus Öl werden eine Vielzahl von Produkten von großer praktischer Bedeutung isoliert. Zunächst werden gelöste gasförmige Kohlenwasserstoffe (hauptsächlich Methan) daraus entfernt. Nach der Destillation flüchtiger Kohlenwasserstoffe wird das Öl erhitzt. Kohlenwasserstoffe mit wenigen Kohlenstoffatomen im Molekül, die einen relativ niedrigen Siedepunkt haben, gehen als erstes in den Dampfzustand über und werden abdestilliert. Mit steigender Temperatur des Gemisches werden Kohlenwasserstoffe mit höherem Siedepunkt destilliert. Auf diese Weise können einzelne Mischungen (Fraktionen) von Öl gesammelt werden. Meistens werden bei dieser Destillation vier flüchtige Fraktionen erhalten, die dann einer weiteren Trennung unterzogen werden.
Die Hauptölfraktionen sind wie folgt.
Benzinfraktion, gesammelt von 40 bis 200 ° C, enthält Kohlenwasserstoffe von C 5 H 12 bis C 11 H 24. Bei weiterer Destillation der isolierten Fraktion Benzin (t kip = 40–70 °C), Benzin
(t kip \u003d 70–120 ° C) - Luftfahrt, Automobil usw.
Naphtha-Fraktion, gesammelt im Bereich von 150 bis 250 ° C, enthält Kohlenwasserstoffe von C 8 H 18 bis C 14 H 30. Naphtha wird als Kraftstoff für Traktoren verwendet. Naphtha wird in großen Mengen zu Benzin verarbeitet.
Kerosinfraktion umfasst Kohlenwasserstoffe von C 12 H 26 bis C 18 H 38 mit einem Siedepunkt von 180 bis 300 °C. Kerosin wird nach der Raffination als Treibstoff für Traktoren, Düsenflugzeuge und Raketen verwendet.
Gasölfraktion (t Ballen > 275 °C), anders genannt Dieselkraftstoff.
Rückstand nach Destillation von Öl - Heizöl- enthält Kohlenwasserstoffe mit einer großen Anzahl von Kohlenstoffatomen (bis zu vielen zehn) im Molekül. Das Heizöl wird auch durch Destillation bei reduziertem Druck fraktioniert, um eine Zersetzung zu vermeiden. Als Ergebnis bekommen Solaröle(Dieselkraftstoff), Schmieröle(Autotraktor, Luftfahrt, Industrie usw.), Vaseline(technische Vaseline wird zum Schmieren von Metallprodukten verwendet, um sie vor Korrosion zu schützen, gereinigte Vaseline wird als Grundlage für Kosmetika und in der Medizin verwendet). Von einigen Ölsorten Paraffin(zur Herstellung von Streichhölzern, Kerzen usw.). Nach der Destillation flüchtiger Bestandteile aus Heizölresten Teer. Es ist im Straßenbau weit verbreitet. Neben der Verarbeitung zu Schmierölen wird Heizöl auch als flüssiger Brennstoff in Kesselanlagen eingesetzt. Benzin, das bei der Destillation von Öl gewonnen wird, reicht nicht aus, um den gesamten Bedarf zu decken. Aus Öl lassen sich im besten Fall bis zu 20 % des Benzins gewinnen, der Rest sind hochsiedende Produkte. Die Chemie stand dabei vor der Aufgabe, Wege zu finden, Benzin in großen Mengen zu gewinnen. Ein bequemer Weg wurde mit Hilfe der von A. M. Butlerov geschaffenen Theorie der Struktur organischer Verbindungen gefunden. Hochsiedende Öldestillationsprodukte sind als Motorkraftstoff ungeeignet. Ihr hoher Siedepunkt ist darauf zurückzuführen, dass die Moleküle solcher Kohlenwasserstoffe zu lange Ketten sind. Zerlegt man große Moleküle mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen, erhält man leichtsiedende Produkte wie Benzin. Diesen Weg beschritt der russische Ingenieur V. G. Shukhov, der 1891 ein Verfahren zur Spaltung komplexer Kohlenwasserstoffe entwickelte, das später Cracking (was Spaltung bedeutet) genannt wurde.

Die grundlegende Verbesserung des Crackens war die Einführung des katalytischen Crackverfahrens in die Praxis. Dieser Prozess wurde erstmals 1918 von N. D. Zelinsky durchgeführt. Das katalytische Cracken ermöglichte die großtechnische Gewinnung von Flugbenzin. In katalytischen Crackanlagen werden bei einer Temperatur von 450 °C unter Einwirkung von Katalysatoren lange Kohlenstoffketten gespalten.

Thermisches und katalytisches Cracken

Die Hauptmethode der Verarbeitung von Ölfraktionen sind verschiedene Arten des Crackens. Zum ersten Mal (1871–1878) wurde das Cracken von Öl im Labor- und halbindustriellen Maßstab von AA Letniy, einem Mitarbeiter des St. Petersburger Technologischen Instituts, durchgeführt. Das erste Patent für eine Crackanlage wurde 1891 von Shukhov eingereicht. Cracking ist seit den 1920er Jahren in der Industrie weit verbreitet.
Cracken ist die thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen und anderen Bestandteilen von Öl. Je höher die Temperatur, desto größer die Crackrate und desto größer die Ausbeute an Gasen und Aromaten.
Das Cracken von Ölfraktionen erzeugt neben flüssigen Produkten einen Rohstoff von größter Bedeutung - Gase, die ungesättigte Kohlenwasserstoffe (Olefine) enthalten.
Es gibt die folgenden Haupttypen von Rissen:
Flüssigphase (20–60 atm, 430–550 °C), ergibt ungesättigtes und gesättigtes Benzin, Benzinausbeute ca. 50 %, Gase 10 %;
Kopfraum(Normal- oder reduzierter Druck, 600 °C), ergibt ungesättigtes aromatisches Benzin, die Ausbeute ist geringer als beim Flüssigphasencracken, es entstehen große Mengen an Gasen;
Pyrolyse Öl (Normal- oder Unterdruck, 650–700 °C), ergibt ein Gemisch aus aromatischen Kohlenwasserstoffen (Pyrobenzol), Ausbeute ca. 15 %, mehr als die Hälfte des Rohstoffs wird in Gase umgewandelt;
zerstörerische Hydrierung (Wasserstoffdruck 200–250 atm, 300–400 ° C in Gegenwart von Katalysatoren - Eisen, Nickel, Wolfram usw.) ergibt Grenzbenzin mit einer Ausbeute von bis zu 90%;
katalytische Zersetzung (300–500 °C in Gegenwart von Katalysatoren - AlCl 3 , Alumosilikate, MoS 3 , Cr 2 O 3 usw.) ergibt gasförmige Produkte und hochwertiges Benzin mit überwiegend aromatischen und gesättigten Kohlenwasserstoffen mit Isostruktur.
In der Technik werden die sog katalytische Reformierung– Umwandlung von minderwertigen Benzinen in hochwertige Benzine mit hoher Oktanzahl oder aromatische Kohlenwasserstoffe.
Die Hauptreaktionen beim Cracken sind die Reaktionen der Kohlenwasserstoffkettenspaltung, Isomerisierung und Cyclisierung. Freie Kohlenwasserstoffradikale spielen bei diesen Prozessen eine große Rolle.

Cola-Produktion
und das Problem der Beschaffung von flüssigem Brennstoff

Bestände harte Kohle in der Natur die Ölreserven bei weitem übersteigen. Daher ist Kohle der wichtigste Rohstoff für die chemische Industrie.
Gegenwärtig verwendet die Industrie mehrere Arten der Kohleverarbeitung: Trockendestillation (Verkokung, Halbverkokung), Hydrierung, unvollständige Verbrennung und Kalziumkarbidproduktion.

Die Trockendestillation von Kohle wird verwendet, um Koks in der Metallurgie oder Haushaltsgas zu gewinnen. Beim Verkoken von Kohle fallen Koks, Steinkohlenteer, Teerwasser und Kokereigase an.
Kohlenteer enthält eine Vielzahl aromatischer und anderer organischer Verbindungen. Es wird durch Destillation bei Normaldruck in mehrere Fraktionen aufgetrennt. Aus Steinkohlenteer werden aromatische Kohlenwasserstoffe, Phenole etc. gewonnen.
Verkokungsgase enthalten hauptsächlich Methan, Ethylen, Wasserstoff und Kohlenmonoxid (II). Manche werden verbrannt, manche recycelt.
Die Hydrierung von Kohle wird bei 400–600 °C unter einem Wasserstoffdruck von bis zu 250 atm in Gegenwart eines Katalysators, Eisenoxiden, durchgeführt. Dabei entsteht ein flüssiges Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, die üblicherweise an Nickel oder anderen Katalysatoren hydriert werden. Geringwertige Braunkohlen können hydriert werden.

Calciumcarbid CaC 2 wird aus Kohle (Koks, Anthrazit) und Kalk gewonnen. Später wird es in Acetylen umgewandelt, das in der chemischen Industrie aller Länder in immer größerem Umfang Verwendung findet.

Aus der Geschichte der Entwicklung von OJSC Rosneft-KNOS

Die Entwicklungsgeschichte der Anlage ist eng mit der Öl- und Gasindustrie des Kuban verbunden.
Der Beginn der Ölförderung in unserem Land liegt in ferner Vergangenheit. Zurück im X Jahrhundert. Aserbaidschan handelte Öl mit verschiedenen Ländern. Im Kuban begann die industrielle Ölförderung 1864 in der Region Maykop. Auf Ersuchen des Leiters der Region Kuban, General Karmalin, gab D. I. Mendeleev 1880 eine Stellungnahme zum Ölgehalt des Kuban ab: Ilskaya".
In den Jahren der ersten Fünfjahrespläne wurden groß angelegte Prospektionsarbeiten durchgeführt und mit der kommerziellen Ölförderung begonnen. Erdölbegleitgas wurde teilweise als Haushaltsbrennstoff in Arbeitersiedlungen verwendet, und der größte Teil dieses wertvollen Produkts wurde abgefackelt. Um der Verschwendung natürlicher Ressourcen ein Ende zu bereiten, beschloss das Ministerium für Ölindustrie der UdSSR 1952 den Bau eines Gas- und Benzinwerks im Dorf Afipsky.
Im Jahr 1963 wurde ein Gesetz zur Inbetriebnahme der ersten Stufe des Gas- und Benzinwerks Afipsky unterzeichnet.
Anfang 1964 begann die Verarbeitung von Gaskondensaten aus der Region Krasnodar mit der Herstellung von A-66-Benzin und Dieselkraftstoff. Der Rohstoff war Gas aus Kanevsky, Berezansky, Leningradsky, Maikopsky und anderen großen Feldern. Die Mitarbeiter des Werks verbesserten die Produktion und beherrschten die Produktion von B-70-Flugbenzin und A-72-Benzin.
Im August 1970 wurden zwei neue technologische Einheiten zur Verarbeitung von Gaskondensaten zur Herstellung von Aromaten (Benzol, Toluol, Xylol) in Betrieb genommen: eine sekundäre Destillationseinheit und eine katalytische Reformierungseinheit. Gleichzeitig wurden Kläranlagen mit biologischer Abwasserbehandlung und die Rohstoff- und Rohstoffbasis der Anlage errichtet.
1975 wurde eine Anlage zur Herstellung von Xylolen in Betrieb genommen, und 1978 wurde eine importierte Toluol-Demethylierungsanlage in Betrieb genommen. Die Anlage hat sich zu einem der führenden in der Minnefteprom für die Produktion von aromatischen Kohlenwasserstoffen für die chemische Industrie entwickelt.
Um die Managementstruktur des Unternehmens und die Organisation der Produktionseinheiten zu verbessern, wurde im Januar 1980 der Produktionsverband Krasnodarnefteorgsintez gegründet. Der Vereinigung gehörten drei Werke an: der Standort Krasnodar (in Betrieb seit August 1922), die Ölraffinerie Tuapse (in Betrieb seit 1929) und die Ölraffinerie Afipsky (in Betrieb seit Dezember 1963).
Im Dezember 1993 wurde das Unternehmen umstrukturiert, und im Mai 1994 wurde Krasnodarnefteorgsintez OJSC in Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC umbenannt.

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