1. Fuentes naturales de hidrocarburos: gas, petróleo, carbón. Su tratamiento y aplicación práctica.

Las principales fuentes naturales de hidrocarburos son el petróleo, los gases de petróleo naturales y asociados y el carbón.

Gases de petróleo naturales y asociados.

El gas natural es una mezcla de gases, cuyo componente principal es el metano, el resto es etano, propano, butano y una pequeña cantidad de impurezas: nitrógeno, monóxido de carbono (IV), sulfuro de hidrógeno y vapor de agua. El 90% se consume como combustible, el 10% restante se utiliza como materia prima para la industria química: producción de hidrógeno, etileno, acetileno, hollín, plásticos diversos, medicamentos, etc.

El gas de petróleo asociado también es gas natural, pero se produce junto con el petróleo: se encuentra sobre el petróleo o se disuelve en él bajo presión. El gas asociado contiene un 30-50% de metano, el resto son sus homólogos: etano, propano, butano y otros hidrocarburos. Además, contiene las mismas impurezas que el gas natural.

Tres fracciones de gas asociado:

1. Gasolina; se agrega a la gasolina para mejorar el arranque del motor;

2. Mezcla de propano y butano; utilizado como combustible doméstico;

3. Gas seco; se utilizan para producir acileno, hidrógeno, etileno y otras sustancias, a partir de las cuales se obtienen, a su vez, cauchos, plásticos, alcoholes, ácidos orgánicos, etc.

Petróleo.

El aceite es un líquido aceitoso de color amarillo o marrón claro a negro con un olor característico. Es más ligero que el agua y prácticamente insoluble en ella. El petróleo es una mezcla de unos 150 hidrocarburos mezclados con otras sustancias, por lo que no tiene un punto de ebullición específico.

El 90% del aceite producido se utiliza como materia prima para la producción de diversos combustibles y lubricantes. Al mismo tiempo, el petróleo es una materia prima valiosa para la industria química.

Petróleo extraído de las entrañas de la tierra, lo llamo crudo. El crudo no se utiliza, se procesa. El petróleo crudo se purifica de gases, agua e impurezas mecánicas y luego se somete a destilación fraccionada.

La destilación es el proceso de separar mezclas en componentes individuales, o fracciones, en función de las diferencias en sus puntos de ebullición.

Durante la destilación del petróleo se aíslan varias fracciones de derivados del petróleo:

1. La fracción gaseosa (tboil = 40°C) contiene alcanos normales y ramificados CH4 - C4H10;

2. La fracción de gasolina (tboil = 40 - 200°C) contiene hidrocarburos C 5 H 12 - C 11 H 24; durante la redestilación, los productos de petróleo ligero se liberan de la mezcla, hirviendo en rangos de temperatura más bajos: éter de petróleo, gasolina de aviación y de motor;

3. Fracción de nafta (gasolina pesada, punto de ebullición = 150 - 250 ° C), contiene hidrocarburos de la composición C 8 H 18 - C 14 H 30, utilizados como combustible para tractores, locomotoras diesel, camiones;

4. La fracción de queroseno (tboil = 180 - 300°C) incluye hidrocarburos de la composición C 12 H 26 - C 18 H 38; se utiliza como combustible para aviones a reacción, cohetes;

5. El gasóleo (tboil = 270 - 350°C) se utiliza como combustible diésel y se craquea a gran escala.

Después de la destilación de las fracciones, queda un líquido viscoso oscuro: aceite combustible. Los aceites solares, la vaselina y la parafina se aíslan del fuel oil. El residuo de la destilación del fuel oil es alquitrán, se utiliza en la producción de materiales para la construcción de carreteras.

El reciclaje de aceite se basa en procesos químicos:

1. Agrietamiento: la división de grandes moléculas de hidrocarburo en otras más pequeñas. Distinguir entre craqueo térmico y catalítico, que es más común en la actualidad.

2. El reformado (aromatización) es la conversión de alcanos y cicloalcanos en compuestos aromáticos. Este proceso se lleva a cabo calentando gasolina a presión elevada en presencia de un catalizador. El reformado se utiliza para obtener hidrocarburos aromáticos a partir de fracciones de gasolina.

3. La pirólisis de los productos derivados del petróleo se lleva a cabo calentando los productos derivados del petróleo a una temperatura de 650 - 800°C, los principales productos de reacción son hidrocarburos aromáticos y gaseosos insaturados.

El petróleo es una materia prima para la producción no solo de combustible, sino también de muchas sustancias orgánicas.

Carbón.

El carbón es también una fuente de energía y una valiosa materia prima química. La composición del carbón es principalmente materia orgánica, así como agua, minerales, que forman cenizas cuando se queman.

Uno de los tipos de procesamiento de hulla es la coquización: este es el proceso de calentamiento del carbón a una temperatura de 1000 ° C sin acceso de aire. La coquización del carbón se lleva a cabo en hornos de coque. El coque se compone de carbono casi puro. Se utiliza como agente reductor en la producción de arrabio en altos hornos en plantas metalúrgicas.

Sustancias volátiles durante la condensación alquitrán de hulla (contiene muchas sustancias orgánicas diferentes, la mayoría de las cuales son aromáticas), agua amoniacal (contiene amoníaco, sales de amonio) y gas de coque (contiene amoníaco, benceno, hidrógeno, metano, monóxido de carbono (II), etileno , nitrógeno y otras sustancias).

Origen de los combustibles fósiles.

Además del hecho de que todos los organismos vivos consisten en sustancias orgánicas, la principal fuente de compuestos orgánicos son: petróleo, carbón, gases de petróleo naturales y asociados.

El petróleo, el carbón y el gas natural son fuentes de hidrocarburos.

Estos recursos naturales se utilizan:

· Como combustible (fuente de energía y calor) - esta es la combustión convencional;

En forma de materias primas para su posterior procesamiento, esto es síntesis orgánica.

Teorías del origen de las sustancias orgánicas:

1- Teoría del origen orgánico.

Según esta teoría, los depósitos se formaron a partir de restos de organismos animales y vegetales extintos, que se convirtieron en una mezcla de hidrocarburos en el espesor de la corteza terrestre bajo la acción de las bacterias, la alta presión y la temperatura.

2- Teoría del origen mineral (volcánico) del petróleo.

Según esta teoría, el petróleo, el carbón y el gas natural se formaron en la etapa inicial de la formación del planeta Tierra. En este caso, los metales se combinan con el carbono, formando carburos. Como resultado de la reacción de los carburos con el vapor de agua, se formaron hidrocarburos gaseosos en las profundidades del planeta, en particular metano y acetileno. Y bajo la influencia del calentamiento, la radiación y los catalizadores, se formaron a partir de ellos otros compuestos contenidos en el aceite. En las capas superiores de la litosfera, los componentes líquidos del petróleo se evaporaron, el líquido se espesó, se convirtió en asfalto y luego en carbón.

Esta teoría fue expresada por primera vez por D. I. Mendeleev, y luego en el siglo XX, el científico francés P. Sabatier simuló el proceso descrito en el laboratorio y obtuvo una mezcla de hidrocarburos similar al petróleo.

componente principal gas natural es metano. También contiene etano, propano, butano. Cuanto mayor sea el peso molecular del hidrocarburo, menor será su contenido en el gas natural.

Solicitud: Cuando se quema gas natural, se libera una gran cantidad de calor, por lo que sirve como un combustible económico y de bajo consumo en la industria. El gas natural también es fuente de materias primas para la industria química: producción de acetileno, etileno, hidrógeno, hollín, plásticos diversos, ácido acético, colorantes, medicamentos y otros productos.

gases de petroleo asociados se encuentra naturalmente sobre el petróleo o se disuelve en él bajo presión. Anteriormente no se utilizaban los gases asociados al petróleo, se quemaban. Actualmente, son capturados y utilizados como combustible y valiosas materias primas químicas. Los gases asociados contienen menos metano que el gas natural, pero contienen mucho más de sus homólogos. Los gases de petróleo asociados se separan en una composición más estrecha.

Por ejemplo: gasolina natural: se agrega una mezcla de pentano, hexano y otros hidrocarburos a la gasolina para mejorar el arranque del motor; la fracción de propano-butano en forma de gas licuado se utiliza como combustible; El gas seco, de composición similar al gas natural, se utiliza para producir acetileno, hidrógeno y también como combustible. En ocasiones, los gases asociados al petróleo se someten a una separación más profunda y de ellos se extraen los hidrocarburos individuales, de los que se obtienen los hidrocarburos insaturados.

El carbón sigue siendo uno de los combustibles y materias primas más comunes para la síntesis orgánica. Qué tipos de carbón hay, de dónde viene el carbón y qué productos se utilizan para obtenerlo: estas son las preguntas principales que consideraremos hoy en la lección. Como fuente de productos químicos, el carbón se utilizó antes que el petróleo y el gas natural.

El carbón no es una sustancia individual. Se compone de: carbono libre (hasta un 10%), sustancias orgánicas que contienen, además de carbono e hidrógeno, oxígeno, azufre, nitrógeno, minerales que quedan en forma de escoria cuando se quema el carbón.

El carbón es un combustible fósil sólido de origen orgánico. Según la hipótesis biogénica, se formó a partir de plantas muertas como resultado de la actividad vital de los microorganismos en el período Carbonífero de la era Paleozoica (hace unos 300 millones de años). El carbón es más barato que el petróleo, está distribuido de manera más uniforme en la corteza terrestre, sus reservas naturales superan con creces las del petróleo y, según los científicos, no se agotará hasta dentro de un siglo.

La formación de carbón a partir de residuos vegetales (coalificación) se produce en varias etapas: turba - lignito - hulla - antracita.

El proceso de carbonificación consiste en un aumento gradual del contenido relativo de carbono en la materia orgánica debido a su agotamiento en oxígeno e hidrógeno. La formación de turba y lignito se produce como resultado de la descomposición bioquímica de residuos vegetales sin oxígeno. La transición del lignito a piedra ocurre bajo la influencia de temperaturas y presiones elevadas asociadas con procesos volcánicos y de formación de montañas.

Objetivo. Generalizar conocimientos sobre fuentes naturales de compuestos orgánicos y su procesamiento; mostrar los éxitos y perspectivas del desarrollo de la petroquímica y la química del coque, su papel en el progreso técnico del país; profundizar el conocimiento del curso de geografía económica sobre la industria del gas, las direcciones modernas de procesamiento de gas, las materias primas y los problemas energéticos; desarrollar independencia al trabajar con un libro de texto, referencia y literatura científica popular.

PLAN

Fuentes naturales de hidrocarburos. Gas natural. Gases de petróleo asociados.
Petróleo y derivados, su aplicación.
Craqueo térmico y catalítico.
La producción de coque y el problema de la obtención de combustible líquido.
De la historia del desarrollo de OJSC Rosneft-KNOS.
La capacidad de producción de la planta. Productos manufacturados.
Comunicación con el laboratorio químico.
Protección del medio ambiente en la fábrica.
Planes de planta para el futuro.

Fuentes naturales de hidrocarburos.
Gas natural. gases de petroleo asociados

Antes de la Gran Guerra Patria, las acciones industriales gas natural eran conocidos en la región de los Cárpatos, en el Cáucaso, en la región del Volga y en el Norte (Komi ASSR). El estudio de las reservas de gas natural estuvo asociado únicamente a la exploración de petróleo. Las reservas industriales de gas natural en 1940 ascendían a 15 mil millones de m 3 . Luego se descubrieron campos de gas en el Cáucaso del Norte, Transcaucasia, Ucrania, la región del Volga, Asia Central, Siberia Occidental y el Lejano Oriente. Sobre el
El 1 de enero de 1976, las reservas exploradas de gas natural ascendían a 25,8 billones de m 3 , de los cuales 4,2 billones de m 3 (16,3 %) en la parte europea de la URSS, 21,6 billones de m 3 (83,7 %), incluidos
18,2 billones de m 3 (70,5 %) - en Siberia y el Lejano Oriente, 3,4 billones de m 3 (13,2 %) - en Asia Central y Kazajstán. A partir del 1 de enero de 1980, las reservas potenciales de gas natural ascendieron a 80-85 billones de m 3 , exploradas - 34,3 billones de m 3 . Además, las reservas aumentaron principalmente debido al descubrimiento de yacimientos en la parte oriental del país - las reservas exploradas allí estaban en un nivel de aproximadamente
30,1 billones de m 3 , que era el 87,8% de toda la Unión.
Hoy, Rusia tiene el 35% de las reservas mundiales de gas natural, que son más de 48 billones de m 3 . Las principales áreas de ocurrencia de gas natural en Rusia y los países de la CEI (campos):

Provincia de petróleo y gas de Siberia Occidental:
Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye, Nadymskoye, Tazovskoye – Okrug autónomo de Yamalo-Nenets;
Pokhromskoye, Igrimskoye - región gasífera de Berezovskaya;
Meldzhinskoye, Luginetskoye, Ust-Silginskoye - Región gasífera de Vasyugan.
Provincia de petróleo y gas Volga-Ural:
el más significativo es Vuktylskoye, en la región de petróleo y gas de Timan-Pechora.
Asia Central y Kazajstán:
el más significativo en Asia Central es Gazli, en el valle de Ferghana;
Kyzylkum, Bairam-Ali, Darvaza, Achak, Shatlyk.
Cáucaso del Norte y Transcaucasia:
Karadag, Duvanny - Azerbaiyán;
Luces de Daguestán - Daguestán;
Severo-Stavropolskoye, Pelagiadinskoye - Territorio de Stavropol;
Leningradskoye, Maykopskoye, Staro-Minskoye, Berezanskoye - Territorio de Krasnodar.

Además, se conocen depósitos de gas natural en Ucrania, Sakhalin y el Lejano Oriente.
En términos de reservas de gas natural, destaca Siberia occidental (Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye). Las reservas industriales alcanzan aquí los 14 billones de m 3 . Los yacimientos de gas condensado de Yamal (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye, etc.) están adquiriendo ahora una importancia particular. Sobre esta base, se está implementando el proyecto Yamal-Europa.
La producción de gas natural está altamente concentrada y enfocada en áreas con los yacimientos más grandes y rentables. Solo cinco depósitos - Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye y Orenburgskoye - contienen la mitad de todas las reservas industriales de Rusia. Las reservas de Medvezhye se estiman en 1,5 billones de m 3 y las de Urengoy en 5 billones de m 3 .
La siguiente característica es la ubicación dinámica de los sitios de producción de gas natural, que se explica por la rápida expansión de los límites de los recursos identificados, así como por la relativa facilidad y bajo costo de su participación en el desarrollo. En poco tiempo, los principales centros de extracción de gas natural se trasladaron de la región del Volga a Ucrania, el norte del Cáucaso. Otros cambios territoriales fueron causados ​​por el desarrollo de depósitos en Siberia Occidental, Asia Central, los Urales y el Norte.

Después del colapso de la URSS en Rusia, hubo una caída en el volumen de producción de gas natural. La disminución se observó principalmente en la región económica del Norte (8 000 millones de m 3 en 1990 y 4 000 millones de m 3 en 1994), en los Urales (43 000 millones de m 3 y 35 000 millones de m 3 y
555 mil millones de m 3) y en el Cáucaso del Norte (6 y 4 mil millones de m 3). La producción de gas natural se mantuvo al mismo nivel en la región del Volga (6 bcm) y en las regiones económicas del Lejano Oriente.
A fines de 1994, hubo una tendencia ascendente en los niveles de producción.
De las repúblicas de la antigua URSS, la Federación Rusa es la que más gas proporciona, en segundo lugar se encuentra Turkmenistán (más de 1/10), seguida de Uzbekistán y Ucrania.
De particular importancia es la extracción de gas natural en la plataforma del Océano Mundial. En 1987, los campos marinos produjeron 12 200 millones de m 3 , o alrededor del 2 % del gas producido en el país. La producción de gas asociado en el mismo año ascendió a 41,9 bcm. Para muchas áreas, una de las reservas de combustible gaseoso es la gasificación de carbón y esquisto. La gasificación subterránea de carbón se lleva a cabo en Donbass (Lysichansk), Kuzbass (Kiselevsk) y la cuenca de Moscú (Tula).
El gas natural ha sido y sigue siendo un importante producto de exportación en el comercio exterior ruso.
Los principales centros de procesamiento de gas natural se encuentran en los Urales (Oremburgo, Shkapovo, Almetyevsk), en Siberia occidental (Nizhnevartovsk, Surgut), en la región del Volga (Saratov), ​​en el norte del Cáucaso (Grozny) y en otros gas- provincias portadoras. Cabe señalar que las plantas de procesamiento de gas tienden a las fuentes de materias primas: depósitos y grandes gasoductos.
El uso más importante del gas natural es como combustible. Recientemente, ha habido una tendencia hacia un aumento en la participación del gas natural en el balance de combustibles del país.

El gas natural más valorado con un alto contenido de metano es Stavropol (97,8% CH 4), Saratov (93,4%), Urengoy (95,16%).
Las reservas de gas natural en nuestro planeta son muy grandes (aproximadamente 1015 m 3). Se conocen más de 200 depósitos en Rusia, están ubicados en Siberia Occidental, en la cuenca del Volga-Ural, en el Cáucaso del Norte. Rusia ocupa el primer lugar en el mundo en términos de reservas de gas natural.
El gas natural es el tipo de combustible más valioso. Cuando se quema gas, se libera una gran cantidad de calor, por lo que sirve como combustible económico y de bajo consumo en plantas de calderas, altos hornos, hornos de hogar abierto y hornos de fusión de vidrio. El uso de gas natural en la producción permite aumentar significativamente la productividad laboral.
El gas natural es una fuente de materias primas para la industria química: producción de acetileno, etileno, hidrógeno, hollín, plásticos diversos, ácido acético, colorantes, medicamentos y otros productos.

Gas de petróleo asociado- este es un gas que existe junto con el petróleo, se disuelve en el petróleo y se ubica encima de él, formando un "casquete de gas", bajo presión. A la salida del pozo, la presión cae y el gas asociado se separa del petróleo. Este gas no se usaba en el pasado, sino que simplemente se quemaba. Actualmente se está capturando y utilizando como combustible y valiosa materia prima química. Las posibilidades de utilizar gases asociados son incluso más amplias que las del gas natural. su composición es más rica. Los gases asociados contienen menos metano que el gas natural, pero contienen significativamente más homólogos de metano. Para utilizar el gas asociado de manera más racional, se divide en mezclas de composición más estrecha. Tras la separación, se obtiene gas gasolina, propano y butano, gas seco. También se extraen hidrocarburos individuales: etano, propano, butano y otros. Al deshidrogenarlos, se obtienen hidrocarburos insaturados: etileno, propileno, butileno, etc.

Petróleo y derivados del petróleo, su aplicación.

El aceite es un líquido aceitoso con un olor acre. Se encuentra en muchos lugares del globo, impregnando rocas porosas a varias profundidades.
Según la mayoría de los científicos, el petróleo son los restos alterados geoquímicamente de plantas y animales que alguna vez habitaron el globo. Esta teoría del origen orgánico del aceite está respaldada por el hecho de que el aceite contiene algunas sustancias nitrogenadas, los productos de descomposición de las sustancias presentes en los tejidos vegetales. También existen teorías sobre el origen inorgánico del petróleo: su formación como resultado de la acción del agua en los estratos del globo sobre los carburos metálicos calientes (compuestos de metales con carbono), seguido de un cambio en los hidrocarburos resultantes bajo la influencia de alta temperatura, alta presión, exposición a metales, aire, hidrógeno, etc.
Cuando el petróleo se extrae de los estratos que contienen petróleo, que a veces se encuentran en la corteza terrestre a una profundidad de varios kilómetros, el petróleo sale a la superficie bajo la presión de los gases que se encuentran en él o es bombeado.

La industria petrolera es hoy un gran complejo económico nacional que vive y se desarrolla de acuerdo a sus propias leyes. ¿Qué significa hoy el petróleo para la economía nacional del país? El petróleo es una materia prima para la petroquímica en la producción de caucho sintético, alcoholes, polietileno, polipropileno, una amplia gama de diversos plásticos y productos terminados a partir de ellos, tejidos artificiales; una fuente para la producción de combustibles para motores (gasolina, queroseno, diesel y combustibles para aviones), aceites y lubricantes, así como combustible para calderas y hornos (aceite combustible), materiales de construcción (betún, alquitrán, asfalto); materia prima para la obtención de una serie de preparados proteicos utilizados como aditivos en la alimentación del ganado para estimular su crecimiento.
El petróleo es nuestra riqueza nacional, la fuente del poder del país, la base de su economía. El complejo petrolero de Rusia incluye 148 mil pozos de petróleo, 48,3 mil km de oleoductos principales, 28 refinerías de petróleo con una capacidad total de más de 300 millones de toneladas de petróleo por año, así como una gran cantidad de otras instalaciones de producción.
Cerca de 900.000 empleados están empleados en las empresas de la industria petrolera y sus industrias de servicios, incluidas unas 20.000 personas en el campo de la ciencia y los servicios científicos.
Durante las últimas décadas, se han producido cambios fundamentales en la estructura de la industria de los combustibles asociados con una disminución de la participación de la industria del carbón y el crecimiento de las industrias de extracción y procesamiento de petróleo y gas. Si en 1940 ascendieron al 20,5%, entonces en 1984 - 75,3% de la producción total de combustible mineral. Ahora el gas natural y el carbón a cielo abierto están cobrando protagonismo. Se reducirá el consumo de petróleo con fines energéticos, por el contrario, se ampliará su uso como materia prima química. Actualmente, en la estructura del balance de combustible y energía, el petróleo y el gas representan el 74%, mientras que la participación del petróleo está disminuyendo, mientras que la participación del gas está creciendo y es de aproximadamente el 41%. La participación del carbón es del 20%, el 6% restante es electricidad.
La refinación de petróleo fue iniciada por primera vez por los hermanos Dubinin en el Cáucaso. El refinado del aceite primario consiste en su destilación. La destilación se lleva a cabo en las refinerías después de la separación de los gases de petróleo.

Una variedad de productos de gran importancia práctica se aíslan del petróleo. En primer lugar, se eliminan los hidrocarburos gaseosos disueltos (principalmente metano). Después de la destilación de los hidrocarburos volátiles, el aceite se calienta. Los hidrocarburos con un pequeño número de átomos de carbono en la molécula, que tienen un punto de ebullición relativamente bajo, son los primeros en entrar en estado de vapor y se separan por destilación. A medida que aumenta la temperatura de la mezcla, se destilan hidrocarburos con un punto de ebullición más alto. De esta manera, se pueden recolectar mezclas individuales (fracciones) de aceite. La mayoría de las veces, con esta destilación, se obtienen cuatro fracciones volátiles, que luego se someten a una mayor separación.
Las principales fracciones de aceite son las siguientes.
fracción de gasolina, recogido de 40 a 200 °C, contiene hidrocarburos de C 5 H 12 a C 11 H 24. Tras una mayor destilación de la fracción aislada, gasolina (t kip = 40–70 °C), gasolina
(t kip \u003d 70–120 ° С) - aviación, automóvil, etc.
fracción de nafta, recogido en el rango de 150 a 250 °C, contiene hidrocarburos de C 8 H 18 a C 14 H 30. La nafta se utiliza como combustible para tractores. Grandes cantidades de nafta se procesan en gasolina.
fracción de queroseno incluye hidrocarburos de C 12 H 26 a C 18 H 38 con un punto de ebullición de 180 a 300 °C. El queroseno, después de ser refinado, se usa como combustible para tractores, aviones a reacción y cohetes.
fracción de gasóleo (t fardo > 275 °C), también llamado combustible diesel.
Residuo después de la destilación del aceite - gasolina- contiene hidrocarburos con un gran número de átomos de carbono (hasta muchas decenas) en la molécula. El fuel oil también se fracciona por destilación a presión reducida para evitar la descomposición. Como resultado, obtenga aceites solares(combustible diesel), aceites lubricantes(autotractor, aviación, industrial, etc.), vaselina(La vaselina técnica se usa para lubricar productos metálicos para protegerlos de la corrosión, la vaselina purificada se usa como base para cosméticos y en medicina). De algunos tipos de aceite parafina(para la producción de fósforos, velas, etc.). Después de la destilación de los componentes volátiles de los restos de fuel oil alquitrán. Es ampliamente utilizado en la construcción de carreteras. Además de su transformación en aceites lubricantes, el fuel oil también se utiliza como combustible líquido en plantas de calderas. La gasolina obtenida durante la destilación del petróleo no es suficiente para cubrir todas las necesidades. En el mejor de los casos, hasta el 20% de la gasolina se puede obtener del aceite, el resto son productos de alto punto de ebullición. En este sentido, la química se enfrentó a la tarea de encontrar formas de obtener gasolina en grandes cantidades. Se encontró una forma conveniente con la ayuda de la teoría de la estructura de los compuestos orgánicos creada por A.M. Butlerov. Los productos de destilación de petróleo de alto punto de ebullición no son adecuados para su uso como combustible para motores. Su alto punto de ebullición se debe al hecho de que las moléculas de tales hidrocarburos son cadenas demasiado largas. Si se descomponen moléculas grandes que contienen hasta 18 átomos de carbono, se obtienen productos de bajo punto de ebullición como la gasolina. Este camino fue seguido por el ingeniero ruso V.G. Shukhov, quien en 1891 desarrolló un método para la división de hidrocarburos complejos, más tarde llamado craqueo (que significa división).

La mejora fundamental del craqueo fue la introducción en la práctica del proceso de craqueo catalítico. Este proceso fue llevado a cabo por primera vez en 1918 por N.D. Zelinsky. El craqueo catalítico permitió obtener gasolina de aviación a gran escala. En unidades de craqueo catalítico a una temperatura de 450 °C, bajo la acción de catalizadores, se rompen largas cadenas de carbono.

Craqueo térmico y catalítico

La principal forma de procesar las fracciones de aceite son varios tipos de craqueo. Por primera vez (1871-1878), A.A. Letniy, un empleado del Instituto Tecnológico de San Petersburgo, llevó a cabo el craqueo de aceite a escala semiindustrial y de laboratorio. Shukhov presentó la primera patente para una planta de craqueo en 1891. El craqueo se ha generalizado en la industria desde la década de 1920.
El craqueo es la descomposición térmica de los hidrocarburos y otros componentes del petróleo. Cuanto mayor sea la temperatura, mayor será la velocidad de craqueo y mayor el rendimiento de gases y aromáticos.
El craqueo de fracciones de petróleo, además de productos líquidos, produce una materia prima de suma importancia: gases que contienen hidrocarburos no saturados (olefinas).
Existen los siguientes tipos principales de grietas:
fase líquida (20–60 atm, 430–550 °C), da gasolina saturada e insaturada, el rendimiento de gasolina es de aproximadamente 50%, gases 10%;
espacio de cabeza(presión normal o reducida, 600 °C), da gasolina aromática insaturada, el rendimiento es menor que con el craqueo en fase líquida, se forma una gran cantidad de gases;
pirólisis aceite (presión normal o reducida, 650–700 °C), da una mezcla de hidrocarburos aromáticos (pirobenceno), un rendimiento de alrededor del 15%, más de la mitad de la materia prima se convierte en gases;
hidrogenación destructiva (presión de hidrógeno 200–250 atm, 300–400 °C en presencia de catalizadores - hierro, níquel, tungsteno, etc.), da gasolina marginal con un rendimiento de hasta el 90%;
craqueo catalítico (300–500 °С en presencia de catalizadores - AlCl 3 , aluminosilicatos, MoS 3 , Cr 2 O 3 , etc.), da productos gaseosos y gasolina de alto grado con predominio de hidrocarburos aromáticos y saturados de isoestructura.
En tecnología, los llamados reformado catalítico– conversión de gasolinas de bajo grado en gasolinas de alto octanaje o hidrocarburos aromáticos de alto grado.
Las principales reacciones durante el craqueo son las reacciones de división de cadenas hidrocarbonadas, isomerización y ciclación. Los radicales libres de hidrocarburos juegan un papel muy importante en estos procesos.

producción de coque
y el problema de la obtención de combustible líquido

Cepo hulla en la naturaleza superan con creces las reservas de petróleo. Por lo tanto, el carbón es el tipo de materia prima más importante para la industria química.
Actualmente, la industria utiliza varias formas de procesamiento del carbón: destilación seca (coquización, semicoquización), hidrogenación, combustión incompleta y producción de carburo de calcio.

La destilación seca del carbón se utiliza para obtener coque en metalurgia o gas doméstico. Cuando se coquiza el carbón, se obtienen coque, alquitrán de hulla, agua de alquitrán y gases de coquización.
Alquitrán de hulla contiene una amplia variedad de aromáticos y otros compuestos orgánicos. Se separa en varias fracciones por destilación a presión normal. Del alquitrán de hulla se obtienen hidrocarburos aromáticos, fenoles, etc.
gases de coquización contienen principalmente metano, etileno, hidrógeno y monóxido de carbono (II). Algunos se queman, otros se reciclan.
La hidrogenación del carbón se lleva a cabo a 400–600 °C bajo una presión de hidrógeno de hasta 250 atm en presencia de un catalizador, óxidos de hierro. Esto produce una mezcla líquida de hidrocarburos, que normalmente se someten a hidrogenación sobre níquel u otros catalizadores. Los carbones marrones de baja calidad se pueden hidrogenar.

El carburo de calcio CaC 2 se obtiene del carbón (coque, antracita) y cal. Posteriormente se convierte en acetileno, que se utiliza en la industria química de todos los países en una escala cada vez mayor.

De la historia del desarrollo de OJSC Rosneft-KNOS

La historia del desarrollo de la planta está estrechamente relacionada con la industria del petróleo y el gas de Kuban.
El inicio de la producción de petróleo en nuestro país es un pasado lejano. Allá por el siglo X. Azerbaiyán comerciaba petróleo con varios países. En Kuban, el desarrollo industrial del petróleo comenzó en 1864 en la región de Maykop. A pedido del jefe de la región de Kuban, el general Karmalin, D.I. Mendeleev en 1880 emitió una opinión sobre el contenido de petróleo de Kuban: Ilskaya".
Durante los años de los primeros planes quinquenales se realizaron trabajos de prospección a gran escala y se inició la producción comercial de petróleo. El gas de petróleo asociado se utilizó parcialmente como combustible doméstico en los asentamientos de trabajadores, y la mayor parte de este valioso producto se quemó. Para poner fin al despilfarro de los recursos naturales, el Ministerio de la Industria del Petróleo de la URSS decidió en 1952 construir una planta de gas y gasolina en el pueblo de Afipsky.
Durante 1963 se firmó un acta para la puesta en servicio de la primera etapa de la planta de gas y gasolina Afipsky.
A principios de 1964, comenzó el procesamiento de condensados ​​de gas del Territorio de Krasnodar con la producción de gasolina A-66 y combustible diesel. La materia prima era gas de Kanevsky, Berezansky, Leningradsky, Maikopsky y otros grandes campos. Mejorando la producción, el personal de la planta dominó la producción de gasolina de aviación B-70 y gasolina A-72.
En agosto de 1970 se pusieron en funcionamiento dos nuevas unidades tecnológicas para el procesamiento de gas condensado con producción de aromáticos (benceno, tolueno, xileno): una unidad de destilación secundaria y una unidad de reformado catalítico. Al mismo tiempo, se construyeron las instalaciones de tratamiento con tratamiento biológico de aguas residuales y la base de commodities y materias primas de la planta.
En 1975 se puso en operación una planta para la producción de xilenos y en 1978 se puso en operación una planta de desmetilación de tolueno importada. La planta se ha convertido en uno de los líderes del Minnefteprom en la producción de hidrocarburos aromáticos para la industria química.
Para mejorar la estructura de gestión de la empresa y la organización de las unidades de producción en enero de 1980, se estableció la asociación de producción Krasnodarnefteorgsintez. La asociación incluía tres plantas: el sitio de Krasnodar (en funcionamiento desde agosto de 1922), la refinería de petróleo de Tuapse (en funcionamiento desde 1929) y la refinería de petróleo de Afipsky (en funcionamiento desde diciembre de 1963).
En diciembre de 1993, la empresa se reorganizó y, en mayo de 1994, Krasnodarnefteorgsintez OJSC pasó a llamarse Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC.

El artículo fue preparado con el apoyo de Met S LLC. Si necesita deshacerse de una bañera de hierro fundido, un fregadero u otra basura de metal, la mejor solución sería ponerse en contacto con la empresa Met C. En el sitio ubicado en "www.Metalloloms.Ru", puede, sin salir de la pantalla de su monitor, ordenar el desmantelamiento y la eliminación de chatarra a un precio de ganga. La empresa Met S emplea solo especialistas altamente calificados con una larga experiencia laboral.

terminando de ser

Resumen de materiales

Resumen de materiales

Lección integrada de química y geografía en el décimo grado sobre el tema "Fuentes naturales de hidrocarburos".

“... También se puede calentar con billetes”

D.I. Mendeleiev

Equipo: Mapas geográficos de recursos minerales de Rusia y el mundo, mapas "Industria de combustible del mundo", "Recursos minerales del mundo", mapas de libros de texto, atlas, tablas de libros de texto, material estadístico. colecciones “Combustible”, “Petróleo y productos de su procesamiento”, “Minerales”, instalación multimedia, mesas “Productos de la destilación del petróleo”, “Columna de destilación”, “Refinación del petróleo...”, “Impacto nocivo en el medio ambiente.. .”

Objetivos de la lección:

1. Repetir la colocación de yacimientos de hidrocarburos en Rusia y el mundo.

2. Generalizar los conocimientos sobre las fuentes naturales de hidrocarburos: su composición, propiedades físicas, métodos de extracción, procesamiento.

3. Considerar las perspectivas de cambiar la estructura del complejo de combustible y energía (fuentes de energía alternativas).

Métodos de enseñanza: narración de cuentos, lectura, conversación, demostraciones de colecciones,trabajo independiente con un mapa geográfico, atlas.

El tema “Fuentes naturales de hidrocarburos” cobra ahora más relevancia que nunca. El desarrollo de los yacimientos de hidrocarburos plantea muchos problemas a la sociedad. Estos son principalmente problemas sociales asociados con el desarrollo de áreas de difícil acceso donde no existe una estructura social. Las condiciones severas requieren el desarrollo de nuevas tecnologías para la extracción y transporte de materias primas. La exportación de productos del petróleo crudo, la falta de una base industrial desarrollada para su procesamiento, la falta de productos del petróleo en el mercado nacional ruso son problemas económicos y políticos. Problemas ambientales asociados a la producción, transporte, procesamiento de hidrocarburos. La sociedad humana se ve obligada a buscar formas de resolver todos estos problemas. Es importante aprender a tomar decisiones, hacer elecciones, ser responsable de los resultados de sus actividades.

durante las clases

En las mesas de los estudiantes hay colecciones de combustibles sólidos y minerales, atlas, libros de texto sobre geografía.

La lección comienza con un profesor de química que explica a los alumnos la importancia del gas y el petróleo no solo como fuentes de energía, sino también como materias primas para la industria química. Luego se discute con los estudiantes la cuestión de la ventaja del combustible gaseoso sobre el combustible sólido.Durante la discusión, se formulan y registran las conclusiones.

Profesor de química

Las principales fuentes naturales de hidrocarburos son:

Gases de petróleo naturales y asociados

Petróleo

Carbón

Los gases de petróleo naturales y asociados difieren en su presencia en naturaleza, composición y uso.

Veamos la composición del gas natural.

Composición del gas natural.

CH4 93 - 98% С4Н10 0.1 - 1%

С2Н6 0.5 - 4% С5Н12 0 - 1%

С3Н8 0.2 - 1.5% N2 2 - 13%

y otros gases.

Como podemos ver, la parte principal del gas natural es el metano.

El gas de petróleo asociado contiene significativamente menos metano (30-50%), pero más de sus homólogos más cercanos: etano. propano, butano, pentano (hasta un 20% cada uno) y otros hidrocarburos saturados. Los campos de gas natural suelen estar ubicados en las proximidades de los campos petroleros; aparentemente, el gas natural (así como el gas de petróleo asociado) se formó como resultado de la descomposición de los hidrocarburos del petróleo como resultado de la actividad de bacterias anaerobias.

Los gases naturales y asociados al petróleo son combustibles baratos y valiosas materias primas químicas.El tipo de combustible gaseoso más importante es el gas natural, barato y alto en calorías (hasta 39.700 kJ), ya que su principal componente es el metano (hasta 93-98% ).

¿Por qué cree que se utiliza el gas natural como combustible gaseoso?

Los combustibles gaseosos tienen ventajas significativas sobre los sólidos:

se mezcla fácil y completamente con el aire, por lo tanto, cuando se quema, solo se requiere un pequeño exceso de aire para una combustión completa;

el gas se puede precalentar en generadores especiales para obtener la temperatura de llama más alta;

la disposición de los hornos es mucho más sencilla, ya que no hay escorias ni cenizas durante la combustión;

la ausencia de humo tiene un efecto beneficioso sobre las condiciones sanitarias e higiénicas del medio ambiente; limpieza ecológica;

Los combustibles gaseosos se pueden transferir a través de gasoductos.

Baratura;

Alto poder calorífico

Por este motivo, los combustibles gaseosos se utilizan cada vez más en la industria, los hogares y los vehículos y son uno de los mejores combustibles para las necesidades domésticas e industriales.

En la segunda mitad del siglo XX, la producción mundial de gas aumentó más de 10 veces y sigue creciendo. Hasta hace poco tiempo, el gas se producía principalmente en los países desarrollados, pero recientemente ha ido creciendo el papel de los países asiáticos y africanos. Rusia es el líder indiscutible en reservas y producción de gas. 15-20% de las materias primas extraídas ingresan al mercado mundial

A los estudiantes se les hacen preguntas:

1. ¿Dónde cree que se utilizan los recursos de combustible?

Después de las respuestas de los estudiantes, el profesor resume y define una vez más el complejo de combustible y energía. Luego se dan las tareas. (trabajo en pequeños grupos, lectura de mapas, tablas, gráficos. Trabajo de búsqueda parcial)

Tarea 1: De acuerdo con la tabla No. 4 del libro de texto, familiarícese con la producción mundial de los principales tipos de combustible (producción de petróleo y gas).

Tarea 2: Usando la Figura 23, familiarícese con el cambio en la estructura del consumo global de recursos de combustible y responda la pregunta: ¿está creciendo el consumo de gas en el mundo? (La respuesta es sí)

Durante la discusión de los datos en la Tabla 4 y la Figura 23, los estudiantes llegan a la conclusión de que hay varias áreas de producción de petróleo y gas muy importantes. El docente muestra y nombra las principales áreas de producción de petróleo y gas en un mapa geográfico, los estudiantes las comparan con sus atlas, nombran países y los anotan en un cuaderno.

El número total de yacimientos petrolíferos es de unos 50 mil. Sin embargo, con el nivel actual de producción, calculemos la disponibilidad de recursos de la humanidad.

En un cuaderno: Recuerda la fórmula de cálculo (R = W / D)

¿En qué unidades se expresa la disponibilidad de recursos? (del año). ¡Hacer una conclusión! (pocos)

Hay países en el mundo que tienen colosales reservas de petróleo. Usando la tabla, nombre los 3 países con las mayores reservas. ¿Cuál es la posición de Rusia?

Muchos países están produciendo petróleo. En cada región, hay varios países, líderes en producción. Usando el mapa, nombra estos países y escribe en tu cuaderno

En Europa: En Asia: En América: En África:

¿Dónde se encuentran exactamente los yacimientos petrolíferos más grandes? Aquí hay algunos de ellos.

1 barril de petróleo equivale a 158.988 litros, 1 barril por día - 50 toneladas por año

En Gavar se produjeron más de 680 mil toneladas diarias de petróleo, además de 56,6 millones de m³ diarios de gas natural.

Se operan 60 pozos de flujo de Agadjari, la producción anual es de 31,4 millones de toneladas

Hay 484 pozos de flujo en operación en Bolshoy Burgan, la producción anual es de aproximadamente 70 millones de toneladas.

¿Qué es un estante?

¿Cree que la producción en alta mar es más barata o más cara que en el continente? ¿Por qué?

¿Qué países están resaltados en el mapa? ¿Qué los une? ¿Cuál es el nombre de esta organización? ¿Su tarea principal?

El petróleo se vende activamente en el mercado mundial. (40%) Existen lazos estables entre los países, los llamados "puentes petroleros". ¿Puedes nombrar los más importantes de ellos? ¿Cómo explicarías su existencia? ¿Cómo se transporta el petróleo?

El petrolero más grande tiene 500 metros de largo. Lleva a bordo hasta 500.000 toneladas de petróleo.

Los superpetroleros son producto de la revolución científica y tecnológica de nuestro tiempo. La palabra en sí proviene de la palabra inglesa "tank": un tanque. Un buque tanque es un buque diseñado para transportar carga líquida (petróleo, ácido, aceite vegetal, azufre fundido, etc.) en los tanques del buque (tanques). Los superpetroleros pueden transportar un 50 por ciento más de petróleo por viaje que otros, mientras que los costos operativos de abastecimiento de combustible, tripulación y seguro son solo un 15 por ciento más altos, lo que permite a las compañías petroleras que fletan el barco aumentar sus ganancias y ahorrar. Siempre habrá una demanda de tales petroleros.

Uno de los representantes de esta clase de embarcaciones marítimas fue el petrolero "Batillus". Este buque de carga fue creado, de principio a fin, de acuerdo con el proyecto original sin modernización adicional durante la operación. Se construyó en 10 meses y se gastaron unas 70.000 toneladas de acero en su construcción. El edificio le costó al propietario $ 130 millones.

Medio Oriente: países alrededor del Golfo Pérsico (Arabia Saudita, Emiratos Árabes, Irán, Irak). Esta región representa 2/3 de la producción mundial de petróleo.

América del Norte: Alaska, Texas.

África del Norte y Occidental: Argelia, Libia, Nigeria, Egipto.

América del Sur: al norte del continente, Venezuela.

Europa: plataforma de los mares del Norte y Noruega.

Rusia (Siberia occidental): regiones de Tomsk y Tyumen.

Tarea 3: Con base en la Figura 24, determinar los países líderes en producción de petróleo Con base en la Figura 25, determinar la formación de puentes petroleros sostenibles entre países.

CONCLUSIÓN: La producción de petróleo y gas se lleva a cabo principalmente en los países en desarrollo, el consumo - en los desarrollados.

El profesor de química continúa.

Un aumento significativo en la producción de combustibles ricos en calorías y más baratos (petróleo y gas) ha llevado a una fuerte disminución en la participación de los combustibles sólidos en el balance de combustible de los países.

El gas de petróleo asociado es también (por origen) gas natural. Debe su nombre al aceite con el que se presenta en la naturaleza. El gas de petróleo asociado se disuelve en aceite (parcialmente) y parcialmente encima de él, formando un domo de gas. Bajo la presión de este gas, el petróleo sube a través del pozo hasta la superficie. Cuando la presión disminuye, el gas de petróleo asociado sale fácilmente del aceite.

Durante mucho tiempo, el gas de petróleo asociado no se utilizó y se quemó en el lugar. Actualmente, se captura y utiliza como combustible o como una de las fuentes para la síntesis orgánica, ya que contiene una gran cantidad de homólogos de metano. Para un uso más racional, el gas de petróleo asociado se divide en fracciones.

Fracciones de gas: 1. C5H12, C6H14 y otros líquidos - gasolina gas;

2. C3H8, C4H10 - mezcla de propano y butano

3. CH4, C2H6 y otras impurezas - "gas seco"

Utilizado como aditivo para la gasolina;

Como combustible y como gas doméstico;

En síntesis orgánica y como combustible.

Nacemos y vivimos en un mundo de productos y cosas derivadas del petróleo. En la historia de la humanidad hubo períodos de piedra y de hierro. Quién sabe, quizás los historiadores llamen a nuestro período petróleo o plástico. El petróleo es el tipo de mineral más titulado. Se la llama tanto la "reina de la energía" como la "reina de la fertilidad". Y su reinado en química orgánica es el "oro negro". El petróleo creó una nueva industria - la petroquímica, también dio lugar a una serie de problemas ambientales.

El petróleo ha sido conocido por la humanidad desde la antigüedad. En las orillas del Éufrates, se extrajo 6-7 mil años antes de Cristo. mi. Se utilizaba para iluminar viviendas, para embalsamar. El aceite era una parte integral del agente incendiario, que pasó a la historia con el nombre de "fuego griego". En la Edad Media, se utilizó principalmente para el alumbrado público.

A principios del siglo XIX en Rusia, a partir del petróleo por destilación se obtenía un aceite de iluminación llamado queroseno, que se utilizaba en las lámparas inventadas a mediados del siglo XIX. En el mismo período, en relación con el crecimiento de la industria y el advenimiento de las máquinas de vapor, comenzó a aumentar la demanda de petróleo como fuente de lubricantes. Implementación a finales de los años 60. La extracción de petróleo del siglo XIX se considera el nacimiento de la industria petrolera.

A finales de los siglos XIX y XX, se inventaron los motores de gasolina y diésel. Esto condujo al rápido desarrollo de la producción de petróleo y los métodos para su procesamiento.

El petróleo es un "paquete de energía". Usando solo 1 ml de esta sustancia, puede calentar un balde entero de agua en un grado, y para hervir un samovar de balde, necesita menos de medio vaso de aceite. En términos de concentración de energía por unidad de volumen, el petróleo ocupa el primer lugar entre las sustancias naturales. Incluso los minerales radiactivos no pueden competir con él en este sentido, ya que el contenido de sustancias radiactivas en ellos es tan bajo que se deben procesar toneladas de rocas para extraer 1 mg de combustible nuclear.

Yacimientos de crudo y gas surgieron hace 100-200 millones de años en el espesor de la Tierra. El origen del aceite es uno de los secretos ocultos de la naturaleza.

Petróleo y derivados del petróleo.

El petróleo es el único combustible fósil líquido. Líquido aceitoso de color amarillo a marrón oscuro, más claro que el agua. (Se muestran muestras de petróleo). Hay petróleos ligeros y pesados. Los pulmones se extraen mediante bombas, en forma de fuente, se utilizan principalmente para fabricar gasolina y queroseno. Los pesados ​​​​a veces se extraen incluso por el método de la mina (yacimiento de Yaremskoye en la República de Komi) y se procesan en betún, fuel oil y aceites.

A diferencia de otros minerales, el petróleo, como el gas, no forma capas separadas, llena los vacíos de las rocas: poros entre granos de arena, grietas.

El aceite es inflamable. Conserva esta propiedad incluso cuando está en la superficie del agua, donde puede encenderse con una antorcha combustible hasta que se esparce en una fina película iridiscente. El petróleo es un combustible único, su poder calorífico es de 37-49 MJ/kg. Entonces, 10 toneladas de aceite dan tanto calor como 13 toneladas de antracita, 31 toneladas de leña. Es la base de la energía, la industria química. También se conoce aceite medicinal rico en hidrocarburos nafténicos y aromáticos.

Experiencia de laboratorio No. 1. Propiedades físicas del aceite

Examinamos un tubo de ensayo con aceite (un líquido aceitoso, de color marrón oscuro, casi negro con un olor característico).

El aceite no huele a gasolina, con lo que se asocia la idea de ello. El aroma del aceite lo da el bisulfuro de carbono que lo acompaña, los restos de organismos vegetales y animales.

Disolvemos aceite en agua (no se disuelve, se forma una película en la superficie). La densidad de la película es menor que el agua, por lo que está en la superficie.

Composición elemental del aceite.

C - 84 - 87 % O, N, S - 0,5 - 2 %

H - 12 - 14% en algunos depósitos hasta 5% S

El petróleo es una mezcla compleja de un gran número de compuestos orgánicos.

Composición del aceite y sus productos.

Refinación de petróleo (química)

La refinación de petróleo es un proceso que implica la creación de equipos complejos.

Profesor: complete la tabla "Refinación de petróleo"

Procesamiento primario (procesos físicos)	limpieza	Deshidratación, desalinización, extracción de hidrocarburos volátiles (principalmente metano)
	Destilación	Separación térmica del aceite en fracciones. basado en la diferencia en los puntos de ebullición de hidrocarburos que tienen diferentes pesos moleculares
Reciclaje (procesos químicos)	Agrietamiento	Desglose de hidrocarburos de cadena larga y formación de hidrocarburos con menos átomos de carbono en las moléculas
	reformando	Cambiando la estructura de las moléculas de hidrocarburo por: isomerización, alquilación, Ciclación (aromatización)

Refinación de aceite primario - rectificación - separación en fracciones de aceite, en base a la diferencia de puntos de ebullición.

El aceite se introduce en la columna de destilación a través de un horno tubular, en el que se calienta a 350⁰С. En forma de vapor, el aceite sube por la columna y, enfriándose gradualmente, se divide en fracciones: gasolina, nafta, queroseno, aceites solares, fuel oil. La parte no destilada es alquitrán.

(según la tabla se describe el funcionamiento de la columna de destilación, se denominan las fracciones y sus áreas de aplicación).

Fracciones de aceite:

C5 - C11 - gasolina (combustible para automóviles y aviones, solvente);

C8 - C14 - nafta (combustible para tractores);

C12 - C18 - queroseno (combustible para tractores, cohetes, aviones);

С15 - С22 - gasóleo (productos de petróleo ligero) - diz. Gasolina.

El resto de la destilación es fuel oil (combustible para calderas). Las destilaciones adicionales forman aceites lubricantes. El uso de fuel oil - aceite solar, parafina, vaselina, aceites lubricantes. El uso de alquitrán - betún, asfalto.

Refino secundario de petróleo: craqueo (catalítico y térmico).

térmico	catalítico
450–550°	400-500 °С, cat. Al2O3 nSiO2 (catalizador de aluminosilicato)
el proceso es lento	el proceso es rapido
Muchos hidrocarburos insaturados se forman	Se forman significativamente menos hidrocarburos insaturados
Gasolina recibida: 1) resistente a la detonación 2) inestable durante el almacenamiento (los hidrocarburos insaturados se oxidan fácilmente)	Gasolina recibida: 1) resistente a la detonación 2) más estable durante el almacenamiento (ya que hay muchos hidrocarburos insaturados)

С16Н34 → С8Н18 + С8Н16 СH₃- CH₂- CH₂- CH₃ → CH₃- CH- CH₃

CH₃

La marca de gasolina y su calidad dependen de su resistencia a los golpes en la escala de octanos:

La resistencia a la detonación se toma como 0 (se enciende fácilmente)

norte. heptano;

Más de 100 - (alta estabilidad) 2,2,4-trimetilpentano. Cuanto más n.heptano contiene la gasolina, mayor es su grado.

Los hidrocarburos limitantes ramificados, los hidrocarburos insaturados y aromáticos son resistentes a la detonación.

Reforma (aromatización) - 450⁰ - 540⁰С

hexano → ciclohexano → benceno: C₆H₁₄ → C₆H₁₂ → C₆H₆

Producido para aumentar la resistencia a los golpes de la gasolina: la capacidad de soportar una fuerte compresión en el cilindro del motor a altas temperaturas sin combustión espontánea.

El profesor de geografía continúa la lección.

Distribución de las principales reservas de petróleo del mundo.

La palabra "aceite" apareció en ruso en el siglo XVII y proviene del árabe "nafata", que significa "vomitar". Llamado así en 4-3 mil antes de Cristo. mi. los habitantes de Mesopotamia - el antiguo centro de la civilización - un líquido negro aceitoso inflamable, que de hecho a veces brota a la superficie de la tierra en forma de fuentes.

Por ello, desde la antigüedad hasta mediados del siglo XIX, el petróleo se extraía de donde brotaba en forma de manantiales, atravesando fallas y grietas en las rocas. Pero cuando comenzaron a buscarlo lejos de los lugares de derrame directo de petróleo, surgieron preguntas: ¿cómo hacerlo? donde perforar pozos?

En el curso de extensos estudios geológicos, se descubrió que es más probable que el petróleo se encuentre donde las gruesas capas de la cubierta sedimentaria se arrugan en pliegues y se rompen por los movimientos tectónicos de la corteza terrestre, formando curvas en forma de cúpula de las capas. el llamado tipo anticlinal de acumulación natural de hidrocarburos, denominado yacimiento. Las áreas de la corteza terrestre que contienen uno o más de estos depósitos se denominan depósitos.

Se han descubierto más de 27 mil campos petroleros en el mundo, pero solo una pequeña parte de ellos (1%) contiene ¾ de las reservas mundiales de petróleo y 33 supergigantes, la mitad de las reservas mundiales.

Analizando la distribución de los recursos petroleros probados del mundo por regiones y países, llegamos a la conclusión de que el suroeste de Asia juega un papel excepcional, es decir, 2/3 de los recursos petroleros del mundo se encuentran en los países del Golfo Pérsico (CA, Irak, Emiratos Árabes Unidos, Kuwait, Irán).

Propongo, usando los datos, completar la tarea No. 1 (marcar en el mapa de contorno los 10 primeros países del mundo en términos de recursos petroleros explorados).

La industria de los combustibles en la economía mundial.

Las refinerías dedicadas a la refinación de petróleo de diversos tipos de combustibles (gasolina, queroseno, fuel oil) están ubicadas principalmente en las zonas de consumo. Por lo tanto, se ha formado una enorme brecha territorial en la economía mundial entre las áreas de su producción y consumo. Averigüemos por qué?

Actualmente, el petróleo se produce en más de 80 países alrededor del mundo. Entre los países económicamente desarrollados y los países en desarrollo, la producción mundial (que se acerca a los 3.500 millones de toneladas) se distribuye aproximadamente por igual.

Algo más del 40% corresponde a los países de la OPEP, y de algunas grandes regiones destaca Asia exterior, principalmente por los países del Golfo Pérsico.

Analicemos los datos, entonces, los países del Golfo Pérsico representan 2/3 de las reservas probadas de petróleo del mundo y alrededor de 1/3 de su producción mundial. 4países de esta región producen más de 100 millones de toneladas de petróleo al año cada uno, mientras que en esta lista el líder es CA, que ocupa el 1er lugar a nivel mundial. El resto de las regiones se distribuyen según el tamaño de la producción de petróleo en el siguiente orden: América Latina, América del Norte, África, CEI, Europa del Norte. Al mismo tiempo, la mayor parte de los recursos energéticos, principalmente el petróleo producido en los países en desarrollo, se exporta a los Estados Unidos, Europa Occidental y Japón, que siempre dependerán en gran medida de las importaciones de combustible en la industria.

Como resultado, se han formado "puentes de energía" estables entre muchos países y continentes, en forma de poderosos flujos de carga de petróleo, principalmente oceánicos.

Así, los países de la OPEP (casi los 2/3 de las exportaciones mundiales de la OPEP), México y Rusia siguen siendo los principales exportadores de petróleo. Por lo tanto, los flujos de carga de exportación de petróleo más poderosos tienen las siguientes direcciones:

Arreglando el material propuesto, complete la tarea número 2 en los mapas de contorno. Tenga en cuenta los principales flujos de carga de petróleo.

Tecnólogo y diseñador ruso - Shukhov V.G.;

hizo (1878) los cálculos del primer oleoducto en Rusia y supervisó su construcción. Recibió (1891) una patente para la creación de una instalación para el craqueo de hidrocarburos de petróleo;

A principios de la década de 1980, ingresaban anualmente al océano alrededor de 16 millones de toneladas de petróleo, lo que representaba el 10,23% de la producción mundial. Las mayores pérdidas de petróleo están asociadas a su transporte desde las áreas de producción. Las emergencias, el vertido de aguas de lavado y de lastre por la borda de los buques cisterna, todo ello conduce a la presencia de cuotas constantes de contaminación a lo largo de las rutas marítimas.

En los últimos 130 años, desde 1964, se han perforado unos 12 000 pozos en el Océano Mundial, de los cuales 11 000 y 1 350 pozos industriales se han equipado solo en el Mar del Norte. Debido a fugas menores, se pierden anualmente 10,1 millones de toneladas de petróleo. Grandes masas de petróleo ingresan a los mares a lo largo de los ríos, con efluentes industriales. Al ingresar al medio marino, el petróleo primero se esparce en forma de película, formando capas de varios espesores. La película de aceite cambia la composición del espectro y la intensidad de la penetración de la luz en el agua. Cuando se mezcla con agua, el aceite forma una emulsión de dos tipos: directa "aceite en agua" e inversa "agua en aceite". Las emulsiones directas, compuestas por gotitas de aceite de hasta 10,5 µm de diámetro, son menos estables y son características de los tensioactivos que contienen aceite. Cuando se eliminan las fracciones volátiles, el petróleo forma emulsiones inversas viscosas, que pueden permanecer en la superficie, ser arrastradas por la corriente, llegar a tierra y depositarse en el fondo.

13 de noviembre de 2002 Un petrolero cargado de petróleo se hunde frente a las costas de España. Hay 77.000 toneladas de petróleo en las bodegas del petrolero.

Cuando se hundió el buque cisterna, se habían derramado en el mar unas 5.000 toneladas de fuel oil y combustible diésel utilizados para hacer funcionar los motores del buque cisterna, aproximadamente la misma cantidad que se derramó cuando el buque cisterna se partió en dos. Se formaron dos mareas negras gigantes en el área del desastre, cuyo área era de más de 100 kilómetros cuadrados. Las olas arrojan cada vez más porciones de fuel oil a tierra, y hasta donde alcanza la vista, una franja venenosa de color negro-marrón se extiende por toda la costa.El oleaje negro contrasta feamente con los verdes arbustos de la costa.

Los peces quedan envueltos en aceite y mueren asfixiados. Aves marinas - colimbos, gaviotas, araos, cormoranes - pisotean las rocas. Tienen frío, el pecho, el cuello, las alas están cubiertos de aceite, se les mete una mucosidad venenosa en el cuerpo cuando intentan limpiarse las plumas con el pico. Sin comprender nada, miran con tristeza el elemento nativo que se les ha hecho ajeno, como anticipando la muerte inminente. Las aves se entregan resignadamente a manos de entusiastas que intentan limpiar su plumaje de aceite, arrojar una solución salvadora en sus ojitos con pipetas. Pero solo unos pocos cientos de miles de pájaros moribundos logran obtener ayuda. Se ha causado un daño irreparable a una de las regiones pesqueras más ricas del país. Lugares contaminados únicos para la recolección de ostras, mejillones, pesca de pulpos y cangrejos.

profesor de química

Refinación de petróleo

Métodos para manejar el petróleo en el océano:

a) autodestrucción, b) dispersión química, c) absorción, d) cercado, e) tratamiento biológico.

A - La mancha de petróleo es pequeña y está lejos de la costa (disolución en agua y evaporación)

B - preparaciones químicas (absorber aceite, tirar en pequeños puntos y limpiar con redes)

B - paja o turba absorbe pequeñas manchas cuando está en calma

G - cercado con "contenedores" y bombeo de ellos con bombas

D - preparados biológicos

Para reducir el daño causado a la naturaleza, es necesario:

mejorar los métodos y tecnologías de producción, almacenamiento y transporte de petróleo y garantizar la seguridad de la producción.

Los carbones fósiles son productos sólidos de alteración de restos vegetales antiguos, utilizados en la industria como combustible, así como materias primas químicas. Se distinguen por el contenido de cenizas. Si el contenido de cenizas es inferior al 50%, se trata de carbones, si es mayor, pizarra bituminosa.

El carbón contiene 60-98 % de carbono, 1-12 % de hidrógeno, 2-20 % de oxígeno, 1-3 % de nitrógeno, azufre, fósforo, silicio, aluminio, hierro, humedad

Según la composición del material de origen, los carbones se dividen en húmicos (formados a partir de plantas superiores) y sapropélicos (formados a partir de algas). La turba o el sapropel se convierten gradualmente bajo presión y en ausencia de oxígeno en carbón pardo, que se convierte en carbón y luego en antracita. Bajo condiciones geológicas específicas (fuerte presión, alta temperatura), el carbón puede convertirse en grafito y shungite, una roca que contiene carbono criptocristalino.

Los carbones marrones son formaciones sueltas de color marrón o negro-marrón. Contienen 64-78% de carbono, hasta 6% de hidrógeno. Tienen baja conductividad térmica. Estos son carbones de baja calidad. Las mayores reservas de lignito se concentran en las cuencas de Lena y Kansk-Achinsk de Rusia (trabajar con un mapa geográfico)

Los carbones duros son muy densos. Contienen un 90% de carbono, hasta un 5% de hidrógeno (trabajar con el diagrama "Carbón" (Apéndice 1)). Tienen un alto poder calorífico. De estos, se pueden obtener más de 400 productos diferentes mediante el procesamiento, cuyo costo, en comparación con el costo del carbón en sí, aumenta entre 20 y 25 veces. El procesamiento del carbón se lleva a cabo en plantas de coque. Una dirección de procesamiento muy prometedora es la producción de combustible líquido a partir del carbón.

Gasolina. materias primas químicas

Profesor de Geografía

Las cuencas de carbón más grandes son Tunguska, Lena, Taimyr en Rusia; Apalache en los EE. UU., Rusia en Alemania, cuenca de Karaganda en Kazajstán (trabajar con un mapa geográfico).

Las antracitas contienen la mayor cantidad de carbono, hasta un 97% (funcionan con el diagrama "Carbones"), por lo tanto, se utilizan como combustible sin humo de alta calidad, así como en las industrias metalúrgica, química y eléctrica.

Considere los carbones en la colección y preste atención al hecho de que cuanto mayor sea el contenido de carbono en la sustancia, más intenso será su color, mayor será la calidad del carbón.

Los estudiantes examinan carbón marrón, antracita y antracita en la colección "Combustible"

¿Cómo se extrae el carbón?

El carbón se extrae de dos formas: a cielo abierto y bajo tierra. El método abierto es más progresivo y económico, porque permite el uso de la tecnología. De esta manera, se extraen principalmente carbones térmicos. El método subterráneo es más caro, pero también más prometedor, ya que los carbones de mayor calidad se encuentran a grandes profundidades. Hoy, así es como se extrae el carbón para la metalurgia.

¿Qué país ocupa el primer lugar en términos de reservas de carbón exploradas? (ESTADOS UNIDOS)

Profesor de química

D.I. Mendeleev, que este año cumplió 175 años, escribió sobre este tema: “No hay desperdicio, hay materias primas sin usar”.

Así, el petróleo, el gas, el carbón no sólo son las fuentes más valiosas de hidrocarburos, sino que también forman parte de una despensa única de recursos naturales insustituibles, cuyo uso cuidadoso y razonable es condición necesaria para el desarrollo progresivo de la sociedad humana. En esta ocasión, volvemos una vez más al epígrafe de nuestra lección, las palabras del gran científico y químico ruso D.I. Mendeleev, quien dijo que "El petróleo no es combustible, es posible calentarlo con billetes". Esta declaración se puede aplicar a todos los hidrocarburos naturales.

Consolidación del material estudiado

1. ¿Qué productos se extraen del gas asociado al petróleo y para qué se utilizan?

Respuesta: La gasolina se aísla del gas de petróleo asociado,que se utiliza como aditivo de la gasolina regular;fracción de propano-butano se utiliza comoGasolina; El gas seco se utiliza en reacciones orgánicas.síntesis.

2. ¿Por qué el gas natural se enciende más fácilmente en un motor que la gasolina común?

Respuesta: La gasolina tiene una temperatura más baja.encendido de lo normal.

3. ¿Por qué no se puede expresar la composición del aceite en una fórmula?

Respuesta: La composición del aceite no se puede expresar en una fórmula, porqueEl petróleo es una mezcla de muchos hidrocarburos.

Tarea:

1. De acuerdo con el libro de texto § 20 - 22 (antes del craqueo de productos derivados del petróleo) lea

2. Preguntas y tareas: No. 4 § 20, No. 7 - 9 § 21

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Los hidrocarburos son de gran importancia económica, ya que sirven como el tipo de materia prima más importante para la obtención de casi todos los productos de la industria moderna de síntesis orgánica y son ampliamente utilizados con fines energéticos. Parecen acumular calor y energía solar, que se liberan durante la combustión. La turba, el carbón, el esquisto bituminoso, el petróleo, los gases de petróleo naturales y asociados contienen carbono, cuya combinación con el oxígeno durante la combustión va acompañada de la liberación de calor.

carbón	turba	petróleo	gas natural
sólido	sólido	líquido	gas
sin olor	sin olor	Olor fuerte	sin olor
composición uniforme	composición uniforme	mezcla de sustancias	mezcla de sustancias
una roca de color oscuro con un alto contenido de materia combustible resultante del entierro de acumulaciones de varias plantas en los estratos sedimentarios	acumulación de masa vegetal semidescompuesta acumulada en el fondo de pantanos y lagos cubiertos de maleza	líquido aceitoso combustible natural, consiste en una mezcla de hidrocarburos líquidos y gaseosos	una mezcla de gases formada en las entrañas de la Tierra durante la descomposición anaeróbica de sustancias orgánicas, el gas pertenece al grupo de rocas sedimentarias
Valor calorífico: la cantidad de calorías liberadas al quemar 1 kg de combustible
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Carbón.

El carbón siempre ha sido una materia prima prometedora para la energía y muchos productos químicos.

Desde el siglo XIX, el primer gran consumidor de carbón ha sido el transporte, luego el carbón comenzó a utilizarse para la producción de electricidad, coque metalúrgico, la producción de diversos productos durante el procesamiento químico, materiales estructurales de grafito de carbono, plásticos, cera de roca, combustibles sintéticos, líquidos y gaseosos de alto contenido calórico, ácidos ricos en nitrógeno para la producción de fertilizantes.

El carbón es una mezcla compleja de compuestos macromoleculares, que incluyen los siguientes elementos: C, H, N, O, S. El carbón, como el petróleo, contiene una gran cantidad de diversas sustancias orgánicas, así como sustancias inorgánicas, como por ejemplo , agua, amoníaco, sulfuro de hidrógeno y, por supuesto, el propio carbono: el carbón.

El procesamiento de la hulla va en tres direcciones principales: coquización, hidrogenación y combustión incompleta. Una de las principales formas de procesamiento del carbón es procesión de coca– calcinación sin acceso de aire en hornos de coque a una temperatura de 1000–1200°C. A esta temperatura, sin acceso al oxígeno, el carbón sufre las transformaciones químicas más complejas, como resultado de lo cual se forman coque y productos volátiles:

1. gas de coque (hidrógeno, metano, monóxido de carbono y dióxido de carbono, impurezas de amoníaco, nitrógeno y otros gases);

2. alquitrán de hulla (varios cientos de sustancias orgánicas diferentes, incluido el benceno y sus homólogos, fenol y alcoholes aromáticos, naftaleno y varios compuestos heterocíclicos);

3. supra-alquitrán, o amoníaco, agua (amoníaco disuelto, así como fenol, sulfuro de hidrógeno y otras sustancias);

4. coque (residuo sólido de la coquización, carbón prácticamente puro).

El coque enfriado se envía a plantas metalúrgicas.

Cuando los productos volátiles (gas de horno de coque) se enfrían, el alquitrán de hulla y el agua de amoníaco se condensan.

Pasando los productos no condensados ​​(amoníaco, benceno, hidrógeno, metano, CO 2 , nitrógeno, etileno, etc.) a través de una solución de ácido sulfúrico, se aísla el sulfato de amonio, que se utiliza como fertilizante mineral. El benceno se recoge en el disolvente y se elimina por destilación de la solución. Después de eso, el gas de coque se usa como combustible o como materia prima química. El alquitrán de hulla se obtiene en pequeñas cantidades (3%). Pero, dada la escala de producción, el alquitrán de hulla se considera como materia prima para la obtención de una serie de sustancias orgánicas. Si los productos que hierven hasta 350 ° C se alejan de la resina, queda una masa sólida: brea. Se utiliza para la fabricación de barnices.

La hidrogenación del carbón se lleva a cabo a una temperatura de 400 a 600 °C bajo una presión de hidrógeno de hasta 25 MPa en presencia de un catalizador. En este caso, se forma una mezcla de hidrocarburos líquidos, que se puede utilizar como combustible para motores. Obtención de combustible líquido a partir del carbón. Los combustibles sintéticos líquidos son gasolina de alto octanaje, diésel y combustibles para calderas. Para obtener combustible líquido a partir del carbón, es necesario aumentar su contenido de hidrógeno por hidrogenación. La hidrogenación se lleva a cabo mediante circulación múltiple, lo que le permite convertir en líquido y gases toda la masa orgánica del carbón. La ventaja de este método es la posibilidad de hidrogenación del lignito de baja calidad.

La gasificación del carbón permitirá utilizar carbones pardos y negros de baja calidad en las centrales térmicas sin contaminar el medio ambiente con compuestos de azufre. Este es el único método para obtener monóxido de carbono concentrado (monóxido de carbono) CO. La combustión incompleta del carbón produce monóxido de carbono (II). En un catalizador (níquel, cobalto) a presión normal o elevada, el hidrógeno y el CO pueden usarse para producir gasolina que contiene hidrocarburos saturados e insaturados:

nCO + (2n+1)H2 → CnH2n+2 + nH2O;

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Si la destilación en seco del carbón se lleva a cabo a 500–550 °C, se obtiene alquitrán, que, junto con el betún, se utiliza en la industria de la construcción como aglutinante en la fabricación de revestimientos impermeabilizantes para techos (fieltro para techos, fieltro para techos, etc.).

En la naturaleza, el carbón se encuentra en las siguientes regiones: la región de Moscú, la cuenca del sur de Yakutsk, Kuzbass, Donbass, la cuenca de Pechora, la cuenca de Tunguska, la cuenca de Lena.

Gas natural.

El gas natural es una mezcla de gases, cuyo componente principal es el metano CH 4 (del 75 al 98% según el campo), el resto es etano, propano, butano y una pequeña cantidad de impurezas: nitrógeno, monóxido de carbono (IV ), sulfuro de hidrógeno y vapores de agua, y, casi siempre, sulfuro de hidrógeno y compuestos orgánicos de aceite - mercaptanos. Son ellos quienes le dan al gas un olor desagradable específico y, cuando se queman, conducen a la formación de dióxido de azufre SO 2 tóxico.

Generalmente, cuanto mayor es el peso molecular del hidrocarburo, menos contenido contiene el gas natural. La composición del gas natural de diferentes campos no es la misma. Su composición media en porcentaje en volumen es la siguiente:

Canal 4	C 2 H 6	C 3 H 8	C 4 H 10	N 2 y otros gases
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

El metano se forma durante la fermentación anaeróbica (sin acceso de aire) de residuos vegetales y animales, por lo que se forma en los sedimentos del fondo y se denomina gas de "pantano".

Depósitos de metano en forma cristalina hidratada, los llamados hidrato de metano, se encuentra bajo una capa de permafrost y en grandes profundidades de los océanos. A bajas temperaturas (−800ºC) y altas presiones, las moléculas de metano se ubican en los huecos de la red cristalina del hielo de agua. En los vacíos de hielo de un metro cúbico de hidrato de metano, 164 metros cúbicos de gas se "bloquean".

Los pedazos de hidrato de metano parecen hielo sucio, pero en el aire arden con una llama azul amarillenta. Se estima que entre 10 000 y 15 000 gigatoneladas de carbono se almacenan en el planeta en forma de hidrato de metano (un giga equivale a mil millones). Dichos volúmenes son muchas veces mayores que todas las reservas de gas natural actualmente conocidas.

El gas natural es un recurso natural renovable, ya que se sintetiza continuamente en la naturaleza. También se le llama "biogás". Por lo tanto, muchos científicos ambientales asocian hoy las perspectivas de una existencia próspera de la humanidad precisamente con el uso del gas como combustible alternativo.

Como combustible, el gas natural presenta grandes ventajas frente a los combustibles sólidos y líquidos. Su poder calorífico es mucho mayor, al quemarse no deja cenizas, los productos de la combustión son mucho más limpios en términos ambientales. Por lo tanto, alrededor del 90 % del volumen total de gas natural producido se quema como combustible en centrales térmicas y salas de calderas, en procesos térmicos en empresas industriales y en la vida cotidiana. Alrededor del 10% del gas natural se utiliza como materia prima valiosa para la industria química: para la producción de hidrógeno, acetileno, hollín, diversos plásticos y medicamentos. El metano, etano, propano y butano se aíslan del gas natural. Los productos que se pueden obtener a partir del metano son de gran importancia industrial. El metano se usa para la síntesis de muchas sustancias orgánicas: gas de síntesis y síntesis adicional de alcoholes basados ​​​​en él; disolventes (tetracloruro de carbono, cloruro de metileno, etc.); formaldehído; acetileno y hollín.

El gas natural forma depósitos independientes. Los principales depósitos de gases combustibles naturales se encuentran en el norte y oeste de Siberia, la cuenca del Volga-Ural, el norte del Cáucaso (Stavropol), la República de Komi, la región de Astrakhan, el mar de Barents.