Yhdisteet, jotka sisältävät vain hiili- ja vetyatomeja.

Hiilivedyt jaetaan syklisiin (karbosykliset yhdisteet) ja asyklisiin.

Syklisiä (karbosyklisiä) yhdisteitä kutsutaan yhdisteiksi, jotka sisältävät yhden tai useamman syklin, joka koostuu vain hiiliatomeista (toisin kuin heterosyklisiä yhdisteitä, jotka sisältävät heteroatomeja - typpeä, rikkiä, happea jne.). Karbosykliset yhdisteet puolestaan ​​jaetaan aromaattisiin ja ei-aromaattisiin (alisyklisiin) yhdisteisiin.

Asyklisiä hiilivetyjä ovat orgaaniset yhdisteet, joiden molekyylien hiilirunko on avoimia ketjuja.

Nämä ketjut voivat muodostua yksittäisistä sidoksista (al-kaaneista), sisältää yhden kaksoissidoksen (alkeenit), kaksi tai useampia kaksoissidoksia (dieenit tai polyeenit), yhden kolmoissidoksen (alkyynit).

Kuten tiedät, hiiliketjut ovat osa useimpia orgaanisia aineita. Siten hiilivetyjen tutkiminen on erityisen tärkeää, koska nämä yhdisteet ovat muiden orgaanisten yhdisteiden luokkien rakenteellinen perusta.

Lisäksi hiilivedyt, erityisesti alkaanit, ovat pääasiallisia luonnollisia orgaanisten yhdisteiden lähteitä ja tärkeimpien teollisten ja laboratorioiden synteesien perusta (kaavio 1).

Tiedät jo, että hiilivedyt ovat kemianteollisuuden tärkein raaka-aine. Hiilivedyt puolestaan ​​ovat melko laajalle levinneitä luonnossa ja niitä voidaan eristää useista luonnollisista lähteistä: öljystä, siihen liittyvästä öljystä ja maakaasusta, hiilestä. Tarkastellaanpa niitä tarkemmin.

Öljy- luonnollinen monimutkainen seos hiilivetyjä, pääasiassa lineaarisia ja haarautuneita alkaaneja, jotka sisältävät molekyyleissä 5-50 hiiliatomia, muiden orgaanisten aineiden kanssa. Sen koostumus riippuu merkittävästi sen tuotantopaikasta (esiintymä), se voi sisältää alkaanien lisäksi sykloalkaaneja ja aromaattisia hiilivetyjä.

Öljyn kaasumaiset ja kiinteät komponentit liukenevat sen nestemäisiin komponentteihin, mikä määrää sen aggregaatiotilan. Öljy on öljymäinen neste, jonka väri on tumma (ruskeasta mustaan), jolla on ominainen haju, veteen liukenematon. Sen tiheys on pienempi kuin veden, joten joutuessaan siihen öljy leviää pinnalle, mikä estää hapen ja muiden ilmakaasujen liukenemisen veteen. On selvää, että öljyn joutuminen luonnollisiin vesistöihin aiheuttaa mikro-organismien ja eläinten kuoleman, mikä johtaa ympäristökatastrofeihin ja jopa katastrofeihin. On bakteereja, jotka voivat käyttää öljyn ainesosia ravinnoksi ja muuntaa ne vaarattomiksi elintärkeän toimintansa tuotteiksi. On selvää, että näiden bakteeriviljelmien käyttö on ympäristön kannalta turvallisin ja lupaavin tapa torjua öljyn saastumista tuotanto-, kuljetus- ja jalostusprosessissa.

Luonnossa öljy ja siihen liittyvä öljykaasu, joista keskustellaan jäljempänä, täyttävät maan sisätilojen ontelot. Eri aineiden seoksena öljyllä ei ole jatkuvaa kiehumispistettä. On selvää, että jokainen sen komponentti säilyttää seoksessa yksilölliset fysikaaliset ominaisuutensa, mikä mahdollistaa öljyn erottamisen komponentteikseen. Tätä varten se puhdistetaan mekaanisista epäpuhtauksista, rikkiä sisältävistä yhdisteistä ja alistetaan ns. jakotislaukseen tai puhdistukseen.

Jakotislaus on fysikaalinen menetelmä eri kiehumispisteiden omaavien komponenttien seoksen erottamiseksi.

Tislaus suoritetaan erityisissä laitteissa - tislauskolonneissa, joissa öljyn sisältämien nestemäisten aineiden kondensaatio- ja haihtumissyklit toistetaan (kuva 9).

Aineseoksen kiehumisen aikana muodostuneita höyryjä rikastetaan kevyemmällä kiehuvalla (eli alhaisemmalla lämpötilalla) komponentilla. Nämä höyryt kerätään, tiivistetään (jäähdytetään kiehumispisteen alapuolelle) ja palautetaan kiehumispisteeseen. Tässä tapauksessa muodostuu höyryjä, jotka ovat vieläkin rikastuneet matalalla kiehuvalla aineella. Toistamalla näitä syklejä on mahdollista saavuttaa lähes täydellinen seoksen sisältämien aineiden erottaminen.

Tislauskolonni vastaanottaa öljyä, joka on kuumennettu putkiuunissa 320-350 °C:n lämpötilaan. Tislauskolonnissa on vaakasuorat väliseinät, joissa on reikiä - niin sanotut levyt, joille öljyfraktiot tiivistyvät. Kevyellä kiehuvat jakeet kerääntyvät korkeampiin, korkealla kiehuvat jakeet alemmille.

Oikaisuprosessissa öljy jaetaan seuraaviin fraktioihin:

Rektifiointikaasut - pienimolekyylipainoisten hiilivetyjen, pääasiassa propaanin ja butaanin, seos, jonka kiehumispiste on jopa 40 °C;

Bensiinifraktio (bensiini) - hiilivedyt, joiden koostumus on C5H12-C11H24 (kiehumispiste 40-200 °C); tämän fraktion hienommalla erotuksella saadaan bensiiniä (petrolieetteri, 40-70 °C) ja bensiiniä (70-120 °C);

Teollisuusbensiinifraktio - hiilivedyt, joiden koostumus on C8H18 - C14H30 (kiehumispiste 150-250 °C);

Kerosiinifraktio - hiilivedyt, joiden koostumus on C12H26 - C18H38 (kiehumispiste 180-300 °C);

Dieselpolttoaine - hiilivedyt, joiden koostumus on C13H28 - C19H36 (kiehumispiste 200-350 °C).

Öljyn tislausjäännös - polttoöljy- sisältää hiilivetyjä, joiden hiiliatomien lukumäärä on 18 - 50. Polttoöljystä alennetussa paineessa tapahtuva tislaus tuottaa aurinkoöljyä (C18H28-C25H52), voiteluöljyjä (C28H58-C38H78), vaseliinia ja parafiinia - kiinteiden hiilivetyjen sulavia seoksia. Polttoöljyn tislauksen kiinteää jäännöstä - tervaa ja sen jalostustuotteita - bitumia ja asfalttia käytetään tienpintojen valmistukseen.

Öljyn puhdistuksen tuloksena saadut tuotteet alistetaan kemialliseen käsittelyyn, joka sisältää useita monimutkaisia ​​prosesseja. Yksi niistä on öljytuotteiden krakkaus. Tiedät jo, että polttoöljy erotetaan komponenteiksi alennetussa paineessa. Tämä johtuu siitä, että ilmakehän paineessa sen komponentit alkavat hajota ennen kiehumispisteen saavuttamista. Tämä on halkeilun taustalla.

Halkeilu - öljytuotteiden lämpöhajoaminen, mikä johtaa hiilivetyjen muodostumiseen, joissa on pienempi määrä hiiliatomeja molekyylissä.

Krakkauksia on useita tyyppejä: lämpökrakkaus, katalyyttinen krakkaus, korkeapainekrakkaus, pelkistyskrakkaus.

Terminen krakkaus koostuu pitkän hiiliketjun omaavien hiilivetymolekyylien pilkkomisesta lyhyemmiksi korkean lämpötilan (470-550 °C) vaikutuksesta. Tämän halkeamisen aikana alkaanien kanssa muodostuu alkeeneja.

Yleensä tämä reaktio voidaan kirjoittaa seuraavasti:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
alkaani alkaani alkeeni
pitkä ketju

Tuloksena olevat hiilivedyt voivat jälleen halkeilla muodostaen alkaaneja ja alkeeneja, joissa on vielä lyhyempi hiiliatomiketju molekyylissä:

Perinteisessä lämpökrakkauksessa muodostuu monia pienimolekyylipainoisia kaasumaisia ​​hiilivetyjä, joita voidaan käyttää raaka-aineina alkoholien, karboksyylihappojen ja korkeamolekyylipainoisten yhdisteiden (esim. polyeteenin) valmistukseen.

katalyyttinen krakkaus tapahtuu katalyyttien läsnä ollessa, joita käytetään koostumuksen luonnollisina alumiinisilikaateina

Krakkauksen toteuttaminen katalyyttejä käyttämällä johtaa hiilivetyjen muodostumiseen, joissa on haarautunut tai suljettu hiiliatomiketju molekyylissä. Tällaisen rakenteen hiilivetyjen pitoisuus moottoripolttoaineessa parantaa merkittävästi sen laatua, ensisijaisesti iskunkestävyyttä - bensiinin oktaanilukua.

Öljytuotteiden krakkaus etenee korkeissa lämpötiloissa, joten usein muodostuu hiilikerrostumia (noki), jotka saastuttavat katalyytin pintaa, mikä vähentää jyrkästi sen aktiivisuutta.

Katalyytin pinnan puhdistaminen hiilikertymistä - sen regenerointi - on pääedellytys katalyyttisen krakkauksen käytännön toteuttamiselle. Yksinkertaisin ja halvin tapa regeneroida katalyytti on sen pasuttaminen, jonka aikana ilmakehän happi hapettaa hiilikertymiä. Katalyytin pinnalta poistetaan kaasumaiset hapetustuotteet (pääasiassa hiilidioksidi ja rikkidioksidi).

Katalyyttinen krakkaus on heterogeeninen prosessi, jossa on mukana kiinteitä (katalyytti) ja kaasumaisia ​​(hiilivetyhöyry) aineita. On selvää, että katalyytin regenerointi - kiinteiden kerrostumien vuorovaikutus ilmakehän hapen kanssa - on myös heterogeeninen prosessi.

heterogeeniset reaktiot(kaasu - kiinteä) virtaa nopeammin, kun kiinteän aineen pinta-ala kasvaa. Siksi katalyytti murskataan, ja sen regenerointi ja hiilivetyjen krakkaus suoritetaan "leijupedissä", joka on sinulle tuttu rikkihapon tuotannosta.

Krakkaussyöttö, kuten kaasuöljy, tulee kartiomaiseen reaktoriin. Reaktorin alaosan halkaisija on pienempi, joten syöttöhöyryn virtausnopeus on erittäin suuri. Suurella nopeudella liikkuva kaasu vangitsee katalyyttihiukkaset ja kuljettaa ne reaktorin yläosaan, jossa sen halkaisijan kasvaessa virtausnopeus pienenee. Painovoiman vaikutuksesta katalyyttihiukkaset putoavat reaktorin alempaan, kapeampaan osaan, josta ne kulkeutuvat jälleen ylöspäin. Siten jokainen katalyytin rake on jatkuvassa liikkeessä ja kaasumaisella reagenssilla pestään kaikilta puolilta.

Jotkut katalyyttirakeista tulevat reaktorin ulompaan, leveämpään osaan ja kohdatmatta kaasuvirran vastusta laskeutuvat alaosaan, missä kaasuvirtaus poimii ne ja kuljettaa ne pois regeneraattoriin. Sielläkin "leijupeti"-tilassa katalyytti poltetaan ja palautetaan reaktoriin.

Siten katalyytti kiertää reaktorin ja regeneraattorin välillä ja niistä poistetaan krakkauksen ja paahtamisen kaasumaiset tuotteet.

Krakkauskatalyyttien käyttö mahdollistaa reaktionopeuden hieman lisäämisen, sen lämpötilan alentamisen ja krakatun tuotteen laadun parantamisen.

Bensiinifraktion saaduilla hiilivedyillä on pääosin lineaarinen rakenne, mikä johtaa saadun bensiinin alhaiseen nakutuskestävyyteen.

Käsittelemme "nakutuskestävyyden" käsitettä myöhemmin, toistaiseksi huomaamme vain, että hiilivedyillä, joissa on haarautuneita molekyylejä, on paljon suurempi räjähdyskestävyys. On mahdollista lisätä isomeeristen haarautuneiden hiilivetyjen osuutta krakkauksen aikana muodostuneessa seoksessa lisäämällä järjestelmään isomerointikatalyyttejä.

Öljykentillä on pääsääntöisesti suuria kertymiä ns. assosioitunutta maaöljykaasua, joka kerääntyy öljyn yläpuolelle maankuoreen ja liukenee siihen osittain päällä olevien kivien paineen alaisena. Kuten öljy, myös siihen liittyvä maaöljykaasu on arvokas luonnollinen hiilivetyjen lähde. Se sisältää pääasiassa alkaaneja, joiden molekyyleissä on 1-6 hiiliatomia. Ilmeisesti siihen liittyvän öljykaasun koostumus on paljon köyhempi kuin öljyn. Tästä huolimatta sitä käytetään kuitenkin laajalti sekä polttoaineena että kemianteollisuuden raaka-aineena. Vielä muutama vuosikymmen sitten useimmilla öljykentillä siihen liittyvää öljykaasua poltettiin hyödyttömänä lisäyksenä öljyyn. Tällä hetkellä esimerkiksi Surgutissa, Venäjän rikkaimmassa öljyvarastossa, maailman halvinta sähköä tuotetaan käyttämällä polttoaineena siihen liittyvää öljykaasua.

Kuten jo todettiin, siihen liittyvä öljykaasu on koostumukseltaan rikkaampi useissa hiilivedyissä kuin maakaasu. Jakamalla ne murto-osiin, he saavat:

Luonnonbensiini - erittäin haihtuva seos, joka koostuu pääasiassa lentaanista ja heksaanista;

Propaani-butaaniseos, joka koostuu nimensä mukaisesti propaanista ja butaanista ja muuttuu helposti nestemäiseksi paineen noustessa;

Kuiva kaasu - seos, joka sisältää pääasiassa metaania ja etaania.

Luonnonbensiini, joka on sekoitus haihtuvia komponentteja, joilla on pieni molekyylipaino, haihtuu hyvin myös alhaisissa lämpötiloissa. Tämä mahdollistaa kaasubensiinin käytön polttomoottoreiden polttoaineena Kauko-Pohjolassa sekä moottoripolttoaineen lisäaineena, mikä helpottaa moottoreiden käynnistämistä talviolosuhteissa.

Propaani-butaaniseosta nestekaasuna käytetään kotitalouspolttoaineena (maassa tutut kaasupullot) ja sytyttimien täyttöön. Tieliikenteen asteittainen siirtyminen nestekaasuun on yksi tärkeimmistä tavoista voittaa globaali polttoainekriisi ja ratkaista ympäristöongelmia.

Myös kuivaa kaasua, joka on koostumukseltaan lähellä maakaasua, käytetään laajalti polttoaineena.

Siihen liittyvän öljykaasun ja sen komponenttien käyttö polttoaineena ei kuitenkaan ole kaikkea muuta kuin lupaavin tapa käyttää sitä.

On paljon tehokkaampaa käyttää niihin liittyviä öljykaasukomponentteja kemian tuotannon raaka-aineena. Vetyä, asetyleenia, tyydyttymättömiä ja aromaattisia hiilivetyjä ja niiden johdannaisia ​​saadaan alkaaneista, jotka ovat osa niihin liittyvää maaöljykaasua.

Kaasumaiset hiilivedyt eivät voi vain seurata öljyä maankuoressa, vaan myös muodostaa itsenäisiä kertymiä - maakaasuesiintymiä.

Maakaasu - kaasumaisten tyydyttyneiden hiilivetyjen seos, jolla on pieni molekyylipaino. Maakaasun pääkomponentti on metaani, jonka osuus vaihtelee kentästä riippuen 75-99 tilavuusprosenttia. Maakaasu sisältää metaanin lisäksi etaania, propaania, butaania ja isobutaania sekä typpeä ja hiilidioksidia.

Maakaasua käytetään vastaavan maakaasun tapaan sekä polttoaineena että raaka-aineena erilaisten orgaanisten ja epäorgaanisten aineiden valmistuksessa. Tiedät jo, että vetyä, asetyleenia ja metyylialkoholia, formaldehydiä ja muurahaishappoa sekä monia muita orgaanisia aineita saadaan metaanista, joka on maakaasun pääkomponentti. Polttoaineena maakaasua käytetään voimalaitoksissa, asuin- ja teollisuusrakennusten vedenlämmityksen kattilajärjestelmissä, masuuni- ja tulisijatuotannossa. Lyömällä tulitikkua ja sytyttämällä kaasun kaupunkitalon keittiön kaasuliesiin "käynnistät" maakaasuun kuuluvien alkaanien hapettumisen ketjureaktion. Öljyn, luonnon ja niihin liittyvien öljykaasujen lisäksi kivihiili on luonnollinen hiilivetyjen lähde. 0n muodostaa voimakkaita kerroksia maan suolistossa, sen tutkitut varat ylittävät merkittävästi öljyvarat. Kuten öljy, myös kivihiili sisältää suuren määrän erilaisia ​​orgaanisia aineita. Orgaanisten lisäksi se sisältää myös epäorgaanisia aineita, kuten vettä, ammoniakkia, rikkivetyä ja tietysti itse hiiltä - hiiltä. Yksi tärkeimmistä kivihiilen käsittelytavoista on koksaus - kalsinointi ilman ilmaa. Koksauksen seurauksena, joka suoritetaan noin 1000 ° C: n lämpötilassa, muodostuu:

Koksiuunikaasu, joka sisältää vetyä, metaania, hiilimonoksidia ja hiilidioksidia, ammoniakin epäpuhtauksia, typpeä ja muita kaasuja;
kivihiiliterva, joka sisältää useita satoja erilaisia ​​orgaanisia aineita, mukaan lukien bentseeni ja sen homologit, fenoli ja aromaattiset alkoholit, naftaleeni ja erilaiset heterosykliset yhdisteet;
supraterva eli ammoniakkivesi, joka sisältää nimensä mukaisesti liuennutta ammoniakkia sekä fenolia, rikkivetyä ja muita aineita;
koksi - kiinteä koksijäännös, lähes puhdas hiili.

käytettyä koksia raudan ja teräksen tuotannossa, ammoniakin - typen ja yhdistelmälannoitteiden tuotannossa, ja orgaanisten koksaustuotteiden merkitystä tuskin voi yliarvioida.

Siten niihin liittyvät öljy- ja maakaasut, kivihiili, eivät ole vain arvokkaimmat hiilivetyjen lähteet, vaan myös osa ainutlaatuista korvaamattomien luonnonvarojen varastoa, jonka huolellinen ja järkevä käyttö on välttämätön edellytys ihmisyhteiskunnan asteittaiselle kehitykselle.

1. Luettelo tärkeimmät luonnolliset hiilivetyjen lähteet. Mitä orgaanisia aineita kukin niistä sisältää? Mitä yhteistä niillä on?

2. Kuvaile öljyn fysikaalisia ominaisuuksia. Miksi sillä ei ole jatkuvaa kiehumispistettä?

3. Kun olet tehnyt yhteenvedon tiedotusvälineistä, kuvaile öljyvuodon aiheuttamia ympäristökatastrofeja ja kuinka voit voittaa niiden seuraukset.

4. Mitä oikaisu on? Mihin tämä prosessi perustuu? Nimeä öljynpuhdistuksen tuloksena saadut jakeet. Miten ne eroavat toisistaan?

5. Mitä crack on? Esitä yhtälöt kolmesta reaktiosta, jotka vastaavat öljytuotteiden krakkautumista.

6. Millaisia ​​halkeilutyyppejä tiedät? Mitä yhteistä näillä prosesseilla on? Miten ne eroavat toisistaan? Mikä on perustavanlaatuinen ero erityyppisten säröillä olevien tuotteiden välillä?

7. Miksi siihen liittyvää öljykaasua kutsutaan näin? Mitkä ovat sen pääkomponentit ja niiden käyttötarkoitukset?

8. Miten maakaasu eroaa siihen liittyvästä maakaasusta? Mitä yhteistä niillä on? Esitä palamisreaktioiden yhtälöt kaikista tiedossasi olevan öljykaasun komponenteista.

9. Esitä reaktioyhtälöt, joilla voidaan saada bentseeniä maakaasusta. Määritä näiden reaktioiden olosuhteet.

10. Mitä koksaus on? Mitkä ovat sen tuotteet ja niiden koostumus? Esitä tuntemasi kivihiilen koksauksen tuotteille tyypillisten reaktioiden yhtälöt.

11. Selitä, miksi öljyn, hiilen ja niihin liittyvän öljykaasun polttaminen ei ole suinkaan järkevin tapa käyttää niitä.

Kivihiilen kuivatislaus.

Aromaattisia hiilivetyjä saadaan pääasiassa hiilen kuivatislauksesta. Kun hiiltä lämmitetään retorteissa tai koksausuuneissa ilman ilmaa 1000–1300 °C:ssa, hiilen orgaaninen aines hajoaa muodostaen kiinteitä, nestemäisiä ja kaasumaisia ​​tuotteita.

Kuivatislauksen kiinteä tuote - koksi - on huokoinen massa, joka koostuu hiilestä ja tuhkaseoksesta. Koksia tuotetaan valtavia määriä, ja pääasiassa metallurginen teollisuus kuluttaa sitä pelkistimenä metallien (pääasiassa raudan) valmistuksessa malmeista.

Kuivatislauksen nestemäisiä tuotteita ovat musta viskoosi terva (kivihiiliterva), ja ammoniakkia sisältävä vesikerros on ammoniakkivettä. Kivihiilitervaa saadaan keskimäärin 3 % alkuperäisen hiilen massasta. Ammoniakkivesi on yksi tärkeimmistä ammoniakin tuotannon lähteistä. Hiilen kuivatislauksen kaasumaisia ​​tuotteita kutsutaan koksikaasuksi. Koksiuunikaasulla on erilainen koostumus riippuen hiilen laadusta, koksaustavasta jne. Koksausuunien akuissa tuotettu koksikaasu johdetaan sarjan absorboijia, jotka vangitsevat tervan, ammoniakin ja kevyen öljyn höyryt. Koksauskaasusta kondensoimalla saatu kevyt öljy sisältää 60 % bentseeniä, tolueenia ja muita hiilivetyjä. Suurin osa bentseenistä (jopa 90%) saadaan tällä tavalla ja vain vähän - kivihiilitervan fraktioimalla.

Kivihiilitervan käsittely. Kivihiiliterva on ulkonäöltään musta hartsimainen massa, jolla on ominainen haju. Tällä hetkellä kivihiilitervasta on eristetty yli 120 erilaista tuotetta. Niiden joukossa ovat aromaattiset hiilivedyt sekä happamat aromaattiset happea sisältävät aineet (fenolit), emäksiset typpeä sisältävät aineet (pyridiini, kinoliini), rikkiä sisältävät aineet (tiofeeni) jne.

Kivihiilitervalle suoritetaan jakotislaus, jonka seurauksena saadaan useita fraktioita.

Kevyt öljy sisältää bentseeniä, tolueenia, ksyleenejä ja joitain muita hiilivetyjä. Keskipitkä tai karboliöljy sisältää useita fenoleja.

Raskas tai kreosoottiöljy: Raskaan öljyn hiilivedyistä sisältää naftaleenia.

Hiilivetyjen saaminen öljystä Öljy on yksi tärkeimmistä aromaattisten hiilivetyjen lähteistä. Useimmat lajit

öljy sisältää vain hyvin pienen määrän aromaattisia hiilivetyjä. Kotimaisesta öljystä, jossa on runsaasti aromaattisia hiilivetyjä, on Uralin (Permin) kentän öljy. "Toisen Bakun" öljy sisältää jopa 60 % aromaattisia hiilivetyjä.

Aromaattisten hiilivetyjen niukkuuden vuoksi käytetään nykyään "öljymaustetta": öljytuotteita kuumennetaan noin 700 °C:n lämpötilaan, minkä seurauksena aromaattisista hiilivedyistä voidaan saada 15–18 % öljyn hajoamistuotteista. .

32. Aromaattisten hiilivetyjen synteesi, fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet

1. Synteesi aromaattisista hiilivedyistä ja rasvahalojohdannaiset katalyyttien läsnä ollessa (Friedel-Crafts-synteesi).

2. Synteesi aromaattisten happojen suoloista.

Kun aromaattisten happojen kuivia suoloja kuumennetaan natronkalkin kanssa, suolat hajoavat muodostaen hiilivetyjä. Tämä menetelmä on samanlainen kuin rasvahiilivetyjen tuotanto.

3. Synteesi asetyleenistä. Tämä reaktio on kiinnostava esimerkkinä bentseenin synteesistä rasvahiilivedyistä.

Kun asetyleeni johdetaan kuumennetun katalyytin läpi (500 °C:ssa), asetyleenin kolmoissidokset katkeavat ja kolme sen molekyyliä polymeroituu yhdeksi bentseenimolekyyliksi.

Fysikaaliset ominaisuudet Aromaattiset hiilivedyt ovat nesteitä tai kiinteitä aineita

ominaista hajua. Hiilivedyt, joiden molekyyleissä on enintään yksi bentseenirengas, ovat kevyempiä kuin vesi. Aromaattiset hiilivedyt liukenevat heikosti veteen.

Aromaattisten hiilivetyjen IR-spektreille on pääasiassa tunnusomaista kolme aluetta:

1) noin 3000 cm-1 C-H venytysvärähtelyjen vuoksi;

2) 1600–1500 cm-1 alue, joka liittyy aromaattisten hiili-hiilisidosten runkovärähtelyihin ja vaihtelee merkittävästi piikkien paikoissa rakenteesta riippuen;

3) aromaattisen renkaan C-H:n taivutusvärähtelyihin liittyvä alue alle 900 cm-1.

Kemialliset ominaisuudet Aromaattisten hiilivetyjen tärkeimmät yleiset kemialliset ominaisuudet ovat

niiden taipumus substituutioreaktioihin ja bentseeniytimen korkea lujuus.

Bentseenihomologien molekyylissä on bentseeniydin ja sivuketju, esimerkiksi hiilivedyssä C6H5-C2H5, C6H5-ryhmä on bentseeniydin ja C2H5 on sivuketju. Ominaisuudet

Bentseenirengas bentseenihomologien molekyyleissä lähestyy itse bentseenin ominaisuuksia. Sivuketjujen, jotka ovat rasvahiilivetyjen jäämiä, ominaisuudet lähestyvät rasvahiilivetyjen ominaisuuksia.

Bentseenihiilivetyjen reaktiot voidaan jakaa neljään ryhmään.

33. Suuntaussäännöt bentseenin ytimessä

Tutkittaessa substituutioreaktioita bentseenin ytimessä havaittiin, että jos bentseeniytimessä on jo jokin substituenttiryhmä, niin toinen ryhmä siirtyy tiettyyn asemaan ensimmäisen substituentin luonteesta riippuen. Siten jokaisella bentseeniytimen substituentilla on tietty ohjaava tai orientoiva vaikutus.

Äskettäin lisätyn substituentin asemaan vaikuttaa myös itse substituentin luonne, ts. aktiivisen reagenssin elektrofiilinen tai nukleofiilinen luonne. Suurin osa tärkeimmistä bentseenirenkaan substituutioreaktioista on elektrofiilisiä substituutioreaktioita (protonin muodossa halkeavan vetyatomin korvaaminen positiivisesti varautuneella hiukkasella) - halogenointi, sulfonointi, nitrausreaktiot jne.

Kaikki korvikkeet on jaettu kahteen ryhmään niiden ohjaavan toiminnan luonteen mukaan.

1. Ensimmäisen tyyppiset substituentit reaktioissa elektrofiilinen substituutio ohjaa seuraavat lisätyt ryhmät orto- ja para-asemiin.

Tällaisia ​​substituentteja ovat esimerkiksi seuraavat ryhmät, jotka on järjestetty niiden ohjausvoiman mukaan laskevaan järjestykseen: -NH2, -OH, -CH3.

2. Toisen tyypin substituentit reaktioissa elektrofiilinen substituutio ohjaa seuraavat lisätyt ryhmät meta-asemaan.

Tällaisia ​​substituentteja ovat seuraavat ryhmät, jotka on järjestetty niiden ohjaavan voiman mukaan laskevaan järjestykseen: -NO2, -C≡N, -SO3H.

Ensimmäisen tyypin substituentit sisältävät yksittäisiä sidoksia; toisen tyyppisille substituenteille on tunnusomaista kaksois- tai kolmoissidosten läsnäolo.

Ensimmäisen tyyppiset substituentit helpottavat valtaosassa tapauksia substituutioreaktioita. Esimerkiksi bentseenin nitraattia varten sinun on lämmitettävä se väkevän typpi- ja rikkihapon seoksella, kun taas fenoli C6 H5 OH voidaan onnistuneesti

nitraatti laimealla typpihapolla huoneenlämpötilassa orto- ja paranitrofenolin muodostamiseksi.

Toisen tyypin substituentit estävät yleensä substituutioreaktiot kokonaan. Erityisen vaikeaa on substituutio orto- ja para-asennossa, ja substituutio meta-asennossa on suhteellisen helpompaa.

Tällä hetkellä substituenttien vaikutus selittyy sillä, että ensimmäisen tyypin substituentit ovat elektroneja luovuttavia (luovuttavia elektroneja), eli niiden elektronipilvet siirtyvät kohti bentseeniydintä, mikä lisää vetyatomien reaktiivisuutta.

Vetyatomien reaktiivisuuden lisääntyminen renkaassa helpottaa elektrofiilisten substituutioreaktioiden kulkua. Joten esimerkiksi hydroksyylin läsnäollessa happiatomin vapaat elektronit siirtyvät renkaan suuntaan, mikä lisää elektronitiheyttä renkaassa ja elektronitiheys kasvaa erityisesti hiiliatomeilla orto- ja para-asemassa renkaaseen nähden. substituentti.

34. Korvaussäännöt bentseenirenkaassa

Bentseenirenkaan substituutiosäännöillä on suuri käytännön merkitys, koska niiden avulla voidaan ennustaa reaktion kulku ja valita oikea polku yhden tai toisen halutun aineen synteesille.

Aromaattisten sarjojen elektrofiilisten substituutioreaktioiden mekanismi. Nykyaikaiset tutkimusmenetelmät ovat mahdollistaneet suurelta osin aromaattisten sarjojen substituutiomekanismin selvittämisen. Mielenkiintoista on, että monessa suhteessa, erityisesti ensimmäisissä vaiheissa, elektrofiilisen substituution mekanismi aromaattisessa sarjassa osoittautui samanlaiseksi kuin elektrofiilisen lisäyksen mekanismi rasvasarjassa.

Ensimmäinen vaihe elektrofiilisessä substituutiossa on (kuten elektrofiilisessä addiossa) p-kompleksin muodostaminen. Elektrofiilinen partikkeli Xd+ sitoutuu bentseenirenkaan kaikkiin kuuteen p-elektroniin.

Toinen vaihe on p-kompleksin muodostuminen. Tässä tapauksessa elektrofiilinen hiukkanen "vetää" ulos kaksi elektronia kuudesta p-elektronista muodostaen tavallisen kovalenttisen sidoksen. Tuloksena olevalla p-kompleksilla ei ole enää aromaattista rakennetta: se on epästabiili karbokationi, jossa neljä delokalisoidussa tilassa olevaa p-elektronia on jakautunut viiden hiiliatomin kesken, kun taas kuudes hiiliatomi siirtyy tyydyttyneeseen tilaan. Lisätty substituentti X ja vetyatomi ovat tasossa, joka on kohtisuorassa kuusijäsenisen renkaan tasoon nähden. S-kompleksi on välituote, jonka muodostuminen ja rakenne on todistettu useilla menetelmillä, erityisesti spektroskopialla.

Elektrofiilisen substituution kolmas vaihe on S-kompleksin stabilointi, joka saavutetaan eliminoimalla vetyatomi protonin muodossa. Kaksi elektronia, jotka osallistuvat CH-sidoksen muodostumiseen, protonin poistamisen jälkeen yhdessä neljän viiden hiiliatomin siirretyn elektronin kanssa antavat substituoidun bentseenin tavanomaisen vakaan aromaattisen rakenteen. Katalyytin (yleensä A1Cl3) rooli tässä tapauksessa

Prosessi koostuu halogeenialkyylin polarisaation vahvistamisesta muodostamalla positiivisesti varautunut hiukkanen, joka tulee elektrofiiliseen substituutioreaktioon.

Lisäysreaktiot Bentseenihiilivedyt reagoivat erittäin vaikeasti

poista väri bromivedellä ja KMnO4-liuoksella. Kuitenkin erityisissä reaktio-olosuhteissa

yhteydet ovat edelleen mahdollisia. 1. Halogeenien lisääminen.

Happi tässä reaktiossa toimii negatiivisena katalyyttinä: sen läsnä ollessa reaktio ei etene. Vedyn lisäys katalyytin läsnä ollessa:

C6H6 + 3H2 → C6H12

2. Aromaattisten hiilivetyjen hapetus.

Bentseeni itsessään kestää poikkeuksellisen hapettumista - kestävämpi kuin parafiinit. Bentseenihomologien energeettisten hapettimien (KMnO4 happamassa väliaineessa jne.) vaikutuksesta bentseenin ydin ei hapetu, kun taas sivuketjut hapettuvat, jolloin muodostuu aromaattisia happoja.

Luonnollisia hiilivetyjen lähteitä ovat fossiiliset polttoaineet - öljy ja

kaasua, hiiltä ja turvetta. Raakaöljy- ja kaasuesiintymät syntyivät 100-200 miljoonaa vuotta sitten

takaisin mikroskooppisista meren kasveista ja eläimistä, jotka osoittautuivat olevan

sisältyy meren pohjalle muodostuneisiin sedimenttikiviin, toisin kuin

että hiiltä ja turvetta alkoi muodostua kasveista 340 miljoonaa vuotta sitten,

kasvaa kuivalla maalla.

Maakaasua ja raakaöljyä löytyy yleensä veden mukana

öljyä sisältävät kerrokset sijaitsevat kivikerrosten välissä (kuva 2). Termi

"maakaasu" koskee myös kaasuja, jotka muodostuvat luonnossa

hiilen hajoamisen seurauksena. Maakaasu ja raakaöljy

kehitetty kaikilla mantereilla Etelämannerta lukuun ottamatta. suurin

maakaasun tuottajia maailmassa ovat Venäjä, Algeria, Iran ja

Yhdysvallat. Suurimmat raakaöljyn tuottajat ovat

Venezuela, Saudi-Arabia, Kuwait ja Iran.

Maakaasu koostuu pääasiassa metaanista (taulukko 1).

Raakaöljy on öljyinen neste, jonka väri voi

olla monipuolisin - tummanruskeasta tai vihreästä melkein

väritön. Se sisältää suuren määrän alkaaneja. Niiden joukossa ovat

suoraketjuiset alkaanit, haaraketjuiset alkaanit ja sykloalkaanit atomien lukumäärällä

hiili viidestä 40:een. Näiden sykloalkaanien teollinen nimi on numeroitu. SISÄÄN

raakaöljy sisältää lisäksi noin 10 % aromaattista

hiilivetyjä sekä pieni määrä muita yhdisteitä, jotka sisältävät

rikkiä, happea ja typpeä.

Taulukko 1 Maakaasun koostumus

Kivihiili on vanhin tunnettu energialähde

ihmiskunta. Se on mineraali (kuva 3), josta muodostui

kasviaine muodonmuutoksen aikana. Metamorfinen

kutsutaan kiviksi, joiden koostumus on muuttunut olosuhteissa

korkeita paineita ja korkeita lämpötiloja. Ensimmäisen vaiheen tuote

hiilen muodostumisprosessi on turvetta, joka on

hajotettu orgaaninen aines. Hiili muodostuu turpeesta jälkeen

se on peitetty sedimenttikivillä. Näitä sedimenttikiviä kutsutaan

ylikuormitettu. Ylikuormitettu sade alentaa turpeen kosteutta.

Hiilen luokittelussa käytetään kolmea kriteeriä: puhtaus (määritetään

suhteellinen hiilipitoisuus prosentteina); tyyppi (määritelty

alkuperäisen kasviaineen koostumus); arvosana (riippuen

metamorfian aste).

Taulukko 2 Joidenkin polttoainetyyppien hiilipitoisuus ja niiden lämpöarvo

kyky

Huonoimman luokan fossiiliset hiilet ovat ruskohiili ja

ruskohiili (taulukko 2). Ne ovat lähinnä turvetta ja niille on ominaista suhteellisen

ominaista alhaisempi kosteuspitoisuus ja sitä käytetään laajalti

ala. Kuivin ja kovin kivihiililaatu on antrasiitti. Hänen

käytetään kodin lämmitykseen ja ruoanlaittoon.

Viime vuosina tekniikan kehityksen ansiosta se on yleistynyt

hiilen taloudellinen kaasutus. Hiilen kaasutustuotteita ovat mm

hiilimonoksidi, hiilidioksidi, vety, metaani ja typpi. Niitä käytetään mm

kaasumaisena polttoaineena tai raaka-aineena erilaisten valmistukseen

kemikaalit ja lannoitteet.

Hiili, kuten jäljempänä kerrotaan, on tärkeä raaka-aineen lähde

aromaattiset yhdisteet. Hiili edustaa

monimutkainen seos kemikaaleja, jotka sisältävät hiiltä,

vetyä ja happea sekä pieniä määriä typpeä, rikkiä ja muita epäpuhtauksia

elementtejä. Lisäksi hiilen koostumus sisältää sen laadusta riippuen

vaihtelevia määriä kosteutta ja erilaisia ​​mineraaleja.

Hiilivetyjä esiintyy luonnossa paitsi fossiilisissa polttoaineissa, myös niissä

joissakin biologista alkuperää olevissa materiaaleissa. luonnonkumi

on esimerkki luonnollisesta hiilivetypolymeeristä. kumimolekyyli

koostuu tuhansista rakenneyksiköistä, jotka ovat metyylibuta-1,3-dieeni

(isopreeni);

luonnonkumi. Noin 90 % luonnonkumia, joka

tällä hetkellä louhitaan kaikkialla maailmassa, saatu brasilialaiselta

kumipuu Hevea brasiliensis, jota viljellään pääasiassa

Aasian päiväntasaajan maat. Tämän puun mehu, joka on lateksia

(polymeerin kolloidinen vesiliuos), kerätty veitsellä tehdyistä viilloista

haukkua. Lateksi sisältää noin 30 % kumia. Sen pieniä palasia

suspendoituneena veteen. Mehu kaadetaan alumiinisäiliöihin, joihin lisätään happoa,

saa kumin koaguloitumaan.

Myös monet muut luonnonyhdisteet sisältävät rakenteellista isopreeniä

fragmentteja. Esimerkiksi limoneeni sisältää kaksi isopreeniosaa. Limoneeni

on sitrushedelmien kuoresta uutettujen öljyjen pääkomponentti,

kuten sitruunat ja appelsiinit. Tämä yhteys kuuluu yhteyksien luokkaan,

kutsutaan terpeeneiksi. Terpeenit sisältävät 10 hiiliatomia molekyyleissään (C

10-yhdistettä) ja sisältävät kaksi isopreenifragmenttia, jotka on liitetty toisiinsa

toinen peräkkäin ("päästä häntään"). Yhdisteet, joissa on neljä isopreenia

Fragmentteja (C 20 -yhdisteitä) kutsutaan diterpeeneiksi ja kuudella

isopreenifragmentit - triterpeenit (C30-yhdisteet). Skvaleeni

hainmaksaöljyssä on triterpeeniä.

Tetraterpeenit (C40-yhdisteet) sisältävät kahdeksan isopreenia

fragmentteja. Tetraterpeenejä löytyy kasvi- ja eläinrasvojen pigmenteistä.

alkuperää. Niiden väritys johtuu pitkän konjugoidun järjestelmän läsnäolosta

kaksoissidoksia. Esimerkiksi β-karoteeni on vastuussa ominaisesta oranssista

porkkanoiden värjäys.

Öljyn ja hiilen käsittelytekniikka

XIX vuosisadan lopussa. Lämpövoimatekniikan, liikenteen, konepajatekniikan, sotilasteollisuuden ja useiden muiden teollisuudenalojen edistyksen vaikutuksesta kysyntä on kasvanut mittaamatta ja uudentyyppisille polttoaineille ja kemiallisille tuotteille on kipeästi tarvetta.

Tänä aikana öljynjalostusteollisuus syntyi ja kehittyi nopeasti. Valtavan sysäyksen öljynjalostusteollisuuden kehitykselle antoi öljytuotteilla toimivan polttomoottorin keksintö ja nopea leviäminen. Hiilen käsittelytekniikka, joka ei ole vain yksi pääpolttoainelajeista, mutta joka on erityisen huomionarvoista, tuli tarkastelujaksolla kemianteollisuuden välttämättömäksi raaka-aineeksi, kehittyi myös voimakkaasti. Suuri rooli tässä asiassa oli koksikemialla. Aiemmin rautametallurgialle koksia toimittaneet koksitehtaat muuttuivat koksikemian yrityksiksi, jotka tuottivat myös useita arvokkaita kemiallisia tuotteita: koksikaasua, raakabentseeniä, kivihiilitervaa ja ammoniakkia.

Synteettisten orgaanisten aineiden ja materiaalien tuotanto alkoi kehittyä öljyn ja hiilen jalostustuotteiden pohjalta. Niitä käytetään laajasti raaka-aineina ja puolivalmisteina kemianteollisuuden eri aloilla.

Lippu numero 10

Kohde. Yleistää tietoa orgaanisten yhdisteiden luonnollisista lähteistä ja niiden käsittelystä; osoittavat petrokemian ja koksikemian menestykset ja kehitysnäkymät, niiden roolin maan teknisessä kehityksessä; syventää talousmaantieteen kurssin tietämystä kaasuteollisuudesta, kaasunkäsittelyn nykyaikaisista suunnista, raaka-aineista ja energiaongelmista; kehittää itsenäisyyttä oppikirjan, hakuteoksen ja populaaritieteellisen kirjallisuuden parissa.

SUUNNITELMA

Luonnolliset hiilivetyjen lähteet. Maakaasu. Liittyvät maaöljykaasut.
Öljy ja öljytuotteet, niiden käyttö.
Terminen ja katalyyttinen krakkaus.
Koksin tuotanto ja nestemäisen polttoaineen saannin ongelma.
OJSC Rosneft-KNOSin kehityksen historiasta.
Tehtaan tuotantokapasiteetti. Valmistetut tuotteet.
Yhteydenpito kemian laboratorion kanssa.
Ympäristönsuojelu tehtaalla.
Kasvisuunnitelmia tulevaisuutta varten.

Luonnolliset hiilivetyjen lähteet.
Maakaasu. Liittyvät maaöljykaasut

Ennen suurta isänmaallista sotaa teollisuusosakkeet maakaasu tunnettiin Karpaattien alueella, Kaukasuksella, Volgan alueella ja pohjoisessa (Komin ASSR). Maakaasuvarantojen tutkiminen liittyi vain öljyn etsintään. Teolliset maakaasuvarat vuonna 1940 olivat 15 miljardia m 3 . Sitten löydettiin kaasukenttiä Pohjois-Kaukasiassa, Transkaukasiassa, Ukrainassa, Volgan alueella, Keski-Aasiassa, Länsi-Siperiassa ja Kaukoidässä. Päällä
1. tammikuuta 1976 tutkitut maakaasuvarat olivat 25,8 biljoonaa m 3 , josta 4,2 biljoonaa m 3 (16,3 %) Neuvostoliiton Euroopan osassa, 21,6 biljoonaa m 3 (83,7 %), mukaan lukien
18,2 biljoonaa m 3 (70,5 %) - Siperiassa ja Kaukoidässä, 3,4 biljoonaa m 3 (13,2 %) - Keski-Aasiassa ja Kazakstanissa. 1. tammikuuta 1980 potentiaaliset maakaasuvarat olivat 80–85 biljoonaa m 3 , tutkitut - 34,3 biljoonaa m 3 . Lisäksi varantojen kasvu johtui pääasiassa maan itäosista löydettyjen esiintymien vuoksi – siellä tutkitut varat olivat noin n.
30,1 biljoonaa m 3 , mikä oli 87,8 % koko unionin kokonaismäärästä.
Nykyään Venäjällä on 35 % maailman maakaasuvarannoista, mikä on yli 48 biljoonaa m 3 . Maakaasun pääasialliset esiintymisalueet Venäjällä ja IVY-maissa (kentät):

Länsi-Siperian öljy- ja kaasumaakunta:
Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye, Nadymskoye, Tazovskoye – Jamalo-Nenetsien autonominen piirikunta;
Pokhromskoye, Igrimskoye - Berezovskaya kaasua sisältävä alue;
Meldzhinskoye, Luginetskoye, Ust-Silginskoye - Vasyuganin kaasua sisältävä alue.
Volga-Ural öljy- ja kaasumaakunta:
merkittävin on Vuktylskoye Timan-Pechoran öljy- ja kaasualueella.
Keski-Aasia ja Kazakstan:
Keski-Aasian merkittävin on Gazli, Ferganan laaksossa;
Kyzylkum, Bairam-Ali, Darvaza, Achak, Shatlyk.
Pohjois-Kaukasia ja Transkaukasia:
Karadag, Duvanny - Azerbaidžan;
Dagestanin valot - Dagestan;
Severo-Stavropolskoye, Pelagiadinskoye - Stavropolin alue;
Leningradskoje, Maykopskoye, Staro-Minskoye, Berezanskoye - Krasnodarin alue.

Maakaasuesiintymiä tunnetaan myös Ukrainassa, Sahalinissa ja Kaukoidässä.
Maakaasuvarantojen osalta Länsi-Siperia erottuu (Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye). Teollisuusvarannot ovat täällä 14 biljoonaa m 3 . Jamalin kaasukondensaattikentät (Bovanenkovskoje, Kruzenshternskoje, Kharasaveyskoye jne.) ovat nyt erityisen tärkeitä. Niiden perusteella toteutetaan Yamal-Europe-hanketta.
Maakaasun tuotanto on erittäin keskittynyttä ja keskittynyt alueille, joilla on suurimmat ja kannattavimmat esiintymät. Vain viisi esiintymää - Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye ja Orenburgskoye - sisältävät 1/2 Venäjän teollisuusvaroista. Medvezhyen varannon arvioidaan olevan 1,5 biljoonaa m 3 ja Urengoyn 5 biljoonaa m 3 .
Seuraava piirre on maakaasun tuotantolaitosten dynaaminen sijainti, joka selittyy tunnistettujen resurssien rajojen nopealla laajentumisella sekä niiden suhteellisen helppoudella ja halvuudella osallistua kehittämiseen. Lyhyessä ajassa tärkeimmät maakaasun tuotantokeskukset siirtyivät Volgan alueelta Ukrainaan, Pohjois-Kaukasiaan. Lisää alueellisia muutoksia aiheutti esiintymien kehittyminen Länsi-Siperiassa, Keski-Aasiassa, Uralilla ja pohjoisessa.

Neuvostoliiton romahtamisen jälkeen Venäjällä maakaasun tuotanto laski. Pudotus havaittiin pääasiassa pohjoisella talousalueella (8 miljardia kuutiometriä vuonna 1990 ja 4 miljardia kuutiometriä vuonna 1994), Uralilla (43 miljardia m 3 ja 35 miljardia m 3 )
555 miljardia m 3 ) ja Pohjois-Kaukasiassa (6 ja 4 miljardia m 3 ). Maakaasun tuotanto pysyi samalla tasolla Volgan alueella (6 miljardia kuutiometriä) ja Kaukoidän talousalueilla.
Vuoden 1994 lopussa tuotannon taso oli nousussa.
Entisen Neuvostoliiton tasavalloista eniten kaasua tuottaa Venäjän federaatio, toisella sijalla on Turkmenistan (yli 1/10), jota seuraavat Uzbekistan ja Ukraina.
Erityisen tärkeää on maakaasun louhinta Maailman valtameren hyllyltä. Vuonna 1987 offshore-kentillä tuotettiin 12,2 miljardia m 3 eli noin 2 % maassa tuotetusta kaasusta. Saman vuoden kaasuntuotanto oli 41,9 miljardia kuutiometriä. Monilla alueilla yksi kaasumaisen polttoaineen varannoista on hiilen ja liuskeen kaasutus. Hiilen maanalainen kaasutus tapahtuu Donbassissa (Lysichansk), Kuzbassissa (Kiselevsk) ja Moskovan altaassa (Tula).
Maakaasu on ollut ja on edelleen tärkeä vientituote Venäjän ulkomaankaupassa.
Tärkeimmät maakaasun käsittelykeskukset sijaitsevat Uralilla (Orenburg, Shkapovo, Almetyevsk), Länsi-Siperiassa (Nižnevartovsk, Surgut), Volgan alueella (Saratov), ​​Pohjois-Kaukasiassa (Grozny) ja muissa kaasu- kantavia provinsseja. Voidaan huomata, että kaasunkäsittelylaitokset pyrkivät käyttämään raaka-ainelähteitä - esiintymiä ja suuria kaasuputkia.
Maakaasun tärkein käyttötarkoitus on polttoaine. Viime aikoina on ollut suuntaus kohti maakaasun osuuden kasvua maan polttoainetaseessa.

Arvostetuin korkean metaanipitoisuuden omaava maakaasu on Stavropol (97,8 % CH 4), Saratov (93,4 %), Urengoy (95,16 %).
Maakaasuvarat planeetallamme ovat erittäin suuret (noin 1015 m 3). Venäjällä tunnetaan yli 200 esiintymää, jotka sijaitsevat Länsi-Siperiassa, Volga-Ural-altaassa, Pohjois-Kaukasiassa. Venäjä on maailman ykkönen maakaasuvaroilla mitattuna.
Maakaasu on arvokkain polttoaine. Kaasua poltettaessa vapautuu paljon lämpöä, joten se toimii energiatehokkaana ja halvana polttoaineena kattilalaitoksissa, masuuneissa, tulisijauuneissa ja lasinsulatusuuneissa. Maakaasun käyttö tuotannossa mahdollistaa työn tuottavuuden merkittävän lisäämisen.
Maakaasu on raaka-aineen lähde kemianteollisuudelle: asetyleenin, eteenin, vedyn, noen, erilaisten muovien, etikkahapon, väriaineiden, lääkkeiden ja muiden tuotteiden tuotannossa.

Liittynyt öljykaasu- tämä on kaasu, joka esiintyy yhdessä öljyn kanssa, se liukenee öljyyn ja sijaitsee sen yläpuolella muodostaen "kaasukorkin" paineen alaisena. Kaivon ulostulossa paine laskee ja siihen liittyvä kaasu erotetaan öljystä. Tätä kaasua ei käytetty aiemmin, vaan se yksinkertaisesti poltettiin. Sitä otetaan parhaillaan talteen ja käytetään polttoaineena ja arvokkaana kemiallisena raaka-aineena. Liitännäiskaasujen käyttömahdollisuudet ovat jopa laajemmat kuin maakaasulla. niiden koostumus on rikkaampi. Liitännäiskaasut sisältävät vähemmän metaania kuin maakaasu, mutta ne sisältävät huomattavasti enemmän metaanihomologeja. Liittyvän kaasun järkevämpää käyttöä varten se jaetaan kapeamman koostumuksen omaaviin seoksiin. Erottamisen jälkeen saadaan kaasubensiini, propaani ja butaani, kuivaa kaasua. Myös yksittäisiä hiilivetyjä uutetaan - etaania, propaania, butaania ja muita. Dehydraamalla niitä saadaan tyydyttymättömiä hiilivetyjä - eteeniä, propeenia, butyleeniä jne.

Öljy ja öljytuotteet, niiden käyttö

Öljy on öljyinen neste, jolla on pistävä haju. Sitä esiintyy monissa paikoissa maapallolla ja se kyllästää huokoisia kiviä eri syvyyksillä.
Useimpien tutkijoiden mukaan öljy on aikoinaan maapallolla asuneiden kasvien ja eläinten geokemiallisesti muuttuneita jäänteitä. Tätä öljyn orgaanisen alkuperän teoriaa tukee se tosiasia, että öljy sisältää joitain typpipitoisia aineita - kasvikudoksissa olevien aineiden hajoamistuotteita. On olemassa myös teorioita öljyn epäorgaanisesta alkuperästä: sen muodostuminen veden vaikutuksesta maapallon kerroksissa kuumiin metallikarbideihin (metalliyhdisteisiin hiilen kanssa), jota seuraa tuloksena olevien hiilivetyjen muutos vaikutuksen alaisena. korkea lämpötila, korkea paine, altistuminen metalleille, ilmalle, vedylle jne.
Kun öljyä uutetaan öljyä sisältävistä kerroksista, jotka joskus sijaitsevat maankuoressa useiden kilometrien syvyydessä, öljy joko nousee pintaan siinä olevien kaasujen paineen alaisena tai pumpataan pois pumpuilla.

Öljyteollisuus on nykyään suuri kansantalouden kompleksi, joka elää ja kehittyy omien lakiensa mukaan. Mitä öljy merkitsee tänään maan kansantaloudelle? Öljy on petrokemian raaka-aine synteettisen kumin, alkoholien, polyeteenin, polypropeenin, monenlaisten erilaisten muovien ja niistä valmistettujen valmiiden tuotteiden, tekokankaiden tuotannossa; lähde moottoripolttoaineiden (bensiini, kerosiini, diesel ja lentopolttoaineet), öljyjen ja voiteluaineiden sekä kattila- ja uunipolttoaineen (polttoöljy), rakennusmateriaalien (bitumi, terva, asfaltti) tuotantoon; raaka-aine useiden proteiinivalmisteiden saamiseksi, joita käytetään lisäaineina karjan rehussa sen kasvun stimuloimiseksi.
Öljy on kansallinen rikkautemme, maan voiman lähde, sen talouden perusta. Venäjän öljykompleksi sisältää 148 tuhatta öljykaivoa, 48,3 tuhatta km pääöljyputkia, 28 öljynjalostamoa, joiden kokonaiskapasiteetti on yli 300 miljoonaa tonnia öljyä vuodessa, sekä lukuisia muita tuotantolaitoksia.
Öljyteollisuuden ja sen palvelualojen yrityksissä työskentelee noin 900 000 työntekijää, joista noin 20 000 henkilöä tieteen ja tieteellisten palveluiden alalla.
Polttoaineteollisuuden rakenteessa on viime vuosikymmeninä tapahtunut perustavanlaatuisia muutoksia, jotka liittyvät kivihiiliteollisuuden osuuden vähenemiseen sekä öljyn ja kaasun tuotannon ja jalostusteollisuuden kasvuun. Jos vuonna 1940 ne olivat 20,5%, vuonna 1984 - 75,3% mineraalipolttoaineen kokonaistuotannosta. Nyt maakaasu ja avolouhoshiili nousevat etualalle. Öljyn kulutus energiatarkoituksiin vähenee, päinvastoin sen käyttö kemiallisena raaka-aineena laajenee. Tällä hetkellä polttoaine- ja energiataserakenteessa öljyn ja kaasun osuus on 74 %, kun taas öljyn osuus on laskussa, kun taas kaasun osuus kasvaa ja on noin 41 %. Hiilen osuus on 20 %, loput 6 % sähköä.
Dubininin veljekset aloittivat öljynjalostuksen Kaukasuksella. Ensisijainen öljynjalostus koostuu sen tislauksesta. Tislaus suoritetaan jalostamoissa öljykaasujen erotuksen jälkeen.

Öljystä eristetään erilaisia ​​tuotteita, joilla on suuri käytännön merkitys. Ensin siitä poistetaan liuenneet kaasumaiset hiilivedyt (pääasiassa metaani). Haihtuvien hiilivetyjen tislauksen jälkeen öljy kuumennetaan. Hiilivedyt, joissa on pieni määrä hiiliatomeja molekyylissä ja joilla on suhteellisen alhainen kiehumispiste, menevät ensimmäisinä höyrytilaan ja tislataan pois. Seoksen lämpötilan noustessa tislataan korkeamman kiehumispisteen omaavat hiilivedyt. Tällä tavalla voidaan kerätä yksittäisiä öljyseoksia (fraktioita). Useimmiten tällä tislauksella saadaan neljä haihtuvaa fraktiota, jotka sitten erotetaan edelleen.
Tärkeimmät öljyjakeet ovat seuraavat.
Bensiinifraktio, kerätty 40 - 200 °C, sisältää hiilivetyjä C 5 H 12 - C 11 H 24. Kun eristettyä fraktiota tislataan edelleen, bensiini (t kip = 40–70 °C), bensiini
(t kip \u003d 70–120 ° С) - lento, auto jne.
Teollisuusbensiinin fraktio, kerätty välillä 150-250 °C, sisältää hiilivetyjä C8H18-C14H30. Teollisuusbensiiniä käytetään traktoreiden polttoaineena. Suuria määriä teollisuusbensiiniä jalostetaan bensiiniksi.
Kerosiinifraktio kattaa hiilivedyt C 12 H 26 - C 18 H 38 , joiden kiehumispiste on 180 - 300 °C. Jalostuksen jälkeen kerosiinia käytetään polttoaineena traktoreissa, suihkukoneissa ja raketteissa.
Kaasuöljyfraktio (t paali > 275 °C), kutsutaan toisin diesel polttoaine.
Jäännös öljyn tislauksen jälkeen - polttoöljy- sisältää hiilivetyjä, joissa on suuri määrä hiiliatomeja (jopa useita kymmeniä) molekyylissä. Polttoöljy fraktioidaan myös alipainetislauksella hajoamisen välttämiseksi. Tämän seurauksena hanki aurinkoöljyt(diesel polttoaine), voiteluöljyt(autotraktori, ilmailu, teollisuus jne.), vaseliini(teknistä vaseliinia käytetään metallituotteiden voiteluun suojaamaan niitä korroosiolta, puhdistettua vaseliinia käytetään kosmetiikan ja lääketieteen pohjana). Joistakin öljytyypeistä parafiini(tikkujen, kynttilöiden jne. tuotantoon). Polttoöljystä jää haihtuvien komponenttien tislauksen jälkeen terva. Sitä käytetään laajalti tienrakennuksessa. Voiteluöljyiksi jalostuksen lisäksi polttoöljyä käytetään nestemäisenä polttoaineena kattilalaitoksissa. Öljyn tislauksessa saatu bensiini ei riitä kattamaan kaikkia tarpeita. Parhaassa tapauksessa jopa 20 % bensiinistä saadaan öljystä, loput ovat korkealla kiehuvia tuotteita. Tässä suhteessa kemian tehtävänä oli löytää tapoja saada bensiiniä suuria määriä. Kätevä tapa löydettiin A. M. Butlerovin luoman orgaanisten yhdisteiden rakenteen teorian avulla. Korkealla kiehuvat öljyn tislaustuotteet eivät sovellu käytettäväksi moottoripolttoaineena. Niiden korkea kiehumispiste johtuu siitä, että tällaisten hiilivetyjen molekyylit ovat liian pitkiä ketjuja. Jos suuria, jopa 18 hiiliatomia sisältäviä molekyylejä hajotetaan, saadaan matalalla kiehuvia tuotteita, kuten bensiiniä. Tätä tapaa seurasi venäläinen insinööri V.G. Shukhov, joka kehitti vuonna 1891 menetelmän monimutkaisten hiilivetyjen pilkkomiseen, jota myöhemmin kutsuttiin krakkaukseksi (joka tarkoittaa halkeilua).

Krakkauksen perustavanlaatuinen parannus oli katalyyttisen krakkausprosessin käyttöönotto käytännössä. Tämän prosessin suoritti ensimmäisen kerran vuonna 1918 N.D. Zelinsky. Katalyyttinen krakkaus mahdollisti lentobensiinin saamisen suuressa mittakaavassa. Katalyyttisissä krakkausyksiköissä 450 °C:n lämpötilassa katalyyttien vaikutuksesta pitkät hiiliketjut halkeavat.

Terminen ja katalyyttinen krakkaus

Pääasiallinen tapa käsitellä öljyfraktioita ovat erilaiset krakkaukset. Ensimmäistä kertaa (1871–1878) öljykrakkauksen suoritti laboratorio- ja puoliteollisessa mittakaavassa Pietarin teknologisen instituutin työntekijä A.A. Letniy. Ensimmäisen patentin krakkauslaitokselle haki Shukhov vuonna 1891. Krakkaus on yleistynyt teollisuudessa 1920-luvulta lähtien.
Krakkaus on hiilivetyjen ja muiden öljyn ainesosien lämpöhajoamista. Mitä korkeampi lämpötila, sitä suurempi krakkausnopeus ja sitä suurempi kaasujen ja aromaattisten aineiden saanto.
Öljyfraktioiden krakkaus tuottaa nestemäisten tuotteiden lisäksi äärimmäisen tärkeän raaka-aineen - tyydyttymättömiä hiilivetyjä (olefiineja) sisältäviä kaasuja.
On olemassa seuraavat päätyypit halkeilusta:
nestefaasi (20–60 atm, 430–550 °C), antaa tyydyttymätöntä ja kylläistä bensiiniä, bensiinin saanto on noin 50 %, kaasut 10 %;
headspace(normaali tai alennettu paine, 600 °C), antaa tyydyttymätöntä aromaattista bensiiniä, saanto on pienempi kuin nestefaasikrakkauksessa, muodostuu suuri määrä kaasuja;
pyrolyysi öljy (normaali tai alennettu paine, 650–700 °C), tuottaa aromaattisten hiilivetyjen (pyrobentseeni) seoksen, saanto noin 15%, yli puolet raaka-aineesta muuttuu kaasuiksi;
tuhoisa hydraus (vedyn paine 200–250 atm, 300–400 °C katalyyttien - raudan, nikkelin, volframin jne. - läsnä ollessa), antaa marginaalisen bensiinin, jonka saanto on jopa 90 %;
katalyyttinen krakkaus (300–500 °C katalyyttien – AlCl 3 , alumiinisilikaattien, MoS 3 , Cr 2 O 3 jne.) läsnä ollessa), tuottaa kaasumaisia ​​tuotteita ja korkealaatuista bensiiniä, jossa on pääosin aromaattisia ja tyydyttyneitä isorakenteisia hiilivetyjä.
Tekniikassa ns katalyyttinen reformointi– matalalaatuisten bensiinien muuntaminen korkeaoktaanisiksi bensiiniksi tai aromaattisiksi hiilivedyiksi.
Pääreaktiot krakkauksen aikana ovat hiilivetyketjujen halkeamisreaktiot, isomeroituminen ja syklisaatio. Vapailla hiilivetyradikaaleilla on valtava rooli näissä prosesseissa.

Koksin tuotanto
ja nestemäisen polttoaineen saannin ongelma

Osakkeet kivihiiltä luonnossa ylittävät öljyvarat. Siksi kivihiili on kemianteollisuuden tärkein raaka-aine.
Tällä hetkellä teollisuudessa käytetään useita kivihiilen käsittelytapoja: kuivatislaus (koksaus, puolikoksaus), hydraus, epätäydellinen palaminen ja kalsiumkarbidin tuotanto.

Kivihiilen kuivatislausta käytetään koksin saamiseksi metallurgiassa tai kotitalouskaasussa. Kivihiiltä koksattaessa saadaan koksia, kivihiilitervaa, tervavettä ja koksikaasuja.
Kivihiiliterva sisältää laajan valikoiman aromaattisia ja muita orgaanisia yhdisteitä. Se erotetaan useisiin fraktioihin tislaamalla normaalipaineessa. Aromaattisia hiilivetyjä, fenoleja jne. saadaan kivihiilitervasta.
koksaavat kaasut sisältävät pääasiassa metaania, eteeniä, vetyä ja hiilimonoksidia (II). Osa poltetaan, osa kierrätetään.
Hiilen hydraus suoritetaan 400–600 °C:ssa jopa 250 atm:n vetypaineessa katalyytin, rautaoksidien, läsnä ollessa. Tämä tuottaa nestemäisen seoksen hiilivetyjä, jotka tavallisesti hydrataan nikkelillä tai muilla katalyyteillä. Huonolaatuiset ruskohiilet voidaan hydrata.

Kalsiumkarbidi CaC 2 saadaan kivihiilestä (koksi, antrasiitti) ja kalkista. Myöhemmin se muunnetaan asetyleeniksi, jota käytetään kaikkien maiden kemianteollisuudessa jatkuvasti kasvavassa määrin.

OJSC Rosneft-KNOSin kehityksen historiasta

Laitoksen kehityksen historia liittyy läheisesti Kubanin öljy- ja kaasuteollisuuteen.
Öljyntuotannon alku maassamme on kaukana menneisyydestä. Takaisin X-luvulla. Azerbaidžan kävi öljykauppaa eri maiden kanssa. Kubanissa teollisuusöljyn kehitys alkoi vuonna 1864 Maykopin alueella. Kubanin alueen päällikön, kenraali Karmalinin pyynnöstä D.I. Mendelejev antoi vuonna 1880 lausunnon Kubanin öljypitoisuudesta: Ilskaya.
Ensimmäisten viisivuotissuunnitelmien aikana tehtiin laajamittaista etsintätyötä ja aloitettiin kaupallinen öljyntuotanto. Siihen liittyvää öljykaasua käytettiin osittain kotitalouksien polttoaineena työläisten asutuksissa, ja suurin osa tästä arvokkaasta tuotteesta poltettiin. Luonnonvarojen tuhlaamisen lopettamiseksi Neuvostoliiton öljyteollisuuden ministeriö päätti vuonna 1952 rakentaa kaasu- ja bensiinitehtaan Afipskin kylään.
Vuoden 1963 aikana allekirjoitettiin laki Afipskin kaasu- ja bensiinitehtaan ensimmäisen vaiheen käyttöönotosta.
Vuoden 1964 alussa Krasnodarin alueelta peräisin olevien kaasukondensaattien käsittely aloitettiin A-66-bensiinin ja dieselpolttoaineen tuotannolla. Raaka-aineena oli Kanevskyn, Berezanskyn, Leningradskyn, Maikopskyn ja muiden suurten kenttien kaasu. Tuotantoa parantaen tehtaan henkilökunta hallitsi B-70-lentobensiinin ja A-72-bensiinin tuotannon.
Elokuussa 1970 otettiin käyttöön kaksi uutta teknistä yksikköä kaasukondensaatin käsittelyyn aromaattisten aineiden (bentseeni, tolueeni, ksyleeni) tuotantoon: sekundääritislausyksikkö ja katalyyttinen reformointiyksikkö. Samalla rakennettiin puhdistamot biologisella jätevedenpuhdistuksella sekä laitoksen hyödyke- ja raaka-ainekanta.
Vuonna 1975 otettiin käyttöön ksyleenien tuotantolaitos, ja vuonna 1978 otettiin käyttöön tuontitehdas tolueenin demetylointilaitos. Tehdas on noussut yhdeksi Minneftepromin johtavista aromaattisten hiilivetyjen tuotannosta kemianteollisuudelle.
Yrityksen hallintorakenteen ja tuotantoyksiköiden organisoinnin parantamiseksi tammikuussa 1980 perustettiin tuotantoyhdistys Krasnodarnefteorgsintez. Yhdistykseen kuului kolme laitosta: Krasnodarin tehdas (toiminut elokuusta 1922), Tuapsen öljynjalostamo (toiminut vuodesta 1929) ja Afipskin öljynjalostamo (toiminut joulukuusta 1963).
Joulukuussa 1993 yritys organisoitiin uudelleen, ja toukokuussa 1994 Krasnodarnefteorgsintez OJSC nimettiin uudelleen Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC:ksi.

Artikkeli on laadittu Met S LLC:n tuella. Jos sinun on päästävä eroon valurautaisesta kylpyammeesta, pesualtaasta tai muusta metallijätteestä, paras ratkaisu olisi ottaa yhteyttä Met C -yritykseen. Verkkosivustolla, joka sijaitsee osoitteessa "www.Metalloloms.Ru", voit poistumatta näytön näytöltä tilata metalliromun purkamisen ja poiston edulliseen hintaan. Met S -yrityksessä työskentelee vain korkeasti koulutettuja asiantuntijoita, joilla on pitkä työkokemus.

Loppuu olemaan

Hiilivedyillä on suuri taloudellinen merkitys, koska ne toimivat tärkeimpänä raaka-aineena lähes kaikkien nykyaikaisen orgaanisen synteesiteollisuuden tuotteiden saamiseksi ja niitä käytetään laajalti energiatarkoituksiin. Ne näyttävät keräävän auringon lämpöä ja energiaa, jotka vapautuvat palamisen aikana. Turve, kivihiili, öljyliuske, öljy, luonnonkaasut ja niihin liittyvät maakaasut sisältävät hiiltä, ​​jonka yhdistelmään palamisen aikana hapen kanssa liittyy lämmön vapautumista.

hiiltä	turvetta	öljy	maakaasu
kiinteä	kiinteä	nestettä	kaasua
ilman hajua	ilman hajua	Vahva haju	ilman hajua
yhtenäinen koostumus	yhtenäinen koostumus	aineiden sekoitus	aineiden sekoitus
tummanvärinen kivi, jossa on korkea palavan aineen pitoisuus, joka johtuu erilaisten kasvien hautautumisesta sedimenttikerroksiin	soiden ja umpeen kasvaneiden järvien pohjalle kertynyt puolihajoanut kasvimassa	luonnollinen palava öljymäinen neste, koostuu nestemäisten ja kaasumaisten hiilivetyjen seoksesta	kaasuseos, joka muodostuu maan suolistossa orgaanisten aineiden anaerobisen hajoamisen aikana, kaasu kuuluu sedimenttikivien ryhmään
Lämpöarvo - kalorien määrä, joka vapautuu polttamalla 1 kg polttoainetta
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Hiili.

Kivihiili on aina ollut lupaava energian ja monien kemiallisten tuotteiden raaka-aine.

1800-luvulta lähtien kivihiilen ensimmäinen suuri kuluttaja on ollut liikenne, sitten hiiltä alettiin käyttää sähkön tuotantoon, metallurgiseen koksiin, erilaisten tuotteiden valmistukseen kemiallisen käsittelyn aikana, hiili-grafiittirakennemateriaaleihin, muoviin, vuorivahaan, synteettiset, nestemäiset ja kaasumaiset korkeakaloriset polttoaineet, runsaasti typpeä sisältävät hapot lannoitteiden valmistukseen.

Kivihiili on monimutkainen seos makromolekyyliyhdisteitä, jotka sisältävät seuraavat alkuaineet: C, H, N, O, S. Kivihiili sisältää öljyn tavoin suuren määrän erilaisia ​​orgaanisia aineita sekä epäorgaanisia aineita, kuten esim. , vesi, ammoniakki, rikkivety ja tietysti itse hiili - kivihiili.

Kivihiilen käsittelyssä on kolme pääsuuntaa: koksaus, hydraus ja epätäydellinen palaminen. Yksi tärkeimmistä kivihiilen käsittelytavoista on koksaus– kalsinointi ilman ilmaa koksausuuneissa 1000–1200°C lämpötilassa. Tässä lämpötilassa, ilman happea, kivihiili käy läpi monimutkaisimmat kemialliset muutokset, joiden seurauksena muodostuu koksia ja haihtuvia tuotteita:

1. koksikaasu (vety, metaani, hiilimonoksidi ja hiilidioksidi, ammoniakin epäpuhtaudet, typpi ja muut kaasut);

2. kivihiiliterva (useita satoja eri orgaanisia aineita, mukaan lukien bentseeni ja sen homologit, fenoli ja aromaattiset alkoholit, naftaleeni ja erilaiset heterosykliset yhdisteet);

3. supraterva eli ammoniakki, vesi (liuennut ammoniakki sekä fenoli, rikkivety ja muut aineet);

4. koksi (kiinteä koksauksen jäännös, käytännössä puhdas hiili).

Jäähtynyt koksi lähetetään metallurgisille laitoksille.

Kun haihtuvat tuotteet (koksauskaasu) jäähdytetään, kivihiiliterva ja ammoniakkivesi tiivistyvät.

Kun kondensoimattomat tuotteet (ammoniakki, bentseeni, vety, metaani, CO 2, typpi, eteeni jne.) johdetaan rikkihappoliuoksen läpi, eristetään ammoniumsulfaattia, jota käytetään mineraalilannoitteena. Bentseeni otetaan liuottimeen ja tislataan pois liuoksesta. Tämän jälkeen koksikaasua käytetään polttoaineena tai kemiallisena raaka-aineena. Kivihiilitervaa saadaan pieniä määriä (3 %). Mutta tuotannon laajuuden vuoksi kivihiilitervaa pidetään raaka-aineena useiden orgaanisten aineiden saamiseksi. Jos tuotteet, jotka kiehuvat 350 ° C:seen asti, ajetaan pois hartsista, jäljelle jää kiinteä massa - piki. Sitä käytetään lakkojen valmistukseen.

Hiilen hydraus suoritetaan 400–600 °C:n lämpötilassa jopa 25 MPa:n vedyn paineessa katalyytin läsnä ollessa. Tällöin muodostuu nestemäisten hiilivetyjen seos, jota voidaan käyttää moottoripolttoaineena. Nestemäisen polttoaineen saaminen hiilestä. Nestemäiset synteettiset polttoaineet ovat korkeaoktaanisia bensiiniä, dieseliä ja kattilapolttoaineita. Nestemäisen polttoaineen saamiseksi hiilestä on tarpeen lisätä sen vetypitoisuutta hydraamalla. Hydraus suoritetaan käyttämällä monikiertoa, jonka avulla voit muuttaa koko orgaanisen hiilen massan nesteeksi ja kaasuttaa. Tämän menetelmän etuna on heikkolaatuisen ruskohiilen hydrauksen mahdollisuus.

Hiilen kaasutus mahdollistaa heikkolaatuisen ruskean ja mustan hiilen käytön lämpövoimalaitoksilla saastuttamatta ympäristöä rikkiyhdisteillä. Tämä on ainoa menetelmä väkevän hiilimonoksidin (hiilimonoksidin) CO:n saamiseksi. Hiilen epätäydellinen palaminen tuottaa hiilimonoksidia (II). Katalyytillä (nikkeli, koboltti) normaali- tai korotetussa paineessa vetyä ja CO:ta voidaan käyttää tyydyttyneitä ja tyydyttymättömiä hiilivetyjä sisältävän bensiinin valmistukseen:

nCO+ (2n+1)H2 → CnH2n+2 + nH20;

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Jos kivihiilen kuivatislaus suoritetaan 500–550 °C:ssa, saadaan tervaa, jota bitumin ohella käytetään rakennusteollisuudessa sideaineena kattojen, vedeneristyspinnoitteiden (kattomateriaali, kattohuopa, jne.).

Luonnossa kivihiiltä löytyy seuraavilta alueilla: Moskovan alue, Etelä-Jakutskin allas, Kuzbass, Donbass, Pechora-allas, Tunguska-allas, Lena-allas.

Maakaasu.

Maakaasu on kaasuseos, jonka pääkomponentti on metaani CH 4 (75 - 98 % kentästä riippuen), loput etaania, propaania, butaania ja pieni määrä epäpuhtauksia - typpeä, hiilimonoksidia (IV ), rikkivetyä ja vesihöyryjä, ja lähes aina rikkivetyä ja öljyn orgaaniset yhdisteet - merkaptaanit. Juuri he antavat kaasulle erityisen epämiellyttävän hajun, ja palaessaan ne johtavat myrkyllisen rikkidioksidin SO 2 muodostumiseen.

Yleensä mitä suurempi hiilivedyn molekyylipaino on, sitä vähemmän sitä on maakaasussa. Eri kentiltä peräisin olevan maakaasun koostumus ei ole sama. Sen keskimääräinen koostumus tilavuusprosentteina on seuraava:

CH 4	C2H6	C3H8	C4H10	N 2 ja muut kaasut
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

Metaania muodostuu kasvi- ja eläintähteiden anaerobisessa (ilman pääsyä ilmaan) käymisprosessissa, joten sitä muodostuu pohjasedimentteihin ja sitä kutsutaan "suokaasuksi".

Metaanikertymät hydratoituneessa kiteisessä muodossa, ns metaanihydraatti, löytyy ikiroutakerroksen alta ja valtamerten suurista syvyyksistä. Matalissa lämpötiloissa (−800 ºC) ja korkeissa paineissa metaanimolekyylit sijaitsevat vesijään kidehilan onteloissa. Yhden kuutiometrin metaanihydraattia jäässä on 164 kuutiometriä kaasua "koipallolla".

Metaanihydraatin palaset näyttävät likaiselta jäältä, mutta ilmassa ne palavat kelta-sinisellä liekillä. Arviolta 10 000 - 15 000 gigatonnia hiiltä varastoituu planeetalle metaanihydraatin muodossa (giga on 1 miljardi). Tällaiset määrät ovat monta kertaa suurempia kuin kaikki tällä hetkellä tunnetut maakaasuvarat.

Maakaasu on uusiutuva luonnonvara, koska sitä syntetisoituu luonnossa jatkuvasti. Sitä kutsutaan myös "biokaasuksi". Siksi monet ympäristötutkijat yhdistävät nykyään ihmiskunnan vauraan olemassaolon näkymät juuri kaasun käyttöön vaihtoehtoisena polttoaineena.

Maakaasulla on polttoaineena suuria etuja kiinteisiin ja nestemäisiin polttoaineisiin verrattuna. Sen lämpöarvo on paljon korkeampi, poltettaessa se ei jätä tuhkaa, palamistuotteet ovat paljon ympäristöystävällisempiä. Siksi noin 90 % tuotetun maakaasun kokonaismäärästä poltetaan polttoaineena lämpövoimalaitoksissa ja kattilalaitoksissa, teollisuusyritysten lämpöprosesseissa ja jokapäiväisessä elämässä. Noin 10 % maakaasusta käytetään arvokkaana raaka-aineena kemianteollisuudelle: vedyn, asetyleenin, noen, erilaisten muovien ja lääkkeiden valmistukseen. Maakaasusta eristetään metaania, etaania, propaania ja butaania. Metaanista saatavilla tuotteilla on suuri teollinen merkitys. Metaania käytetään monien orgaanisten aineiden synteesiin - synteesikaasuun ja siihen perustuvien alkoholien edelleen synteesiin; liuottimet (hiilitetrakloridi, metyleenikloridi jne.); formaldehydi; asetyleeni ja noki.

Maakaasu muodostaa itsenäisiä esiintymiä. Palavien luonnonkaasujen pääesiintymät sijaitsevat Pohjois- ja Länsi-Siperiassa, Volga-Ural-altaassa, Pohjois-Kaukasiassa (Stavropol), Komin tasavallassa, Astrahanin alueella ja Barentsinmerellä.