Միայն ածխածնի և ջրածնի ատոմներ պարունակող միացություններ:

Ածխաջրածինները բաժանվում են ցիկլային (կարբոցիկլային միացություններ) և ացիկլիկ։

Ցիկլային (կարբոցիկլային) միացությունները կոչվում են միացություններ, որոնք ներառում են միայն ածխածնի ատոմներից բաղկացած մեկ կամ մի քանի ցիկլեր (ի տարբերություն հետերոատոմներ պարունակող հետերոցիկլիկ միացությունների՝ ազոտ, ծծումբ, թթվածին և այլն)։ Կարբոցիկլային միացություններն իրենց հերթին բաժանվում են արոմատիկ և ոչ արոմատիկ (ալիցիկլային) միացությունների։

Ոչ ցիկլային ածխաջրածինները ներառում են օրգանական միացություններ, որոնց մոլեկուլների ածխածնային կմախքը բաց շղթաներ են:

Այս շղթաները կարող են ձևավորվել միայնակ կապերով (ալ-կանես), պարունակում են մեկ կրկնակի կապ (ալկեններ), երկու կամ ավելի կրկնակի կապեր (դիեններ կամ պոլիեններ), մեկ եռակի կապ (ալկիններ):

Ինչպես գիտեք, ածխածնային շղթաները օրգանական նյութերի մեծ մասի մասն են կազմում: Այսպիսով, ածխաջրածինների ուսումնասիրությունը առանձնահատուկ նշանակություն ունի, քանի որ այդ միացությունները օրգանական միացությունների այլ դասերի կառուցվածքային հիմքն են։

Բացի այդ, ածխաջրածինները, հատկապես ալկանները, օրգանական միացությունների հիմնական բնական աղբյուրներն են և ամենակարևոր արդյունաբերական և լաբորատոր սինթեզների հիմքը (Սխեմա 1):

Դուք արդեն գիտեք, որ ածխաջրածինները քիմիական արդյունաբերության համար ամենակարևոր հումքն են: Իր հերթին, ածխաջրածինները բավականին տարածված են բնության մեջ և կարող են մեկուսացվել տարբեր բնական աղբյուրներից՝ նավթից, հարակից նավթից և բնական գազից, ածուխից: Դիտարկենք դրանք ավելի մանրամասն:

Յուղ- ածխաջրածինների բնական բարդ խառնուրդ, հիմնականում գծային և ճյուղավորված ալկաններ, որոնք պարունակում են մոլեկուլներում 5-ից 50 ածխածնի ատոմ, այլ օրգանական նյութերի հետ: Դրա բաղադրությունը զգալիորեն կախված է դրա արտադրության վայրից (պահեստից), այն կարող է, բացի ալկաններից, պարունակել ցիկլոալկաններ և անուշաբույր ածխաջրածիններ։

Նավթի գազային և պինդ բաղադրիչները լուծվում են նրա հեղուկ բաղադրիչների մեջ, ինչը որոշում է դրա ագրեգացման վիճակը։ Յուղը մուգ (շագանակագույնից մինչև սև) գույնի յուղոտ հեղուկ է՝ բնորոշ հոտով, ջրում չլուծվող։ Դրա խտությունը ջրի խտությունից փոքր է, հետևաբար, մտնելով դրա մեջ, նավթը տարածվում է մակերեսի վրա՝ կանխելով թթվածնի և այլ օդային գազերի լուծարումը ջրում։ Ակնհայտ է, որ բնական ջրային մարմիններ մտնելով՝ նավթը հանգեցնում է միկրոօրգանիզմների և կենդանիների մահվան՝ հանգեցնելով բնապահպանական աղետների և նույնիսկ աղետների: Կան բակտերիաներ, որոնք կարող են օգտագործել յուղի բաղադրիչները որպես սնունդ՝ այն վերածելով իրենց կենսագործունեության անվնաս արտադրանքի։ Հասկանալի է, որ այդ բակտերիաների կուլտուրաների օգտագործումը էկոլոգիապես ամենաանվտանգ և խոստումնալից միջոցն է նավթի աղտոտվածության դեմ պայքարելու դրա արտադրության, փոխադրման և վերամշակման գործընթացում:

Բնության մեջ նավթը և դրա հետ կապված նավթային գազը, որոնք կքննարկվեն ստորև, լցնում են երկրի ներսի խոռոչները: Լինելով տարբեր նյութերի խառնուրդ՝ նավթը չունի մշտական ​​եռման ջերմաստիճան։ Հասկանալի է, որ դրա բաղադրիչներից յուրաքանչյուրը խառնուրդում պահպանում է իր անհատական ​​ֆիզիկական հատկությունները, ինչը հնարավորություն է տալիս յուղը տարանջատել իր բաղադրիչների մեջ: Դա անելու համար այն մաքրվում է մեխանիկական կեղտից, ծծումբ պարունակող միացություններից և ենթարկվում, այսպես կոչված, կոտորակային թորման կամ ուղղման:

Կոտորակային թորումը տարբեր եռման կետերով բաղադրիչների խառնուրդն առանձնացնելու ֆիզիկական մեթոդ է։

Թորումն իրականացվում է հատուկ կայանքներում՝ թորման սյուներում, որոնցում կրկնվում են նավթի մեջ պարունակվող հեղուկ նյութերի խտացման և գոլորշիացման ցիկլերը (նկ. 9)։

Նյութերի խառնուրդի եռման ժամանակ առաջացած գոլորշիները հարստացվում են ավելի թույլ եռացող (այսինքն՝ ավելի ցածր ջերմաստիճան ունեցող) բաղադրիչով։ Այս գոլորշիները հավաքվում են, խտացվում (սառեցնում են մինչև եռման կետից ցածր) և նորից բերում եռման։ Այս դեպքում առաջանում են գոլորշիներ, որոնք էլ ավելի են հարստացվում ցածր եռացող նյութով։ Այս ցիկլերի կրկնակի կրկնմամբ հնարավոր է հասնել խառնուրդի մեջ պարունակվող նյութերի գրեթե ամբողջական տարանջատմանը։

Թորման սյունը ստանում է յուղ, որը տաքացվում է խողովակային վառարանում մինչև 320-350 °C ջերմաստիճան: Թորման սյունն ունի անցքերով հորիզոնական միջնորմներ՝ այսպես կոչված թիթեղներ, որոնց վրա խտանում են նավթային ֆրակցիաները։ Ավելի բարձրների վրա կուտակվում են թեթև եռացող ֆրակցիաները, ստորինների վրա՝ բարձր եռացող կոտորակներ։

Ուղղման գործընթացում նավթը բաժանվում է հետևյալ ֆրակցիաների.

Ուղղիչ գազեր - ցածր մոլեկուլային քաշի ածխաջրածինների, հիմնականում պրոպանի և բութանի խառնուրդ, մինչև 40 ° C եռման կետով;

Բենզինի ֆրակցիա (բենզին) - ածխաջրածիններ բաղադրության C 5 H 12-ից մինչև C 11 H 24 (եռման կետ 40-200 ° C); Այս ֆրակցիայի ավելի նուրբ տարանջատմամբ ստացվում է բենզին (նավթային եթեր, 40-70 ° C) և բենզին (70-120 ° C);

Նաֆթայի ֆրակցիա - ածխաջրածիններ C8H18-ից մինչև C14H30 (եռման կետ 150-250 ° C);

Կերոսինի ֆրակցիա - ածխաջրածիններ C12H26-ից մինչև C18H38 (եռման կետ 180-300 ° C);

Դիզելային վառելիք - ածխաջրածիններ C13H28-ից մինչև C19H36 (եռման կետ 200-350 ° C):

Նավթի թորման մնացորդ՝ մազութ- պարունակում է ածխաջրածիններ՝ ածխածնի ատոմների թվով 18-ից մինչև 50: Մազութի իջեցված ճնշման տակ թորման արդյունքում ստացվում է արևային յուղ (C18H28-C25H52), քսայուղեր (C28H58-C38H78), վազելին և պարաֆին՝ պինդ ածխաջրածինների հալվող խառնուրդներ: Մազութի թորման պինդ մնացորդը՝ խեժը և դրա վերամշակման արտադրանքը՝ բիտումը և ասֆալտը, օգտագործվում են ճանապարհների երեսպատման համար:

Նավթի ուղղման արդյունքում ստացված արտադրանքը ենթարկվում է քիմիական վերամշակման, որը ներառում է մի շարք բարդ գործընթացներ։ Դրանցից մեկը նավթամթերքի ճաքերն է։ Դուք արդեն գիտեք, որ մազութը նվազեցված ճնշման տակ բաժանվում է բաղադրիչների: Դա պայմանավորված է նրանով, որ մթնոլորտային ճնշման դեպքում դրա բաղադրիչները սկսում են քայքայվել նախքան եռման կետի հասնելը: Սա այն է, ինչի հիմքում ընկած է ճաքելը:

Cracking - նավթամթերքների ջերմային տարրալուծումը, ինչը հանգեցնում է ածխաջրածինների առաջացմանը մոլեկուլում ավելի փոքր քանակությամբ ածխածնի ատոմներով:

Գոյություն ունեն կոտրման մի քանի տեսակներ՝ ջերմային ճեղքվածք, կատալիտիկ ճեղքվածք, բարձր ճնշման ճեղքում, ռեդուկցիոն ճեղքվածք։

Ջերմային ճեղքումը բաղկացած է երկար ածխածնային շղթայով ածխաջրածնային մոլեկուլների բաժանվելուց ավելի կարճների՝ բարձր ջերմաստիճանի (470-550 ° C) ազդեցության տակ։ Այս պառակտման ընթացքում ալկանների հետ միասին առաջանում են ալկեններ։

Ընդհանուր առմամբ, այս արձագանքը կարելի է գրել հետևյալ կերպ.

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
ալկան ալկան ալկեն
երկար շղթա

Ստացված ածխաջրածինները կարող են կրկին ճեղքվել՝ առաջացնելով ալկաններ և ալկեններ՝ մոլեկուլում ածխածնի ատոմների էլ ավելի կարճ շղթայով.

Սովորական ջերմային ճեղքման ժամանակ ձևավորվում են բազմաթիվ ցածր մոլեկուլային քաշով գազային ածխաջրածիններ, որոնք կարող են օգտագործվել որպես հումք սպիրտների, կարբոքսիլաթթուների և բարձր մոլեկուլային միացությունների (օրինակ՝ պոլիէթիլեն) արտադրության համար։

կատալիտիկ ճեղքվածքառաջանում է կատալիզատորների առկայության դեպքում, որոնք օգտագործվում են որպես բաղադրության բնական ալյումինոսիլիկատներ

Կատալիզատորների միջոցով ճեղքման իրականացումը հանգեցնում է ածխաջրածինների ձևավորմանը, որոնք ունեն մոլեկուլում ածխածնի ատոմների ճյուղավորված կամ փակ շղթա: Նման կառուցվածքի ածխաջրածինների պարունակությունը շարժիչային վառելիքում զգալիորեն բարելավում է դրա որակը, առաջին հերթին՝ թակելու դիմադրությունը՝ բենզինի օկտանային թիվը:

Նավթամթերքի ճեղքումը տեղի է ունենում բարձր ջերմաստիճանում, ուստի հաճախ ձևավորվում են ածխածնի նստվածքներ (մուր)՝ աղտոտելով կատալիզատորի մակերեսը, ինչը կտրուկ նվազեցնում է նրա ակտիվությունը։

Կատալիզատորի մակերեսի մաքրումը ածխածնի նստվածքներից՝ դրա վերածնումը՝ կատալիտիկ ճեղքման գործնական իրականացման հիմնական պայմանն է։ Կատալիզատորը վերականգնելու ամենապարզ և ամենաէժան միջոցը դրա բովելն է, որի ընթացքում ածխածնի հանքավայրերը օքսիդանում են մթնոլորտային թթվածնով: Գազային օքսիդացման արտադրանքները (հիմնականում ածխածնի երկօքսիդը և ծծմբի երկօքսիդը) հեռացվում են կատալիզատորի մակերեսից:

Կատալիզային կոտրումը տարասեռ գործընթաց է, որը ներառում է պինդ (կատալիզատոր) և գազային (ածխաջրածնի գոլորշի) նյութեր: Ակնհայտ է, որ կատալիզատորի վերածնումը՝ պինդ նստվածքների փոխազդեցությունը մթնոլորտի թթվածնի հետ, նույնպես տարասեռ գործընթաց է։

տարասեռ ռեակցիաներ(գազ - պինդ) հոսում է ավելի արագ, քանի որ պինդի մակերեսը մեծանում է: Հետևաբար, կատալիզատորը մանրացված է, և դրա վերածնումն ու ածխաջրածինների ճեղքումն իրականացվում է «հեղուկացված անկողնում», որը ձեզ ծանոթ է ծծմբաթթվի արտադրությունից:

Ճեղքող հումքը, ինչպիսին է գազի նավթը, մտնում է կոնաձև ռեակտոր: Ռեակտորի ստորին հատվածն ունի ավելի փոքր տրամագիծ, ուստի կերակրման գոլորշիների հոսքի արագությունը շատ բարձր է: Մեծ արագությամբ շարժվող գազը գրավում է կատալիզատորի մասնիկները և դրանք տեղափոխում ռեակտորի վերին հատված, որտեղ տրամագծի մեծացման պատճառով հոսքի արագությունը նվազում է։ Ձգողության ազդեցության տակ կատալիզատորի մասնիկները ընկնում են ռեակտորի ստորին, ավելի նեղ հատվածը, որտեղից նորից տեղափոխվում են դեպի վեր։ Այսպիսով, կատալիզատորի յուրաքանչյուր հատիկ գտնվում է մշտական ​​շարժման մեջ և լվանում է բոլոր կողմերից գազային ռեագենտով։

Որոշ կատալիզատորներ մտնում են ռեակտորի արտաքին, ավելի լայն մասը և, առանց գազի հոսքի դիմադրության հանդիպելու, սուզվում են դեպի ստորին հատվածը, որտեղ դրանք վերցնում են գազի հոսքը և տանում դեպի ռեգեներատոր: Այնտեղ նույնպես «հեղուկացված մահճակալի» ռեժիմում կատալիզատորն այրվում է և վերադարձվում ռեակտոր։

Այսպիսով, կատալիզատորը շրջանառվում է ռեակտորի և ռեգեներատորի միջև, և դրանցից հանվում են ճեղքման և բովելու գազային արտադրանքները։

Cracking կատալիզատորների օգտագործումը հնարավորություն է տալիս մի փոքր բարձրացնել ռեակցիայի արագությունը, նվազեցնել դրա ջերմաստիճանը և բարելավել ճաքած արտադրանքի որակը:

Բենզինի ֆրակցիայի ստացված ածխաջրածինները հիմնականում ունեն գծային կառուցվածք, ինչը հանգեցնում է ստացված բենզինի ցածր բախման դիմադրության։

«Թակելու դիմադրության» հայեցակարգը մենք կքննարկենք ավելի ուշ, առայժմ միայն նշում ենք, որ ճյուղավորված մոլեկուլներով ածխաջրածիններն ունեն շատ ավելի մեծ պայթեցման դիմադրություն: Հնարավոր է մեծացնել իզոմերային ճյուղավորված ածխաջրածինների մասնաբաժինը կոտրման ժամանակ առաջացած խառնուրդում՝ համակարգին ավելացնելով իզոմերացման կատալիզատորներ:

Նավթային հանքավայրերը, որպես կանոն, պարունակում են, այսպես կոչված, ասոցիացված նավթային գազի մեծ կուտակումներ, որոնք հավաքվում են երկրի ընդերքի նավթի վերևում և մասամբ լուծվում են դրա մեջ ծածկված ապարների ճնշման ներքո: Նավթի նման, հարակից նավթային գազը ածխաջրածինների արժեքավոր բնական աղբյուր է: Այն պարունակում է հիմնականում ալկաններ, որոնք իրենց մոլեկուլներում ունեն 1-ից 6 ածխածնի ատոմ։ Ակնհայտ է, որ ասոցիացված նավթային գազի բաղադրությունը շատ ավելի աղքատ է, քան նավթը: Սակայն, չնայած դրան, այն նաև լայնորեն օգտագործվում է և՛ որպես վառելիք, և՛ որպես քիմիական արդյունաբերության հումք։ Մինչև մի քանի տասնամյակ առաջ նավթային հանքավայրերի մեծ մասում այրվում էր հարակից նավթային գազը՝ որպես նավթի անօգուտ հավելում: Ներկայումս, օրինակ, Սուրգուտում՝ Ռուսաստանի ամենահարուստ նավթային մառանն է, աշխարհի ամենաէժան էլեկտրաէներգիան արտադրվում է՝ օգտագործելով հարակից նավթային գազը որպես վառելիք:

Ինչպես արդեն նշվեց, հարակից նավթային գազը բաղադրությամբ ավելի հարուստ է տարբեր ածխաջրածիններով, քան բնական գազը: Բաժանելով դրանք կոտորակների՝ ստանում են.

Բնական բենզին - բարձր ցնդող խառնուրդ, որը բաղկացած է հիմնականում լենտանից և հեքսանից;

Պրոպան-բութան խառնուրդ, որը բաղկացած է, ինչպես անունն է ենթադրում, պրոպանից և բութանից և հեշտությամբ վերածվում է հեղուկ վիճակի, երբ ճնշումը մեծանում է.

Չոր գազ՝ հիմնականում մեթան և էթան պարունակող խառնուրդ։

Բնական բենզինը, լինելով փոքր մոլեկուլային քաշով ցնդող բաղադրիչների խառնուրդ, լավ գոլորշիանում է նույնիսկ ցածր ջերմաստիճանի դեպքում։ Սա հնարավորություն է տալիս բենզինը օգտագործել որպես Հեռավոր հյուսիսում ներքին այրման շարժիչների վառելիք և որպես շարժիչի վառելիքի հավելում, ինչը հեշտացնում է շարժիչների գործարկումը ձմեռային պայմաններում:

Հեղուկ գազի տեսքով պրոպան-բութան խառնուրդն օգտագործվում է որպես կենցաղային վառելիք (երկրում ձեզ ծանոթ գազի բալոններ) և կրակայրիչներ լցնելու համար։ Ավտոմոբիլային տրանսպորտի աստիճանական անցումը հեղուկ գազին վառելիքի համաշխարհային ճգնաժամի հաղթահարման և բնապահպանական խնդիրների լուծման հիմնական ուղիներից մեկն է։

Որպես վառելիք լայնորեն օգտագործվում է նաև չոր գազը՝ իր բաղադրությամբ բնական գազին մոտ։

Այնուամենայնիվ, հարակից նավթային գազի և դրա բաղադրիչների օգտագործումը որպես վառելիք հեռու է դրա օգտագործման ամենախոստումնալից ձևից:

Շատ ավելի արդյունավետ է օգտագործել հարակից նավթագազային բաղադրամասերը որպես քիմիական արտադրության հումք: Ջրածինը, ացետիլենը, չհագեցած և արոմատիկ ածխաջրածինները և դրանց ածանցյալները ստացվում են ալկաններից, որոնք հարակից նավթային գազի մաս են կազմում։

Գազային ածխաջրածինները կարող են ոչ միայն ուղեկցել նավթը երկրակեղևում, այլև ձևավորել անկախ կուտակումներ՝ բնական գազի հանքավայրեր։

Բնական գազ - փոքր մոլեկուլային քաշով գազային հագեցած ածխաջրածինների խառնուրդ: Բնական գազի հիմնական բաղադրիչը մեթանն է, որի տեսակարար կշիռը, կախված հանքավայրից, տատանվում է ծավալային 75-99%-ի սահմաններում։ Բացի մեթանից, բնական գազը պարունակում է էթան, պրոպան, բութան և իզոբութան, ինչպես նաև ազոտ և ածխաթթու գազ։

Ինչպես ասոցիացված նավթային գազը, բնական գազն օգտագործվում է և՛ որպես վառելիք, և՛ որպես հումք տարբեր օրգանական և անօրգանական նյութերի արտադրության համար: Դուք արդեն գիտեք, որ բնական գազի հիմնական բաղադրիչ մեթանից ստացվում են ջրածին, ացետիլեն և մեթիլ սպիրտ, ֆորմալդեհիդ և մածուցիկ թթու և շատ այլ օրգանական նյութեր։ Որպես վառելիք՝ բնական գազն օգտագործվում է էլեկտրակայաններում, բնակելի շենքերի և արդյունաբերական շենքերի ջրի ջեռուցման կաթսայատան համակարգերում, պայթուցիկ վառարաններում և բաց օջախների արտադրության մեջ։ Քաղաքային տան խոհանոցի գազօջախում լուցկին խփելով և գազ վառելով՝ «սկսում» ես բնական գազի մաս կազմող ալկանների օքսիդացման շղթայական ռեակցիան։ Բացի նավթից, բնական և հարակից նավթային գազերից, ածուխը ածխաջրածինների բնական աղբյուր է։ 0n-ը հզոր շերտեր է ստեղծում երկրի աղիքներում, նրա ուսումնասիրված պաշարները զգալիորեն գերազանցում են նավթի պաշարները: Ինչպես նավթը, ածուխը պարունակում է մեծ քանակությամբ տարբեր օրգանական նյութեր։ Բացի օրգանականից, այն ներառում է նաև անօրգանական նյութեր, ինչպիսիք են ջուրը, ամոնիակը, ջրածնի սուլֆիդը և, իհարկե, բուն ածխածինը` ածուխը: Ածխի վերամշակման հիմնական ուղիներից մեկը կոքսացումն է՝ առանց օդային մուտքի կալցինացիա։ Կոքսացման արդյունքում, որն իրականացվում է մոտ 1000 ° C ջերմաստիճանում, ձևավորվում են հետևյալը.

Կոքսի վառարանի գազ, որը ներառում է ջրածին, մեթան, ածխածնի օքսիդ և ածխածնի երկօքսիդ, ամոնիակի, ազոտի և այլ գազերի կեղտեր.
ածխի խեժը, որը պարունակում է մի քանի հարյուր տարբեր օրգանական նյութեր, ներառյալ բենզոլը և դրա հոմոլոգները, ֆենոլը և անուշաբույր սպիրտները, նաֆթալինը և տարբեր հետերոցիկլիկ միացությունները.
գերխեժ կամ ամոնիակ ջուր, որը պարունակում է, ինչպես անունն է ենթադրում, լուծված ամոնիակ, ինչպես նաև ֆենոլ, ջրածնի սուլֆիդ և այլ նյութեր.
կոքս - կոքսի պինդ մնացորդ, գրեթե մաքուր ածխածին։

օգտագործված կոքսերկաթի և պողպատի, ամոնիակի արտադրության մեջ՝ ազոտի և համակցված պարարտանյութերի արտադրության մեջ, իսկ օրգանական կոքսինգի արտադրանքի կարևորությունը դժվար թե գերագնահատվի։

Այսպիսով, հարակից նավթը և բնական գազերը, ածուխը ոչ միայն ածխաջրածինների ամենաարժեքավոր աղբյուրներն են, այլև անփոխարինելի բնական ռեսուրսների եզակի պահեստի մի մասը, որոնց զգույշ և ողջամիտ օգտագործումը անհրաժեշտ պայման է մարդկային հասարակության առաջանցիկ զարգացման համար:

1. Թվարկե՛ք ածխաջրածինների հիմնական բնական աղբյուրները: Ի՞նչ օրգանական նյութեր են ներառված դրանցից յուրաքանչյուրում: Ի՞նչ ընդհանուր բան ունեն նրանք:

2. Նկարագրե՛ք յուղի ֆիզիկական հատկությունները: Ինչու՞ այն չունի մշտական ​​եռման կետ:

3. Լրատվամիջոցների հաղորդագրություններն ամփոփելուց հետո նկարագրեք նավթի արտահոսքի հետևանքով առաջացած բնապահպանական աղետները և ինչպես հաղթահարել դրանց հետևանքները:

4. Ի՞նչ է ուղղումը: Ինչի՞ վրա է հիմնված այս գործընթացը: Անվանե՛ք յուղի շտկման արդյունքում ստացված կոտորակները։ Ինչո՞վ են դրանք տարբերվում միմյանցից:

5. Ի՞նչ է ճաքելը: Տրե՛ք երեք ռեակցիաների հավասարումները, որոնք համապատասխանում են նավթամթերքի ճեղքին:

6. Ճաքերի ի՞նչ տեսակներ գիտեք: Ի՞նչ ընդհանուր բան ունեն այս գործընթացները: Ինչո՞վ են դրանք տարբերվում միմյանցից: Ո՞րն է հիմնարար տարբերությունը տարբեր տեսակի ճեղքված արտադրանքների միջև:

7. Ինչու՞ է ասոցիացված նավթային գազն այդպես անվանվել: Որո՞նք են դրա հիմնական բաղադրիչները և դրանց օգտագործումը:

8. Ինչո՞վ է բնական գազը տարբերվում հարակից նավթային գազից: Ի՞նչ ընդհանուր բան ունեն նրանք: Տվեք ձեզ հայտնի հարակից նավթային գազի բոլոր բաղադրիչների այրման ռեակցիաների հավասարումները:

9. Տրե՛ք ռեակցիայի հավասարումները, որոնցով կարելի է բնական գազից բենզոլ ստանալ: Նշեք այս ռեակցիաների պայմանները:

10. Ի՞նչ է կոքսելը: Որո՞նք են դրա արտադրանքը և դրանց բաղադրությունը: Տրե՛ք ձեզ հայտնի ածխի կոքսացման արտադրանքներին բնորոշ ռեակցիաների հավասարումները:

11. Բացատրեք, թե ինչու է նավթի, ածուխի և հարակից նավթային գազի այրումը հեռու է դրանց օգտագործման ամենառացիոնալ ձևից:

Ածուխի չոր թորում.

Անուշաբույր ածխաջրածինները հիմնականում ստացվում են ածխի չոր թորումից։ Երբ ածուխը ջեռուցվում է 1000–1300 °C ջերմաստիճանում առանց օդի ջեռոցներում կամ կոքսային վառարաններում, ածուխի օրգանական նյութերը քայքայվում են՝ առաջացնելով պինդ, հեղուկ և գազային արտադրանք։

Չոր թորման պինդ արտադրանքը՝ կոքսը, ծակոտկեն զանգված է՝ բաղկացած ածխածնից՝ մոխրի խառնուրդով։ Կոքսը արտադրվում է հսկայական քանակությամբ և սպառվում հիմնականում մետալուրգիական արդյունաբերության կողմից՝ որպես վերականգնող նյութ՝ հանքաքարից մետաղների (հիմնականում երկաթի) արտադրության մեջ։

Չոր թորման հեղուկ արտադրանքը սև մածուցիկ խեժն է (ածխի խեժ), իսկ ամոնիակ պարունակող ջրային շերտը՝ ամոնիակ ջուր։ Ածխի խեժը ստացվում է սկզբնական ածխի զանգվածի միջինում 3%-ը։ Ամոնիակային ջուրը ամոնիակի արտադրության կարևոր աղբյուրներից մեկն է: Ածխի չոր թորման գազային արտադրանքները կոչվում են կոքս գազ։ Կոքսի վառարանի գազն ունի տարբեր բաղադրություն՝ կախված ածխի աստիճանից, կոքսավորման ռեժիմից և այլն: Կոքսի գազը, որն արտադրվում է կոքսի վառարանի մարտկոցներում, անցնում է մի շարք կլանիչների միջով, որոնք թակարդում են խեժը, ամոնիակը և թեթև նավթի գոլորշիները: Կոքսի վառարանի գազից խտացումից ստացված թեթև յուղը պարունակում է 60% բենզոլ, տոլուոլ և այլ ածխաջրածիններ։ Բենզոլի մեծ մասը (մինչև 90%) ստացվում է այս եղանակով և միայն մի փոքր՝ ածխի խեժի մասնատման միջոցով։

Ածխի խեժի վերամշակում. Ածխի խեժն ունի բնորոշ հոտով սև խեժ զանգվածի տեսք։ Ներկայումս քարածխի խեժից մեկուսացված է ավելի քան 120 տարբեր ապրանքներ։ Դրանցից են անուշաբույր ածխաջրածինները, ինչպես նաև թթվային բնույթի անուշաբույր թթվածին պարունակող նյութերը (ֆենոլներ), հիմնական բնույթի ազոտ պարունակող նյութերը (պիրիդին, քինոլին), ծծումբ պարունակող նյութերը (թիոֆեն) և այլն։

Ածխի խեժը ենթարկվում է կոտորակային թորման, որի արդյունքում ստացվում են մի քանի ֆրակցիաներ։

Թեթև յուղը պարունակում է բենզոլ, տոլուոլ, քսիլեններ և որոշ այլ ածխաջրածիններ։ Միջին կամ կարբոլիկ յուղը պարունակում է մի շարք ֆենոլներ։

Ծանր կամ կրեոզոտ յուղ. Ծանր նավթի ածխաջրածիններից պարունակվում է նաֆթալին:

Նավթից ածխաջրածիններ ստանալը Նավթը արոմատիկ ածխաջրածինների հիմնական աղբյուրներից մեկն է: Տեսակների մեծ մասը

նավթը պարունակում է միայն շատ փոքր քանակությամբ անուշաբույր ածխաջրածիններ: Արոմատիկ ածխաջրածիններով հարուստ կենցաղային նավթից է Ուրալի (Պերմի) հանքավայրի նավթը։ «Երկրորդ Բաքվի» նավթը պարունակում է մինչև 60% արոմատիկ ածխաջրածիններ։

Արոմատիկ ածխաջրածինների սակավության պատճառով այժմ օգտագործվում է «յուղի բուրավետիչ». նավթամթերքները տաքացվում են մոտ 700 ° C ջերմաստիճանում, ինչի արդյունքում անուշաբույր ածխաջրածինների 15–18%-ը կարելի է ստանալ նավթի տարրալուծման արտադրանքներից։ .

32. Արոմատիկ ածխաջրածինների սինթեզ, ֆիզիկական և քիմիական հատկություններ

1. Սինթեզ արոմատիկ ածխաջրածիններից ևճարպային հալո ածանցյալներ կատալիզատորների առկայության դեպքում (Friedel-Crafts սինթեզ):

2. Սինթեզ արոմատիկ թթուների աղերից.

Երբ արոմատիկ թթուների չոր աղերը տաքացնում են սոդա կրաքարի հետ, աղերը քայքայվում են՝ առաջացնելով ածխաջրածիններ։ Այս մեթոդը նման է ճարպային ածխաջրածինների արտադրությանը։

3. Սինթեզ ացետիլենից. Այս ռեակցիան հետաքրքրություն է ներկայացնում որպես ճարպային ածխաջրածիններից բենզոլի սինթեզի օրինակ։

Երբ ացետիլենն անցնում է տաքացվող կատալիզատորի միջով (500 °C-ում), ացետիլենի եռակի կապերը կոտրվում են, և նրա երեք մոլեկուլները պոլիմերացվում են բենզոլի մեկ մոլեկուլի մեջ։

Ֆիզիկական հատկություններ Արոմատիկ ածխաջրածինները հեղուկներ կամ պինդ նյութեր են

բնորոշ հոտ. Ածխաջրածինները, որոնց մոլեկուլներում ոչ ավելի, քան մեկ բենզոլային օղակ, ավելի թեթև են, քան ջուրը: Անուշաբույր ածխաջրածինները մի փոքր լուծելի են ջրի մեջ։

Արոմատիկ ածխաջրածինների IR սպեկտրները հիմնականում բնութագրվում են երեք շրջաններով.

1) մոտ 3000 սմ-1, C-H ձգվող թրթռումների պատճառով.

2) 1600–1500 սմ-1 տարածքը, որը կապված է ածխածին-ածխածնային անուշաբույր կապերի կմախքի թրթիռների հետ և զգալիորեն տարբերվում է գագաթնակետային դիրքում՝ կախված կառուցվածքից.

3) 900 սմ-1-ից ցածր տարածքը՝ կապված անուշաբույր օղակի C-H-ի ճկման թրթռումների հետ.

Քիմիական հատկություններ Արոմատիկ ածխաջրածինների ամենակարևոր ընդհանուր քիմիական հատկություններն են

փոխարինման ռեակցիաների նկատմամբ նրանց հակվածությունը և բենզոլի միջուկի բարձր ուժը:

Բենզոլի հոմոլոգներն իրենց մոլեկուլում ունեն բենզոլի միջուկ և կողային շղթա, օրինակ՝ C 6 H5 -C2 H5 ածխաջրածնի մեջ, C6 H5 խումբը բենզոլի միջուկն է, իսկ C2 H5-ը՝ կողային շղթան։ Հատկություններ

Բենզոլի օղակը բենզոլի հոմոլոգների մոլեկուլներում մոտենում է բենզոլի հատկություններին: Կողային շղթաների հատկությունները, որոնք ճարպային ածխաջրածինների մնացորդներ են, մոտենում են ճարպային ածխաջրածինների հատկություններին։

Բենզոլային ածխաջրածինների ռեակցիաները կարելի է բաժանել չորս խմբի.

33. Կողմնորոշման կանոնները բենզոլի միջուկում

Բենզոլի միջուկում փոխարինման ռեակցիաներն ուսումնասիրելիս պարզվել է, որ եթե բենզոլի միջուկն արդեն պարունակում է որևէ փոխարինող խումբ, ապա երկրորդ խումբը մտնում է որոշակի դիրք՝ կախված առաջին փոխարինողի բնույթից։ Այսպիսով, բենզոլի միջուկի յուրաքանչյուր փոխարինող ունի որոշակի ուղղորդող, կամ կողմնորոշիչ գործողություն:

Նոր ներմուծված փոխարինողի դիրքի վրա ազդում է նաև հենց փոխարինողի բնույթը, այսինքն՝ ակտիվ ռեագենտի էլեկտրոֆիլ կամ նուկլեոֆիլ բնույթը: Բենզոլի օղակում ամենակարևոր փոխարինման ռեակցիաների ճնշող մեծամասնությունը էլեկտրոֆիլ փոխարինման ռեակցիաներն են (ջրածնի ատոմի փոխարինումը պրոտոնի տեսքով դրական լիցքավորված մասնիկով) - հալոգենացում, սուլֆոնացում, նիտրացման ռեակցիաներ և այլն:

Բոլոր փոխարինողները բաժանվում են երկու խմբի՝ ըստ իրենց ուղղորդող գործողության բնույթի։

1. Առաջին տեսակի փոխարինիչներ ռեակցիաներումէլեկտրոֆիլային փոխարինումը հաջորդող խմբերին ուղղորդում է դեպի օրթո- և պարա-դիրքեր:

Այս տեսակի փոխարինիչները ներառում են, օրինակ, հետևյալ խմբերը, որոնք դասավորված են իրենց ուղղորդող հզորության նվազման կարգով. -NH2, -OH, -CH3:

2. Երկրորդ տեսակի փոխարինիչներ ռեակցիաներումէլեկտրոֆիլային փոխարինումը հաջորդող խմբերին ուղղորդում է դեպի մետա դիրք:

Այս տեսակի փոխարինողները ներառում են հետևյալ խմբերը, որոնք դասավորված են իրենց ուղղորդող ուժի նվազման կարգով. -NO2, -C≡N, -SO3 H:

Առաջին տեսակի փոխարինիչները պարունակում են միայնակ կապեր. Երկրորդ տեսակի փոխարինիչները բնութագրվում են կրկնակի կամ եռակի կապերի առկայությամբ:

Առաջին տեսակի փոխարինիչները դեպքերի ճնշող մեծամասնությունում հեշտացնում են փոխարինման ռեակցիաները: Օրինակ՝ բենզոլը նիտրատացնելու համար անհրաժեշտ է այն տաքացնել խտացված ազոտական ​​և ծծմբական թթուների խառնուրդով, մինչդեռ ֆենոլ C6 H5 OH-ը կարող է հաջողությամբ ստացվել։

նիտրատ նոսր ազոտաթթվի հետ սենյակային ջերմաստիճանում օրթո- և պարանիտրոֆենոլ ձևավորելու համար:

Երկրորդ տեսակի փոխարինիչներն ընդհանրապես խանգարում են փոխարինման ռեակցիաներին: Հատկապես դժվար է փոխարինումը օրթո- և պարա-դիրքերում, իսկ մետա-դիրքում փոխարինումը համեմատաբար ավելի հեշտ է:

Ներկայումս փոխարինողների ազդեցությունը բացատրվում է նրանով, որ առաջին տեսակի փոխարինողները էլեկտրոն նվիրաբերող են (նվիրաբերող էլեկտրոններ), այսինքն՝ նրանց էլեկտրոնային ամպերը տեղափոխվում են դեպի բենզոլի միջուկ, ինչը մեծացնում է ջրածնի ատոմների ռեակտիվությունը։

Օղակում ջրածնի ատոմների ռեակտիվության բարձրացումը հեշտացնում է էլեկտրոֆիլ փոխարինման ռեակցիաների ընթացքը։ Այսպես, օրինակ, հիդրօքսիլի առկայության դեպքում թթվածնի ատոմի ազատ էլեկտրոնները տեղափոխվում են դեպի օղակ, ինչը մեծացնում է օղակի էլեկտրոնային խտությունը, իսկ ածխածնի ատոմների էլեկտրոնային խտությունը օրթո և պարա դիրքերում՝ հատկապես փոխարինողին։ ավելանում է.

34. Բենզոլային ռինգում փոխարինման կանոններ

Բենզոլային օղակում փոխարինման կանոնները մեծ գործնական նշանակություն ունեն, քանի որ դրանք հնարավորություն են տալիս կանխատեսել ռեակցիայի ընթացքը և ընտրել այս կամ այն ​​ցանկալի նյութի սինթեզի ճիշտ ուղին:

Էլեկտրաֆիլային փոխարինման ռեակցիաների մեխանիզմը արոմատիկ շարքում. Հետազոտության ժամանակակից մեթոդները հնարավորություն են տվել մեծապես պարզաբանել անուշաբույր շարքերում փոխարինման մեխանիզմը։ Հետաքրքիր է, որ շատ առումներով, հատկապես առաջին փուլերում, անուշաբույր շարքերում էլեկտրոֆիլ փոխարինման մեխանիզմը պարզվեց, որ նման է ճարպային շարքում էլեկտրոֆիլային ավելացման մեխանիզմին:

Էլեկտրաֆիլային փոխարինման առաջին քայլը (ինչպես էլեկտրոֆիլային հավելման դեպքում) p-համալիրի առաջացումն է։ Էլեկտրաֆիլ Xd+ մասնիկը կապվում է բենզոլային օղակի բոլոր վեց p-էլեկտրոնների հետ։

Երկրորդ փուլը p-համալիրի ձևավորումն է։ Այս դեպքում էլեկտրոֆիլ մասնիկը վեց p-էլեկտրոններից «դուրս է հանում» երկու էլեկտրոն՝ ստեղծելով սովորական կովալենտային կապ։ Ստացված p-կոմպլեքսն այլևս չունի անուշաբույր կառուցվածք. դա անկայուն կարբոկացիա է, որտեղ տեղաբաշխված վիճակում գտնվող չորս p-էլեկտրոնները բաշխված են հինգ ածխածնի ատոմների միջև, մինչդեռ ածխածնի վեցերորդ ատոմը անցնում է հագեցած վիճակի: Ներդրված X փոխարինիչը և ջրածնի ատոմը գտնվում են վեցանդամ օղակի հարթությանը ուղղահայաց հարթության մեջ։ S-համալիրը միջանկյալ նյութ է, որի ձևավորումը և կառուցվածքը ապացուցված են մի շարք մեթոդներով, մասնավորապես՝ սպեկտրոսկոպիայի միջոցով։

Էլեկտրաֆիլային փոխարինման երրորդ փուլը S-համալիրի կայունացումն է, որն իրականացվում է պրոտոնի տեսքով ջրածնի ատոմի վերացման միջոցով։ Երկու էլեկտրոնները, որոնք ներգրավված են C-H կապի ձևավորման մեջ, պրոտոնի հեռացումից հետո, հինգ ածխածնի ատոմների չորս տեղայնացված էլեկտրոնների հետ միասին տալիս են փոխարինված բենզոլի սովորական կայուն անուշաբույր կառուցվածքը։ Կատալիզատորի դերը (սովորաբար A 1 Cl3) այս դեպքում

Գործընթացը բաղկացած է հալոալկիլի բևեռացման ուժեղացումից՝ դրական լիցքավորված մասնիկի ձևավորմամբ, որը մտնում է էլեկտրոֆիլ փոխարինող ռեակցիայի մեջ։

Ավելացման ռեակցիաներ Բենզոլի ածխաջրածինները մեծ դժվարությամբ են արձագանքում

գունազրկել բրոմաջրով և KMnO4 լուծույթով: Այնուամենայնիվ, հատուկ ռեակցիայի պայմաններում

կապերը դեռ հնարավոր են: 1. Հալոգենների ավելացում.

Այս ռեակցիայի մեջ թթվածինը խաղում է բացասական կատալիզատորի դեր՝ դրա առկայության դեպքում ռեակցիան չի ընթանում։ Ջրածնի ավելացում կատալիզատորի առկայության դեպքում.

C6 H6 + 3H2 → C6 H12

2. Արոմատիկ ածխաջրածինների օքսիդացում.

Բենզոլն ինքնին բացառիկ դիմացկուն է օքսիդացմանը՝ ավելի դիմացկուն, քան պարաֆինները: Բենզոլային հոմոլոգների վրա էներգետիկ օքսիդացնող նյութերի (KMnO4 թթվային միջավայրում և այլն) ազդեցությամբ բենզոլի միջուկը չի օքսիդանում, մինչդեռ կողային շղթաները ենթարկվում են օքսիդացման՝ արոմատիկ թթուների առաջացմամբ։

Ածխաջրածինների բնական աղբյուրներն են հանածո վառելանյութերը՝ նավթը և

գազ, ածուխ և տորֆ։ Հում նավթի և գազի հանքավայրերը առաջացել են 100-200 միլիոն տարի առաջ

ետ մանրադիտակային ծովային բույսերից և կենդանիներից, որոնք պարզվեց

ներառված են ծովի հատակում ձևավորված նստվածքային ապարների մեջ, Ի տարբերություն

որ ածուխը և տորֆը սկսել են ձևավորվել 340 միլիոն տարի առաջ բույսերից,

աճում է չոր հողի վրա.

Բնական գազը և հում նավթը սովորաբար հայտնաբերվում են ջրի հետ միասին

ժայռերի շերտերի արանքում տեղակայված նավթաբեր շերտերը (նկ. 2): Ժամկետ

«բնական գազ»-ը վերաբերում է նաև գազերին, որոնք առաջանում են բնական

ածխի քայքայման արդյունքում առաջացած պայմանները։ Բնական գազ և հում նավթ

զարգացած է բոլոր մայրցամաքներում, բացի Անտարկտիդայից: ամենամեծն

Աշխարհում բնական գազի արտադրողներն են Ռուսաստանը, Ալժիրը, Իրանը և

Միացյալ Նահանգներ. Հում նավթի խոշորագույն արտադրողներն են

Վենեսուելա, Սաուդյան Արաբիա, Քուվեյթ և Իրան։

Բնական գազը հիմնականում բաղկացած է մեթանից (Աղյուսակ 1):

Հում նավթը յուղոտ հեղուկ է, որի գույնը կարող է

լինել ամենատարբերը` մուգ շագանակագույնից կամ կանաչից մինչև գրեթե

անգույն. Այն պարունակում է մեծ քանակությամբ ալկաններ։ Դրանց թվում են

ուղիղ շղթայական ալկաններ, ճյուղավորված ալկաններ և ցիկլոալկաններ՝ ատոմների քանակով

ածխածին հինգից մինչև 40: Այս ցիկլոալկանների արդյունաբերական անվանումը համարակալված է: AT

Հում նավթը, բացի այդ, պարունակում է մոտավորապես 10% անուշաբույր

ածխաջրածիններ, ինչպես նաև պարունակող փոքր քանակությամբ այլ միացություններ

ծծումբ, թթվածին և ազոտ:

Աղյուսակ 1 Բնական գազի կազմը

Ածուխը էներգիայի ամենահին աղբյուրն է, որը հայտնի է

մարդկությունը։ Հանքանյութ է (նկ. 3), որն առաջացել է

բույսերի նյութը մետամորֆիզմի ժամանակ. Մետամորֆիկ

կոչվում են ապարներ, որոնց բաղադրությունը ենթարկվել է պայմանների փոփոխության

բարձր ճնշում և բարձր ջերմաստիճան: Առաջին փուլի արտադրանքը

Ածխի առաջացման գործընթացը տորֆն է, որը

քայքայված օրգանական նյութեր. Այնուհետև տորֆից առաջանում է ածուխ

այն ծածկված է նստվածքային ապարներով։ Այս նստվածքային ապարները կոչվում են

գերծանրաբեռնված. Գերբեռնված տեղումները նվազեցնում են տորֆի խոնավության պարունակությունը։

Ածուխների դասակարգման մեջ օգտագործվում են երեք չափանիշներ՝ մաքրություն (որոշվում է

ածխածնի հարաբերական պարունակությունը տոկոսներով); տեսակը (սահմանված

բնօրինակ բուսական նյութի կազմը); գնահատական ​​(կախված

մետամորֆիզմի աստիճանը):

Աղյուսակ 2 Ածխածնի պարունակությունը վառելիքի որոշ տեսակներում և դրանց կալորիականությունը

կարողություն

Ամենացածր կարգի բրածո ածուխներն են լիգնիտը և

lignite (Աղյուսակ 2): Նրանք առավել մոտ են տորֆին և բնութագրվում են համեմատաբար

բնութագրվում է ավելի ցածր խոնավությամբ և լայնորեն կիրառվում է

Արդյունաբերություն. Ածուխի ամենաչոր և կարծր դասակարգը անտրացիտն է: Նրան

օգտագործվում է տան ջեռուցման և ճաշ պատրաստելու համար։

Վերջին տարիներին տեխնոլոգիական առաջընթացի շնորհիվ այն գնալով ավելի է դառնում

ածուխի տնտեսական գազաֆիկացում. Ածխի գազաֆիկացման արտադրանքը ներառում է

ածխածնի երկօքսիդ, ածխածնի երկօքսիդ, ջրածին, մեթան և ազոտ: Դրանք օգտագործվում են

որպես գազային վառելիք կամ որպես հումք՝ զանազան արտադրության համար

քիմիական նյութեր և պարարտանյութեր.

Ածուխը, ինչպես քննարկվում է ստորև, հումքի կարևոր աղբյուր է

անուշաբույր միացություններ. Ածուխը ներկայացնում է

քիմիական նյութերի բարդ խառնուրդ, որը ներառում է ածխածին,

ջրածին և թթվածին, ինչպես նաև փոքր քանակությամբ ազոտ, ծծումբ և այլ կեղտեր

տարրեր. Բացի այդ, ածխի բաղադրությունը, կախված դրա դասակարգից, ներառում է

տարբեր քանակությամբ խոնավություն և տարբեր հանքանյութեր:

Ածխաջրածինները բնականաբար հանդիպում են ոչ միայն հանածո վառելանյութերում, այլ նաև

կենսաբանական ծագման որոշ նյութերում։ բնական ռետինե

բնական ածխաջրածնային պոլիմերի օրինակ է։ ռետինե մոլեկուլ

բաղկացած է հազարավոր կառուցվածքային միավորներից, որոնք մեթիլբուտա-1,3-դիեն են

(իզոպրեն);

բնական ռետինե.Մոտավորապես 90% բնական կաուչուկ, որը

ներկայումս ականապատված ամբողջ աշխարհում, ձեռք է բերվել բրազիլացուց

կաուչուկի ծառ Hevea brasiliensis, մշակված հիմնականում ք

Ասիայի հասարակածային երկրներ. Այս ծառի հյութը, որը լատեքս է

(պոլիմերի կոլոիդային ջրային լուծույթ), որը հավաքված է դանակով արված կտրվածքներից

հաչալ. Լատեքսը պարունակում է մոտավորապես 30% կաուչուկ: Նրա փոքրիկ կտորները

կասեցված ջրի մեջ: Հյութը լցնում են ալյումինե տարաների մեջ, որտեղ ավելացնում են թթու,

պատճառելով կաուչուկի կոագուլյացիա:

Շատ այլ բնական միացություններ նույնպես պարունակում են կառուցվածքային իզոպրեն

բեկորներ. Օրինակ, լիմոնենը պարունակում է երկու իզոպրենային մաս: Լիմոնեն

ցիտրուսային մրգերի կեղևից ստացված յուղերի հիմնական բաղադրիչն է,

ինչպիսիք են կիտրոնը և նարինջը: Այս կապը պատկանում է կապերի դասին,

կոչվում են տերպեններ: Տերպեններն իրենց մոլեկուլներում պարունակում են 10 ածխածնի ատոմ (C

10-միացություններ) և ներառում են երկու իզոպրենային բեկորներ՝ կապված միմյանց հետ

մյուսը հաջորդաբար («գլուխից պոչ»): Չորս իզոպրենով միացություններ

բեկորները (C 20 միացություններ) կոչվում են դիտերպեններ, իսկ վեցով

isoprene բեկորներ - triterpenes (C 30 միացություններ): Սքուալեն

Շնաձկների լյարդի յուղում հայտնաբերված տրիտերպեն է:

Tetraterpenes (C 40 միացություններ) պարունակում են ութ իզոպրեն

բեկորներ. Տետրատերպենները հանդիպում են բուսական և կենդանական ճարպերի պիգմենտներում։

ծագում. Նրանց գունավորումը պայմանավորված է երկար խոնարհված համակարգի առկայությամբ

կրկնակի կապեր. Օրինակ՝ β-կարոտինը պատասխանատու է բնորոշ նարնջի համար

գազարի գունավորում.

Նավթի և ածխի վերամշակման տեխնոլոգիա

XIX դարի վերջին։ Ջերմաէներգետիկայի, տրանսպորտի, ճարտարագիտության, ռազմական և մի շարք այլ ոլորտներում առաջընթացի ազդեցության տակ պահանջարկն անչափ մեծացել է և վառելիքի և քիմիական արտադրանքի նոր տեսակների հրատապ անհրաժեշտություն է առաջացել։

Այս ժամանակաշրջանում ծնվեց և արագ զարգացավ նավթավերամշակման արդյունաբերությունը: Նավթի վերամշակման արդյունաբերության զարգացմանը հսկայական խթան է տվել նավթամթերքների վրա աշխատող ներքին այրման շարժիչի գյուտը և արագ տարածումը: Ինտենսիվ զարգացում ապրեց նաև ածուխի վերամշակման տեխնիկան, որը ոչ միայն վառելիքի հիմնական տեսակներից մեկն է, այլ հատկապես ուշագրավ է, որ դիտարկվող ժամանակահատվածում դարձավ քիմիական արդյունաբերության կարևոր հումք։ Այս հարցում մեծ դեր է ունեցել կոքսի քիմիան։ Կոքսի գործարանները, որոնք նախկինում կոքս էին մատակարարում սեւ մետալուրգիային, վերածվեցին կոքսաքիմիական ձեռնարկությունների, որոնք, բացի այդ, արտադրեցին մի շարք արժեքավոր քիմիական արտադրանքներ՝ կոքսի վառարանի գազ, չմշակված բենզոլ, քարածխի խեժ և ամոնիակ։

Սինթետիկ օրգանական նյութերի և նյութերի արտադրությունը սկսեց զարգանալ նավթի և ածխի վերամշակման արտադրանքի հիման վրա։ Նրանք լայնորեն օգտագործվում են որպես հումք և կիսաֆաբրիկատներ քիմիական արդյունաբերության տարբեր ճյուղերում։

Տոմս թիվ 10

Թիրախ.Ընդհանրացնել գիտելիքները օրգանական միացությունների բնական աղբյուրների և դրանց վերամշակման մասին. ցույց տալ նավթաքիմիայի և կոքսի քիմիայի զարգացման հաջողություններն ու հեռանկարները, դրանց դերը երկրի տեխնիկական առաջընթացի գործում. խորացնել գիտելիքները տնտեսական աշխարհագրության դասընթացից գազի արդյունաբերության, գազի վերամշակման ժամանակակից ուղղությունների, հումքային և էներգետիկ խնդիրների մասին. զարգացնել անկախությունը դասագրքի, տեղեկատուի և գիտահանրամատչելի գրականության հետ աշխատելու գործում:

ՊԼԱՆ

Ածխաջրածինների բնական աղբյուրները. Բնական գազ. Համակցված նավթային գազեր.
Նավթ և նավթամթերք, դրանց կիրառում.
Ջերմային և կատալիտիկ ճեղքում:
Կոքսի արտադրությունը և հեղուկ վառելիքի ստացման խնդիրը.
«Ռոսնեֆտ-ԿՆՕՍ» ԲԲԸ-ի զարգացման պատմությունից:
Գործարանի արտադրական հզորությունը. Արտադրված ապրանքներ.
Հաղորդակցություն քիմիական լաբորատորիայի հետ.
Շրջակա միջավայրի պահպանությունը գործարանում.
Բույսերի պլաններ ապագայի համար.

Ածխաջրածինների բնական աղբյուրները.
Բնական գազ. Համակցված նավթային գազեր

Մինչև Հայրենական մեծ պատերազմը, արդյունաբերական բաժնետոմսերը բնական գազհայտնի էին Կարպատյան մարզում, Կովկասում, Վոլգայի մարզում և հյուսիսում (Կոմի ՀՍՍՀ)։ Բնական գազի պաշարների ուսումնասիրությունը կապված էր միայն նավթի հետախուզման հետ։ Բնական գազի արդյունաբերական պաշարները 1940 թվականին կազմել են 15 մլրդ մ 3։ Այնուհետեւ գազի հանքեր են հայտնաբերվել Հյուսիսային Կովկասում, Անդրկովկասում, Ուկրաինայում, Վոլգայի մարզում, Կենտրոնական Ասիայում, Արեւմտյան Սիբիրում եւ Հեռավոր Արեւելքում։ Վրա
1976 թվականի հունվարի 1-ին բնական գազի հետազոտված պաշարները կազմել են 25,8 տրլն մ 3, որից 4,2 տրլն մ 3 (16,3%) ԽՍՀՄ եվրոպական մասում, 21,6 տրլն մ 3 (83,7 %), այդ թվում.
18,2 տրիլիոն մ 3 (70,5%) - Սիբիրում և Հեռավոր Արևելքում, 3,4 տրլն մ 3 (13,2%) - Կենտրոնական Ասիայում և Ղազախստանում: 1980 թվականի հունվարի 1-ի դրությամբ բնական գազի պոտենցիալ պաշարները կազմում էին 80–85 տրլն մ 3, ուսումնասիրված՝ 34,3 տրլն մ 3։ Ավելին, պաշարներն ավելացել են հիմնականում երկրի արևելյան հատվածում հանքավայրերի հայտնաբերման պատճառով. այնտեղ հետազոտված պաշարները եղել են մոտ մակարդակի
30,1 տրիլիոն մ 3, որը կազմում էր համամիութենականի 87,8%-ը։
Այսօր Ռուսաստանն ունի բնական գազի համաշխարհային պաշարների 35%-ը, որը կազմում է ավելի քան 48 տրլն մ 3: Ռուսաստանում և ԱՊՀ երկրներում բնական գազի առաջացման հիմնական ոլորտները (դաշտերը).

Արևմտյան Սիբիր նավթի և գազի նահանգ.
Ուրենգոյսկոե, Յամբուրգսկոյե, Զապոլյարնոե, Մեդվեժիե, Նադիմսկոյե, Տազովսկոյե – Յամալո-Նենեցյան ինքնավար օկրուգ;
Պոխրոմսկոյե, Իգրիմսկոյե - Բերեզովսկայա գազատար շրջան;
Meldzhinskoye, Luginetskoye, Ust-Silginskoye - Vasyugan գազատար շրջան:
Վոլգա-Ուրալ նավթի և գազի նահանգ.
ամենանշանակալին Վուկտիլսկոյեն է՝ Տիման-Պեչորա նավթագազային տարածաշրջանում։
Կենտրոնական Ասիա և Ղազախստան.
Կենտրոնական Ասիայում ամենանշանակալիցը Գազլին է՝ Ֆերգանա հովտում;
Կըզըլքում, Բայրամ-Ալի, Դարվազա, Աչակ, Շատլըք։
Հյուսիսային Կովկաս և Անդրկովկաս.
Karadag, Duvanny - Ադրբեջան;
Դաղստանի լույսեր - Դաղստան;
Severo-Stavropolskoye, Pelagiadinskoye - Stavropol Territory;
Լենինգրադսկոյե, Մայկոպսկոյե, Ստարո-Մինսկոյե, Բերեզանսկոե - Կրասնոդարի երկրամաս:

Նաև բնական գազի հանքավայրերը հայտնի են Ուկրաինայում, Սախալինում և Հեռավոր Արևելքում։
Բնական գազի պաշարներով առանձնանում է Արեւմտյան Սիբիրը (Ուրենգոյսկոե, Յամբուրգսկոյե, Զապոլյարնոյե, Մեդվեժիե)։ Այստեղ արդյունաբերական պաշարները հասնում են 14 տրլն մ 3-ի: Այժմ առանձնահատուկ նշանակություն են ձեռք բերում Յամալի գազային կոնդենսատային հանքավայրերը (Բովանենկովսկոե, Կրուզենշտերնսկոե, Խարասավեյսկոյե և այլն): Դրանց հիման վրա իրականացվում է Յամալ-Եվրոպա նախագիծը։
Բնական գազի արդյունահանումը խիստ կենտրոնացված է և կենտրոնացած է ամենամեծ և առավել շահավետ հանքավայրերով տարածքներում: Միայն հինգ հանքավայրեր՝ Ուրենգոյսկոե, Յամբուրգսկոյե, Զապոլյարնոյե, Մեդվեժիե և Օրենբուրգսկոյե, պարունակում են Ռուսաստանի բոլոր արդյունաբերական պաշարների 1/2-ը: Մեդվեժյեի պաշարները գնահատվում են 1,5 տրիլիոն մ 3, իսկ Ուրենգոյինը՝ 5 տրլն մ 3։
Հաջորդ առանձնահատկությունը բնական գազի արդյունահանման տեղամասերի դինամիկ տեղակայումն է, որը բացատրվում է հայտնաբերված ռեսուրսների սահմանների արագ ընդլայնմամբ, ինչպես նաև զարգացման մեջ դրանց ներգրավման հարաբերական հեշտությամբ և էժանությամբ: Կարճ ժամանակում բնական գազի արդյունահանման հիմնական կենտրոնները Վոլգայի շրջանից տեղափոխվեցին Ուկրաինա՝ Հյուսիսային Կովկաս։ Հետագա տարածքային տեղաշարժերը պայմանավորված էին Արևմտյան Սիբիրում, Կենտրոնական Ասիայում, Ուրալում և Հյուսիսում հանքավայրերի զարգացմամբ:

Ռուսաստանում ԽՍՀՄ փլուզումից հետո տեղի ունեցավ բնական գազի արդյունահանման ծավալների անկում։ Անկումը դիտվել է հիմնականում Հյուսիսային տնտեսական տարածաշրջանում (8 մլրդ մ 3 1990 թվականին և 4 մլրդ մ 3 1994 թվականին), Ուրալում (43 մլրդ մ 3 և 35 մլրդ մ և
555 մլրդ մ 3) և Հյուսիսային Կովկասում (6 և 4 մլրդ մ 3): Բնական գազի արդյունահանումը մնացել է նույն մակարդակի վրա Վոլգայի շրջանում (6 մլրդ խմ) և Հեռավոր Արևելքի տնտեսական շրջաններում։
1994 թվականի վերջում արտադրության մակարդակի աճի միտում էր նկատվում։
Նախկին ԽՍՀՄ հանրապետություններից ամենաշատ գազ մատակարարում է Ռուսաստանի Դաշնությունը, երկրորդ տեղում Թուրքմենստանն է (ավելի քան 1/10), որին հաջորդում են Ուզբեկստանը և Ուկրաինան։
Առանձնահատուկ նշանակություն ունի Համաշխարհային օվկիանոսի դարակում բնական գազի արդյունահանումը։ 1987 թվականին ծովային հանքավայրերում արդյունահանվել է 12,2 մլրդ մ 3 կամ երկրում արդյունահանվող գազի մոտ 2%-ը։ Նույն տարում հարակից գազի արդյունահանումը կազմել է 41,9 մլրդ խմ։ Շատ տարածքների համար գազային վառելիքի պաշարներից է ածխի և թերթաքարի գազաֆիկացումը։ Ածխի ստորգետնյա գազաֆիկացումն իրականացվում է Դոնբասում (Լիսիչանսկ), Կուզբասում (Կիսելևսկ) և Մոսկվայի ավազանում (Տուլա):
Բնական գազը եղել և մնում է Ռուսաստանի արտաքին առևտրի կարևոր արտահանման արտադրանք։
Բնական գազի վերամշակման հիմնական կենտրոնները գտնվում են Ուրալում (Օրենբուրգ, Շկապովո, Ալմետևսկ), Արևմտյան Սիբիրում (Նիժնևարտովսկ, Սուրգուտ), Վոլգայի մարզում (Սարատով), Հյուսիսային Կովկասում (Գրոզնի) և այլ գազերում։ կրող գավառներ։ Կարելի է նշել, որ գազի վերամշակման գործարանները հակված են հումքի աղբյուրներին՝ հանքավայրերին և խոշոր գազատարներին։
Բնական գազի ամենակարևոր օգտագործումը որպես վառելիք է: Վերջին շրջանում նկատվում է երկրի վառելիքային հաշվեկշռում բնական գազի տեսակարար կշռի ավելացման միտում։

Մեթանի բարձր պարունակությամբ ամենագնահատված բնական գազը Ստավրոպոլն է (97,8% CH 4), Սարատովը (93,4%), Ուրենգոյը (95,16%)։
Մեր մոլորակի բնական գազի պաշարները շատ մեծ են (մոտ 1015 մ 3): Ռուսաստանում հայտնի են ավելի քան 200 հանքավայրեր, դրանք գտնվում են Արևմտյան Սիբիրում, Վոլգա-Ուրալյան ավազանում, Հյուսիսային Կովկասում։ Ռուսաստանն աշխարհում առաջին տեղն է զբաղեցնում բնական գազի պաշարներով։
Բնական գազը վառելիքի ամենաթանկ տեսակն է։ Երբ գազը այրվում է, շատ ջերմություն է արտանետվում, ուստի այն ծառայում է որպես էներգաարդյունավետ և էժան վառելիք կաթսայատներում, պայթուցիկ վառարաններում, բաց օջախով և ապակու հալեցման վառարաններում: Արտադրության մեջ բնական գազի օգտագործումը հնարավորություն է տալիս էապես բարձրացնել աշխատանքի արտադրողականությունը։
Բնական գազը քիմիական արդյունաբերության հումքի աղբյուր է՝ ացետիլենի, էթիլենի, ջրածնի, մուրի, տարբեր պլաստմասսաների, քացախաթթվի, ներկանյութերի, դեղամիջոցների և այլ ապրանքների արտադրություն։

Համակցված նավթային գազ- սա գազ է, որը գոյություն ունի նավթի հետ միասին, այն լուծվում է նավթի մեջ և գտնվում է դրա վերևում՝ առաջացնելով «գազի գլխարկ», ճնշման տակ։ Հորատանցքից ելքի ժամանակ ճնշումը նվազում է, և դրա հետ կապված գազը առանձնանում է նավթից: Այս գազը նախկինում չի օգտագործվել, այլ ուղղակի այրվել է։ Ներկայումս այն որսվում և օգտագործվում է որպես վառելիք և արժեքավոր քիմիական հումք: Հարակից գազերի օգտագործման հնարավորությունները նույնիսկ ավելի լայն են, քան բնական գազինը: նրանց կազմն ավելի հարուստ է։ Համակցված գազերը պարունակում են ավելի քիչ մեթան, քան բնական գազը, սակայն դրանք պարունակում են զգալիորեն ավելի շատ մեթանի հոմոլոգներ: Հարակից գազը ավելի ռացիոնալ օգտագործելու համար այն բաժանվում է ավելի նեղ կազմի խառնուրդների։ Առանձնացումից հետո ստացվում է գազային բենզին, պրոպան և բութան, չոր գազ։ Արդյունահանվում են նաև առանձին ածխաջրածիններ՝ էթան, պրոպան, բութան և այլն։ Դրանք ջրազրկելով՝ ստացվում են չհագեցած ածխաջրածիններ՝ էթիլեն, պրոպիլեն, բուտիլեն և այլն։

Նավթ և նավթամթերք, դրանց կիրառում

Յուղը սուր հոտով յուղոտ հեղուկ է։ Այն հանդիպում է երկրագնդի շատ վայրերում՝ տարբեր խորություններում ներծծելով ծակոտկեն ապարները:
Գիտնականների մեծամասնության կարծիքով՝ նավթը երկրաքիմիական ձևով փոփոխված բույսերի և կենդանիների մնացորդներն են, որոնք ժամանակին բնակվել են աշխարհում: Նավթի օրգանական ծագման այս տեսությունը հաստատվում է նրանով, որ նավթը պարունակում է որոշ ազոտային նյութեր՝ բույսերի հյուսվածքներում առկա նյութերի տարրալուծման արտադրանքները: Կան նաև տեսություններ նավթի անօրգանական ծագման մասին. դրա ձևավորումը երկրագնդի շերտերում ջրի գործողության արդյունքում տաք մետաղական կարբիդների վրա (մետաղների միացություններ ածխածնի հետ), որին հաջորդում է ազդեցության տակ ստացվող ածխաջրածինների փոփոխությունը։ բարձր ջերմաստիճանի, բարձր ճնշման, մետաղների, օդի, ջրածնի ազդեցության և այլն:
Երբ նավթը արդյունահանվում է նավթաբեր շերտերից, որոնք երբեմն ընկած են երկրի ընդերքում մի քանի կիլոմետր խորության վրա, նավթը կա՛մ մակերես է դուրս գալիս դրա վրա տեղակայված գազերի ճնշման տակ, կա՛մ դուրս է մղվում պոմպերով։

Նավթային արդյունաբերությունն այսօր ազգային տնտեսական մեծ համալիր է, որն ապրում և զարգանում է իր օրենքներով: Ի՞նչ է նշանակում նավթն այսօր երկրի ազգային տնտեսության համար: Նավթը նավթաքիմիայի համար հումք է սինթետիկ կաուչուկի, սպիրտների, պոլիէթիլենի, պոլիպրոպիլենի, տարբեր պլաստմասսաների և դրանցից պատրաստի արտադրանքի լայն տեսականի, արհեստական ​​գործվածքների արտադրության մեջ. շարժիչային վառելիքի (բենզին, կերոսին, դիզելային և ռեակտիվ վառելիք), յուղերի և քսանյութերի, ինչպես նաև կաթսաների և վառարանների վառելիքի (մազութի), շինանյութերի (բիտում, խեժ, ասֆալտ) արտադրության աղբյուր. հումք մի շարք սպիտակուցային պատրաստուկներ ստանալու համար, որոնք օգտագործվում են որպես հավելումներ անասնաբուծական կերերում՝ նրա աճը խթանելու համար:
Նավթը մեր ազգային հարստությունն է, երկրի հզորության աղբյուրը, նրա տնտեսության հիմքը։ Ռուսաստանի նավթային համալիրը ներառում է 148 հազար նավթահորեր, 48,3 հազար կմ հիմնական նավթատարներ, 28 նավթավերամշակման գործարաններ՝ տարեկան ավելի քան 300 միլիոն տոննա նավթ ընդհանուր հզորությամբ, ինչպես նաև մեծ թվով այլ արտադրական օբյեկտներ։
Մոտ 900 հազար մարդ աշխատում է նավթարդյունաբերության ձեռնարկություններում և դրա սպասարկման ոլորտներում, այդ թվում՝ մոտ 20 հազար մարդ՝ գիտության և գիտական ​​ծառայությունների ոլորտում։
Վերջին տասնամյակների ընթացքում վառելիքի արդյունաբերության կառուցվածքում տեղի են ունեցել հիմնարար փոփոխություններ՝ կապված ածխի արդյունաբերության մասնաբաժնի նվազման և նավթի և գազի արդյունահանման և վերամշակման արդյունաբերության աճի հետ: Եթե ​​1940 թվականին դրանք կազմում էին 20,5%, ապա 1984 թվականին՝ հանքային վառելիքի ընդհանուր արտադրության 75,3%-ը։ Այժմ առաջին պլան են մղվում բնական գազն ու բաց ածուխը։ Կկրճատվի էներգետիկ նպատակներով նավթի սպառումը, ընդհակառակը, կընդլայնվի դրա օգտագործումը որպես քիմիական հումք։ Ներկայումս վառելիքաէներգետիկ հաշվեկշռի կառուցվածքում նավթն ու գազը կազմում են 74%, մինչդեռ նավթի տեսակարար կշիռը նվազում է, իսկ գազի մասնաբաժինը աճում է և կազմում է մոտավորապես 41%: Ածխի բաժինը կազմում է 20%, մնացած 6%-ը էլեկտրաէներգիան է։
Նավթի վերամշակումն առաջին անգամ սկսել են Դուբինին եղբայրները Կովկասում։ Նավթի առաջնային վերամշակումը բաղկացած է դրա թորումից: Թորումը կատարվում է նավթավերամշակման գործարաններում նավթային գազերի տարանջատումից հետո:

Նավթից մեկուսացված են մեծ գործնական նշանակություն ունեցող մի շարք ապրանքներ։ Նախ նրանից հանվում են լուծված գազային ածխաջրածինները (հիմնականում մեթանը)։ Ցնդող ածխաջրածինների թորումից հետո յուղը տաքացվում է։ Մոլեկուլում փոքր քանակությամբ ածխածնի ատոմներ ունեցող ածխաջրածինները, որոնք ունեն համեմատաբար ցածր եռման կետ, առաջինն են, որ անցնում են գոլորշի վիճակի և թորվում են։ Խառնուրդի ջերմաստիճանի բարձրացման հետ ավելի բարձր եռման կետ ունեցող ածխաջրածինները թորվում են։ Այս կերպ կարելի է յուղի առանձին խառնուրդներ (ֆրակցիաներ) հավաքել։ Ամենից հաճախ այս թորման միջոցով ստացվում են չորս ցնդող ֆրակցիաներ, որոնք հետո ենթարկվում են հետագա տարանջատման։
Նավթի հիմնական ֆրակցիաները հետևյալն են.
Բենզինի ֆրակցիա, հավաքված 40-ից 200 ° C ջերմաստիճանում, պարունակում է ածխաջրածիններ C 5 H 12-ից մինչև C 11 H 24: Մեկուսացված ֆրակցիայի հետագա թորումից հետո, բենզին (տ kip = 40–70 °C), բենզին
(տ kip \u003d 70–120 ° С) - ավիացիա, ավտոմեքենա և այլն:
Նաֆթայի մասնաբաժինը, հավաքված 150-ից 250 ° C միջակայքում, պարունակում է ածխաջրածիններ C 8 H 18-ից մինչև C 14 H 30: Նաֆտան օգտագործվում է որպես տրակտորների վառելիք։ Մեծ քանակությամբ նաֆթա վերամշակվում է բենզինի։
Կերոսինի ֆրակցիաներառում է ածխաջրածիններ C 12 H 26-ից մինչև C 18 H 38 180-ից 300 °C եռման կետով: Կերոզինը, զտվելուց հետո, օգտագործվում է որպես վառելիք տրակտորների, ռեակտիվ ինքնաթիռների և հրթիռների համար։
Գազի նավթի բաժին (տբալ > 275 °C), այլ կերպ կոչվում է դիզելային վառելիք.
Մնացորդը յուղի թորումից հետո - մազութ- պարունակում է ածխաջրածիններ՝ մոլեկուլում մեծ քանակությամբ ածխածնի ատոմներով (մինչև շատ տասնյակ)։ Մազութը նաև մասնատվում է նվազեցված ճնշման թորման միջոցով՝ քայքայվելուց խուսափելու համար: Արդյունքում ստացեք արևային յուղեր(դիզելային վառելիք), քսայուղեր(ավտոտրակտոր, ավիացիոն, արդյունաբերական և այլն), բենզին(Տեխնիկական նավթային ժելեն օգտագործվում է մետաղական արտադրանքները յուղելու համար՝ դրանք կոռոզիայից պաշտպանելու համար, մաքրված նավթային ժելեն օգտագործվում է որպես հիմք կոսմետիկայի և բժշկության մեջ): Յուղերի որոշ տեսակներից պարաֆին(լուցկիների, մոմերի և այլնի արտադրության համար): Մազութից ցնդող բաղադրիչների թորումից հետո մնում է կուպր. Այն լայնորեն կիրառվում է ճանապարհաշինության մեջ։ Բացի քսայուղերի վերամշակումից, մազութը օգտագործվում է նաև որպես հեղուկ վառելիք կաթսայատներում: Նավթի թորման ժամանակ ստացված բենզինը բավարար չէ բոլոր կարիքները հոգալու համար։ Լավագույն դեպքում բենզինի մինչեւ 20%-ը կարելի է ստանալ նավթից, մնացածը բարձր եռման մթերքներ են։ Այս առումով քիմիայի առջեւ խնդիր էր դրվել մեծ քանակությամբ բենզին ստանալու ուղիներ գտնել։ Հարմար միջոց է գտնվել Ա.Մ.Բուտլերովի կողմից ստեղծված օրգանական միացությունների կառուցվածքի տեսության օգնությամբ։ Բարձր եռացող յուղի թորման արտադրանքը պիտանի չէ որպես շարժիչային վառելիք օգտագործելու համար: Նրանց բարձր եռման կետը պայմանավորված է նրանով, որ նման ածխաջրածինների մոլեկուլները չափազանց երկար շղթաներ են։ Եթե ​​մինչև 18 ածխածնի ատոմ պարունակող խոշոր մոլեկուլները քայքայվում են, ապա ստացվում են ցածր եռացող արտադրանք, ինչպիսին է բենզինը։ Այս ճանապարհին հետևեց ռուս ինժեներ Վ.Գ.Շուխովը, ով 1891 թվականին մշակեց բարդ ածխաջրածինների պառակտման մեթոդ, որը հետագայում կոչվեց ճեղքվածք (որը նշանակում է պառակտում):

Cracking-ի հիմնարար բարելավումը կատալիտիկ ճեղքման գործընթացի ներդրումն էր գործնականում: Այս գործընթացը առաջին անգամ իրականացվել է 1918 թվականին Ն.Դ.Զելինսկու կողմից։ Կատալիզային կրեկինգը հնարավորություն տվեց մեծ մասշտաբով ձեռք բերել ավիացիոն բենզին։ 450 °C ջերմաստիճանի կատալիտիկ ճեղքման ագրեգատներում, կատալիզատորների ազդեցության տակ, երկար ածխածնային շղթաները բաժանվում են:

Ջերմային և կատալիտիկ ճեղքում

Նավթի ֆրակցիաների մշակման հիմնական եղանակը տարբեր տեսակի ճաքերն են։ Առաջին անգամ (1871–1878 թթ.) նավթի ճեղքումը լաբորատոր և կիսաարդյունաբերական մասշտաբով իրականացվել է Պետերբուրգի տեխնոլոգիական ինստիտուտի աշխատակից Ա.Ա.Լետնիի կողմից։ Ճեղքող գործարանի առաջին արտոնագիրը տրվել է Շուխովի կողմից 1891թ.-ին: Քրեյքը արդյունաբերության մեջ լայն տարածում է գտել 1920-ականներից:
Cracking-ը ածխաջրածինների և նավթի այլ բաղադրիչների ջերմային տարրալուծումն է: Որքան բարձր է ջերմաստիճանը, այնքան մեծ է ճեղքման արագությունը և ավելի մեծ է գազերի և արոմատիկ նյութերի ելքը:
Նավթի ֆրակցիաների ճեղքումը, ի լրումն հեղուկ արտադրանքի, առաջացնում է առաջնահերթ նշանակություն ունեցող հումք՝ չհագեցած ածխաջրածիններ (օլեֆիններ) պարունակող գազեր։
Կան ճեղքման հետևյալ հիմնական տեսակները.
հեղուկ փուլ (20–60 ատմ, 430–550 °C), տալիս է չհագեցած և հագեցած բենզին, բենզինի ելքը մոտ 50%, գազերը՝ 10%;
գլխավոր տարածություն(նորմալ կամ իջեցված ճնշում, 600 °C), տալիս է չհագեցած անուշաբույր բենզին, ելքը ավելի քիչ է, քան հեղուկ փուլային ճեղքումը, առաջանում է մեծ քանակությամբ գազեր.
պիրոլիզ նավթը (նորմալ կամ իջեցված ճնշում, 650–700 °C), տալիս է անուշաբույր ածխաջրածինների խառնուրդ (պիրոբենզոլ), բերքատվությունը մոտ 15%, հումքի կեսից ավելին վերածվում է գազերի.
կործանարար հիդրոգենացում (ջրածնի ճնշումը 200–250 ատմ, 300–400 °C կատալիզատորների առկայության դեպքում՝ երկաթ, նիկել, վոլֆրամ և այլն), տալիս է սահմանային բենզին մինչև 90% եկամտաբերությամբ;
կատալիտիկ ճեղքվածք (300–500 °С կատալիզատորների առկայությամբ՝ AlCl 3 , ալյումինասիլիկատներ, MoS 3 , Cr 2 O 3 և այլն), տալիս է գազային արտադրանք և բարձրորակ բենզին՝ իզոկառուցվածքի անուշաբույր և հագեցած ածխաջրածինների գերակշռությամբ։
Տեխնոլոգիայում այսպես կոչված կատալիտիկ բարեփոխում– ցածր կարգի բենզինների փոխակերպումը բարձրակարգ բարձր օկտանային բենզինի կամ անուշաբույր ածխաջրածինների։
Ճեղքման ժամանակ հիմնական ռեակցիաներն են ածխաջրածնային շղթաների պառակտման, իզոմերացման և ցիկլացման ռեակցիաները։ Ազատ ածխաջրածնային ռադիկալները հսկայական դեր են խաղում այս գործընթացներում:

Կոքսի արտադրություն
եւ հեղուկ վառելիքի ստացման խնդիրը

Բաժնետոմսեր կարծր ածուխբնության մեջ զգալիորեն գերազանցում են նավթի պաշարները։ Ուստի ածուխը քիմիական արդյունաբերության համար հումքի ամենակարեւոր տեսակն է։
Ներկայումս արդյունաբերությունն օգտագործում է ածխի վերամշակման մի քանի եղանակներ՝ չոր թորում (կոքսավորում, կիսաքոքացում), հիդրոգենացում, թերի այրում և կալցիումի կարբիդի արտադրություն։

Մետաղագործության կամ կենցաղային գազի մեջ կոքս ստանալու համար օգտագործվում է ածուխի չոր թորում։ Կոքսացման ժամանակ ստացվում են ածուխ, կոքս, քարածուխ, խեժ ջուր և կոքսային գազեր։
Ածխի խեժպարունակում է անուշաբույր և այլ օրգանական միացությունների լայն տեսականի: Նորմալ ճնշման տակ թորման միջոցով այն բաժանվում է մի քանի ֆրակցիայի։ Ածխի խեժից ստացվում են անուշաբույր ածխաջրածիններ, ֆենոլներ և այլն։
կոքսային գազերպարունակում են հիմնականում մեթան, էթիլեն, ջրածին և ածխածնի օքսիդ (II): Ոմանք այրվում են, որոշները վերամշակվում են:
Ածխի հիդրոգենացումը կատարվում է 400–600 °C ջերմաստիճանում մինչև 250 ատմ ջրածնի ճնշման տակ կատալիզատորի, երկաթի օքսիդների առկայությամբ։ Սա առաջացնում է ածխաջրածինների հեղուկ խառնուրդ, որոնք սովորաբար ենթարկվում են նիկելի կամ այլ կատալիզատորների վրա հիդրոգենացման: Ցածր կարգի շագանակագույն ածուխները կարող են հիդրոգենացվել:

Կալցիումի կարբիդ CaC 2 ստացվում է ածուխից (կոքս, անտրասիտ) և կրաքարից։ Հետագայում այն ​​վերածվում է ացետիլենի, որն անընդհատ աճող մասշտաբով օգտագործվում է բոլոր երկրների քիմիական արդյունաբերության մեջ։

«Ռոսնեֆտ-ԿՆՕՍ» ԲԲԸ-ի զարգացման պատմությունից

Գործարանի զարգացման պատմությունը սերտորեն կապված է Կուբանի նավթագազային արդյունաբերության հետ։
Մեր երկրում նավթի արդյունահանման սկիզբը հեռավոր անցյալ է։ Դեռ X դ. Ադրբեջանը նավթի առևտուր էր անում տարբեր երկրների հետ։ Կուբանում արդյունաբերական նավթի զարգացումը սկսվել է 1864 թվականին Մայկոպի շրջանում։ Կուբանի շրջանի ղեկավար գեներալ Կարմալինի խնդրանքով Դ.Ի. Մենդելեևը 1880 թվականին կարծիք է հայտնել Կուբանի նավթի պարունակության մասին՝ Իլսկայա »:
Առաջին հնգամյա ծրագրերի տարիներին իրականացվեցին լայնածավալ որոնողական աշխատանքներ և սկսվեց առևտրային նավթի արդյունահանումը։ Համակցված նավթային գազը մասամբ օգտագործվում էր որպես կենցաղային վառելիք բանվորական բնակավայրերում, և այդ արժեքավոր արտադրանքի մեծ մասը բռնկվել էր: Բնական ռեսուրսների վատնմանը վերջ տալու համար ԽՍՀՄ նավթարդյունաբերության նախարարությունը 1952 թվականին որոշում է կայացրել Աֆիպսկի գյուղում գազի և բենզինի գործարան կառուցել։
1963 թվականի ընթացքում ստորագրվել է Աֆիպսկի գազաբենզինի գործարանի առաջին փուլի շահագործման հանձնման ակտը։
1964 թվականի սկզբին Կրասնոդարի երկրամասից սկսվեց գազային կոնդենսատների վերամշակումը A-66 բենզինի և դիզելային վառելիքի արտադրությամբ։ Հումքը եղել է Կանևսկու, Բերեզանսկու, Լենինգրադսկու, Մայկոպսկու և այլ խոշոր հանքավայրերի գազը։ Բարելավելով արտադրությունը՝ գործարանի աշխատակազմը յուրացրել է B-70 ավիացիոն բենզինի և A-72 բենզինի արտադրությունը։
1970 թվականի օգոստոսին շահագործման են հանձնվել արոմատիկ նյութերի (բենզոլ, տոլուոլ, քսիլեն) արտադրությամբ գազային կոնդենսատի վերամշակման երկու նոր տեխնոլոգիական բլոկ՝ երկրորդական թորման և կատալիտիկ ռեֆորմացիոն միավոր։ Միաժամանակ կառուցվել են կեղտաջրերի կենսաբանական մաքրման և կոմբինատի ապրանքա-հումքային բազայի մաքրման կայաններ։
1975 թվականին շահագործման է հանձնվել քսիլենների արտադրության գործարանը, իսկ 1978 թվականին՝ ներմուծվող տոլուոլային դեմեթիլացման գործարանը։ Գործարանը դարձել է Minnefteprom-ի առաջատարներից մեկը քիմիական արդյունաբերության համար արոմատիկ ածխաջրածինների արտադրության համար:
Ձեռնարկության կառավարման կառուցվածքը և արտադրական միավորների կազմակերպումը բարելավելու նպատակով 1980 թվականի հունվարին ստեղծվեց «Կրասնոդարնեֆտեորգսինտեզ» արտադրական ասոցիացիան։ Ասոցիացիան ներառում էր երեք գործարան՝ Կրասնոդարի տեղամասը (շահագործվում է 1922 թվականի օգոստոսից), Տուապսեի նավթավերամշակման գործարանը (շահագործվում է 1929 թվականից) և Աֆիպսկու նավթավերամշակման գործարանը (գործում է 1963 թվականի դեկտեմբերից)։
1993 թվականի դեկտեմբերին ձեռնարկությունը վերակազմավորվեց, իսկ 1994 թվականի մայիսին «Կրասնոդարնեֆտեորգսինտեզ» ԲԲԸ-ն վերանվանվեց «Ռոսնեֆտ-Կրասնոդարնեֆտեորգսինտեզ» ԲԲԸ:

Հոդվածը պատրաստվել է Met S LLC-ի աջակցությամբ։ Եթե ​​Ձեզ անհրաժեշտ է ազատվել թուջե լոգարանից, լվացարանից կամ այլ մետաղական աղբից, ապա լավագույն լուծումը կլինի դիմել Met C ընկերությանը: «www.Metalloloms.Ru» հասցեում գտնվող կայքում դուք կարող եք, առանց ձեր մոնիտորի էկրանից հեռանալու, պատվիրել մետաղի ջարդոնի ապամոնտաժում և հեռացում շահավետ գնով: Met S ընկերությունում աշխատում են միայն բարձրակարգ մասնագետներ՝ երկար աշխատանքային փորձով։

Ավարտվում է լինել

Ածխաջրածինները մեծ տնտեսական նշանակություն ունեն, քանի որ դրանք ծառայում են որպես հումքի ամենակարևոր տեսակ օրգանական սինթեզի ժամանակակից արդյունաբերության գրեթե բոլոր արտադրանքները ստանալու համար և լայնորեն օգտագործվում են էներգետիկ նպատակներով: Նրանք կարծես կուտակում են արեգակնային ջերմություն և էներգիա, որոնք ազատվում են այրման ժամանակ։ Տորֆը, ածուխը, նավթային թերթաքարը, նավթը, բնական և հարակից նավթային գազերը պարունակում են ածխածին, որոնց այրման ժամանակ թթվածնի հետ համակցումը ուղեկցվում է ջերմության արտազատմամբ։

ածուխ	տորֆ	յուղ	բնական գազ
ամուր	ամուր	հեղուկ	գազ
առանց հոտի	առանց հոտի	Ուժեղ հոտ	առանց հոտի
միասնական կազմը	միասնական կազմը	նյութերի խառնուրդ	նյութերի խառնուրդ
մուգ գույնի ժայռ՝ այրվող նյութի մեծ պարունակությամբ, որը առաջանում է նստվածքային շերտերում տարբեր բույսերի կուտակումների թաղման արդյունքում	ճահիճների և գերաճած լճերի հատակում կուտակված կիսաքայքայված բուսական զանգվածի կուտակում	բնական այրվող յուղային հեղուկ, բաղկացած է հեղուկ և գազային ածխաջրածինների խառնուրդից	օրգանական նյութերի անաէրոբ տարրալուծման ժամանակ Երկրի աղիքներում առաջացած գազերի խառնուրդ, գազը պատկանում է նստվածքային ապարների խմբին.
Ջերմային արժեք - 1 կգ վառելիք այրելուց ազատված կալորիաների քանակը
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Ածուխ.

Ածուխը միշտ էլ խոստումնալից հումք է եղել էներգիայի և բազմաթիվ քիմիական արտադրանքների համար:

19-րդ դարից ածխի առաջին խոշոր սպառողը եղել է տրանսպորտը, այնուհետև ածուխը սկսել է օգտագործվել էլեկտրաէներգիայի, մետաղագործական կոքսի, քիմիական վերամշակման ժամանակ տարբեր ապրանքների, ածխածնի-գրաֆիտի կառուցվածքային նյութերի, պլաստմասսաների, քարի մոմերի արտադրության համար, սինթետիկ, հեղուկ և գազային բարձր կալորիականությամբ վառելանյութեր, բարձր ազոտի թթուներ՝ պարարտանյութերի արտադրության համար։

Ածուխը մակրոմոլեկուլային միացությունների բարդ խառնուրդ է, որը ներառում է հետևյալ տարրերը. , ջուր, ամոնիակ, ջրածնի սուլֆիդ և իհարկե բուն ածխածինը՝ ածուխ։

Կարծր ածխի վերամշակումն ընթանում է երեք հիմնական ուղղություններով՝ կոքսացում, հիդրոգենացում և թերի այրում։ Ածխի վերամշակման հիմնական ուղիներից է կոքսինգ– կալցինացիա առանց օդի հասանելիության կոքսային վառարաններում 1000–1200°C ջերմաստիճանում։ Այս ջերմաստիճանում, առանց թթվածնի հասանելիության, ածուխը ենթարկվում է ամենաբարդ քիմիական փոխակերպումների, որոնց արդյունքում ձևավորվում են կոքս և ցնդող արտադրանք.

1. կոքս վառարանի գազ (ջրածին, մեթան, ածխածնի օքսիդ և ածխածնի երկօքսիդ, ամոնիակի, ազոտի և այլ գազերի կեղտեր);

2. ածխի խեժ (մի քանի հարյուր տարբեր օրգանական նյութեր, ներառյալ բենզոլը և նրա հոմոլոգները, ֆենոլը և անուշաբույր սպիրտները, նաֆթալինը և տարբեր հետերոցիկլիկ միացությունները);

3. գերխեժ, կամ ամոնիակ, ջուր (լուծված ամոնիակ, ինչպես նաև ֆենոլ, ջրածնի սուլֆիդ և այլ նյութեր);

4. կոքս (կոքսի պինդ մնացորդ, գործնականում մաքուր ածխածին)։

Սառեցված կոքսն ուղարկվում է մետալուրգիական գործարաններ։

Երբ ցնդող արտադրանքները (կոքսի գազը) սառչում են, քարածխի խեժը և ամոնիակային ջուրը խտանում են:

Չխտացրած մթերքները (ամոնիակ, բենզոլ, ջրածին, մեթան, CO 2, ազոտ, էթիլեն և այլն) ծծմբաթթվի լուծույթով մեկուսացնում են ամոնիումի սուլֆատը, որն օգտագործվում է որպես հանքային պարարտանյութ։ Բենզոլը վերցվում է լուծույթի մեջ և թորվում է լուծույթից: Դրանից հետո կոքս գազը օգտագործվում է որպես վառելիք կամ որպես քիմիական հումք։ Ածխի խեժը ստացվում է փոքր քանակությամբ (3%)։ Բայց, հաշվի առնելով արտադրության մասշտաբները, քարածխի խեժը համարվում է մի շարք օրգանական նյութեր ստանալու հումք։ Եթե ​​մինչև 350 ° C եռացող արտադրանքը քշվում է խեժից, ապա մնում է պինդ զանգված՝ սկիպիդար։ Այն օգտագործվում է լաքերի արտադրության համար։

Ածխի հիդրոգենացումը կատարվում է 400–600°C ջերմաստիճանում մինչև 25 ՄՊա ջրածնի ճնշման տակ կատալիզատորի առկայության դեպքում։ Այս դեպքում առաջանում է հեղուկ ածխաջրածինների խառնուրդ, որը կարող է օգտագործվել որպես շարժիչի վառելիք։ Ածուխից հեղուկ վառելիքի ստացում. Հեղուկ սինթետիկ վառելիքներն են բարձր օկտանային բենզինը, դիզելային վառելիքը և կաթսայի վառելիքը: Ածուխից հեղուկ վառելիք ստանալու համար անհրաժեշտ է ջրածնի պարունակությունը բարձրացնել ջրածնի միջոցով։ Հիդրոգենացումն իրականացվում է բազմակի շրջանառության միջոցով, որը թույլ է տալիս վերածել հեղուկի և գազերի վերածել ածխի ամբողջ օրգանական զանգվածը։ Այս մեթոդի առավելությունը ցածրորակ շագանակագույն ածխի հիդրոգենացման հնարավորությունն է։

Ածխի գազաֆիկացումը հնարավորություն կտա ՋԷԿ-երում օգտագործել ցածրորակ շագանակագույն և սև ածուխներ՝ առանց շրջակա միջավայրը ծծմբային միացություններով աղտոտելու։ Սա խտացված ածխածնի օքսիդի (ածխածնի մոնօքսիդ) CO ստացման միակ մեթոդն է։ Ածուխի ոչ լրիվ այրման արդյունքում առաջանում է ածխածնի օքսիդ (II): Կատալիզատորի վրա (նիկել, կոբալտ) նորմալ կամ բարձր ճնշման դեպքում ջրածինը և CO կարող են օգտագործվել հագեցած և չհագեցած ածխաջրածիններ պարունակող բենզին արտադրելու համար.

nCO + (2n+1)H 2 → C n H 2n + 2 + nH 2 O;

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O:

Եթե ​​ածուխի չոր թորումը կատարվում է 500–550°C ջերմաստիճանում, ապա ստացվում է խեժ, որը բիտումի հետ միասին օգտագործվում է շինարարության մեջ որպես կապող նյութ տանիքների, ջրամեկուսիչ ծածկույթների (տանիքի ֆետ, տանիքի ֆետր) արտադրության մեջ։ և այլն):

Բնության մեջ ածուխը հանդիպում է հետևյալ շրջաններում՝ Մոսկվայի մարզում, Հարավային Յակուտսկի ավազանում, Կուզբասում, Դոնբասում, Պեչորայի ավազանում, Տունգուսկայի ավազանում, Լենայի ավազանում։

Բնական գազ.

Բնական գազը գազերի խառնուրդ է, որի հիմնական բաղադրիչն է մեթան CH 4 (75-ից մինչև 98%՝ կախված դաշտից), մնացածը՝ էթան, պրոպան, բութան և փոքր քանակությամբ կեղտեր՝ ազոտ, ածխածնի օքսիդ (IV ), ջրածնի սուլֆիդ և գոլորշի ջուր, և գրեթե միշտ՝ ջրածնի սուլֆիդև նավթի օրգանական միացություններ՝ մերկապտաններ։ Հենց նրանք են գազին տալիս կոնկրետ տհաճ հոտ, իսկ այրվելիս հանգեցնում են թունավոր ծծմբի երկօքսիդ SO 2-ի առաջացմանը։

Ընդհանուր առմամբ, որքան մեծ է ածխաջրածնի մոլեկուլային քաշը, այնքան քիչ է այն պարունակում բնական գազում: Տարբեր հանքավայրերի բնական գազի բաղադրությունը նույնը չէ։ Նրա միջին բաղադրությունը, ըստ ծավալի տոկոսի, հետևյալն է.

CH 4	C 2 H 6	C 3 H 8	C 4 H 10	N 2 և այլ գազեր
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

Մեթանը առաջանում է բույսերի և կենդանիների մնացորդների անաէրոբ (առանց օդային հասանելիության) խմորման ժամանակ, հետևաբար այն ձևավորվում է հատակային նստվածքներում և կոչվում է «ճահճային» գազ։

Մեթանի հանքավայրերը հիդրատացված բյուրեղային տեսքով, այսպես կոչված մեթանի հիդրատ,հայտնաբերվել է հավերժական սառույցի շերտի տակ և օվկիանոսների մեծ խորություններում: Ցածր ջերմաստիճանի (−800ºC) և բարձր ճնշման դեպքում մեթանի մոլեկուլները գտնվում են ջրային սառույցի բյուրեղային ցանցի դատարկություններում։ Մեկ խորանարդ մետր մեթանի հիդրատի սառցե դատարկություններում 164 խորանարդ մետր գազ է «թափվել»։

Մեթանի հիդրատի կտորները նման են կեղտոտ սառույցի, բայց օդում այրվում են դեղնա-կապույտ բոցով: Ենթադրվում է, որ մոլորակը կուտակում է 10,000-ից մինչև 15,000 գիգատոն ածխածին մեթանի հիդրատի տեսքով (գիգան հավասար է 1 միլիարդի): Նման ծավալները բազմապատիկ ավելի են, քան ներկայումս հայտնի բնական գազի բոլոր պաշարները։

Բնական գազը վերականգնվող բնական ռեսուրս է, քանի որ այն շարունակաբար սինթեզվում է բնության մեջ։ Այն նաև կոչվում է «բիոգազ»։ Հետևաբար, այսօր շատ բնապահպան գիտնականներ մարդկության բարգավաճ գոյության հեռանկարները կապում են հենց գազի՝ որպես այլընտրանքային վառելիքի օգտագործման հետ:

Որպես վառելիք՝ բնական գազը մեծ առավելություններ ունի պինդ և հեղուկ վառելիքի նկատմամբ։ Նրա կալորիականությունը շատ ավելի բարձր է, երբ այրվում է, մոխիր չի թողնում, այրման արտադրանքը բնապահպանական առումով շատ ավելի մաքուր է։ Հետևաբար, արտադրվող բնական գազի ընդհանուր ծավալի մոտ 90%-ն այրվում է որպես վառելիք ՋԷԿ-երում և կաթսայատներում, արդյունաբերական ձեռնարկություններում ջերմային գործընթացներում և առօրյա կյանքում։ Բնական գազի մոտ 10%-ն օգտագործվում է որպես արժեքավոր հումք քիմիական արդյունաբերության համար՝ ջրածնի, ացետիլենի, մուրի, տարբեր պլաստմասսաների, դեղամիջոցների արտադրության համար։ Բնական գազից մեկուսացված են մեթանը, էթանը, պրոպանը և բութանը։ Արդյունաբերական մեծ նշանակություն ունեն այն ապրանքները, որոնք կարելի է ստանալ մեթանից։ Մեթանը օգտագործվում է բազմաթիվ օրգանական նյութերի սինթեզի համար՝ սինթեզի գազ և դրա հիման վրա սպիրտների հետագա սինթեզ; լուծիչներ (ածխածնի տետրաքլորիդ, մեթիլեն քլորիդ և այլն); ֆորմալդեհիդ; ացետիլեն և մուր:

Բնական գազը կազմում է անկախ հանքավայրեր։ Բնական այրվող գազերի հիմնական հանքավայրերը գտնվում են Հյուսիսային և Արևմտյան Սիբիրում, Վոլգա-Ուրալի ավազանում, Հյուսիսային Կովկասում (Ստավրոպոլ), Կոմի Հանրապետությունում, Աստրախանի մարզում, Բարենցի ծովում։