Savienojumi, kas satur tikai oglekļa un ūdeņraža atomus.

Ogļūdeņražus iedala cikliskajos (karbocikliskajos savienojumos) un acikliskajos.

Cikliskos (karbocikliskos) savienojumus sauc par savienojumiem, kas ietver vienu vai vairākus ciklus, kas sastāv tikai no oglekļa atomiem (atšķirībā no heterocikliskiem savienojumiem, kas satur heteroatomus - slāpekli, sēru, skābekli utt.). Karbocikliskos savienojumus savukārt iedala aromātiskajos un nearomātiskajos (alicikliskajos) savienojumos.

Acikliskie ogļūdeņraži ietver organiskos savienojumus, kuru molekulu oglekļa karkass ir atvērtas ķēdes.

Šīs ķēdes var veidot ar vienkāršām saitēm (alkāniem), satur vienu dubultsaiti (alkānus), divas vai vairākas dubultsaites (diēnus vai poliēnus), vienu trīskāršu saiti (alkīnus).

Kā zināms, oglekļa ķēdes ir daļa no vairuma organisko vielu. Tādējādi ogļūdeņražu izpēte ir īpaši svarīga, jo šie savienojumi ir citu organisko savienojumu klašu strukturālais pamats.

Turklāt ogļūdeņraži, īpaši alkāni, ir galvenie dabiskie organisko savienojumu avoti un svarīgāko rūpniecisko un laboratorijas sintēžu pamatā (1. shēma).

Jūs jau zināt, ka ogļūdeņraži ir vissvarīgākā ķīmiskās rūpniecības izejviela. Savukārt ogļūdeņraži ir diezgan plaši izplatīti dabā un tos var izolēt no dažādiem dabas avotiem: naftas, saistītās naftas un dabasgāzes, akmeņoglēm. Apsvērsim tos sīkāk.

Eļļa- dabisks sarežģīts ogļūdeņražu maisījums, galvenokārt lineāri un sazaroti alkāni, kas satur no 5 līdz 50 oglekļa atomiem molekulās, ar citām organiskām vielām. Tā sastāvs būtiski ir atkarīgs no ražošanas (nogulsnes) vietas, tas var papildus alkāniem saturēt cikloalkānus un aromātiskos ogļūdeņražus.

Eļļas gāzveida un cietās sastāvdaļas ir izšķīdinātas tās šķidrajās sastāvdaļās, kas nosaka tās agregācijas stāvokli. Eļļa ir eļļains tumšas (no brūnas līdz melnai) krāsas šķidrums ar raksturīgu smaržu, ūdenī nešķīstošs. Tā blīvums ir mazāks nekā ūdens blīvums, tāpēc, nokļūstot tajā, eļļa izplatās pa virsmu, novēršot skābekļa un citu gaisa gāzu šķīšanu ūdenī. Acīmredzot, naftas nokļūšana dabiskajās ūdenstilpēs izraisa mikroorganismu un dzīvnieku nāvi, izraisot vides katastrofas un pat katastrofas. Ir baktērijas, kas var izmantot eļļas sastāvdaļas kā pārtiku, pārvēršot to nekaitīgos savas dzīvības darbības produktos. Ir skaidrs, ka šo baktēriju kultūru izmantošana ir videi drošākais un daudzsološākais veids, kā cīnīties ar naftas piesārņojumu tās ražošanas, transportēšanas un pārstrādes procesā.

Dabā nafta un ar to saistītā naftas gāze, kas tiks apspriesta turpmāk, aizpilda zemes iekšpuses dobumus. Tā kā eļļa ir dažādu vielu maisījums, tai nav pastāvīgas viršanas temperatūras. Ir skaidrs, ka katra tā sastāvdaļa maisījumā saglabā savas individuālās fizikālās īpašības, kas ļauj sadalīt eļļu tā sastāvdaļās. Lai to izdarītu, to attīra no mehāniskiem piemaisījumiem, sēru saturošiem savienojumiem un pakļauj tā sauktajai frakcionētai destilācijai jeb rektifikācijai.

Frakcionālā destilācija ir fizikāla metode sastāvdaļu maisījuma atdalīšanai ar dažādiem viršanas punktiem.

Destilāciju veic īpašās iekārtās - destilācijas kolonnās, kurās atkārtojas eļļā esošo šķidro vielu kondensācijas un iztvaikošanas cikli (9. att.).

Tvaiki, kas veidojas vielu maisījuma viršanas laikā, tiek bagātināti ar vieglāk vārošu (t.i., ar zemāku temperatūru) komponentu. Šos tvaikus savāc, kondensē (atdzesē līdz vārīšanās temperatūrai) un atkal uzvāra. Šajā gadījumā veidojas tvaiki, kas ir vēl vairāk bagātināti ar zemu viršanas temperatūru. Atkārtoti atkārtojot šos ciklus, ir iespējams panākt gandrīz pilnīgu maisījumā esošo vielu atdalīšanu.

Destilācijas kolonna saņem eļļu, kas uzkarsēta cauruļveida krāsnī līdz 320-350 °C temperatūrai. Destilācijas kolonnai ir horizontālas starpsienas ar caurumiem - tā sauktās plāksnes, uz kurām kondensējas eļļas frakcijas. Uz augstākajām uzkrājas viegli viršanas frakcijas, uz zemākajām frakcijas ar augstu viršanas temperatūru.

Rektifikācijas procesā eļļu iedala šādās frakcijās:

Rektifikācijas gāzes - zemas molekulmasas ogļūdeņražu maisījums, galvenokārt propāns un butāns, ar viršanas temperatūru līdz 40 ° C;

Benzīna frakcija (benzīns) - ogļūdeņraži ar sastāvu no C 5 H 12 līdz C 11 H 24 (viršanas temperatūra 40-200 ° C); ar smalkāku šīs frakcijas atdalīšanu tiek iegūts benzīns (petrolēteris, 40–70 ° C) un benzīns (70–120 ° C);

Ligroīna frakcija - ogļūdeņraži ar sastāvu no C8H18 līdz C14H30 (viršanas temperatūra 150-250 °C);

Petrolejas frakcija - ogļūdeņraži ar sastāvu no C12H26 līdz C18H38 (viršanas temperatūra 180-300 °C);

Dīzeļdegviela - ogļūdeņraži ar sastāvu no C13H28 līdz C19H36 (viršanas temperatūra 200-350 °C).

Eļļas destilācijas atlikums - mazuts- satur ogļūdeņražus ar oglekļa atomu skaitu no 18 līdz 50. Destilējot pazeminātā spiedienā no mazuta, iegūst saules eļļu (C18H28-C25H52), smēreļļas (C28H58-C38H78), vazelīnu un parafīnu - kausējamus cieto ogļūdeņražu maisījumus. Mazuta destilācijas cietie atlikumi - darva un tā pārstrādes produkti - bitumens un asfalts tiek izmantoti ceļu segumu ražošanai.

Eļļas rektifikācijas rezultātā iegūtie produkti tiek pakļauti ķīmiskai apstrādei, kas ietver vairākus sarežģītus procesus. Viens no tiem ir naftas produktu plaisāšana. Jūs jau zināt, ka degvieleļļa tiek sadalīta komponentos zem pazemināta spiediena. Tas ir saistīts ar faktu, ka atmosfēras spiedienā tā sastāvdaļas sāk sadalīties pirms viršanas temperatūras sasniegšanas. Tas ir plaisāšanas pamatā.

Krekinga - naftas produktu termiskā sadalīšanās, kā rezultātā veidojas ogļūdeņraži ar mazāku oglekļa atomu skaitu molekulā.

Ir vairāki krekinga veidi: termiskā krekinga, katalītiskā krekinga, augstspiediena krekinga, reducēšanas krekinga.

Termiskā krekinga sastāv no ogļūdeņražu molekulu ar garu oglekļa ķēdi sadalīšanās īsākās augstas temperatūras (470-550 ° C) ietekmē. Šīs šķelšanās procesā kopā ar alkāniem veidojas alkēni.

Kopumā šo reakciju var uzrakstīt šādi:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
alkāns alkāns alkēns
gara ķēde

Iegūtie ogļūdeņraži var atkal plaisāt, veidojot alkānus un alkēnus ar vēl īsāku oglekļa atomu ķēdi molekulā:

Parastās termiskās krekinga laikā veidojas daudzi zemas molekulmasas gāzveida ogļūdeņraži, kurus var izmantot kā izejvielas spirtu, karbonskābju un augstas molekulmasas savienojumu (piemēram, polietilēna) ražošanai.

katalītiskā krekinga rodas katalizatoru klātbūtnē, kurus izmanto kā kompozīcijas dabiskos aluminosilikātus

Krekinga īstenošana, izmantojot katalizatorus, noved pie ogļūdeņražu veidošanās ar sazarotu vai slēgtu oglekļa atomu ķēdi molekulā. Šādas struktūras ogļūdeņražu saturs motordegvielā ievērojami uzlabo tās kvalitāti, galvenokārt triecienizturību - benzīna oktānskaitli.

Naftas produktu plaisāšana notiek augstā temperatūrā, tāpēc bieži veidojas oglekļa nogulsnes (kvēpi), kas piesārņo katalizatora virsmu, kas krasi samazina tā aktivitāti.

Katalizatora virsmas attīrīšana no oglekļa nogulsnēm - tā reģenerācija - ir galvenais nosacījums katalītiskā krekinga praktiskai īstenošanai. Vienkāršākais un lētākais katalizatora reģenerācijas veids ir tā grauzdēšana, kuras laikā oglekļa nogulsnes tiek oksidētas ar atmosfēras skābekļa palīdzību. Gāzveida oksidācijas produkti (galvenokārt oglekļa dioksīds un sēra dioksīds) tiek noņemti no katalizatora virsmas.

Katalītiskā krekinga ir neviendabīgs process, kurā iesaistītas cietas (katalizators) un gāzveida (ogļūdeņraža tvaiki) vielas. Ir skaidrs, ka katalizatora reģenerācija - cieto nogulšņu mijiedarbība ar atmosfēras skābekli - arī ir neviendabīgs process.

neviendabīgas reakcijas(gāze - cieta) plūst ātrāk, palielinoties cietās vielas virsmas laukumam. Tāpēc katalizators tiek sasmalcināts, un tā reģenerācija un ogļūdeņražu krekinga tiek veikta "šķiedrā gultā", kas jums ir pazīstama no sērskābes ražošanas.

Krekinga izejviela, piemēram, gāzeļļa, nonāk koniskajā reaktorā. Reaktora apakšējai daļai ir mazāks diametrs, tāpēc padeves tvaika plūsmas ātrums ir ļoti augsts. Gāze, kas pārvietojas lielā ātrumā, uztver katalizatora daļiņas un pārnes tās uz reaktora augšējo daļu, kur, palielinoties tās diametram, plūsmas ātrums samazinās. Gravitācijas ietekmē katalizatora daļiņas nokrīt reaktora apakšējā, šaurākā daļā, no kurienes tās atkal tiek vestas uz augšu. Tādējādi katrs katalizatora graudiņš atrodas pastāvīgā kustībā un tiek mazgāts no visām pusēm ar gāzveida reaģentu.

Daži katalizatora graudi nonāk reaktora ārējā, platākajā daļā un, nesasniedzot gāzes plūsmas pretestību, nolaižas uz leju, kur gāzes plūsma tos uztver un aiznes uz reģeneratoru. Arī tur "šķiedrā slāņa" režīmā katalizators tiek sadedzināts un atgriezts reaktorā.

Tādējādi katalizators cirkulē starp reaktoru un reģeneratoru, un no tiem tiek noņemti krekinga un grauzdēšanas gāzveida produkti.

Krekinga katalizatoru izmantošana ļauj nedaudz palielināt reakcijas ātrumu, samazināt tā temperatūru un uzlabot krekinga produktu kvalitāti.

Iegūtajiem benzīna frakcijas ogļūdeņražiem galvenokārt ir lineāra struktūra, kas rada iegūtā benzīna zemu detonācijas pretestību.

Jēdzienu “detonācijas pretestība” aplūkosim vēlāk, pagaidām tikai atzīmējam, ka ogļūdeņražiem ar sazarotām molekulām ir daudz lielāka detonācijas pretestība. Krekinga laikā izveidotajā maisījumā ir iespējams palielināt izomēru sazaroto ogļūdeņražu īpatsvaru, pievienojot sistēmai izomerizācijas katalizatorus.

Naftas laukos parasti ir lielas tā sauktās saistītās naftas gāzes uzkrāšanās, kas sakrājas virs naftas zemes garozā un daļēji izšķīst tajā virsējo iežu spiediena ietekmē. Tāpat kā nafta, saistītā naftas gāze ir vērtīgs dabisks ogļūdeņražu avots. Tas satur galvenokārt alkānus, kuru molekulās ir no 1 līdz 6 oglekļa atomi. Acīmredzot saistītās naftas gāzes sastāvs ir daudz sliktāks nekā naftas. Tomēr, neskatoties uz to, to plaši izmanto gan kā degvielu, gan kā ķīmiskās rūpniecības izejvielu. Vēl pirms dažām desmitgadēm lielākajā daļā naftas atradņu saistītā naftas gāze tika sadedzināta kā nederīgs piedeva eļļai. Patlaban, piemēram, Surgutā, Krievijas bagātākajā naftas pieliekamajā, pasaulē lētākā elektroenerģija tiek ražota, kā kurināmo izmantojot saistīto naftas gāzi.

Kā jau minēts, saistītā naftas gāze ir bagātāka ar dažādiem ogļūdeņražiem nekā dabasgāze. Sadalot tos daļās, viņi iegūst:

Dabīgais benzīns - ļoti gaistošs maisījums, kas sastāv galvenokārt no lentāna un heksāna;

Propāna-butāna maisījums, kas, kā norāda nosaukums, sastāv no propāna un butāna un viegli pārvēršas šķidrā stāvoklī, kad spiediens palielinās;

Sausā gāze - maisījums, kas satur galvenokārt metānu un etānu.

Dabiskais benzīns, būdams gaistošu komponentu maisījums ar mazu molekulmasu, labi iztvaiko pat zemā temperatūrā. Tas ļauj izmantot benzīnu kā degvielu iekšdedzes dzinējiem Tālajos Ziemeļos un kā piedevu motordegvielai, kas atvieglo dzinēju iedarbināšanu ziemas apstākļos.

Propāna-butāna maisījumu sašķidrinātās gāzes veidā izmanto kā mājsaimniecības degvielu (gāzes baloni, kas jums pazīstami valstī) un šķiltavu uzpildīšanai. Autotransporta pakāpeniska pāreja uz sašķidrināto gāzi ir viens no galvenajiem veidiem, kā pārvarēt globālo degvielas krīzi un risināt vides problēmas.

Sausā gāze, kuras sastāvs ir tuvu dabasgāzei, tiek plaši izmantota arī kā degviela.

Tomēr saistītās naftas gāzes un tās sastāvdaļu izmantošana par degvielu nebūt nav visdaudzsološākais veids, kā to izmantot.

Daudz efektīvāk ir izmantot saistītos naftas gāzes komponentus kā ķīmiskās ražošanas izejvielu. Ūdeņradi, acetilēnu, nepiesātinātos un aromātiskos ogļūdeņražus un to atvasinājumus iegūst no alkāniem, kas ir daļa no saistītās naftas gāzes.

Gāzveida ogļūdeņraži var ne tikai pavadīt naftu zemes garozā, bet arī veidot neatkarīgus uzkrājumus – dabasgāzes atradnes.

Dabasgāze - gāzveida piesātinātu ogļūdeņražu maisījums ar mazu molekulmasu. Dabasgāzes galvenā sastāvdaļa ir metāns, kura īpatsvars atkarībā no lauka svārstās no 75 līdz 99% pēc tilpuma. Papildus metānam dabasgāze satur etānu, propānu, butānu un izobutānu, kā arī slāpekli un oglekļa dioksīdu.

Tāpat kā saistīto naftas gāzi, dabasgāzi izmanto gan kā kurināmo, gan kā izejvielu dažādu organisko un neorganisko vielu ražošanai. Jūs jau zināt, ka no metāna, dabasgāzes galvenās sastāvdaļas, iegūst ūdeņradi, acetilēnu un metilspirtu, formaldehīdu un skudrskābi, kā arī daudzas citas organiskas vielas. Kā kurināmo dabasgāzi izmanto elektrostacijās, dzīvojamo un ražošanas ēku ūdens sildīšanas katlu sistēmās, domnu un martena ražošanā. Iesitot sērkociņu un aizdedzinot gāzi pilsētas mājas virtuves gāzes plītī, jūs "sākat" ķēdes reakciju, oksidējoties ar alkāniem, kas ir daļa no dabasgāzes. Papildus naftai, dabiskajām un saistītajām naftas gāzēm ogles ir dabisks ogļūdeņražu avots. 0n veido spēcīgus slāņus zemes zarnās, tās izpētītās rezerves ievērojami pārsniedz naftas rezerves. Tāpat kā eļļa, ogles satur lielu daudzumu dažādu organisko vielu. Papildus organiskajām tajā ietilpst arī neorganiskas vielas, piemēram, ūdens, amonjaks, sērūdeņradis un, protams, pats ogleklis - ogles. Viens no galvenajiem akmeņogļu pārstrādes veidiem ir koksēšana – kalcinēšana bez gaisa piekļuves. Koksēšanas rezultātā, kas tiek veikta aptuveni 1000 ° C temperatūrā, veidojas:

Koka krāsns gāze, kas ietver ūdeņradi, metānu, oglekļa monoksīdu un oglekļa dioksīdu, amonjaka, slāpekļa un citu gāzu piemaisījumus;
akmeņogļu darva, kas satur vairākus simtus dažādu organisko vielu, tai skaitā benzolu un tā homologus, fenolu un aromātiskos spirtus, naftalīnu un dažādus heterocikliskos savienojumus;
supra-darva jeb amonjaka ūdens, kas satur, kā norāda nosaukums, izšķīdinātu amonjaku, kā arī fenolu, sērūdeņradi un citas vielas;
kokss - ciets koksēšanas atlikums, gandrīz tīrs ogleklis.

izmantots kokss dzelzs un tērauda ražošanā, amonjaks - slāpekļa un kombinētā mēslošanas līdzekļu ražošanā, un organisko koksēšanas produktu nozīmi diez vai var pārvērtēt.

Tādējādi saistītās naftas un dabasgāzes, ogles ir ne tikai vērtīgākie ogļūdeņražu avoti, bet arī daļa no unikālā neaizvietojamo dabas resursu krājuma, kuru rūpīga un saprātīga izmantošana ir nepieciešams nosacījums progresīvai cilvēku sabiedrības attīstībai.

1. Uzskaitiet galvenos dabiskos ogļūdeņražu avotus. Kādas organiskās vielas ir iekļautas katrā no tām? Kas viņiem kopīgs?

2. Raksturojiet eļļas fizikālās īpašības. Kāpēc tam nav pastāvīgas viršanas temperatūras?

3. Pēc mediju ziņojumu apkopošanas aprakstiet naftas noplūdes izraisītās vides katastrofas un to, kā pārvarēt to sekas.

4. Kas ir labošana? Uz ko balstās šis process? Nosauciet eļļas rektifikācijas rezultātā iegūtās frakcijas. Kā tie atšķiras viens no otra?

5. Kas ir krekinga? Norādiet trīs reakciju vienādojumus, kas atbilst naftas produktu plaisāšanai.

6. Kādus plaisāšanas veidus jūs zināt? Kas šiem procesiem ir kopīgs? Kā tie atšķiras viens no otra? Kāda ir būtiskā atšķirība starp dažādiem krekinga izstrādājumu veidiem?

7. Kāpēc saistītā naftas gāze tiek nosaukta šādi? Kādas ir tās galvenās sastāvdaļas un to pielietojums?

8. Kā dabasgāze atšķiras no saistītās naftas gāzes? Kas viņiem kopīgs? Norādiet visu jums zināmo saistītās naftas gāzes komponentu sadegšanas reakciju vienādojumus.

9. Norādiet reakciju vienādojumus, pēc kuriem var iegūt benzolu no dabasgāzes. Norādiet šo reakciju nosacījumus.

10. Kas ir koksēšana? Kādi ir tā produkti un to sastāvs? Norādiet jums zināmos ogļu koksēšanas produktiem raksturīgo reakciju vienādojumus.

11. Paskaidrojiet, kāpēc naftas, ogļu un saistītās naftas gāzes dedzināšana nebūt nav racionālākais veids, kā tos izmantot.

Ogļu sausā destilācija.

Aromātiskie ogļūdeņraži tiek iegūti galvenokārt no ogļu sausās destilācijas. Karsējot ogles retortēs vai koksēšanas krāsnīs bez gaisa 1000–1300 °C temperatūrā, ogļu organiskās vielas sadalās, veidojot cietus, šķidrus un gāzveida produktus.

Sausās destilācijas cietais produkts - kokss - ir poraina masa, kas sastāv no oglekļa ar pelnu piejaukumu. Koksu ražo milzīgos daudzumos, un to galvenokārt patērē metalurģijas rūpniecība kā reducētāju metālu (galvenokārt dzelzs) ražošanā no rūdām.

Sausās destilācijas šķidrie produkti ir melna viskoza darva (akmeņogļu darva), un amonjaku saturošais ūdens slānis ir amonjaka ūdens. Akmeņogļu darva tiek iegūta vidēji 3% no sākotnējās ogļu masas. Amonjaka ūdens ir viens no svarīgākajiem amonjaka ražošanas avotiem. Gāzveida ogļu sausās destilācijas produktus sauc par koksa gāzi. Koksa krāsns gāzei ir atšķirīgs sastāvs atkarībā no ogļu pakāpes, koksēšanas režīma uc Vieglā eļļa, ko iegūst, kondensējot no koksa krāsns gāzes, satur 60% benzola, toluola un citus ogļūdeņražus. Lielāko daļu benzola (līdz 90%) iegūst šādā veidā un tikai nedaudz - frakcionējot akmeņogļu darvu.

Akmeņogļu darvas apstrāde. Akmeņogļu darvai ir melnas sveķainas masas izskats ar raksturīgu smaržu. Šobrīd no akmeņogļu darvas ir izolēti vairāk nekā 120 dažādi produkti. To vidū ir aromātiskie ogļūdeņraži, kā arī skāba rakstura aromātiskās skābekli saturošas vielas (fenoli), bāziskas dabas slāpekli saturošas vielas (piridīns, hinolīns), sēru saturošas vielas (tiofēns) utt.

Akmeņogļu darva tiek pakļauta frakcionētai destilācijai, kā rezultātā tiek iegūtas vairākas frakcijas.

Vieglā eļļa satur benzolu, toluolu, ksilolu un dažus citus ogļūdeņražus. Vidēja jeb karboliskā eļļa satur vairākus fenolus.

Smagā jeb kreozota eļļa: no smagajā eļļā esošajiem ogļūdeņražiem ir naftalīns.

Ogļūdeņražu iegūšana no naftas Eļļa ir viens no galvenajiem aromātisko ogļūdeņražu avotiem. Lielākā daļa sugu

eļļa satur tikai ļoti nelielu daudzumu aromātisko ogļūdeņražu. No vietējās eļļas, kas bagāta ar aromātiskiem ogļūdeņražiem, ir Urālu (Permas) lauka eļļa. "Otrās Baku" eļļa satur līdz 60% aromātisko ogļūdeņražu.

Aromātisko ogļūdeņražu trūkuma dēļ tagad tiek izmantots “eļļas aromatizētājs”: naftas produktus karsē aptuveni 700 ° C temperatūrā, kā rezultātā no naftas sadalīšanās produktiem var iegūt 15–18% aromātisko ogļūdeņražu. .

32. Aromātisko ogļūdeņražu sintēze, fizikālās un ķīmiskās īpašības

1. Sintēze no aromātiskajiem ogļūdeņražiem un taukskābju halo atvasinājumi katalizatoru klātbūtnē (Friedel-Crafts sintēze).

2. Sintēze no aromātisko skābju sāļiem.

Kad aromātisko skābju sausos sāļus karsē ar nātrija kaļķi, sāļi sadalās, veidojot ogļūdeņražus. Šī metode ir līdzīga taukaino ogļūdeņražu iegūšanai.

3. Sintēze no acetilēna. Šī reakcija ir interesanta kā piemērs benzola sintēzei no taukainiem ogļūdeņražiem.

Izlaižot acetilēnu caur uzkarsētu katalizatoru (pie 500 °C), acetilēna trīskāršās saites tiek sarautas un trīs tā molekulas polimerizējas vienā benzola molekulā.

Fizikālās īpašības Aromātiskie ogļūdeņraži ir šķidrumi vai cietas vielas ar

raksturīga smarža. Ogļūdeņraži, kuru molekulās ir ne vairāk kā viens benzola gredzens, ir vieglāki par ūdeni. Aromātiskie ogļūdeņraži nedaudz šķīst ūdenī.

Aromātisko ogļūdeņražu IR spektrus galvenokārt raksturo trīs apgabali:

1) apmēram 3000 cm-1, pateicoties C-H stiepšanās vibrācijām;

2) 1600–1500 cm-1 apgabals, kas saistīts ar aromātisko oglekļa-oglekļa saišu skeleta vibrācijām un ievērojami atšķiras pīķa stāvoklī atkarībā no struktūras;

3) laukums zem 900 cm-1, kas saistīts ar aromātiskā gredzena C-H lieces vibrācijām.

Ķīmiskās īpašības Svarīgākās aromātisko ogļūdeņražu vispārīgās ķīmiskās īpašības ir

to tendence uz aizvietošanas reakcijām un benzola kodola augstais stiprums.

Benzola homologu molekulā ir benzola kodols un sānu ķēde, piemēram, ogļūdeņražā C 6 H5 -C2 H5, C6 H5 grupa ir benzola kodols, un C2 H5 ir sānu ķēde. Īpašības

benzola gredzens benzola homologu molekulās tuvojas paša benzola īpašībām. Sānu ķēžu, kas ir taukaino ogļūdeņražu atliekas, īpašības tuvojas taukaino ogļūdeņražu īpašībām.

Benzola ogļūdeņražu reakcijas var iedalīt četrās grupās.

33. Orientēšanās noteikumi benzola kodolā

Pētot aizvietošanas reakcijas benzola kodolā, tika konstatēts, ka, ja benzola kodolā jau ir kāda aizvietotāju grupa, tad otrā grupa nonāk noteiktā pozīcijā atkarībā no pirmā aizvietotāja rakstura. Tādējādi katram aizvietotājam benzola kodolā ir noteikta virzoša vai orientējoša darbība.

Jaunieviestā aizvietotāja stāvokli ietekmē arī paša aizvietotāja raksturs, t.i., aktīvā reaģenta elektrofilais vai nukleofīlais raksturs. Lielākā daļa svarīgāko aizvietošanas reakciju benzola gredzenā ir elektrofīlās aizvietošanas reakcijas (protona formā atdalītā ūdeņraža atoma aizstāšana ar pozitīvi lādētu daļiņu) - halogenēšana, sulfonēšana, nitrēšanas reakcijas utt.

Visi aizstājēji ir sadalīti divās grupās atbilstoši to vadošās darbības veidam.

1. Pirmā veida aizvietotāji reakcijās elektrofīlā aizstāšana novirza nākamās ievadītās grupas orto- un para-pozīcijās.

Šāda veida aizvietotāji ietver, piemēram, šādas grupas, kas sakārtotas dilstošā secībā pēc to virzīšanas spēka: -NH2, -OH, -CH3.

2. Otrā veida aizvietotāji reakcijās elektrofīlā aizstāšana novirza nākamās ievadītās grupas meta pozīcijā.

Šāda veida aizvietotāji ietver šādas grupas, kas sakārtotas to virzošā spēka dilstošā secībā: -NO2, -C≡N, -SO3H.

Pirmā veida aizvietotāji satur atsevišķas saites; Otrā veida aizvietotājus raksturo dubultās vai trīskāršās saites.

Pirmā veida aizstājēji vairumā gadījumu atvieglo aizstāšanas reakcijas. Piemēram, lai nitrātu benzolu, tas jākarsē ar koncentrētas slāpekļskābes un sērskābes maisījumu, savukārt fenolu C6 H5 OH var veiksmīgi

nitrāt ar atšķaidītu slāpekļskābi istabas temperatūrā, veidojot orto- un paranitrofenolu.

Otrā veida aizvietotāji parasti kavē aizvietošanas reakcijas. Īpaši sarežģīta ir aizstāšana orto- un para-pozīcijās, un aizstāšana meta-pozīcijā ir salīdzinoši vienkāršāka.

Patlaban aizvietotāju ietekme tiek skaidrota ar to, ka pirmā veida aizvietotāji ir elektronu donori (donējošie elektroni), t.i., to elektronu mākoņi ir novirzīti benzola kodola virzienā, kas palielina ūdeņraža atomu reaktivitāti.

Ūdeņraža atomu reaktivitātes palielināšanās gredzenā atvieglo elektrofīlās aizvietošanas reakciju gaitu. Tā, piemēram, hidroksilgrupas klātbūtnē skābekļa atoma brīvie elektroni tiek novirzīti uz gredzenu, kas palielina elektronu blīvumu gredzenā un oglekļa atomu elektronu blīvumu orto un para pozīcijās pret aizvietotāju, īpaši. palielinās.

34.Aizvietošanas noteikumi benzola kodolā

Aizvietošanas noteikumiem benzola gredzenā ir liela praktiska nozīme, jo tie ļauj paredzēt reakcijas gaitu un izvēlēties pareizo ceļu vienas vai otras vēlamās vielas sintēzei.

Elektrofīlās aizvietošanas reakciju mehānisms aromātiskajās sērijās. Mūsdienu pētījumu metodes ir ļāvušas lielā mērā noskaidrot aizstāšanas mehānismu aromātiskajās sērijās. Interesanti, ka daudzos aspektos, it īpaši pirmajos posmos, elektrofīlās aizstāšanas mehānisms aromātiskajās sērijās izrādījās līdzīgs elektrofīlās pievienošanas mehānismam tauku sērijā.

Pirmais solis elektrofīlajā aizstāšanā ir (tāpat kā elektrofīlajā pievienošanā) p-kompleksa veidošana. Elektrofīlā daļiņa Xd+ saistās ar visiem sešiem benzola gredzena p-elektroniem.

Otrais posms ir p-kompleksa veidošanās. Šajā gadījumā elektrofīlā daļiņa "izvelk" divus elektronus no sešiem p-elektroniem, veidojot parastu kovalento saiti. Iegūtajam p-kompleksam vairs nav aromātiskas struktūras: tas ir nestabils karbokācija, kurā četri p-elektroni delokalizētā stāvoklī ir sadalīti starp pieciem oglekļa atomiem, bet sestais oglekļa atoms pāriet piesātinātā stāvoklī. Ievadītais aizvietotājs X un ūdeņraža atoms atrodas plaknē, kas ir perpendikulāra sešu locekļu gredzena plaknei. S-komplekss ir starpprodukts, kura veidošanās un struktūra ir pierādīta ar vairākām metodēm, jo ​​īpaši ar spektroskopiju.

Trešais elektrofīlās aizvietošanas posms ir S-kompleksa stabilizācija, kas tiek panākta, likvidējot ūdeņraža atomu protona formā. Divi elektroni, kas iesaistīti C-H saites veidošanā, pēc protona noņemšanas kopā ar četriem delokalizētiem elektroniem no pieciem oglekļa atomiem rada parasto aizvietotā benzola stabilo aromātisko struktūru. Katalizatora (parasti A 1 Cl3) loma šajā gadījumā

Process sastāv no haloalkilgrupas polarizācijas stiprināšanas, veidojot pozitīvi lādētu daļiņu, kas nonāk elektrofīlā aizvietošanas reakcijā.

Papildināšanas reakcijas Benzola ogļūdeņraži reaģē ar lielām grūtībām

atkrāso ar broma ūdeni un KMnO4 šķīdumu. Tomēr īpašos reakcijas apstākļos

savienojumi joprojām ir iespējami. 1. Halogēnu pievienošana.

Skābeklis šajā reakcijā spēlē negatīva katalizatora lomu: tā klātbūtnē reakcija nenotiek. Ūdeņraža pievienošana katalizatora klātbūtnē:

C6 H6 + 3H2 → C6 H12

2. Aromātisko ogļūdeņražu oksidēšana.

Pats benzols ir īpaši izturīgs pret oksidēšanos – izturīgāks par parafīniem. Enerģētisko oksidētāju (KMnO4 skābā vidē u.c.) iedarbībā uz benzola homologiem benzola kodols netiek oksidēts, savukārt sānu ķēdēs notiek oksidēšanās, veidojoties aromātiskām skābēm.

Dabiskie ogļūdeņražu avoti ir fosilais kurināmais – nafta un

gāze, ogles un kūdra. Jēlnaftas un gāzes atradnes radās pirms 100-200 miljoniem gadu

atpakaļ no mikroskopiskiem jūras augiem un dzīvniekiem, kas izrādījās

iekļauti nogulumiežu iežos, kas veidojas jūras dibenā, Atšķirībā no

ka ogles un kūdra sāka veidoties pirms 340 miljoniem gadu no augiem,

aug uz sausas zemes.

Dabasgāze un jēlnafta parasti tiek atrasta kopā ar ūdeni

eļļu saturošie slāņi, kas atrodas starp iežu slāņiem (2. att.). Jēdziens

"dabasgāze" attiecas arī uz gāzēm, kas veidojas dabiskās

ogļu sadalīšanās rezultātā. Dabasgāze un jēlnafta

attīstījās visos kontinentos, izņemot Antarktīdu. lielākais

dabasgāzes ražotāji pasaulē ir Krievija, Alžīrija, Irāna un

Savienotās Valstis. Lielākie jēlnaftas ražotāji ir

Venecuēla, Saūda Arābija, Kuveita un Irāna.

Dabasgāze galvenokārt sastāv no metāna (1. tabula).

Jēlnafta ir eļļains šķidrums, kura krāsa var

būt visdažādākajām - no tumši brūnas vai zaļas līdz gandrīz

bezkrāsains. Tas satur lielu skaitu alkānu. Starp tiem ir

taisnas ķēdes alkāni, sazaroti alkāni un cikloalkāni ar atomu skaitu

oglekļa pieci līdz 40. Šo cikloalkānu rūpnieciskais nosaukums ir numurēts. AT

jēlnafta turklāt satur aptuveni 10% aromātisko

ogļūdeņraži, kā arī neliels daudzums citu savienojumu, kas satur

sērs, skābeklis un slāpeklis.

1. tabula Dabasgāzes sastāvs

Ogles ir vecākais zināmais enerģijas avots

cilvēce. Tas ir minerāls (3. att.), kas veidojies no

augu viela metamorfisma laikā. Metamorfisks

sauc par akmeņiem, kuru sastāvs ir mainījis apstākļus

augsts spiediens un augsta temperatūra. Pirmā posma produkts in

ogļu veidošanās process ir kūdra, kas ir

sadalītās organiskās vielas. Ogles veidojas no kūdras pēc

to klāj nogulumieži. Šos nogulumiežu iežus sauc

pārslogots. Pārslogoti nokrišņi samazina kūdras mitruma saturu.

Ogļu klasifikācijā tiek izmantoti trīs kritēriji: tīrība (nosaka pēc

relatīvais oglekļa saturs procentos); tips (definēts

sākotnējās augu vielas sastāvs); pakāpe (atkarībā no

metamorfisma pakāpe).

2. tabula Oglekļa saturs dažos degvielas veidos un to siltumspēja

spēja

Zemākās kvalitātes fosilās ogles ir brūnogles un

brūnogles (2. tabula). Tie ir vistuvāk kūdrai un tiem raksturīgi relatīvi

raksturo zemāks mitruma saturs, un to plaši izmanto

nozare. Sausākā un cietākā ogļu šķirne ir antracīts. Viņa

izmanto mājas apkurei un ēdiena gatavošanai.

Pēdējos gados, pateicoties tehnoloģiju attīstībai, tas kļūst arvien vairāk

ekonomiska ogļu gazifikācija. Ogļu gazifikācijas produkti ietver

oglekļa monoksīds, oglekļa dioksīds, ūdeņradis, metāns un slāpeklis. Tie tiek izmantoti

kā gāzveida degvielu vai kā izejvielu dažādu ražošanai

ķimikālijas un mēslojums.

Ogles, kā minēts turpmāk, ir svarīgs izejvielu avots

aromātiskie savienojumi. Ogles Pārstāv

sarežģīts ķīmisko vielu maisījums, kas ietver oglekli,

ūdeņradis un skābeklis, kā arī neliels daudzums slāpekļa, sēra un citu piemaisījumu

elementi. Turklāt ogļu sastāvs atkarībā no to pakāpes ietver

dažādu daudzumu mitruma un dažādu minerālvielu.

Ogļūdeņraži dabā sastopami ne tikai fosilajā kurināmajā, bet arī

dažos bioloģiskas izcelsmes materiālos. dabīgā kaučuka

ir dabiska ogļūdeņraža polimēra piemērs. gumijas molekula

sastāv no tūkstošiem struktūrvienību, kas ir metilbuta-1,3-diēns

(izoprēns);

dabīgā kaučuka. Aptuveni 90% dabīgā kaučuka, kas

šobrīd iegūst visā pasaulē, iegūts no brazīliešu

gumijas koks Hevea brasiliensis, kultivēts galvenokārt in

Āzijas ekvatoriālās valstis. Šī koka sula, kas ir latekss

(polimēra koloidāls ūdens šķīdums), kas savākts no iegriezumiem, kas veikti ar nazi

mizu. Latekss satur aptuveni 30% gumijas. Tās sīkie gabaliņi

suspendēts ūdenī. Sulu lej alumīnija traukos, kur pievieno skābi,

izraisot gumijas koagulāciju.

Daudzi citi dabiskie savienojumi satur arī izoprēna struktūru

fragmenti. Piemēram, limonēns satur divas izoprēna daļas. Limonēns

ir galvenā eļļu sastāvdaļa, kas iegūta no citrusaugļu mizas,

piemēram, citroni un apelsīni. Šis savienojums pieder pie savienojumu klases,

sauc par terpēniem. Terpēnu molekulās ir 10 oglekļa atomi (C

10-savienojumi) un ietver divus izoprēna fragmentus, kas savienoti viens ar otru

otru secīgi (“no galvas līdz astei”). Savienojumi ar četriem izoprēniem

fragmentus (C 20 savienojumus) sauc par diterpēniem, un ar sešiem

izoprēna fragmenti - triterpēni (C 30 savienojumi). Skvalēns

haizivju aknu eļļā atrodams triterpēns.

Tetraterpēni (C 40 savienojumi) satur astoņus izoprēnus

fragmenti. Tetraterpēni ir atrodami augu un dzīvnieku tauku pigmentos.

izcelsmi. To krāsojums ir saistīts ar garas konjugētas sistēmas klātbūtni

dubultās saites. Piemēram, β-karotīns ir atbildīgs par raksturīgo apelsīnu

burkānu krāsošana.

Naftas un ogļu pārstrādes tehnoloģija

XIX gadsimta beigās. progresa ietekmē siltumenerģētikas, transporta, mašīnbūves, militārajā un vairākās citās nozarēs neizmērojami pieaudzis pieprasījums un radusies steidzama vajadzība pēc jauniem degvielas un ķīmisko produktu veidiem.

Šajā laikā radās un strauji attīstījās naftas pārstrādes nozare. Milzīgu impulsu naftas pārstrādes nozares attīstībai deva ar naftas produktiem darbināma iekšdedzes dzinēja izgudrojums un straujā izplatība. Intensīvi attīstījās arī ogļu pārstrādes tehnika, kas ir ne tikai viens no galvenajiem kurināmā veidiem, bet, kas ir īpaši ievērības cienīgs, apskatāmajā periodā kļuva par būtisku ķīmiskās rūpniecības izejvielu. Liela loma šajā jautājumā piederēja koksa ķīmijai. Koksa rūpnīcas, kas iepriekš piegādāja koksu melnajai metalurģijai, pārvērtās par koksa ķīmijas uzņēmumiem, kas papildus ražoja vairākus vērtīgus ķīmiskos produktus: koksa krāsns gāzi, jēlbenzolu, akmeņogļu darvu un amonjaku.

Uz naftas un ogļu pārstrādes produktu bāzes sāka attīstīties sintētisko organisko vielu un materiālu ražošana. Tos plaši izmanto kā izejvielas un pusfabrikātus dažādās ķīmiskās rūpniecības nozarēs.

Biļetes numurs 10

Mērķis. Vispārināt zināšanas par organisko savienojumu dabiskajiem avotiem un to apstrādi; parādīt petroķīmijas un koksa ķīmijas attīstības panākumus un perspektīvas, to lomu valsts tehniskajā progresā; padziļināt zināšanas no ekonomiskās ģeogrāfijas kursa par gāzes nozari, mūsdienu gāzes pārstrādes virzieniem, izejvielu un enerģētikas problēmām; attīstīt patstāvību darbā ar mācību grāmatu, uzziņu un populārzinātnisko literatūru.

PLĀNS

Dabiskie ogļūdeņražu avoti. Dabasgāze. Saistītās naftas gāzes.
Nafta un naftas produkti, to pielietojums.
Termiskā un katalītiskā krekinga.
Koksa ražošana un šķidrās degvielas iegūšanas problēma.
No OJSC Rosneft-KNOS attīstības vēstures.
Rūpnīcas ražošanas jauda. Ražotajiem produktiem.
Saziņa ar ķīmijas laboratoriju.
Vides aizsardzība rūpnīcā.
Augu plāni nākotnei.

Dabiskie ogļūdeņražu avoti.
Dabasgāze. Saistītās naftas gāzes

Pirms Lielā Tēvijas kara rūpniecības krājumi dabasgāze bija zināmi Karpatu reģionā, Kaukāzā, Volgas reģionā un ziemeļos (Komi ASSR). Dabasgāzes rezervju izpēte bija saistīta tikai ar naftas izpēti. Rūpnieciskās dabasgāzes rezerves 1940. gadā sasniedza 15 miljardus m 3 . Tad gāzes atradnes tika atklātas Ziemeļkaukāzā, Aizkaukāzā, Ukrainā, Volgas reģionā, Vidusāzijā, Rietumsibīrijā un Tālajos Austrumos. Uz
1976. gada 1. janvārī izpētītās dabasgāzes rezerves bija 25,8 triljoni m 3, no kuriem 4,2 triljoni m 3 (16,3%) PSRS Eiropas daļā, 21,6 triljoni m 3 (83,7 %), t.sk.
18,2 triljoni m 3 (70,5%) - Sibīrijā un Tālajos Austrumos, 3,4 triljoni m 3 (13,2%) - Vidusāzijā un Kazahstānā. 1980. gada 1. janvārī potenciālās dabasgāzes rezerves bija 80–85 triljoni m 3 , izpētītās - 34,3 triljoni m 3 . Turklāt krājumi palielinājās galvenokārt, pateicoties atradņu atrašanai valsts austrumu daļā – izpētītās rezerves tur bija apm.
30,1 triljons m 3, kas bija 87,8% no visas Savienības.
Mūsdienās Krievijai ir 35% no pasaules dabasgāzes rezervēm, kas ir vairāk nekā 48 triljoni m 3 . Galvenās dabasgāzes sastopamības jomas Krievijā un NVS valstīs (lauki):

Rietumsibīrijas naftas un gāzes province:
Urengojskoje, Jamburgskoje, Zapoliarnoje, Medvežje, Nadimskoje, Tazovskoje – Jamalo-Ņencu autonomais apgabals;
Pokhromskoje, Igrimskoje - Berezovskas gāzes nesošais reģions;
Meldžinskoje, Lugiņecoje, Ust-Silginskoje - Vasjuganas gāzes nesošais reģions.
Volgas-Urālu naftas un gāzes province:
nozīmīgākā ir Vuktilskoje, Timānas-Pečoras naftas un gāzes reģionā.
Vidusāzija un Kazahstāna:
nozīmīgākā Vidusāzijā ir Gazli, Ferganas ielejā;
Kyzylkum, Bairam-Ali, Darvaza, Achak, Shatlyk.
Ziemeļkaukāzs un Aizkaukāzija:
Karadag, Duvanny - Azerbaidžāna;
Dagestānas gaismas — Dagestāna;
Severo-Stavropolskoje, Pelagiadinskoje - Stavropoles apgabals;
Ļeņingradskoje, Maikopskoje, Staro-Minskoje, Berezanskoje - Krasnodaras apgabals.

Tāpat dabasgāzes atradnes ir zināmas Ukrainā, Sahalīnā un Tālajos Austrumos.
Dabasgāzes rezervju ziņā izceļas Rietumsibīrija (Urengoja, Jamburgskoje, Zapoliarnoje, Medvežje). Rūpnieciskās rezerves šeit sasniedz 14 triljonus m 3 . Jamalas gāzes kondensāta lauki (Bovanenkovskoje, Kruzenshternskoje, Kharasaveyskoye uc) tagad iegūst īpašu nozīmi. Uz to pamata tiek īstenots projekts Yamal-Europe.
Dabasgāzes ražošana ir ļoti koncentrēta un orientēta uz teritorijām ar lielākajām un ienesīgākajām atradnēm. Tikai piecās atradnēs - Urengoje, Jamburgskoje, Zapoliarnoje, Medvežje un Orenburgskoje - ir 1/2 no visām Krievijas rūpnieciskajām rezervēm. Tiek lēsts, ka Medvežjes rezerves ir 1,5 triljoni m 3 , bet Urengojas - 5 triljoni m 3 .
Nākamā iezīme ir dabasgāzes ieguves vietu dinamiskais izvietojums, kas skaidrojams ar apzināto resursu robežu straujo paplašināšanos, kā arī to iesaistes attīstībā relatīvo vieglumu un lētumu. Īsā laikā galvenie dabasgāzes ieguves centri no Volgas reģiona pārcēlās uz Ukrainu, Ziemeļkaukāzu. Turpmākas teritoriālās izmaiņas izraisīja atradņu attīstība Rietumsibīrijā, Vidusāzijā, Urālos un ziemeļos.

Pēc PSRS sabrukuma Krievijā bija vērojams dabasgāzes ražošanas apjoma kritums. Kritums tika novērots galvenokārt Ziemeļu ekonomiskajā reģionā (8 miljardi m 3 1990. gadā un 4 miljardi m 3 1994. gadā), Urālos (43 miljardi m 3 un 35 miljardi m 3 un
555 miljardi m 3) un Ziemeļkaukāzā (6 un 4 miljardi m 3). Dabasgāzes ražošana palika tādā pašā līmenī Volgas reģionā (6 miljardi m3) un Tālo Austrumu ekonomiskajos reģionos.
1994. gada beigās bija vērojama ražošanas līmeņa pieauguma tendence.
No bijušās PSRS republikām visvairāk gāzi nodrošina Krievijas Federācija, otrajā vietā ir Turkmenistāna (vairāk nekā 1/10), kam seko Uzbekistāna un Ukraina.
Īpaši svarīga ir dabasgāzes ieguve Pasaules okeāna šelfā. 1987. gadā piekrastes atradnēs tika saražoti 12,2 miljardi m 3 jeb aptuveni 2% no valstī saražotās gāzes. Saistītā gāzes ražošana tajā pašā gadā sasniedza 41,9 miljardus m3. Daudzās jomās viena no gāzveida kurināmā rezervēm ir ogļu un slānekļa gazifikācija. Ogļu pazemes gazifikācija tiek veikta Donbasā (Lisičanskā), Kuzbasā (Kiseļevskā) un Maskavas baseinā (Tula).
Dabasgāze ir bijusi un paliek nozīmīgs eksporta produkts Krievijas ārējā tirdzniecībā.
Galvenie dabasgāzes pārstrādes centri atrodas Urālos (Orenburgā, Škapovā, Almetjevskā), Rietumsibīrijā (Ņižņevartovskā, Surgutā), Volgas reģionā (Saratovā), Ziemeļkaukāzā (Groznijā) un citās gāzes apgabalos. nesošās provinces. Var atzīmēt, ka gāzes pārstrādes rūpnīcas mēdz izmantot izejvielu avotus - atradnes un lielus gāzes vadus.
Vissvarīgākais dabasgāzes izmantojums ir kā kurināmais. Pēdējā laikā vērojama tendence uz dabasgāzes īpatsvara pieaugumu valsts degvielas bilancē.

Novērtētākā dabasgāze ar augstu metāna saturu ir Stavropole (97,8% CH 4), Saratova (93,4%), Urengoja (95,16%).
Dabasgāzes rezerves uz mūsu planētas ir ļoti lielas (apmēram 1015 m 3). Krievijā ir zināmas vairāk nekā 200 atradņu, tās atrodas Rietumsibīrijā, Volgas-Urālu baseinā, Ziemeļkaukāzā. Krievija ieņem pirmo vietu pasaulē dabasgāzes rezervju ziņā.
Dabasgāze ir visvērtīgākais degvielas veids. Dedzinot gāzi, izdalās daudz siltuma, tāpēc tā kalpo kā energoefektīvs un lēts kurināmais katlu iekārtās, domnās, martena krāsnīs un stikla kausēšanas krāsnīs. Dabasgāzes izmantošana ražošanā ļauj būtiski palielināt darba ražīgumu.
Dabasgāze ir izejvielu avots ķīmiskajai rūpniecībai: acetilēna, etilēna, ūdeņraža, kvēpu, dažādu plastmasu, etiķskābes, krāsvielu, medikamentu un citu produktu ražošanai.

Saistītā naftas gāze- šī ir gāze, kas pastāv kopā ar eļļu, tā ir izšķīdusi eļļā un atrodas virs tās, veidojot "gāzes vāciņu", zem spiediena. Pie izejas no akas spiediens pazeminās, un saistītā gāze tiek atdalīta no eļļas. Šo gāzi agrāk neizmantoja, bet vienkārši sadedzināja. Pašlaik tas tiek uztverts un izmantots kā degviela un vērtīga ķīmiskā izejviela. Saistīto gāzu izmantošanas iespējas ir pat plašākas nekā dabasgāzei. to sastāvs ir bagātāks. Saistītās gāzes satur mazāk metāna nekā dabasgāze, taču tās satur ievērojami vairāk metāna homologu. Lai racionālāk izmantotu saistīto gāzi, tā tiek sadalīta šaurāka sastāva maisījumos. Pēc atdalīšanas iegūst benzīnu, propānu un butānu, sauso gāzi. Tiek iegūti arī atsevišķi ogļūdeņraži - etāns, propāns, butāns un citi. Tos dehidrogenējot, tiek iegūti nepiesātinātie ogļūdeņraži - etilēns, propilēns, butilēns u.c.

Nafta un naftas produkti, to pielietojums

Eļļa ir eļļains šķidrums ar asu smaku. Tas ir sastopams daudzās vietās uz zemeslodes, piesūcot porainus akmeņus dažādos dziļumos.
Pēc lielākās daļas zinātnieku domām, nafta ir ģeoķīmiski izmainītas augu un dzīvnieku atliekas, kas kādreiz dzīvoja pasaulē. Šo eļļas organiskās izcelsmes teoriju apstiprina fakts, ka eļļa satur dažas slāpekli saturošas vielas - augu audos esošo vielu sadalīšanās produktus. Pastāv arī teorijas par naftas neorganisko izcelsmi: tās veidošanās ūdens iedarbības rezultātā zemeslodes slāņos uz karstiem metālu karbīdiem (metālu savienojumiem ar oglekli), kam seko iegūto ogļūdeņražu izmaiņas reibumā. augsta temperatūra, augsts spiediens, metālu, gaisa, ūdeņraža utt. iedarbība.
Iegūstot naftu no naftu saturošiem slāņiem, kas dažkārt atrodas zemes garozā vairāku kilometru dziļumā, eļļa vai nu nonāk virspusē zem uz tās esošo gāzu spiediena, vai arī tiek izsūknēta ar sūkņiem.

Naftas rūpniecība mūsdienās ir liels valsts ekonomiskais komplekss, kas dzīvo un attīstās saskaņā ar saviem likumiem. Ko nafta šodien nozīmē valsts tautsaimniecībai? Eļļa ir izejviela naftas ķīmijai sintētiskā kaučuka, spirtu, polietilēna, polipropilēna, plaša spektra dažādu plastmasu un no tām gatavo izstrādājumu, mākslīgo audumu ražošanā; dzinēju degvielas (benzīna, petrolejas, dīzeļdegvielas un reaktīvo degvielas), eļļu un smērvielu, kā arī katlu un kurtuvju degvielas (mazuts), būvmateriālu (bitumena, darvas, asfalta) ražošanas avots; izejviela vairāku proteīna preparātu iegūšanai, ko izmanto kā piedevas lopu barībā, lai stimulētu tās augšanu.
Nafta ir mūsu nacionālā bagātība, valsts varas avots, tās ekonomikas pamats. Krievijas naftas kompleksā ietilpst 148 tūkstoši naftas urbumu, 48,3 tūkstoši km maģistrālo naftas vadu, 28 naftas pārstrādes rūpnīcas ar kopējo jaudu vairāk nekā 300 miljonus tonnu naftas gadā, kā arī liels skaits citu ražotņu.
Naftas rūpniecības un tās apkalpojošo nozaru uzņēmumos ir nodarbināti aptuveni 900 tūkstoši cilvēku, tai skaitā zinātnes un zinātnisko pakalpojumu jomā ir aptuveni 20 tūkstoši cilvēku.
Pēdējo desmitgažu laikā degvielas nozares struktūrā ir notikušas fundamentālas izmaiņas, kas saistītas ar ogļu rūpniecības īpatsvara samazināšanos un naftas un gāzes ieguves un pārstrādes nozaru izaugsmi. Ja 1940.gadā tie sastādīja 20,5%, tad 1984.gadā - 75,3% no kopējās minerālās degvielas produkcijas. Tagad priekšplānā izvirzās dabasgāze un atklātās ogles. Samazināsies naftas patēriņš enerģētikas vajadzībām, gluži otrādi, paplašināsies tās kā ķīmiskās izejvielas izmantošana. Šobrīd degvielas un enerģijas bilances struktūrā nafta un gāze veido 74%, savukārt naftas īpatsvars samazinās, savukārt gāzes īpatsvars pieaug un ir aptuveni 41%. Ogļu īpatsvars ir 20%, atlikušie 6% ir elektrība.
Naftas rafinēšanu pirmie uzsāka brāļi Dubinini Kaukāzā. Primārā naftas rafinēšana sastāv no tās destilācijas. Destilāciju veic naftas pārstrādes rūpnīcās pēc naftas gāzu atdalīšanas.

No naftas tiek izolēti dažādi produkti, kam ir liela praktiska nozīme. Pirmkārt, no tā tiek noņemti izšķīdušie gāzveida ogļūdeņraži (galvenokārt metāns). Pēc gaistošo ogļūdeņražu destilācijas eļļu karsē. Ogļūdeņraži ar nelielu oglekļa atomu skaitu molekulā, kuriem ir salīdzinoši zema viršanas temperatūra, pirmie pāriet tvaika stāvoklī un tiek destilēti. Paaugstinoties maisījuma temperatūrai, tiek destilēti ogļūdeņraži ar augstāku viršanas temperatūru. Tādā veidā var savākt atsevišķus eļļas maisījumus (frakcijas). Visbiežāk ar šo destilāciju tiek iegūtas četras gaistošās frakcijas, kuras pēc tam tiek tālāk atdalītas.
Galvenās eļļas frakcijas ir šādas.
Benzīna frakcija, savākts no 40 līdz 200 °C, satur ogļūdeņražus no C5H12 līdz C11H24. Pēc tālākas izolētās frakcijas destilācijas, benzīns (t kip = 40–70 °C), benzīns
(t kip \u003d 70–120 ° С) - aviācija, automašīna utt.
Ligroīna frakcija, savākts diapazonā no 150 līdz 250 °C, satur ogļūdeņražus no C8H18 līdz C14H30. Ligroīnu izmanto kā degvielu traktoriem. Liels daudzums ligroīna tiek pārstrādāts benzīnā.
Petrolejas frakcija ietver ogļūdeņražus no C 12 H 26 līdz C 18 H 38 ar viršanas temperatūru no 180 līdz 300 ° C. Petroleja pēc attīrīšanas tiek izmantota kā degviela traktoriem, reaktīvajām lidmašīnām un raķetēm.
Gāzeļļas frakcija (tķīpa > 275 °C), saukta citādi dīzeļdegviela.
Atlikums pēc eļļas destilācijas - mazuts- satur ogļūdeņražus ar lielu oglekļa atomu skaitu (līdz daudziem desmitiem) molekulā. Mazuts tiek arī frakcionēts ar pazemināta spiediena destilāciju, lai izvairītos no sadalīšanās. Rezultātā iegūstiet saules eļļas(dīzeļdegviela), smēreļļas(autotraktors, aviācija, rūpniecība utt.), petrolatums(tehnisko vazelīnu izmanto metālizstrādājumu eļļošanai, lai pasargātu tos no korozijas, attīrītu vazelīnu izmanto par pamatu kosmētikā un medicīnā). No dažiem eļļas veidiem parafīns(sērkociņu, sveču u.c. ražošanai). Pēc gaistošo komponentu destilācijas no mazuta paliek darva. To plaši izmanto ceļu būvē. Papildus pārstrādei smēreļļās mazutu izmanto arī kā šķidro kurināmo katlu iekārtās. Ar benzīnu, kas iegūts eļļas destilācijas laikā, nepietiek, lai apmierinātu visas vajadzības. Labākajā gadījumā no naftas var iegūt līdz 20% benzīna, pārējais ir produkti ar augstu viršanas temperatūru. Šajā sakarā ķīmija saskārās ar uzdevumu atrast veidus, kā iegūt benzīnu lielos daudzumos. Ērts veids tika atrasts, izmantojot A.M. Butlerova izveidoto organisko savienojumu struktūras teoriju. Augstas viršanas eļļas destilācijas produkti nav piemēroti izmantošanai kā motordegviela. To augstā viršanas temperatūra ir saistīta ar to, ka šādu ogļūdeņražu molekulas ir pārāk garas ķēdes. Ja tiek sadalītas lielas molekulas, kas satur līdz 18 oglekļa atomiem, tiek iegūti produkti ar zemu viršanas temperatūru, piemēram, benzīns. Šo ceļu sekoja krievu inženieris V.G.Šuhovs, kurš 1891. gadā izstrādāja sarežģītu ogļūdeņražu sadalīšanas metodi, ko vēlāk sauca par krekingu (kas nozīmē šķelšanu).

Būtisks krekinga uzlabojums bija katalītiskā krekinga procesa ieviešana praksē. Pirmo reizi šo procesu 1918. gadā veica N.D. Zelinskis. Katalītiskā krekinga izmantošana ļāva iegūt aviācijas benzīnu lielā mērogā. Katalītiskā krekinga iekārtās 450 °C temperatūrā katalizatoru iedarbībā tiek sadalītas garās oglekļa ķēdes.

Termiskā un katalītiskā krekinga

Galvenais eļļas frakciju apstrādes veids ir dažādi krekinga veidi. Pirmo reizi (1871–1878) naftas plaisāšanu laboratorijas un daļēji rūpnieciskā mērogā veica Sanktpēterburgas Tehnoloģiskā institūta darbinieks A.A.Letnijs. Pirmo patentu krekinga iekārtai iesniedza Šuhovs 1891. gadā. Krekinga rūpniecībā ir kļuvusi plaši izplatīta kopš 20. gadsimta 20. gadiem.
Krekinga ir ogļūdeņražu un citu eļļas sastāvdaļu termiskā sadalīšanās. Jo augstāka temperatūra, jo lielāks ir plaisāšanas ātrums un lielāka gāzu un aromātisko vielu izdalīšanās.
Eļļas frakciju krekinga rezultātā papildus šķidrajiem produktiem tiek iegūta ārkārtīgi svarīga izejviela - gāzes, kas satur nepiesātinātos ogļūdeņražus (olefīnus).
Ir šādi galvenie plaisāšanas veidi:
šķidrā fāze (20–60 atm, 430–550 °C), dod nepiesātinātu un piesātinātu benzīnu, benzīna iznākums ir ap 50%, gāzēm 10%;
galvas telpa(normāls vai pazemināts spiediens, 600 °C), dod nepiesātinātu aromātisku benzīnu, iznākums ir mazāks nekā šķidrās fāzes krekinga gadījumā, veidojas liels daudzums gāzu;
pirolīze eļļa (normāls vai pazemināts spiediens, 650–700 °C), dod aromātisko ogļūdeņražu maisījumu (pirobenzolu), iznākums ap 15%, vairāk nekā puse izejvielas pārvēršas gāzēs;
destruktīva hidrogenēšana (ūdeņraža spiediens 200–250 atm, 300–400 °C katalizatoru - dzelzs, niķeļa, volframa uc klātbūtnē), dod marginālu benzīnu ar iznākumu līdz 90%;
katalītiskā krekinga (300–500 °С katalizatoru - AlCl 3, aluminosilikātu, MoS 3, Cr 2 O 3 uc klātbūtnē), dod gāzveida produktus un augstas kvalitātes benzīnu ar izostruktūras aromātisko un piesātināto ogļūdeņražu pārsvaru.
Tehnoloģijās t.s katalītiskā reformēšana– zemas kvalitātes benzīna pārvēršana augstas kvalitātes benzīnā ar augstu oktānskaitli vai aromātiskajiem ogļūdeņražiem.
Galvenās reakcijas krekinga laikā ir ogļūdeņražu ķēžu sadalīšanās reakcijas, izomerizācija un ciklizācija. Liela loma šajos procesos ir brīvajiem ogļūdeņražu radikāļiem.

Koksa ražošana
un šķidrās degvielas iegūšanas problēma

Akcijas akmeņogles dabā ievērojami pārsniedz naftas rezerves. Tāpēc ogles ir vissvarīgākais ķīmiskās rūpniecības izejvielu veids.
Pašlaik rūpniecībā tiek izmantoti vairāki ogļu pārstrādes veidi: sausā destilācija (koksēšana, puskoksēšana), hidrogenēšana, nepilnīga sadegšana un kalcija karbīda ražošana.

Ogļu sauso destilāciju izmanto, lai iegūtu koksu metalurģijā vai sadzīves gāzē. Koksējot ogles, tiek iegūts kokss, akmeņogļu darva, darvas ūdens un koksa gāzes.
Akmeņogļu darva satur plašu aromātisko un citu organisko savienojumu klāstu. To sadala vairākās frakcijās, destilējot normālā spiedienā. No akmeņogļu darvas iegūst aromātiskos ogļūdeņražus, fenolus u.c.
koksa gāzes satur galvenokārt metānu, etilēnu, ūdeņradi un oglekļa monoksīdu (II). Daži tiek sadedzināti, daži tiek pārstrādāti.
Ogļu hidrogenēšanu veic 400–600 °C temperatūrā ūdeņraža spiedienā līdz 250 atm katalizatora, dzelzs oksīdu klātbūtnē. Tas rada šķidru ogļūdeņražu maisījumu, kas parasti tiek hidrogenēts uz niķeļa vai citiem katalizatoriem. Zemas kvalitātes brūnogles var hidrogenēt.

Kalcija karbīdu CaC 2 iegūst no akmeņoglēm (koksa, antracīta) un kaļķa. Vēlāk to pārvērš acetilēnā, ko arvien plašākā mērogā izmanto visu valstu ķīmiskajā rūpniecībā.

No OJSC Rosneft-KNOS attīstības vēstures

Rūpnīcas attīstības vēsture ir cieši saistīta ar Kubanas naftas un gāzes nozari.
Naftas ieguves sākums mūsu valstī ir tāla pagātne. Vēl X gadsimtā. Azerbaidžāna tirgoja naftu ar dažādām valstīm. Kubanā rūpnieciskās naftas attīstība sākās 1864. gadā Maikopas reģionā. Pēc Kubas apgabala priekšnieka ģenerāļa Karmaļina lūguma D.I.Mendeļejevs 1880.gadā sniedza atzinumu par Kubanas naftas saturu: Iļskaja.
Pirmo piecu gadu plānu gados tika veikti vērienīgi izpētes darbi un uzsākta komerciāla naftas ieguve. Saistītā naftas gāze tika daļēji izmantota kā mājsaimniecības degviela strādnieku apmetnēs, un lielākā daļa šī vērtīgā produkta tika sadedzināta. Lai izbeigtu dabas resursu izšķērdēšanu, PSRS Naftas rūpniecības ministrija 1952. gadā nolēma būvēt gāzes un benzīna rūpnīcu Afipskas ciemā.
1963. gadā tika parakstīts akts par Afipsky gāzes un benzīna rūpnīcas pirmās kārtas nodošanu ekspluatācijā.
1964. gada sākumā sākās Krasnodaras apgabala gāzes kondensātu apstrāde ar A-66 benzīna un dīzeļdegvielas ražošanu. Izejviela bija gāze no Kaņevskas, Berezanskas, Ļeņingradas, Maikopskas un citiem lieliem laukiem. Uzlabojot ražošanu, rūpnīcas darbinieki apguva aviācijas benzīna B-70 un A-72 benzīna ražošanu.
1970. gada augustā tika nodoti ekspluatācijā divi jauni tehnoloģiskie bloki gāzes kondensāta pārstrādei ar aromātisko vielu (benzola, toluola, ksilola) ražošanu: sekundārās destilācijas iekārta un katalītiskā riforminga iekārta. Vienlaikus tika uzbūvētas attīrīšanas iekārtas ar notekūdeņu bioloģisko attīrīšanu un ražotnes preču un izejvielu bāze.
1975. gadā tika nodota ekspluatācijā ksilola ražošanas rūpnīca, bet 1978. gadā - importa toluola demetilēšanas iekārta. Rūpnīca ir kļuvusi par vienu no Minnefteprom līderiem aromātisko ogļūdeņražu ražošanā ķīmiskajai rūpniecībai.
Lai uzlabotu uzņēmuma vadības struktūru un ražotņu organizāciju, 1980. gada janvārī tika izveidota ražošanas apvienība Krasnodarnefteorgsintez. Asociācijā bija trīs rūpnīcas: Krasnodaras objekts (darbojas kopš 1922. gada augusta), Tuapse naftas pārstrādes rūpnīca (darbojas kopš 1929. gada) un Afipskas naftas pārstrādes rūpnīca (darbojas kopš 1963. gada decembra).
1993. gada decembrī uzņēmums tika reorganizēts, un 1994. gada maijā OJSC Krasnodarnefteorgsintez tika pārdēvēts par Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC.

Raksts tapis ar Met S LLC atbalstu. Ja nepieciešams atbrīvoties no čuguna vannas, izlietnes vai citiem metāla atkritumiem, tad labākais risinājums būtu sazināties ar uzņēmumu Met C. Mājaslapā, kas atrodas www.Metalloloms.Ru, Jūs varat, neizejot no monitora ekrāna, pasūtīt metāllūžņu demontāžu un izvešanu par izdevīgu cenu. Met S uzņēmumā strādā tikai augsti kvalificēti speciālisti ar ilgu darba pieredzi.

Beidzas būt

Ogļūdeņražiem ir liela ekonomiska nozīme, jo tie kalpo kā svarīgākais izejmateriāls gandrīz visu mūsdienu organiskās sintēzes rūpniecības produktu iegūšanai un tiek plaši izmantoti enerģētikā. Šķiet, ka tie uzkrāj saules siltumu un enerģiju, kas izdalās degšanas laikā. Kūdra, ogles, degslāneklis, nafta, dabiskās un saistītās naftas gāzes satur oglekli, kura savienošanos ar skābekli degšanas laikā pavada siltuma izdalīšanās.

ogles	kūdra	eļļa	dabasgāze
ciets	ciets	šķidrums	gāze
bez smaržas	bez smaržas	Spēcīga smarža	bez smaržas
viendabīgs sastāvs	viendabīgs sastāvs	vielu maisījums	vielu maisījums
tumšas krāsas iezis ar augstu degvielu saturu, kas rodas dažādu augu uzkrāšanās rezultātā nogulumu slāņos	purvu un aizaugušu ezeru dzelmē uzkrātās pussadalījušās augu masas uzkrāšanās	dabisks degošs eļļains šķidrums, sastāv no šķidru un gāzveida ogļūdeņražu maisījuma	gāzu maisījums, kas veidojas Zemes zarnās organisko vielu anaerobās sadalīšanās laikā, gāze pieder pie nogulumiežu grupas
Kaloritāte - kaloriju skaits, kas izdalās, sadedzinot 1 kg degvielas
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Ogles.

Ogles vienmēr ir bijušas daudzsološs enerģijas un daudzu ķīmisko produktu izejmateriāls.

Kopš 19. gadsimta pirmais lielākais ogļu patērētājs ir transports, tad ogles sāka izmantot elektroenerģijas ražošanai, metalurģijas koksam, dažādu ķīmiskās apstrādes produktu ražošanai, oglekļa-grafīta konstrukciju materiāliem, plastmasām, akmens vaskam, sintētiskās, šķidrās un gāzveida augstas kaloriju degvielas, augsta slāpekļa skābes mēslošanas līdzekļu ražošanai.

Akmeņogles ir sarežģīts lielmolekulāru savienojumu maisījums, kas ietver šādus elementus: C, H, N, O, S. Akmeņogles, tāpat kā nafta, satur lielu daudzumu dažādu organisko vielu, kā arī neorganiskas vielas, piemēram, piem. , ūdens, amonjaks, sērūdeņradis un protams pats ogleklis - ogles.

Akmeņogļu apstrāde notiek trīs galvenajos virzienos: koksēšana, hidrogenēšana un nepilnīga sadegšana. Viens no galvenajiem akmeņogļu pārstrādes veidiem ir koksēšana– kalcinēšana bez gaisa piekļuves koksa krāsnīs 1000–1200°C temperatūrā. Šajā temperatūrā bez skābekļa piekļuves oglēm notiek vissarežģītākās ķīmiskās pārvērtības, kā rezultātā veidojas kokss un gaistoši produkti:

1. koksa gāze (ūdeņradis, metāns, oglekļa monoksīds un oglekļa dioksīds, amonjaka, slāpekļa un citu gāzu piemaisījumi);

2. akmeņogļu darva (vairāki simti dažādu organisko vielu, tai skaitā benzols un tā homologi, fenols un aromātiskie spirti, naftalīns un dažādi heterocikliskie savienojumi);

3. supra-darva jeb amonjaks, ūdens (izšķīdināts amonjaks, kā arī fenols, sērūdeņradis un citas vielas);

4. kokss (koksēšanas cietais atlikums, praktiski tīrs ogleklis).

Atdzesētais kokss tiek nosūtīts uz metalurģijas rūpnīcām.

Kad gaistošie produkti (koksa krāsns gāze) tiek atdzesēti, akmeņogļu darva un amonjaka ūdens kondensējas.

Izlaižot nekondensētus produktus (amonjaks, benzols, ūdeņradis, metāns, CO 2, slāpeklis, etilēns utt.) caur sērskābes šķīdumu, tiek izolēts amonija sulfāts, ko izmanto kā minerālmēslu. Benzolu uzņem šķīdinātājā un destilē no šķīduma. Pēc tam koksa gāzi izmanto kā kurināmo vai ķīmisko izejvielu. Akmeņogļu darvu iegūst nelielos daudzumos (3%). Bet, ņemot vērā ražošanas apjomu, akmeņogļu darva tiek uzskatīta par izejvielu vairāku organisko vielu iegūšanai. Ja produkti, kas vārās līdz 350 ° C, tiek izvadīti no sveķiem, tad paliek cieta masa - piķis. To izmanto laku ražošanai.

Ogļu hidrogenēšanu veic 400–600°C temperatūrā zem ūdeņraža spiediena līdz 25 MPa katalizatora klātbūtnē. Šajā gadījumā veidojas šķidro ogļūdeņražu maisījums, ko var izmantot kā motordegvielu. Šķidrās degvielas iegūšana no oglēm. Šķidrā sintētiskā degviela ir benzīns ar augstu oktānskaitli, dīzeļdegviela un katlu degviela. Lai iegūtu šķidro degvielu no oglēm, ir jāpalielina ūdeņraža saturs tajā, hidrogenējot. Hidrogenēšana tiek veikta, izmantojot daudzkārtēju cirkulāciju, kas ļauj pārvērsties šķidrumā un gāzēt visu ogļu organisko masu. Šīs metodes priekšrocība ir zemas kvalitātes brūnogļu hidrogenēšanas iespēja.

Ogļu gazifikācija ļaus termoelektrostacijās izmantot zemas kvalitātes brūnās un melnās ogles, nepiesārņojot vidi ar sēra savienojumiem. Šī ir vienīgā metode koncentrēta oglekļa monoksīda (oglekļa monoksīda) CO iegūšanai. Nepilnīga ogļu sadegšana rada oglekļa monoksīdu (II). Uz katalizatora (niķeļa, kobalta) normālā vai paaugstinātā spiedienā ūdeņradi un CO var izmantot, lai ražotu benzīnu, kas satur piesātinātos un nepiesātinātos ogļūdeņražus:

nCO+ (2n+1)H2 → CnH 2n+2 + nH2O;

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Ja ogļu sauso destilāciju veic 500–550°C, tad tiek iegūta darva, kuru kopā ar bitumenu izmanto būvniecībā kā saistvielu jumta segumu, hidroizolācijas pārklājumu (jumta filcs, jumta papes, utt.).

Dabā ogles ir sastopamas šādos reģionos: Maskavas reģionā, Dienvidjakutskas baseinā, Kuzbasā, Donbasā, Pečoras baseinā, Tunguskas baseinā, Ļenas baseinā.

Dabasgāze.

Dabasgāze ir gāzu maisījums, kura galvenā sastāvdaļa ir metāns CH 4 (no 75 līdz 98% atkarībā no lauka), pārējais ir etāns, propāns, butāns un neliels daudzums piemaisījumu - slāpekļa, oglekļa monoksīda (IV ), sērūdeņradis un ūdens tvaiki, un gandrīz vienmēr sērūdeņradi un eļļas organiskie savienojumi - merkaptāni. Tieši viņi gāzei piešķir specifisku nepatīkamu smaku, un, sadedzinot, veidojas toksisks sēra dioksīds SO 2.

Parasti, jo lielāka ir ogļūdeņraža molekulmasa, jo mazāk tā ir dabasgāzē. Dabasgāzes sastāvs no dažādiem laukiem nav vienāds. Tās vidējais sastāvs tilpuma procentos ir šāds:

CH 4	C2H6	C3H8	C4H10	N 2 un citas gāzes
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

Metāns veidojas augu un dzīvnieku atlieku anaerobās (bez gaisa piekļuves) fermentācijas laikā, tāpēc veidojas grunts nogulumos un tiek saukts par "purva" gāzi.

Metāna nogulsnes hidratētā kristāliskā formā, t.s metāna hidrāts, atrasts zem mūžīgā sasaluma slāņa un lielos okeānu dziļumos. Zemā temperatūrā (-800ºC) un augstā spiedienā metāna molekulas atrodas ūdens ledus kristāliskā režģa tukšumos. Viena kubikmetra metāna hidrāta ledus tukšumos ir "naftas" 164 kubikmetri gāzes.

Metāna hidrāta gabali izskatās kā netīrs ledus, bet gaisā tie deg ar dzelteni zilu liesmu. Aptuveni 10 000 līdz 15 000 gigatonnu oglekļa uz planētas tiek glabātas metāna hidrāta veidā (giga ir 1 miljards). Šādi apjomi daudzkārt pārsniedz visas šobrīd zināmās dabasgāzes rezerves.

Dabasgāze ir atjaunojams dabas resurss, jo dabā tā tiek nepārtraukti sintezēta. To sauc arī par "biogāzi". Tāpēc daudzi vides zinātnieki mūsdienās cilvēces plaukstošas ​​eksistences izredzes saista tieši ar gāzes izmantošanu kā alternatīvu degvielu.

Dabasgāzei kā degvielai ir lielas priekšrocības salīdzinājumā ar cieto un šķidro kurināmo. Tā siltumspēja ir daudz augstāka, sadedzinot, tas neatstāj pelnus, sadegšanas produkti ir daudz videi draudzīgāki. Līdz ar to ap 90% no kopējā saražotās dabasgāzes apjoma tiek sadedzināts kā kurināmais termoelektrostacijās un katlu mājās, siltuma procesos rūpniecības uzņēmumos un sadzīvē. Apmēram 10% dabasgāzes tiek izmantota kā vērtīga izejviela ķīmiskajai rūpniecībai: ūdeņraža, acetilēna, kvēpu, dažādu plastmasu, medikamentu ražošanai. Metāns, etāns, propāns un butāns ir izolēti no dabasgāzes. Produktiem, ko var iegūt no metāna, ir liela rūpnieciskā nozīme. Metānu izmanto daudzu organisko vielu sintēzei - sintēzes gāzei un tālākai spirtu sintēzei uz tās bāzes; šķīdinātāji (tetrahlorīds, metilēnhlorīds utt.); formaldehīds; acetilēns un kvēpi.

Dabasgāze veido neatkarīgas atradnes. Galvenās dabas degošo gāzu atradnes atrodas Ziemeļu un Rietumsibīrijā, Volgas-Urāles baseinā, Ziemeļkaukāzā (Stavropole), Komi Republikā, Astrahaņas reģionā, Barenca jūrā.