1. Naturliga källor till kolväten: gas, olja, kol. Deras bearbetning och praktiska tillämpning.

De huvudsakliga naturliga källorna till kolväten är olja, naturliga och tillhörande petroleumgaser och kol.

Naturliga och tillhörande petroleumgaser.

Naturgas är en blandning av gaser, vars huvudkomponent är metan, resten är etan, propan, butan och en liten mängd föroreningar - kväve, kolmonoxid (IV), vätesulfid och vattenånga. 90% av det förbrukas som bränsle, resterande 10% används som råvara för den kemiska industrin: produktion av väte, eten, acetylen, sot, olika plaster, mediciner m.m.

Associerad petroleumgas är också naturgas, men den förekommer tillsammans med olja - den ligger ovanför oljan eller löses upp i den under tryck. Associerad gas innehåller 30-50% metan, resten är dess homologer: etan, propan, butan och andra kolväten. Dessutom innehåller den samma föroreningar som i naturgas.

Tre fraktioner av associerad gas:

1. Bensin; den läggs till bensin för att förbättra motorstarten;

2. Propan-butanblandning; används som hushållsbränsle;

3. Torr gas; används för att framställa acylen, väte, eten och andra ämnen, av vilka det i sin tur framställs gummi, plast, alkoholer, organiska syror etc.

Olja.

Olja är en oljig vätska från gul eller ljusbrun till svart med en karakteristisk lukt. Det är lättare än vatten och praktiskt taget olösligt i det. Olja är en blandning av cirka 150 kolväten blandade med andra ämnen, så den har ingen specifik kokpunkt.

90 % av den producerade oljan används som råvara för produktion av olika bränslen och smörjmedel. Samtidigt är olja en värdefull råvara för den kemiska industrin.

Olja utvunnen ur jordens tarmar, kallar jag råolja. Råolja används inte, den bearbetas. Råolja renas från gaser, vatten och mekaniska föroreningar och utsätts sedan för fraktionerad destillation.

Destillation är processen att separera blandningar i enskilda komponenter, eller fraktioner, baserat på skillnader i deras kokpunkter.

Under destillationen av olja isoleras flera fraktioner av petroleumprodukter:

1. Gasfraktionen (koka = 40°C) innehåller normala och grenade alkaner CH4 - C4H10;

2. Bensinfraktion (koka = 40 - 200°C) innehåller kolväten C5H12 - C11H24; under omdestillation frigörs lätta oljeprodukter från blandningen, som kokar i lägre temperaturområden: petroleumeter, flyg- och motorbensin;

3. Naftafraktion (tung bensin, kokpunkt = 150 - 250 ° C), innehåller kolväten med sammansättningen C 8 H 18 - C 14 H 30, som används som bränsle för traktorer, diesellok, lastbilar;

4. Fotogenfraktion (koka = 180-300°C) inkluderar kolväten med sammansättningen C12H26-C18H38; det används som bränsle för jetplan, raketer;

5. Gasolja (tboil = 270 - 350°C) används som dieselbränsle och knäcks i stor skala.

Efter destillation av fraktionerna återstår en mörk viskös vätska - eldningsolja. Sololjor, vaselin, paraffin isoleras från eldningsolja. Återstoden från destillationen av eldningsolja är tjära, den används vid tillverkning av material för vägbyggen.

Oljeåtervinning är baserad på kemiska processer:

1. Sprickbildning - delning av stora kolvätemolekyler till mindre. Skilj mellan termisk och katalytisk sprickning, vilket är vanligare för närvarande.

2. Reformering (aromatisering) är omvandlingen av alkaner och cykloalkaner till aromatiska föreningar. Denna process utförs genom att värma bensin vid förhöjt tryck i närvaro av en katalysator. Reformering används för att erhålla aromatiska kolväten från bensinfraktioner.

3. Pyrolys av petroleumprodukter utförs genom att värma petroleumprodukter till en temperatur av 650 - 800°C, de huvudsakliga reaktionsprodukterna är omättade gasformiga och aromatiska kolväten.

Olja är en råvara för produktion av inte bara bränsle, utan även många organiska ämnen.

Kol.

Kol är också en energikälla och en värdefull kemisk råvara. Kolets sammansättning är huvudsakligen organiskt material, samt vatten, mineraler, som bildar aska vid förbränning.

En av typerna av bearbetning av stenkol är koksning - detta är processen att värma kol till en temperatur på 1000 ° C utan lufttillgång. Koksning av kol utförs i koksugnar. Koks består av nästan rent kol. Det används som reduktionsmedel vid masugnsproduktion av tackjärn vid metallurgiska anläggningar.

Flyktiga ämnen vid kondensering stenkolstjära (innehåller många olika organiska ämnen, varav de flesta är aromatiska), ammoniakvatten (innehåller ammoniak, ammoniumsalter) och koksugnsgas (innehåller ammoniak, bensen, väte, metan, kolmonoxid (II), eten , kväve och andra ämnen).

Ursprunget för fossila bränslen.

Förutom det faktum att alla levande organismer består av organiska ämnen, är den huvudsakliga källan till organiska föreningar: olja, kol, naturliga och tillhörande petroleumgaser.

Olja, kol och naturgas är källor till kolväten.

Dessa naturresurser används:

· Som bränsle (energikälla och värme) - detta är konventionell förbränning;

I form av råvaror för vidare bearbetning - detta är organisk syntes.

Teorier om ursprunget för organiska ämnen:

1- Teori om organiskt ursprung.

Enligt denna teori bildades avlagringar från resterna av utdöda växt- och djurorganismer, som förvandlades till en blandning av kolväten i tjockleken av jordskorpan under inverkan av bakterier, högt tryck och temperatur.

2- Teori om mineraliskt (vulkaniskt) ursprung för olja.

Enligt denna teori bildades olja, kol och naturgas i det inledande skedet av bildandet av planeten jorden. I det här fallet kombineras metallerna med kol och bildar karbider. Som ett resultat av reaktionen av karbider med vattenånga bildades gasformiga kolväten i planetens djup, särskilt metan och acetylen. Och under påverkan av uppvärmning, strålning och katalysatorer bildades andra föreningar i olja från dem. I de övre skikten av litosfären förångades flytande oljekomponenter, vätskan tjocknade, förvandlades till asfalt och sedan till kol.

Denna teori uttrycktes först av D.I. Mendeleev, och sedan på 1900-talet simulerade den franska vetenskapsmannen P. Sabatier den beskrivna processen i laboratoriet och fick en blandning av kolväten som liknar olja.

huvudkomponent naturgasär metan. Den innehåller också etan, propan, butan. Ju högre molekylvikt kolvätet har, desto mindre finns det i naturgas.

Ansökan: När naturgas förbränns frigörs mycket värme, så det fungerar som ett energieffektivt och billigt bränsle inom industrin. Naturgas är också en källa till råvaror för den kemiska industrin: produktion av acetylen, eten, väte, sot, olika plaster, ättiksyra, färgämnen, mediciner och andra produkter.

Associerade petroleumgaser finns naturligt ovanför olja eller löst i den under tryck. Tidigare användes inte tillhörande petroleumgaser, de brändes. För närvarande fångas de och används som bränsle och värdefulla kemiska råvaror. Associerade gaser innehåller mindre metan än naturgas, men de innehåller mycket mer av dess homologer. Associerade petroleumgaser separeras till en smalare sammansättning.

Till exempel: gasbensin - en blandning av pentan, hexan och andra kolväten läggs till bensin för att förbättra motorstarten; propan-butanfraktion i form av flytande gas används som bränsle; torr gas - som till sin sammansättning liknar naturgas - används för att producera acetylen, väte, och även som bränsle.Ibland utsätts tillhörande petroleumgaser för en mer grundlig separation och individuella kolväten utvinns ur dem, från vilka omättade kolväten sedan erhålls.

Kol är fortfarande ett av de vanligaste bränslena och råvarorna för organisk syntes. Vilka typer av kol finns det, var kommer kolet ifrån och vilka produkter som används för att få det - det här är huvudfrågorna som vi kommer att överväga idag i lektionen. Som kemikaliekälla användes kol tidigare än olja och naturgas.

Kol är inte ett individuellt ämne. Den består av: fritt kol (upp till 10%), organiska ämnen som förutom kol och väte innehåller syre, svavel, kväve, mineraler som blir kvar i form av slagg när kol bränns.

Kol är ett fast fossilt bränsle av organiskt ursprung. Enligt den biogena hypotesen bildades den från döda växter som ett resultat av den vitala aktiviteten hos mikroorganismer under karbonperioden under paleozoiska eran (för cirka 300 miljoner år sedan). Kol är billigare än olja, det är mer jämnt fördelat i jordskorpan, dess naturreserver överstiger vida oljans och kommer, enligt forskare, inte att vara uttömda förrän ett århundrade till.

Bildandet av kol från växtrester (koalifiering) sker i flera steg: torv - brunkol - stenkol - antracit.

Koalifieringsprocessen består i en gradvis ökning av det relativa innehållet av kol i organiskt material på grund av dess utarmning av syre och väte. Bildandet av torv och brunkol sker som ett resultat av biokemisk nedbrytning av växtrester utan syre. Övergången av brunt kol till - sten sker under påverkan av förhöjda temperaturer och tryck i samband med bergsbildande och vulkaniska processer.

Mål. Generalisera kunskap om naturliga källor till organiska föreningar och deras bearbetning; visa framgångarna och utsikterna för utvecklingen av petrokemi och kokskemi, deras roll i landets tekniska framsteg; fördjupa kunskaper från kursen i ekonomisk geografi om gasindustrin, moderna riktningar för gasbearbetning, råvaror och energiproblem; utveckla självständighet i arbetet med lärobok, referens och populärvetenskaplig litteratur.

PLANEN

Naturliga källor till kolväten. Naturgas. Associerade petroleumgaser.
Olja och oljeprodukter, deras tillämpning.
Termisk och katalytisk sprickbildning.
Koksproduktion och problemet med att få tag i flytande bränsle.
Från historien om utvecklingen av OJSC Rosneft-KNOS.
Anläggningens produktionskapacitet. Tillverkade produkter.
Kommunikation med det kemiska laboratoriet.
Miljöskydd i fabriken.
Plantera planer för framtiden.

Naturliga källor till kolväten.
Naturgas. Associerade petroleumgaser

Före det stora fosterländska kriget, industriella aktier naturgas var kända i Karpaterna, i Kaukasus, i Volga-regionen och i norr (Komi ASSR). Studiet av naturgasreserver förknippades endast med oljeprospektering. Industriella reserver av naturgas uppgick 1940 till 15 miljarder m 3 . Sedan upptäcktes gasfält i norra Kaukasus, Transkaukasien, Ukraina, Volga-regionen, Centralasien, Västra Sibirien och Fjärran Östern. På
Den 1 januari 1976 uppgick undersökta reserver av naturgas till 25,8 biljoner m 3, varav 4,2 biljoner m 3 (16,3 %) i den europeiska delen av Sovjetunionen, 21,6 biljoner m 3 (83,7 %), bl.a.
18,2 biljoner m 3 (70,5 %) - i Sibirien och Fjärran Östern, 3,4 biljoner m 3 (13,2 %) - i Centralasien och Kazakstan. Per den 1 januari 1980 uppgick potentiella reserver av naturgas till 80–85 biljoner m 3 , utforskade - 34,3 biljoner m 3 . Dessutom ökade reserverna främst på grund av upptäckten av fyndigheter i den östra delen av landet - utforskade reserver fanns på en nivå av ca.
30,1 biljoner m 3, vilket var 87,8 % av hela unionen.
Idag har Ryssland 35 % av världens naturgasreserver, vilket är mer än 48 biljoner m 3 . De viktigaste områdena för förekomst av naturgas i Ryssland och OSS-länderna (fält):

Västsibiriska olje- och gasprovinsen:
Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye, Nadymskoye, Tazovskoye – Yamalo-Nenets autonoma Okrug;
Pokhromskoye, Igrimskoye - Berezovskaya gasförande region;
Meldzhinskoye, Luginetskoye, Ust-Silginskoye - Vasyugan gasförande region.
Volga-Ural olje- och gasprovins:
den mest betydande är Vuktylskoye, i olje- och gasregionen Timan-Pechora.
Centralasien och Kazakstan:
den mest betydande i Centralasien är Gazli, i Ferghanadalen;
Kyzylkum, Bairam-Ali, Darvaza, Achak, Shatlyk.
Norra Kaukasus och Transkaukasien:
Karadag, Duvanny - Azerbajdzjan;
Dagestan Lights - Dagestan;
Severo-Stavropolskoye, Pelagiadinskoye - Stavropol-territoriet;
Leningradskoye, Maykopskoye, Staro-Minskoye, Berezanskoye - Krasnodar-territoriet.

Naturgasfyndigheter är också kända i Ukraina, Sakhalin och Fjärran Östern.
När det gäller naturgasreserver sticker västra Sibirien ut (Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye). Industrireserverna här når 14 biljoner m 3 . Yamal-gaskondensatfälten (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye, etc.) får nu särskild betydelse. På grundval av dem genomförs projektet Yamal-Europe.
Naturgasproduktionen är mycket koncentrerad och fokuserad på områden med de största och mest lönsamma fyndigheterna. Endast fem fyndigheter - Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye och Orenburgskoye - innehåller 1/2 av alla industriella reserver i Ryssland. Reserverna i Medvezhye uppskattas till 1,5 biljoner m 3 och Urengoys reserver till 5 biljoner m 3 .
Nästa funktion är det dynamiska läget för naturgasproduktionsplatser, vilket förklaras av den snabba utvidgningen av gränserna för de identifierade resurserna, såväl som den relativa lättheten och billigheten av deras engagemang i utvecklingen. På kort tid flyttade de viktigaste centran för utvinning av naturgas från Volga-regionen till Ukraina, norra Kaukasus. Ytterligare territoriella förskjutningar orsakades av utvecklingen av fyndigheter i västra Sibirien, Centralasien, Ural och norr.

Efter Sovjetunionens kollaps i Ryssland skedde en nedgång i volymen av naturgasproduktion. Nedgången observerades främst i den norra ekonomiska regionen (8 miljarder m 3 1990 och 4 miljarder m 3 1994), i Ural (43 miljarder m 3 och 35 miljarder m 3 och 35 miljarder m 3 1994).
555 miljarder m 3) och i norra Kaukasus (6 och 4 miljarder m 3). Naturgasproduktionen låg kvar på samma nivå i Volga-regionen (6 miljarder kubikmeter) och i de ekonomiska regionerna i Fjärran Östern.
I slutet av 1994 var det en uppåtgående trend i produktionsnivåerna.
Av republikerna i fd Sovjetunionen ger Ryska federationen mest gas, på andra plats är Turkmenistan (mer än 1/10), följt av Uzbekistan och Ukraina.
Av särskild betydelse är utvinningen av naturgas på världshavets hylla. 1987 producerade offshorefält 12,2 miljarder m 3 , eller cirka 2 % av den gas som producerades i landet. Den tillhörande gasproduktionen uppgick samma år till 41,9 bcm. För många områden är en av reserverna av gasformigt bränsle förgasning av kol och skiffer. Underjordisk förgasning av kol utförs i Donbass (Lysichansk), Kuzbass (Kiselevsk) och Moskvabassängen (Tula).
Naturgas har varit och förblir en viktig exportprodukt i den ryska utrikeshandeln.
De viktigaste naturgasbearbetningscentren är belägna i Ural (Orenburg, Shkapovo, Almetyevsk), i västra Sibirien (Nizhnevartovsk, Surgut), i Volga-regionen (Saratov), ​​i norra Kaukasus (Groznyj) och i andra gas- bärande provinser. Det kan noteras att gasbearbetningsanläggningar tenderar att källor till råvaror - fyndigheter och stora gasledningar.
Den viktigaste användningen av naturgas är som bränsle. På senare tid har det funnits en trend mot en ökning av andelen naturgas i landets bränslebalans.

Den mest värderade naturgasen med högt innehåll av metan är Stavropol (97,8 % CH 4), Saratov (93,4 %), Urengoy (95,16 %).
Naturgasreserverna på vår planet är mycket stora (cirka 1015 m 3). Mer än 200 fyndigheter är kända i Ryssland, de ligger i västra Sibirien, i Volga-Ural-bassängen, i norra Kaukasus. Ryssland har förstaplatsen i världen när det gäller naturgasreserver.
Naturgas är den mest värdefulla typen av bränsle. När gas förbränns frigörs mycket värme, så det fungerar som ett energieffektivt och billigt bränsle i pannanläggningar, masugnar, öppenhärdsugnar och glassmältugnar. Användningen av naturgas i produktionen gör det möjligt att avsevärt öka arbetsproduktiviteten.
Naturgas är en källa till råvaror för den kemiska industrin: produktion av acetylen, eten, väte, sot, olika plaster, ättiksyra, färgämnen, mediciner och andra produkter.

Associerad petroleumgas- det här är en gas som finns tillsammans med olja, den är löst i olja och ligger ovanför den och bildar ett "gaslock", under tryck. Vid utgången från brunnen sjunker trycket och den tillhörande gasen separeras från oljan. Denna gas användes inte tidigare, utan brändes helt enkelt. Det fångas för närvarande och används som bränsle och värdefullt kemiskt råmaterial. Möjligheterna att använda tillhörande gaser är ännu större än naturgasens. deras sammansättning är rikare. Associerade gaser innehåller mindre metan än naturgas, men de innehåller betydligt fler metanhomologer. För att använda tillhörande gas mer rationellt delas den upp i blandningar med en smalare sammansättning. Efter separation erhålls gasbensin, propan och butan, torr gas. Individuella kolväten extraheras också - etan, propan, butan och andra. Genom att dehydrera dem erhålls omättade kolväten - eten, propen, butylen, etc.

Olja och oljeprodukter, deras tillämpning

Olja är en oljig vätska med en stickande lukt. Den finns på många ställen på jorden och impregnerar porösa stenar på olika djup.
Enligt de flesta forskare är olja de geokemiskt förändrade resterna av växter och djur som en gång bebodde världen. Denna teori om oljans organiska ursprung stöds av det faktum att olja innehåller vissa kvävehaltiga ämnen - nedbrytningsprodukterna av ämnen som finns i växtvävnader. Det finns också teorier om det oorganiska ursprunget av olja: dess bildning som ett resultat av verkan av vatten i jordklotets skikt på heta metallkarbider (föreningar av metaller med kol), följt av en förändring i de resulterande kolvätena under påverkan av hög temperatur, högt tryck, exponering för metaller, luft, väte, etc.
När olja utvinns från oljeförande skikt, som ibland ligger i jordskorpan på flera kilometers djup, kommer olja antingen upp till ytan under trycket av gaser som finns på den, eller pumpas ut av pumpar.

Oljeindustrin är idag ett stort nationellt ekonomiskt komplex som lever och utvecklas enligt sina egna lagar. Vad betyder olja idag för landets nationalekonomi? Olja är ett råmaterial för petrokemi vid tillverkning av syntetiskt gummi, alkoholer, polyeten, polypropen, ett brett utbud av olika plaster och färdiga produkter från dem, konstgjorda tyger; en källa för produktion av motorbränslen (bensin, fotogen, diesel och flygbränsle), oljor och smörjmedel, samt pann- och ugnsbränsle (brännolja), byggmaterial (bitumen, tjära, asfalt); råvara för att få fram ett antal proteinberedningar som används som tillsatser i djurfoder för att stimulera dess tillväxt.
Olja är vår nationella rikedom, källan till landets makt, grunden för dess ekonomi. Rysslands oljekomplex inkluderar 148 tusen oljekällor, 48,3 tusen km huvudoljeledningar, 28 oljeraffinaderier med en total kapacitet på mer än 300 miljoner ton olja per år, såväl som ett stort antal andra produktionsanläggningar.
Cirka 900 tusen människor är anställda i företagen inom oljeindustrin och dess tjänstesektorer, inklusive cirka 20 tusen personer inom området vetenskap och vetenskapliga tjänster.
Under de senaste decennierna har grundläggande förändringar skett i bränsleindustrins struktur förknippade med en minskning av kolindustrins andel och tillväxten av olje- och gasutvinnings- och bearbetningsindustrier. Om de 1940 uppgick till 20,5%, så 1984 - 75,3% av den totala produktionen av mineralbränsle. Nu kommer naturgas och dagbrottskol i förgrunden. Förbrukningen av olja för energiändamål kommer att minska, tvärtom kommer dess användning som kemisk råvara att expandera. För närvarande, i strukturen för bränsle- och energibalansen, står olja och gas för 74 %, medan andelen olja minskar, medan andelen gas växer och är cirka 41 %. Andelen kol är 20 %, resterande 6 % är el.
Oljeraffinering startades först av bröderna Dubinin i Kaukasus. Primär oljeraffinering består i dess destillation. Destillation utförs vid raffinaderier efter separation av petroleumgaser.

En mängd olika produkter av stor praktisk betydelse isoleras från olja. Först avlägsnas lösta gasformiga kolväten (främst metan) från den. Efter destillation av flyktiga kolväten värms oljan upp. Kolväten med ett litet antal kolatomer i molekylen, som har en relativt låg kokpunkt, är de första som går in i ångtillstånd och destilleras av. När temperaturen på blandningen stiger destilleras kolväten med högre kokpunkt. På så sätt kan enskilda blandningar (fraktioner) av olja samlas upp. Oftast erhålls med denna destillation fyra flyktiga fraktioner, som sedan utsätts för ytterligare separation.
De huvudsakliga oljefraktionerna är följande.
Bensinfraktion, uppsamlad från 40 till 200 °C, innehåller kolväten från C 5 H 12 till C 11 H 24. Vid ytterligare destillation av den isolerade fraktionen, bensin (t kip = 40–70 °C), bensin
(t kip \u003d 70–120 ° С) - flyg, bil, etc.
Naftafraktion, uppsamlad i intervallet från 150 till 250 ° C, innehåller kolväten från C 8 H 18 till C 14 H 30. Nafta används som bränsle för traktorer. Stora mängder nafta förädlas till bensin.
Fotogenfraktion inkluderar kolväten från C12H26 till C18H38 med en kokpunkt på 180 till 300 °C. Fotogen, efter att ha raffinerats, används som bränsle för traktorer, jetplan och raketer.
Gasoljefraktion (t bal > 275 °C), annars kallad dieselbränsle.
Återstod efter destillation av olja - eldningsolja- innehåller kolväten med ett stort antal kolatomer (upp till många tiotal) i molekylen. Brännoljan fraktioneras också genom reducerat tryck destillation för att undvika sönderdelning. Som ett resultat, få sololjor(dieselbränsle), smörjoljor(autotraktor, flyg, industri, etc.), vaselin(teknisk vaselin används för att smörja metallprodukter för att skydda dem från korrosion, renad vaselin används som bas för kosmetika och inom medicin). Från vissa typer av olja paraffin(för tillverkning av tändstickor, ljus etc.). Efter destillering av flyktiga komponenter från eldningsolja återstår tjära. Det används ofta i vägbyggen. Förutom förädling till smörjoljor används eldningsolja även som flytande bränsle i pannanläggningar. Bensin som erhålls vid destillation av olja räcker inte för att täcka alla behov. I bästa fall kan upp till 20% av bensin erhållas från olja, resten är högkokande produkter. I detta avseende stod kemin inför uppgiften att hitta sätt att få bensin i stora mängder. Ett bekvämt sätt hittades med hjälp av teorin om strukturen hos organiska föreningar skapade av A.M. Butlerov. Högkokande oljedestillationsprodukter är olämpliga för användning som motorbränsle. Deras höga kokpunkt beror på att molekylerna i sådana kolväten är för långa kedjor. Om stora molekyler som innehåller upp till 18 kolatomer bryts ner erhålls lågkokande produkter som bensin. Denna väg följdes av den ryske ingenjören V.G. Shukhov, som 1891 utvecklade en metod för klyvning av komplexa kolväten, senare kallad cracking (vilket betyder klyvning).

Den grundläggande förbättringen av krackning var införandet av den katalytiska krackningsprocessen i praktiken. Denna process utfördes första gången 1918 av N.D. Zelinsky. Katalytisk sprickbildning gjorde det möjligt att erhålla flygbensin i stor skala. I katalytiska krackningsenheter vid en temperatur av 450 °C, under inverkan av katalysatorer, delas långa kolkedjor.

Termisk och katalytisk sprickbildning

Det huvudsakliga sättet att bearbeta oljefraktioner är olika typer av krackning. För första gången (1871–1878) utfördes oljekrackning i laboratorie- och halvindustriell skala av A.A. Letniy, anställd vid St. Petersburgs teknologiska institut. Det första patentet för en krackningsanläggning lämnades in av Shukhov 1891. Sprickbildning har blivit utbredd i industrin sedan 1920-talet.
Sprickbildning är termisk nedbrytning av kolväten och andra beståndsdelar i olja. Ju högre temperatur, desto högre krackningshastighet och desto större utbyte av gaser och aromater.
Krackning av oljefraktioner, förutom flytande produkter, ger ett råmaterial av största vikt - gaser som innehåller omättade kolväten (olefiner).
Det finns följande huvudtyper av sprickbildning:
flytande fas (20–60 atm, 430–550 °C), ger omättad och mättad bensin, bensinutbytet är cirka 50 %, gaser 10 %;
headspace(normalt eller reducerat tryck, 600 °C), ger omättad aromatisk bensin, utbytet är mindre än vid vätskefassprickning, en stor mängd gaser bildas;
pyrolys olja (normalt eller reducerat tryck, 650–700 °C), ger en blandning av aromatiska kolväten (pyrobensen), ett utbyte på cirka 15 %, mer än hälften av råvaran omvandlas till gaser;
destruktiv hydrering (vätetryck 200–250 atm, 300–400 °C i närvaro av katalysatorer - järn, nickel, volfram, etc.), ger marginell bensin med ett utbyte på upp till 90%;
katalytisk sprickbildning (300–500 °С i närvaro av katalysatorer - AlCl 3 , aluminosilikater, MoS 3 , Cr 2 O 3 , etc.), ger gasformiga produkter och högkvalitativ bensin med en övervikt av aromatiska och mättade kolväten med isostruktur.
Inom tekniken, den sk katalytisk reformering– omvandling av lågvärdig bensin till högoktanig högoktanig bensin eller aromatiska kolväten.
Huvudreaktionerna under krackning är reaktionerna av splittring av kolvätekedjor, isomerisering och cyklisering. Fria kolväteradikaler spelar en stor roll i dessa processer.

Koksproduktion
och problemet med att erhålla flytande bränsle

Lager Hård kol i naturen vida överstiga oljereserverna. Därför är kol den viktigaste typen av råvara för den kemiska industrin.
För närvarande använder industrin flera sätt att bearbeta kol: torr destillation (koksning, halvkoksning), hydrering, ofullständig förbränning och produktion av kalciumkarbid.

Torrdestillation av kol används för att erhålla koks i metallurgi eller hushållsgas. Vid kokskol erhålls koks, stenkolstjära, tjärvatten och koksgaser.
Stenkolstjära innehåller en mängd olika aromatiska och andra organiska föreningar. Den separeras i flera fraktioner genom destillation vid normalt tryck. Aromatiska kolväten, fenoler etc. erhålls från stenkolstjära.
koksgaser innehåller främst metan, eten, väte och kolmonoxid (II). En del bränns, en del återvinns.
Hydrogenering av kol utförs vid 400–600 °C under ett vätgastryck på upp till 250 atm i närvaro av en katalysator, järnoxider. Detta ger en flytande blandning av kolväten, som vanligtvis utsätts för hydrering på nickel eller andra katalysatorer. Lågvärdigt brunkol kan hydreras.

Kalciumkarbid CaC 2 erhålls från kol (koks, antracit) och kalk. Senare omvandlas det till acetylen, som används i den kemiska industrin i alla länder i ständigt ökande skala.

Från historien om utvecklingen av OJSC Rosneft-KNOS

Historien om utvecklingen av anläggningen är nära förbunden med olje- och gasindustrin i Kuban.
Början av oljeproduktion i vårt land är ett avlägset förflutet. Tillbaka på X-talet. Azerbajdzjan handlade olja med olika länder. I Kuban började industriell oljeutveckling 1864 i Maykop-regionen. På begäran av chefen för Kuban-regionen, general Karmalin, gav D.I. Mendeleev 1880 ett yttrande om oljeinnehållet i Kuban: Ilskaya".
Under åren av de första femårsplanerna genomfördes storskaligt prospekteringsarbete och kommersiell oljeproduktion påbörjades. Associerad petroleumgas användes delvis som hushållsbränsle i arbetarbosättningar, och det mesta av denna värdefulla produkt flammades upp. För att sätta stopp för slöseriet med naturresurser beslutade USSR:s oljeindustri 1952 att bygga en gas- och bensinanläggning i byn Afipsky.
Under 1963 undertecknades en lag för driftsättning av den första etappen av Afipsky gas- och bensinanläggning.
I början av 1964 började bearbetningen av gaskondensat från Krasnodar-territoriet med produktion av A-66-bensin och dieselbränsle. Råmaterialet var gas från Kanevsky, Berezansky, Leningradsky, Maikopsky och andra stora fält. Genom att förbättra produktionen behärskade fabrikens personal produktionen av B-70 flygbensin och A-72 bensin.
I augusti 1970 togs två nya tekniska enheter för bearbetning av gaskondensat med produktion av aromater (bensen, toluen, xylen) i drift: en sekundär destillationsenhet och en katalytisk reformeringsenhet. Samtidigt byggdes reningsanläggningar med biologisk rening av avloppsvatten och anläggningens råvaru- och råvarubas.
1975 togs en anläggning för tillverkning av xylener i drift och 1978 togs en importtillverkad toluendemetyleringsanläggning i drift. Anläggningen har blivit en av de ledande inom Minnefteprom för produktion av aromatiska kolväten för den kemiska industrin.
För att förbättra företagets ledningsstruktur och organisationen av produktionsenheter i januari 1980 bildades produktionsföreningen Krasnodarnefteorgsintez. Föreningen inkluderade tre anläggningar: Krasnodar-anläggningen (i drift sedan augusti 1922), oljeraffinaderiet Tuapse (i drift sedan 1929) och oljeraffinaderiet Afipsky (i drift sedan december 1963).
I december 1993 omorganiserades företaget och i maj 1994 döptes Krasnodarnefteorgsintez OJSC om till Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC.

Artikeln förbereddes med stöd av Met S LLC. Om du behöver bli av med ett gjutjärnsbadkar, handfat eller annat metallavfall, då är den bästa lösningen att kontakta Met C-företaget. På sajten som ligger på "www.Metalloloms.Ru" kan du, utan att lämna din bildskärm, beställa demontering och borttagning av metallskrot till ett fyndpris. Företaget Met S anställer endast högt kvalificerade specialister med lång arbetslivserfarenhet.

Slutar vara

Materialöversikt

Materialöversikt

Integrerad lektion i kemi och geografi i 10:e klass på ämnet "Naturliga källor till kolväten"

"... Du kan också värma med sedlar"

DI. Mendelejev

Utrustning: Geografiska kartor över mineraltillgångar i Ryssland och världen, kartor "Världens bränsleindustri", "Världens mineraltillgångar", lärobokskartor, atlaser, lärobokstabeller, statistiskt material. samlingar "Bränsle", "Olje och produkter från dess bearbetning", "Mineraler", multimediainstallation, tabeller "Produkter från oljedestillation", "Destillationskolonn", "Oljeraffinering...", "Skadlig inverkan på miljön.. .”

Lektionens mål:

1. Upprepa placeringen av kolvätefyndigheter i Ryssland och världen.

2. Att generalisera kunskap om naturliga källor till kolväten: deras sammansättning, fysikaliska egenskaper, metoder för utvinning, bearbetning.

3. Överväg utsikterna för att förändra strukturen för bränsle- och energikomplexet (alternativa energikällor).

Undervisningsmetoder: berättande, föreläsning, samtal, demonstrationer av samlingar,självständigt arbete med geografisk karta, atlas.

Ämnet "Naturliga källor till kolväten" är nu mer aktuellt än någonsin. Utvecklingen av kolvätefyndigheter ställer till många problem för samhället. Det handlar i första hand om sociala problem förknippade med utvecklingen av svåråtkomliga områden där det inte finns någon social struktur. Svåra förhållanden kräver utveckling av ny teknik för utvinning och transport av råvaror. Exporten av råoljeprodukter, avsaknaden av en utvecklad industriell bas för deras bearbetning, bristen på oljeprodukter på den inhemska ryska marknaden är ekonomiska och politiska problem. Miljöproblem i samband med produktion, transport, bearbetning av kolväten. Det mänskliga samhället tvingas leta efter sätt att lösa alla dessa problem. Det är viktigt att lära sig hur man fattar beslut, gör val, ansvarar för resultatet av sina aktiviteter.

Under lektionerna

På elevernas bord finns samlingar av fasta bränslen och mineraler, atlaser, läroböcker i geografi.

Lektionen börjar med att en kemilärare berättar för eleverna om vikten av gas och olja inte bara som energikällor, utan också som råmaterial för den kemiska industrin. Därefter diskuteras frågan om fördelen med gasformigt bränsle framför fast bränsle med eleverna.Under diskussionen formuleras och spelas in slutsatser.

Kemilärare

De viktigaste naturliga källorna till kolväten är:

Naturliga och tillhörande petroleumgaser

Olja

Kol

Naturliga och tillhörande petroleumgaser skiljer sig åt i sin närvaro i natur, sammansättning och användning.

Låt oss titta på sammansättningen av naturgas.

Sammansättning av naturgas.

CH4 93 - 98 % С4Н10 0,1 - 1 %

С2Н6 0,5 - 4 % С5Н12 0 - 1 %

С3Н8 0,2 - 1,5 % N2 2 - 13 %

och andra gaser.

Som vi kan se är huvuddelen av naturgas metan.

Associerad petroleumgas innehåller betydligt mindre metan (30-50%), men fler av dess närmaste homologer: etan. propan, butan, pentan (upp till 20 % vardera) och andra mättade kolväten. Naturgasfält är vanligtvis belägna i närheten av oljefält; uppenbarligen bildades naturgas (liksom tillhörande petroleumgas) som ett resultat av nedbrytningen av oljekolväten som ett resultat av aktiviteten hos anaeroba bakterier.

Naturliga och tillhörande petroleumgaser är billigt bränsle och värdefulla kemiska råvaror. Den viktigaste typen av gasformigt bränsle är naturgas, billig och kaloririk (upp till 39 700 kJ), eftersom dess huvudkomponent är metan (upp till 93-98 % ).

Varför tror du att naturgas används som gasformigt bränsle?

Gasformiga bränslen har betydande fördelar jämfört med fasta:

lätt och fullständigt blandas med luft, därför, när den bränns, krävs endast ett litet överskott av luft för fullständig förbränning;

gas kan förvärmas i speciella generatorer för att erhålla högsta flamtemperatur;

arrangemanget av ugnar är mycket enklare, eftersom det inte finns några slagg eller aska under förbränning;

frånvaron av rök har en gynnsam effekt på de sanitära och hygieniska förhållandena i miljön; ekologisk renlighet;

Gasformiga bränslen kan överföras genom gasledningar.

Billighet;

Högt värmevärde

Av denna anledning används gasformiga bränslen alltmer inom industri, hushåll och fordon och är ett av de bästa bränslena för hushålls- och industribehov.

Under andra hälften av 1900-talet ökade världens gasproduktion mer än 10 gånger och fortsätter att växa. Fram till nyligen producerades gas huvudsakligen i utvecklade länder, men nyligen har de asiatiska och afrikanska ländernas roll ökat. Ryssland är den obestridda ledaren inom gasreserver och produktion. 15-20 % av de utvunna råvarorna kommer ut på världsmarknaden

Eleverna får frågor:

1. Var tror du att bränsleresurserna används?

Efter elevernas svar sammanfattar läraren och definierar återigen bränsle- och energikomplexet. Därefter ges uppdrag. (arbeta i mindre grupper, läsa kartor, tabeller, diagram. Delvis sökarbete)

Uppgift 1: Enligt tabell nr 4 i läroboken, bekanta dig med världsproduktionen av huvudtyperna av bränsle (olja och gasproduktion).

Uppgift 2: Använd figur 23 för att bekanta dig med förändringen i strukturen för den globala förbrukningen av bränsleresurser och svara på frågan: växer gasförbrukningen i världen? (Svaret är ja)

Under diskussionen av data i tabell 4 och figur 23 kommer eleverna fram till att det finns flera viktigaste olje- och gasproduktionsområden. Läraren visar och namnger huvudområdena för olje- och gasproduktion på en geografisk karta, eleverna jämför dem med sina atlaser, namnger länder och skriver ner dem i en anteckningsbok.

Det totala antalet oljefält är cirka 50 tusen. Men med den nuvarande produktionsnivån, låt oss beräkna mänsklighetens tillgång på resurser.

I en anteckningsbok: Kom ihåg beräkningsformeln (R = W / D)

I vilka enheter uttrycks resurstillgänglighet? (årets). Gör en slutsats! (få)

Det finns länder i världen som har kolossala oljereserver. Använd tabellen och nämn de 3 länderna med de största reserverna. Vilken ställning har Ryssland?

Många länder producerar olja. I varje region finns det flera länder - ledande inom produktion. Använd kartan, namnge dessa länder och skriv i din anteckningsbok

I Europa: I Asien: I Amerika: I Afrika:

Var exakt ligger de största oljefälten? Här är bara några av dem.

1 fat olja motsvarar 158.988 liter, 1 fat per dag - 50 ton per år

I Gavar producerades mer än 680 tusen ton olja per dag, dessutom 56,6 miljoner m³ per dag naturgas.

Agadjari 60 strömmande brunnar drivs, årlig produktion är 31,4 miljoner ton

Det finns 484 strömmande brunnar i drift i Bolshoy Burgan, årlig produktion är cirka 70 miljoner ton

Vad är en hylla?

Tror du offshoreproduktion är billigare eller dyrare än på fastlandet? Varför?

Vilka länder är markerade på kartan? Vad förenar dem? Vad är namnet på denna organisation? Hennes huvuduppgift?

Olja säljs aktivt på världsmarknaden. (40%) Det finns stabila band mellan länderna, de så kallade "oljebroarna". Kan du nämna de viktigaste av dem? Hur skulle du förklara deras existens? Hur transporteras olja?

Det största tankfartyget är 500 meter långt. Tar ombord upp till 500 000 ton olja.

Supertankers är en produkt av vår tids vetenskapliga och tekniska revolution. Själva ordet kommer från det engelska ordet "tank" - en tank. Ett sjötankfartyg är ett fartyg konstruerat för att transportera flytande last (olja, syra, vegetabilisk olja, smält svavel, etc.) i fartygets tankar (tankar). Supertankers kan frakta 50 procent mer olja per resa än andra, medan driftskostnaderna för bunkring, besättning och försäkring bara är 15 procent högre, vilket gör att oljebolag som chartrar fartyget kan öka sina vinster och spara besparingar. Det kommer alltid att finnas en efterfrågan på sådana oljetankfartyg.

En av representanterna för denna klass av havsfartyg var oljetankern "Batillus". Detta lastfartyg skapades, från början till slut, enligt det ursprungliga projektet utan ytterligare modernisering under drift. Den byggdes på 10 månader och cirka 70 000 ton stål användes på konstruktion. Byggnaden kostade ägaren 130 miljoner dollar.

Mellanöstern: länder runt Persiska viken (Saudiarabien, Arabemiraten, Iran, Irak). Denna region står för 2/3 av världens oljeproduktion.

Nordamerika: Alaska, Texas.

Nord- och Västafrika: Algeriet, Libyen, Nigeria, Egypten.

Sydamerika: norr om fastlandet, Venezuela.

Europa: norra och norska havshyllan.

Ryssland (västra Sibirien): Tomsk och Tyumen-regionerna.

Uppgift 3: Bestäm de ledande länderna inom oljeproduktion baserat på figur 24. Baserat på figur 25, bestämma bildandet av hållbara oljebroar mellan länder.

SLUTSATS: Olje- och gasproduktion bedrivs huvudsakligen i utvecklingsländer, konsumtion - i utvecklade.

Kemiläraren fortsätter.

En betydande ökning av produktionen av kaloririka och billigare bränslen (olja och gas) har lett till en kraftig minskning av andelen fasta bränslen i ländernas bränslebalans.

Associerad petroleumgas är också (efter ursprung) naturgas. Den har sitt namn till oljan som den förekommer med i naturen. Associerad petroleumgas löses i olja (delvis) och är delvis ovanför den och bildar en gaskupol. Under trycket av denna gas stiger olja genom brunnen till ytan. När trycket minskar lämnar associerad petroleumgas lätt oljan.

Under lång tid användes inte tillhörande petroleumgas och brändes på plats. För närvarande fångas det och används som bränsle eller som en av källorna för organisk syntes, eftersom det innehåller ett stort antal metanhomologer. För mer rationell användning delas tillhörande petroleumgas in i fraktioner.

Gasfraktioner: 1. C5H12, C6H14 och andra vätskor - bensin;

2. C3H8, C4H10 - propan-butanblandning

3. CH4, C2H6 och andra föroreningar - "torr gas"

Används som tillsats till bensin;

Som bränsle och som hushållsgas;

I organisk syntes och som bränsle.

Vi är födda och lever i en värld av produkter och saker som härrör från olja. I mänsklighetens historia fanns sten- och järnperioder. Vem vet, kanske historiker kallar vår period för olja eller plast. Olja är den mest titulerade typen av mineraler. Hon kallas både "energins drottning" och "fruktbarhetens drottning". Och hennes kungadöme inom organisk kemi är "svart guld". Oljan skapade en ny industri - petrokemi, den gav också upphov till en rad miljöproblem.

Olja har varit känd för mänskligheten sedan urminnes tider. På Eufrats strand bröts den 6-7 tusen år f.Kr. e. Den användes för att belysa bostäder, för balsamering. Olja var en integrerad del av brandmedlet, som gick till historien under namnet "grekisk eld". På medeltiden användes den främst för gatubelysning.

I början av 1800-talet i Ryssland erhölls en tändolja som heter fotogen från olja genom destillation, som användes i lampor som uppfanns i mitten av 1800-talet. Under samma period, på grund av industrins tillväxt och tillkomsten av ångmotorer, började efterfrågan på olja som smörjmedelskälla att öka. Implementering i slutet av 60-talet. 1800-talets oljeborrning anses vara födelsen av oljeindustrin.

I början av 1800- och 1900-talet uppfanns bensin- och dieselmotorer. Detta ledde till den snabba utvecklingen av oljeproduktion och metoder för dess bearbetning.

Olja är ett "energiknippe". Med bara 1 ml av detta ämne kan du värma en hel hink vatten med en grad, och för att koka en hink samovar behöver du mindre än ett halvt glas olja. När det gäller energikoncentration per volymenhet hamnar olja på första plats bland naturliga ämnen. Även radioaktiva malmer kan inte konkurrera med den i detta avseende, eftersom halten av radioaktiva ämnen i dem är så låg att ton stenar måste bearbetas för att utvinna 1 mg kärnbränsle.

Förekomster av råolja och gas uppstod för 100-200 miljoner år sedan i jordens tjocklek. Oljans ursprung är en av naturens dolda hemligheter.

Olja och oljeprodukter.

Olja är det enda flytande fossila bränslet. Gul till mörkbrun oljig vätska, lättare än vatten. (prover av olja visas.) Det finns lätta och tunga oljor. Lungorna avlägsnas med pumpar, på ett fontänsätt, de används främst för att göra bensin och fotogen. Tunga bryts ibland även med gruvmetoden (Yaremskoye-fyndigheten i Komirepubliken) och bearbetas till bitumen, eldningsolja, oljor.

Till skillnad från andra mineraler bildar olja, som gas, inte separata lager, den fyller tomrum i stenar: porer mellan sandkorn, sprickor.

Olja är brandfarligt. Den behåller denna egenskap även när den är på vattenytan, där den kan antändas från en brännbar ficklampa tills den sprider sig till en tunn iriserande film. Olja är ett unikt bränsle, dess värmevärde är 37-49 MJ/kg. Så, 10 ton olja ger lika mycket värme som 13 ton antracit, 31 ton ved. Det är grunden för energi, kemisk industri. Medicinsk olja rik på nafteniska och aromatiska kolväten är också känd.

Laboratorieerfarenhet nr 1. Oljans fysiska egenskaper

Vi undersöker ett provrör med olja (en oljig vätska, mörkbrun till färgen, nästan svart med en karakteristisk lukt.)

Olja luktar inte som bensin, som idén om lite är förknippad med. Doften av olja ges av den medföljande koldisulfiden, resterna av växt- och djurorganismer.

Vi löser olja i vatten (löser sig inte, en film bildas på ytan). Filmens densitet är mindre än vatten, så den ligger på ytan.

Elementär sammansättning av olja.

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

H - 12 - 14% i vissa insättningar upp till 5% S

Olja är en komplex blandning av ett stort antal organiska föreningar.

Sammansättning av olja och dess produkter.

Oljeraffinering (kemi)

Oljeraffinering är en process som involverar skapandet av komplex utrustning.

Lärare: fyll i tabellen "Oljeraffinering"

Primär bearbetning (fysiska processer)	rengöring	Dehydrering, avsaltning, strippning av flyktiga kolväten (främst metan)
	Destillering	Termisk separation av olja i fraktioner. baserat på skillnaden i kokpunkter för kolväten med olika molekylvikter
Återvinning (kemiska processer)	Krackning	Nedbrytning av långkedjiga kolväten och bildning av kolväten med färre kolatomer i molekyler
	Reformera	Ändra strukturen av kolvätemolekyler genom att: isomerisering, alkylering, Cyklisering (aromatisering)

Primär oljeraffinering - rektifikation - separering i fraktioner av olja, baserat på skillnaden i kokpunkter.

Olja matas in i destillationskolonnen genom en rörformig ugn, i vilken den värms upp till 350⁰С. I form av ånga stiger olja upp i kolonnen och, gradvis kylning, delas upp i fraktioner: bensin, nafta, fotogen, sololjor, eldningsolja. Den icke-destillerade delen är tjära.

(enligt tabellen beskrivs driften av destillationskolonnen, fraktionerna och deras användningsområden kallas).

Oljefraktioner:

C5 - C11 - bensin (bränsle för bilar och flygplan, lösningsmedel);

C8 - C14 - nafta (bränsle för traktorer);

C12 - C18 - fotogen (bränsle för traktorer, raketer, flygplan);

С15 - С22 - gasolja (lätta oljeprodukter) - diz. bränsle.

Resten av destillationen är eldningsolja (bränsle för pannor). Ytterligare destillationer bildar smörjoljor. Användningen av eldningsolja - sololja, paraffin, vaselin, smörjoljor. Användningen av tjära - bitumen, asfalt.

Sekundär oljeraffinering: sprickbildning (katalytisk och termisk).

termisk	katalytisk
450–550°	400-500 °С, kat. Al2O3 nSiO2 (aluminatsilikatkatalysator)
Processen är långsam	Processen är snabb
Många omättade kolväten bildas	Betydligt mindre omättade kolväten bildas
Mottagen bensin: 1) resistent mot detonation 2) instabil under lagring (omättade kolväten oxideras lätt)	Mottagen bensin: 1) resistent mot detonation 2) mer stabil under lagring (eftersom det finns många omättade kolväten)

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

CH3

Bensinmärket och dess kvalitet beror på dess slagmotstånd på oktanskalan:

Detonationsmotståndet tas till 0 (det antänds lätt)

n. heptan;

Över 100 - (hög stabilitet) 2,2,4-trimetylpentan. Ju mer n.heptan som finns i bensin, desto högre kvalitet.

Grenade begränsande kolväten, omättade och aromatiska kolväten är resistenta mot detonation.

Reformering (aromatisering) - 450⁰ - 540⁰С

hexan → cyklohexan → bensen: C₆H₁4 → C₆H₁₂ → C₆H6

Producerad för att öka slagmotståndet hos bensin - förmågan att motstå stark kompression i motorcylindern vid höga temperaturer utan spontan förbränning.

Geografiläraren fortsätter lektionen

Fördelning av stora oljereserver i världen.

Ordet "olja" dök upp på ryska på 1600-talet och kommer från arabiskan "nafata", som betyder "spy". Så kallad i 4-3 tusen f.Kr. e. invånarna i Mesopotamien - civilisationens antika centrum - en brandfarlig oljig svart vätska, som faktiskt ibland bryter ut till jordens yta i form av fontäner.

Därför utvanns olja från antiken till mitten av 1800-talet där den rann ut i form av källor, passerade genom förkastningar och sprickor i klippor. Men när de började leta efter det långt från platserna för direkt oljeutsläpp uppstod frågor: hur man gör det? var ska man borra brunnar?

Under långa geologiska studier fann man att oljan med största sannolikhet finns där de tjocka skikten av det sedimentära täcket skrynklas ihop till veck och slits isär av tektoniska rörelser av jordskorpan, vilket bildar kupolformade böjar av skikten, den så kallade antiklinala typen av naturlig ansamling av kolväten, kallad fyndigheten. Områden av jordskorpan som innehåller en eller flera av dessa avlagringar kallas avlagringar.

Mer än 27 tusen oljefält har upptäckts i världen, men bara en liten del av dem (1%) innehåller ¾ av världens oljereserver och 33 superjättar - hälften av världens reserver.

Genom att analysera fördelningen av världens beprövade oljeresurser efter regioner och länder, kommer vi till slutsatsen att Sydostasien spelar en exceptionell roll, nämligen att 2/3 av världens oljeresurser ligger i länderna i Persiska viken (CA, Irak, UAE, Kuwait, Iran).

Jag föreslår att, med hjälp av data, slutföra uppgift nr 1 (markera på konturkartan de 10 första länderna i världen när det gäller utforskade oljeresurser).

Bränsleindustrin i världsekonomin.

Raffinaderier som ägnar sig åt oljeraffinering av olika typer av bränsle (bensin, fotogen, eldningsolja) ligger huvudsakligen i konsumtionsområden. Därför har en enorm territoriell klyfta bildats i världsekonomin mellan områdena för dess produktion och konsumtion. Låt oss ta reda på varför?

För närvarande produceras olja i mer än 80 länder runt om i världen. Mellan ekonomiskt utvecklade länder och utvecklingsländer är världsproduktionen (närmar sig 3,5 miljarder ton) ungefär lika fördelad.

Drygt 40 % står OPEC-länderna för och utländska Asien sticker ut från vissa stora regioner, främst på grund av länderna i Persiska viken.

Låt oss analysera data, så länderna i Persiska viken står för 2/3 av världens bevisade oljereserver och cirka 1/3 av dess världsproduktion. 4 länder i denna region producerar mer än 100 miljoner ton olja per år vardera, medan ledaren på denna lista är CA, som ligger på första plats i världen. Resten av regionerna är fördelade efter storleken på oljeproduktionen i följande ordning: Latinamerika, Nordamerika, Afrika, OSS, Nordeuropa. Samtidigt exporteras merparten av energiresurserna, främst olja som produceras i utvecklingsländer, till USA, Västeuropa och Japan, som alltid kommer att vara starkt beroende av bränsleimport inom industrin.

Som ett resultat av detta har stabila "energibroar" bildats mellan många länder och kontinenter - i form av kraftfulla, i första hand oceaniska, oljelastflöden.

Således är OPEC-länderna (nästan OPEC 2/3 av världsexporten), Mexiko och Ryssland fortfarande de ledande oljeexportörerna. Därför har de mest kraftfulla exportlastflödena av olja följande riktningar:

Fixa det föreslagna materialet, slutför uppgift nummer 2 på konturkartorna. Notera de huvudsakliga lastflödena av olja.

Rysk teknolog och designer - Shukhov V.G.;

gjorde (1878) beräkningar av den första oljeledningen i Ryssland och övervakade dess konstruktion. Erhöll (1891) ett patent för skapandet av en installation för krackning av oljekolväten;

I början av 1980-talet kom omkring 16 miljoner ton olja årligen ut i havet, vilket stod för 10,23 % av världsproduktionen. De största förlusterna av olja är förknippade med transporten från produktionsområdena. Nödsituationer, utsläpp av tvätt och barlastvatten överbord av tankfartyg, allt detta leder till närvaron av konstanta andelar av föroreningar längs sjövägarna.

Under de senaste 130 åren, sedan 1964, har cirka 12 000 brunnar borrats i världshavet, varav 11 000 och 1 350 industribrunnar har utrustats bara i Nordsjön. På grund av mindre läckor försvinner 10,1 miljoner ton olja årligen. Stora mängder olja kommer ut i haven längs floder, med industriavlopp. När man kommer in i den marina miljön sprider sig olja först i form av en film och bildar lager av olika tjocklekar. Oljefilmen ändrar sammansättningen av spektrumet och intensiteten av ljusets penetration i vattnet. När den blandas med vatten, bildar olja en emulsion av två typer: direkt "olja i vatten" och omvänd "vatten i olja". Direkta emulsioner, sammansatta av oljedroppar upp till 10,5 µm i diameter, är mindre stabila och är karakteristiska för oljeinnehållande ytaktiva ämnen. När flyktiga fraktioner avlägsnas bildar olja viskösa omvända emulsioner, som kan ligga kvar på ytan, bäras av strömmen, sköljas i land och sedimentera till botten.

13 november 2002 En tanker lastad med olja sjunker utanför Spaniens kust. Det finns 77 000 ton olja i tankfartygets lastrum.

När tankfartyget sjönk hade cirka 5 000 ton eldningsolja och diesel som användes för att driva tankfartygets motorer spillts ut i havet, ungefär lika mycket som spilldes när tankbilen gick sönder i två delar. I området för katastrofen bildades två gigantiska oljefläckar, vars yta var mer än 100 kvadratkilometer. Vågorna kastar allt fler portioner eldningsolja i land och så långt ögat kan se ligger en remsa av giftig svartbrun färg på hela kusten.Den svarta bränningen ful kontrasterar mot kustens gröna buskar.

Fisk är insvept i olja och dör av kvävning. Sjöfåglar - lommar, måsar, sillgrisslor, skarvar - trampar på klipporna. De är kalla, deras bröst, hals, vingar är täckta med olja, giftig smuts kommer in i kroppen när de försöker rengöra sina fjädrar med näbben. De förstår ingenting och tittar på det inhemska elementet som har blivit främmande för dem sorgset, som om de förutser en nära förestående död. Fåglar ges uppgivet i händerna på entusiaster som försöker rengöra fjäderdräkten från olja, droppar en hälsosam lösning i sina pärlögon med pipetter. Men bara några hundratusentals döende fåglar lyckas få hjälp. En av landets rikaste fiskeregioner har gjorts irreparabel skada. Förorenade unika platser för att samla ostron, musslor, fånga bläckfiskar och krabbor.

kemilärare

Oljeraffinering

Metoder för att hantera olja i havet:

a) självdestruktion, b) kemisk spridning, c) absorption, d) stängsel, e) biologisk behandling.

A - oljeflaket är litet och långt från kusten (upplösning i vatten och avdunstning)

B - kemiska preparat (absorbera olja, dra i små fläckar och rengör med nät)

B - halm eller torv absorberar små fläckar när det är lugnt

G - stängsel med "containrar" och pumpning ur dem med pumpar

D - biologiska preparat

För att minska skadorna på naturen är det nödvändigt:

förbättra metoderna och teknikerna för oljeproduktion, lagring, transport och säkerställa produktionens säkerhet.

Fossila kol är fasta produkter av förändring av gamla växtrester, som används i industrin som bränsle, såväl som kemiska råvaror. De kännetecknas av askhalt. Om askhalten är under 50% - dessa är kol, om högre - oljeskiffer.

Kol innehåller 60-98% kol, 1-12% väte, 2-20% syre, 1-3% kväve, svavel, fosfor, kisel, aluminium, järn, fukt

Enligt källmaterialets sammansättning delas kol in i humus (bildad från högre växter) och sapropelic (bildad av alger). Torv eller sapropel förvandlas gradvis under tryck och i frånvaro av syre till brunkol, som förvandlas till kol och sedan till antracit. Under specifika geologiska förhållanden (starkt tryck, hög temperatur) kan kol förvandlas till grafit och shungit, en sten som innehåller kryptokristallint kol.

Brunkol är lösa formationer av brun eller svartbrun färg. De innehåller 64-78% kol, upp till 6% väte. De har låg värmeledningsförmåga. Dessa är kol av låg kvalitet. De största reserverna av brunkol är koncentrerade i Lena- och Kansk-Achinsk-bassängerna i Ryssland (arbeta med en geografisk karta)

Stenkol är mycket täta. De innehåller 90% kol, upp till 5% väte (arbeta med "Koal"-diagrammet (bilaga 1)). De har ett högt värmevärde. Av dessa kan mer än 400 olika produkter erhållas genom bearbetning, vars kostnad, jämfört med kostnaden för själva kolet, ökar med 20-25 gånger. Bearbetning av kol sker vid koksverk. En mycket lovande bearbetningsriktning är produktionen av flytande bränsle från kol.

Bränsle. kemiska råvaror

Geografilärare

De största kolbassängerna är Tunguska, Lena, Taimyr i Ryssland; Appalacherna i USA, ryska i Tyskland, Karagandabassängen i Kazakstan (arbeta med en geografisk karta).

Antraciter - innehåller mest kol - upp till 97% (arbeta med "Coals" -diagrammet), därför används det som ett högkvalitativt rökfritt bränsle, såväl som i metallurgi, kemisk och elektrisk industri.

Tänk på kolen i samlingen och var uppmärksam på det faktum att ju högre kolinnehåll i ämnet, desto intensivare dess färg, desto högre kvalitet på kolet.

Eleverna undersöker brunt, stenkol, antracit i samlingen "Fuel"

Hur bryts kol?

Kol bryts på två sätt: öppet och under jord. Den öppna metoden är mer progressiv och ekonomisk, eftersom den tillåter användning av teknik. På så sätt bryts främst termiska kol. Den underjordiska metoden är dyrare, men också mer lovande, eftersom kol av högsta kvalitet finns på stora djup. Idag är det så här kol bryts för metallurgi.

Vilket land rankas först när det gäller utforskade kolreserver? (USA)

Kemilärare

DI. Mendeleev, som fyllde 175 år i år, skrev om denna fråga: "Det finns inget avfall, det finns oanvända råvaror."

Således är olja, gas, kol inte bara de mest värdefulla källorna till kolväten, utan också en del av ett unikt skafferi av oersättliga naturresurser, vars försiktiga och rimliga användning är en nödvändig förutsättning för den progressiva utvecklingen av det mänskliga samhället. Vid detta tillfälle återvänder vi ännu en gång till epigrafen av vår lektion, orden från den store ryske vetenskapsmannen och kemisten D.I. Mendeleev, som sa att "olja är inte bränsle, det går att värma med sedlar." Detta uttalande kan tillämpas på alla naturliga kolväten.

Konsolidering av det studerade materialet

1. Vilka produkter utvinns från tillhörande petroleumgas och vad används de till?

Svar: Bensin är isolerad från tillhörande petroleumgas,som används som tillsats till vanlig bensin;propan-butanfraktion används sombränsle; torr gas används i organiska reaktionersyntes.

2. Varför antänds naturgas lättare i en motor än vanlig bensin?

Svar: Bensin har lägre temperaturtändning än normalt.

3. Varför kan inte oljans sammansättning uttryckas i en formel?

Svar: Oljans sammansättning kan inte uttryckas i en formel, eftersomolja är en blandning av många kolväten.

Läxa:

1. Enligt läroboken § 20 - 22 (före krackning av petroleumprodukter) läs

2. Frågor och uppgifter: nr 4 § 20, nr 7 - 9 § 21

Ladda ner material

Kolväten är av stor ekonomisk betydelse, eftersom de fungerar som den viktigaste typen av råmaterial för att erhålla nästan alla produkter från den moderna industrin för organisk syntes och används ofta för energiändamål. De verkar samla på sig solvärme och energi, som frigörs vid förbränning. Torv, kol, oljeskiffer, olja, naturliga och tillhörande petroleumgaser innehåller kol, vars kombination med syre under förbränning åtföljs av frigöring av värme.

kol	torv	olja	naturgas
fast	fast	flytande	gas
utan lukt	utan lukt	Stark lukt	utan lukt
enhetlig sammansättning	enhetlig sammansättning	blandning av ämnen	blandning av ämnen
en mörkfärgad sten med ett högt innehåll av brännbart material som härrör från nedgrävning av ansamlingar av olika växter i de sedimentära skikten	ansamling av halvnedbruten växtmassa ackumulerad på botten av träsk och igenvuxna sjöar	naturlig brännbar oljig vätska, består av en blandning av flytande och gasformiga kolväten	en blandning av gaser som bildas i jordens tarmar under anaerob nedbrytning av organiska ämnen, gasen tillhör gruppen sedimentära bergarter
Värmevärde - antalet kalorier som frigörs genom att bränna 1 kg bränsle
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Kol.

Kol har alltid varit en lovande råvara för energi och många kemiska produkter.

Sedan 1800-talet har den första stora konsumenten av kol varit transport, sedan började kol användas för produktion av elektricitet, metallurgisk koks, produktion av olika produkter under kemisk bearbetning, kol-grafit strukturmaterial, plast, stenvax, syntetiska, flytande och gasformiga bränslen med högt kaloriinnehåll, syror med hög kvävehalt för produktion av gödningsmedel.

Kol är en komplex blandning av makromolekylära föreningar, som innehåller följande grundämnen: C, H, N, O, S. Kol innehåller liksom olja en stor mängd olika organiska ämnen, samt oorganiska ämnen, som t.ex. , vatten, ammoniak, vätesulfid och naturligtvis själva kolet - kol.

Bearbetning av stenkol går i tre huvudriktningar: koksning, hydrering och ofullständig förbränning. Ett av de viktigaste sätten att bearbeta kol är koksning– förbränning utan lufttillgång i koksugnar vid en temperatur av 1000–1200°C. Vid denna temperatur, utan tillgång till syre, genomgår kol de mest komplexa kemiska omvandlingarna, som ett resultat av vilka koks och flyktiga produkter bildas:

1. Koksgas (väte, metan, kolmonoxid och koldioxid, föroreningar av ammoniak, kväve och andra gaser).

2. stenkolstjära (flera hundra olika organiska ämnen, inklusive bensen och dess homologer, fenol och aromatiska alkoholer, naftalen och olika heterocykliska föreningar).

3. supra-tjära, eller ammoniak, vatten (upplöst ammoniak, samt fenol, vätesulfid och andra ämnen);

4. koks (fast rest av koks, praktiskt taget rent kol).

Den kylda koksen skickas till metallurgiska anläggningar.

När de flyktiga produkterna (koksugnsgas) kyls kondenserar stenkolstjära och ammoniakvatten.

Passerar okondenserade produkter (ammoniak, bensen, väte, metan, CO 2 , kväve, eten, etc.) genom en lösning av svavelsyra, ammoniumsulfat isoleras, som används som mineralgödsel. Bensen tas upp i lösningsmedlet och destilleras av från lösningen. Därefter används koksgas som bränsle eller som kemisk råvara. Stenkolstjära erhålls i små mängder (3%). Men med tanke på produktionens omfattning betraktas stenkolstjära som en råvara för att få fram ett antal organiska ämnen. Om produkter som kokar upp till 350 ° C drivs bort från hartset, förblir en fast massa - beck. Det används för tillverkning av lacker.

Hydrogenering av kol utförs vid en temperatur av 400–600°C under ett vätgastryck på upp till 25 MPa i närvaro av en katalysator. I detta fall bildas en blandning av flytande kolväten, som kan användas som motorbränsle. Skaffa flytande bränsle från kol. Flytande syntetiska bränslen är högoktanig bensin, diesel och pannbränslen. För att få flytande bränsle från kol är det nödvändigt att öka dess vätehalt genom hydrogenering. Hydrogenering utförs med hjälp av multipel cirkulation, vilket gör att du kan förvandlas till en vätska och gasar hela den organiska massan av kol. Fördelen med denna metod är möjligheten till hydrogenering av låggradigt brunkol.

Kolförgasning kommer att göra det möjligt att använda brunt och svart kol av låg kvalitet vid värmekraftverk utan att förorena miljön med svavelföreningar. Detta är den enda metoden för att erhålla koncentrerad kolmonoxid (kolmonoxid) CO. Ofullständig förbränning av kol ger kolmonoxid (II). På en katalysator (nickel, kobolt) vid normalt eller förhöjt tryck, kan väte och CO användas för att producera bensin som innehåller mättade och omättade kolväten:

nCO+ (2n+1)H2 → CnH2n+2 + nH2O;

nCO + 2nH2 → CnH2n + nH2O.

Om torrdestillation av kol utförs vid 500–550°C erhålls tjära, som tillsammans med bitumen används i byggindustrin som bindemedel vid tillverkning av tak, vattentätande beläggningar (takpapp, takpapp, etc.).

I naturen finns kol i följande regioner: Moskva-regionen, South Yakutsk-bassängen, Kuzbass, Donbass, Pechora-bassängen, Tunguska-bassängen, Lena-bassängen.

Naturgas.

Naturgas är en blandning av gaser, vars huvudkomponent är metan CH 4 (från 75 till 98% beroende på fält), resten är etan, propan, butan och en liten mängd föroreningar - kväve, kolmonoxid (IV ), vätesulfid och ångor vatten, och nästan alltid svavelväte och organiska föreningar av olja - merkaptaner. Det är de som ger gasen en specifik obehaglig lukt, och när de bränns leder de till bildandet av giftig svaveldioxid SO 2.

Generellt gäller att ju högre molekylvikt kolvätet har, desto mindre av det finns i naturgas. Sammansättningen av naturgas från olika områden är inte densamma. Dess genomsnittliga sammansättning i volymprocent är följande:

CH 4	C2H6	C3H8	C4H10	N 2 och andra gaser
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

Metan bildas under anaerob (utan lufttillgång) jäsning av växt- och djurrester, därför bildas det i bottensediment och kallas "marsh"-gas.

Metanavlagringar i hydratiserad kristallin form, den sk metanhydrat, finns under ett lager av permafrost och på stora djup av haven. Vid låga temperaturer (−800ºC) och höga tryck, finns metanmolekyler i hålrummen i kristallgittret av is. I ishålrummen på en kubikmeter metanhydrat "malkuleras" 164 kubikmeter gas.

Bitar av metanhydrat ser ut som smutsig is, men i luften brinner de med en gulblå låga. Uppskattningsvis 10 000 till 15 000 gigaton kol lagras på planeten i form av metanhydrat (en giga är 1 miljard). Sådana volymer är många gånger större än alla för närvarande kända reserver av naturgas.

Naturgas är en förnybar naturresurs, eftersom den kontinuerligt syntetiseras i naturen. Det kallas också "biogas". Därför associerar många miljöforskare idag utsikterna för mänsklighetens välmående existens just med användningen av gas som alternativt bränsle.

Som bränsle har naturgas stora fördelar framför fasta och flytande bränslen. Dess värmevärde är mycket högre, när den bränns lämnar den inte aska, förbränningsprodukterna är mycket mer miljövänliga. Därför förbränns cirka 90 % av den totala volymen producerad naturgas som bränsle vid värmekraftverk och pannhus, i termiska processer i industriföretag och i vardagen. Cirka 10 % av naturgasen används som en värdefull råvara för den kemiska industrin: för att producera väte, acetylen, sot, olika plaster och mediciner. Metan, etan, propan och butan isoleras från naturgas. Produkter som kan erhållas från metan är av stor industriell betydelse. Metan används för syntes av många organiska ämnen - syntesgas och ytterligare syntes av alkoholer baserad på den; lösningsmedel (koltetraklorid, metylenklorid, etc.); formaldehyd; acetylen och sot.

Naturgas bildar självständiga fyndigheter. De viktigaste avlagringarna av naturliga brännbara gaser finns i norra och västra Sibirien, Volga-Uralbassängen, norra Kaukasus (Stavropol), Komirepubliken, Astrakhan-regionen, Barents hav.