Doğal hidrokarbon kaynakları. Doğal gaz: bileşim, yakıt olarak kullanın. Doğal hidrokarbon kaynakları, bunların işlenmesi Doğal hidrokarbon kaynakları mesajı
Fosil yakıtların kökeni.
Tüm canlı organizmaların organik maddelerden oluşmasına ek olarak, organik bileşiklerin ana kaynakları şunlardır: petrol, kömür, doğal ve ilgili petrol gazları.
Petrol, kömür ve doğal gaz hidrokarbon kaynaklarıdır.
Bu doğal kaynaklar kullanılır:
· Yakıt olarak (enerji ve ısı kaynağı) - bu geleneksel yanmadır;
Daha fazla işlem için hammadde şeklinde - bu organik sentezdir.
Organik maddelerin kökeni teorileri:
1- Organik köken teorisi.
Bu teoriye göre, soyu tükenmiş bitki ve hayvan organizmalarının kalıntılarından, bakteri, yüksek basınç ve sıcaklık etkisi altında yer kabuğunun kalınlığında bir hidrokarbon karışımına dönüşen tortular oluştu.
2- Petrolün mineral (volkanik) kökeni teorisi.
Bu teoriye göre, Dünya gezegeninin oluşumunun ilk aşamasında petrol, kömür ve doğal gaz oluşmuştur. Bu durumda, metaller karbon ile birleşerek karbürleri oluşturur. Karbürlerin su buharı ile reaksiyonunun bir sonucu olarak, gezegenin derinliklerinde, özellikle metan ve asetilende gaz halinde hidrokarbonlar oluşmuştur. Ve ısıtma, radyasyon ve katalizörlerin etkisi altında, onlardan yağda bulunan diğer bileşikler oluştu. Litosferin üst katmanlarında sıvı yağ bileşenleri buharlaştı, sıvı kalınlaştı, asfalta ve ardından kömüre dönüştü.
Bu teori ilk olarak D.I. Mendeleev tarafından ifade edildi ve daha sonra 20. yüzyılda Fransız bilim adamı P. Sabatier, açıklanan süreci laboratuvarda simüle etti ve petrole benzer bir hidrokarbon karışımı elde etti.
ana bileşen doğal gaz metandır. Ayrıca etan, propan, bütan içerir. Hidrokarbonun moleküler ağırlığı ne kadar yüksek olursa, doğal gazda o kadar az bulunur.
Başvuru: Doğal gaz yandığında çok fazla ısı açığa çıkar, bu nedenle sanayide enerji verimli ve ucuz bir yakıt görevi görür. Doğal gaz aynı zamanda kimya endüstrisi için bir hammadde kaynağıdır: asetilen, etilen, hidrojen, kurum, çeşitli plastikler, asetik asit, boyalar, ilaçlar ve diğer ürünlerin üretimi.
İlişkili petrol gazları doğal olarak yağın üzerinde bulunur veya içinde basınç altında çözülür. Daha önce, ilişkili petrol gazları kullanılmadı, yakıldı. Şu anda, yakıt ve değerli kimyasal hammaddeler olarak yakalanıp kullanılmaktadırlar. İlişkili gazlar, doğal gazdan daha az metan içerir, ancak çok daha fazla homologunu içerirler. İlişkili petrol gazları daha dar bir bileşime ayrılır.
Örneğin: doğal benzin - motorun çalışmasını iyileştirmek için benzine pentan, heksan ve diğer hidrokarbonların bir karışımı eklenir; yakıt olarak sıvılaştırılmış gaz şeklindeki propan-bütan fraksiyonu kullanılır; kuru gaz - bileşim olarak doğal gaza benzer - asetilen, hidrojen ve ayrıca yakıt olarak kullanılır.Bazen ilişkili petrol gazları daha kapsamlı bir ayırmaya tabi tutulur ve bunlardan ayrı hidrokarbonlar çıkarılır ve daha sonra doymamış hidrokarbonlar elde edilir.
Kömür, organik sentez için en yaygın yakıt ve hammaddelerden biri olmaya devam etmektedir. Ne tür kömürler var, kömür nereden geliyor ve onu elde etmek için hangi ürünler kullanılıyor - bunlar bugün derste ele alacağımız ana sorular. Bir kimyasal madde kaynağı olarak kömür, petrol ve doğal gazdan daha önce kullanılmıştır.
Kömür bireysel bir madde değildir. Şunlardan oluşur: serbest karbon (% 10'a kadar), karbon ve hidrojene ek olarak, oksijen, kükürt, azot, kömür yandığında cüruf şeklinde kalan mineraller içeren organik maddeler.
Kömür, organik kökenli katı bir fosil yakıttır. Biyojenik hipoteze göre, Paleozoik çağın Karbonifer döneminde (yaklaşık 300 milyon yıl önce) mikroorganizmaların hayati aktivitesinin bir sonucu olarak ölü bitkilerden oluşmuştur. Kömür petrolden daha ucuzdur, yerkabuğunda daha eşit dağılmıştır, doğal rezervleri petrolünkinden çok daha fazladır ve bilim adamlarına göre bir yüzyıl daha tükenmeyecektir.
Bitki artıklarından kömür oluşumu (kömürleşme) birkaç aşamada gerçekleşir: turba - kahverengi kömür - taş kömürü - antrasit.
Kömürleşme süreci, oksijen ve hidrojendeki tükenmesi nedeniyle organik maddedeki nispi karbon içeriğinde kademeli bir artıştan oluşur. Turba ve kahverengi kömür oluşumu, bitki artıklarının oksijensiz biyokimyasal ayrışmasının bir sonucu olarak ortaya çıkar. Kahverengi kömürün taşa geçişi, dağ oluşumu ve volkanik süreçlerle ilişkili yüksek sıcaklıkların ve basınçların etkisi altında gerçekleşir.
HİDROKARBONLARIN DOĞAL KAYNAKLARI
Hidrokarbonların hepsi çok farklı -
Sıvı, katı ve gaz halindedir.
Doğada neden bu kadar çok var?
Bu doyumsuz karbon.
Gerçekten de, bu element, başka hiçbir şeye benzemeyen “doyumsuz” değildir: düz ve dallı zincirler, sonra halkalar, sonra çok sayıda atomundan ızgaralar oluşturmaya çalışır. Dolayısıyla karbon ve hidrojen atomlarının birçok bileşiği.
Hidrokarbonlar hem doğal gazdır - metan hem de silindirlerle doldurulmuş başka bir ev tipi yanıcı gazdır - propan C3H8. Hidrokarbonlar yağ, benzin ve kerosendir. Ve ayrıca - bir organik çözücü C 6 H 6, Yılbaşı mumlarının yapıldığı parafin, eczaneden vazelin ve hatta gıda ambalajı için plastik bir torba ...
Hidrokarbonların en önemli doğal kaynakları minerallerdir - kömür, petrol, gaz.
KÖMÜR
Dünya çapında daha çok bilinen 36 bin birlikte işgal eden kömür havzaları ve yatakları 15% dünyanın toprakları. Kömür tarlaları binlerce kilometre uzayabilir. Toplamda, dünyadaki kömürün genel jeolojik rezervleri 5 trilyon 500 milyar ton keşfedilen mevduatlar dahil - 1 tirilyon 750 milyar ton.
Üç ana fosil kömür türü vardır. Kahverengi kömür, antrasit yakıldığında alev görünmez, yanma dumansızdır ve kömür yanarken yüksek bir çatlama yapar.
Antrasiten eski fosil kömürdür. Büyük yoğunluk ve parlaklıkta farklılık gösterir. Şuna kadar içerir: 95% karbon.
Kömür- kadar içerir 99% karbon. Tüm fosil kömürler arasında en yaygın kullanılanıdır.
kahverengi kömür- kadar içerir 72% karbon. Kahverengi bir renge sahiptir. En genç fosil kömürü olarak, genellikle oluştuğu ağacın yapısının izlerini taşır. Yüksek higroskopiklik ve yüksek kül içeriğinde farklılık gösterir ( %7'den %38'e kadar), bu nedenle sadece yerel yakıt olarak ve kimyasal işleme için hammadde olarak kullanılır. Özellikle, hidrojenasyon ile değerli sıvı yakıt türleri elde edilir: benzin ve kerosen.
Karbon, kömürün ana bileşenidir 99% ), kahverengi kömür ( %72'ye kadar). Karbon adının kökeni, yani "kömür taşıyan". Benzer şekilde, tabandaki Latince adı "carboneum" kök karbon kömürünü içerir.
Petrol gibi, kömür de büyük miktarda organik madde içerir. Organik maddelere ek olarak, su, amonyak, hidrojen sülfür ve tabii ki karbonun kendisi - kömür gibi inorganik maddeleri de içerir. Kömür işlemenin ana yollarından biri koklaştırmadır - hava erişimi olmayan kalsinasyon. 1000 0 C sıcaklıkta gerçekleştirilen koklaştırma sonucunda aşağıdakiler oluşur:
kok fırını gazı- hidrojen, metan, karbon monoksit ve karbon dioksit, amonyak, azot ve diğer gazların safsızlıklarından oluşur.
Kömür katranı - benzen ve homologları, fenol ve aromatik alkoller, naftalin ve çeşitli heterosiklik bileşikler dahil olmak üzere yüzlerce farklı organik madde içerir.
Üst katran veya amonyak suyu - adından da anlaşılacağı gibi, çözünmüş amonyak ile fenol, hidrojen sülfür ve diğer maddeleri içerir.
kola– katı kok kalıntısı, pratik olarak saf karbon.
Demir ve çelik üretiminde kok, azot ve kombine gübre üretiminde amonyak kullanılır ve organik kok ürünlerinin önemi göz ardı edilemez. Bu mineralin dağılım coğrafyası nedir?
Kömür kaynaklarının ana kısmı kuzey yarımkürede düşüyor - Asya, Kuzey Amerika, Avrasya. Rezervler ve kömür üretimi açısından hangi ülkeler öne çıkıyor?
Çin, ABD, Hindistan, Avustralya, Rusya.
Kömürün ana ihracatçısı ülkelerdir.
ABD, Avustralya, Rusya, Güney Afrika.
ana ithalat merkezleri
Japonya, Yurtdışı Avrupa.
Çevre açısından çok kirli bir yakıttır. Kömür madenciliği sırasında metan patlamaları ve yangınları meydana gelir ve bazı çevre sorunları ortaya çıkar.
Çevre kirliliği - bu, insan faaliyetlerinin bir sonucu olarak bu çevrenin durumundaki herhangi bir istenmeyen değişikliktir. Bu aynı zamanda madencilikte de olur. Bir kömür madenciliği alanında bir durum düşünün. Kömürle birlikte, gereksiz yere çöplüklere gönderilen büyük miktarda atık kaya yüzeye çıkar. Yavaş yavaş oluşan atık yığınları- doğal peyzajın görünümünü bozan, onlarca metre yüksekliğinde, koni şeklindeki atık kayalardan oluşan devasa dağlar. Ve yüzeye çıkan tüm kömür zorunlu olarak tüketiciye ihraç edilecek mi? Tabii ki değil. Sonuçta, süreç hermetik değildir. Dünyanın yüzeyine çok miktarda kömür tozu yerleşir. Sonuç olarak, bölgenin flora ve faunasını kaçınılmaz olarak etkileyecek olan toprak bileşimi ve yeraltı suyu değişiklikleri.
Kömür radyoaktif karbon - C içerir, ancak yakıt yandıktan sonra, tehlikeli madde dumanla birlikte havaya, suya, toprağa girer ve inşaat malzemeleri üretmek için kullanılan cüruf veya kül halinde pişirilir. Sonuç olarak konutlarda duvarlar ve tavanlar “parlıyor” ve insan sağlığını tehdit ediyor.
SIVI YAĞ
Petrol, eski zamanlardan beri insanlık tarafından bilinmektedir. Fırat kıyısında mayınlı
6-7 bin yıl M.Ö. uh . Konutları aydınlatmak, harç hazırlamak, ilaç ve merhem olarak ve mumyalamak için kullanıldı. Antik dünyada petrol müthiş bir silahtı: kale duvarlarına saldıranların başlarına ateşli nehirler döküldü, yağa batırılmış yanan oklar kuşatılmış şehirlere uçtu. Petrol, tarihe adı altında geçen yangın çıkarıcı maddenin ayrılmaz bir parçasıydı. "Yunan ateşi" Orta Çağ'da, esas olarak sokak aydınlatması için kullanıldı.
600'den fazla petrol ve gaz havzası keşfedildi, 450'si geliştiriliyor , ve toplam petrol sahası sayısı 50 bine ulaşıyor.
Hafif ve ağır yağ arasında ayrım yapın. Hafif yağ, pompalarla veya çeşme yöntemiyle toprak altından çıkarılır. Çoğunlukla benzin ve gazyağı bu yağdan yapılır. Ağır derecelerde petrol bazen maden yöntemiyle (Komi Cumhuriyeti'nde) bile çıkarılır ve ondan bitüm, akaryakıt ve çeşitli yağlar hazırlanır.
Yağ en çok yönlü yakıttır, yüksek kalorilidir. Çıkarılması nispeten basit ve ucuzdur, çünkü petrol çıkarırken insanları yer altına indirmeye gerek yoktur. Petrolün boru hatlarından taşınması büyük bir sorun değil. Bu tür yakıtın ana dezavantajı, kaynakların düşük mevcudiyetidir (yaklaşık 50 yıl ) . Genel jeolojik rezervler, keşfedilen 140 milyar ton dahil olmak üzere 500 milyar tona eşittir. .
AT 2007 Rus bilim adamları, Arktik Okyanusu'nda bulunan Lomonosov ve Mendeleev'in sualtı sırtlarının anakaranın bir raf bölgesi olduğunu ve dolayısıyla Rusya Federasyonu'na ait olduğunu dünya topluluğuna kanıtladı. Kimya öğretmeni yağın bileşimini, özelliklerini anlatacaktır.
Petrol bir "enerji demetidir". Sadece 1 ml ile bir kova suyu bir derece ısıtabilirsiniz ve bir kova semaveri kaynatmak için yarım bardaktan daha az yağa ihtiyacınız vardır. Birim hacimdeki enerji konsantrasyonu açısından petrol, doğal maddeler arasında ilk sırada yer almaktadır. Radyoaktif cevherler bile bu konuda onunla rekabet edemez, çünkü içlerindeki radyoaktif maddelerin içeriği o kadar küçüktür ki 1 mg ekstrakte edilebilir. nükleer yakıt tonlarca kaya işlenmelidir.
Petrol, yalnızca herhangi bir devletin yakıt ve enerji kompleksinin temeli değildir.
Burada D. I. Mendeleev'in ünlü sözleri yerindedir. "Yağ yakmak, bir fırını ısıtmakla aynı şeydir. banknot". Her bir damla yağ daha fazlasını içerir. 900 çeşitli kimyasal bileşikler, Periyodik Tablonun kimyasal elementlerinin yarısından fazlası. Bu gerçekten bir doğa mucizesi, petrokimya endüstrisinin temeli. Üretilen tüm petrolün yaklaşık %90'ı yakıt olarak kullanılmaktadır. Rağmen “ %10'a sahip" , petrokimyasal sentez, modern toplumun acil ihtiyaçlarını karşılayan binlerce organik bileşik sağlar. İnsanların saygıyla petrole “siyah altın”, “Dünyanın kanı” demesine şaşmamalı.
Yağ, kırmızımsı veya yeşilimsi bir renk tonuna sahip, bazen siyah, kırmızı, mavi veya açık ve hatta karakteristik keskin bir kokuya sahip şeffaf, yağlı koyu kahverengi bir sıvıdır. Bazen petrol, su gibi beyaz veya renksizdir (örneğin, Azerbaycan'daki Surukhanskoye sahasında, Cezayir'deki bazı tarlalarda).
Yağın bileşimi aynı değildir. Ancak hepsi genellikle üç tip hidrokarbon içerir - alkanlar (esas olarak normal yapı), sikloalkanlar ve aromatik hidrokarbonlar. Bu hidrokarbonların farklı alanlardaki petrol oranları farklıdır: örneğin, Mangışlak yağı alkanlar bakımından zengindir ve Bakü bölgesindeki petrol sikloalkanlar bakımından zengindir.
Ana petrol rezervleri kuzey yarım kürededir. Toplam 75 dünya ülkeleri petrol üretiyor, ancak üretiminin %90'ı sadece 10 ülkenin payına düşüyor. Yakın ? Dünya petrol rezervleri gelişmekte olan ülkelerde bulunmaktadır. (Öğretmen arar ve haritada gösterir).
Ana üretici ülkeler:
Suudi Arabistan, ABD, Rusya, İran, Meksika.
Aynı zamanda daha 4/5 petrol tüketimi, başlıca ithalatçı ülkeler olan ekonomik olarak gelişmiş ülkelerin payına düşmektedir:
Japonya, Denizaşırı Avrupa, ABD.
Ham haliyle yağ hiçbir yerde kullanılmaz, rafine edilmiş ürünler kullanılır.
Petrol arıtma
Modern bir tesis, bir yağ ısıtma fırını ve yağın ayrıştırıldığı bir damıtma kolonundan oluşur. hizipler - kaynama noktalarına göre bireysel hidrokarbon karışımları: benzin, nafta, gazyağı. Fırın, bir bobine sarılmış uzun bir boruya sahiptir. Fırın, akaryakıt veya gazın yanma ürünleri ile ısıtılır. Bobine sürekli yağ verilir: orada sıvı ve buhar karışımı şeklinde 320 - 350 0 C'ye ısıtılır ve damıtma kolonuna girer. Damıtma kolonu, yaklaşık 40m yüksekliğinde çelik silindirik bir aparattır. İçinde delikli birkaç düzine yatay bölme vardır - sözde plakalar. Kolona giren yağ buharları yükselir ve plakalardaki deliklerden geçer. Yukarıya çıktıkça yavaş yavaş soğudukları için kısmen sıvılaşırlar. Daha az uçucu hidrokarbonlar zaten birinci plakalarda sıvılaştırılarak bir gaz yağı fraksiyonu oluşturur; yukarıda daha uçucu hidrokarbonlar toplanır ve bir kerosen fraksiyonu oluşturur; daha da yüksek - nafta oranı. En uçucu hidrokarbonlar, kolonu buhar olarak terk eder ve yoğuşmadan sonra benzini oluşturur. Benzinin bir kısmı, daha iyi bir çalışma moduna katkıda bulunan "sulama" için sütuna geri beslenir. (Bir deftere giriş). Benzin - 40 0 C ila 200 0 C arasında kaynayan hidrokarbonlar C5 - C11 içerir; nafta - kaynama noktası 120 0 C ila 240 0 C olan hidrokarbonlar C8 - C14 içerir; kerosen - 180 0 C ila 300 0 C sıcaklıkta kaynayan hidrokarbonlar C12 - C18 içerir; gaz yağı - 230 0 C ila 360 0 C sıcaklıkta damıtılmış C13 - C15 hidrokarbonları içerir; yağlama yağları - C16 - C28, 350 0 C ve üzeri bir sıcaklıkta kaynatın.
Hafif ürünlerin yağdan damıtılmasından sonra, viskoz siyah bir sıvı kalır - akaryakıt. Hidrokarbonların değerli bir karışımıdır. Yağlama yağları, ilave damıtma yoluyla akaryakıttan elde edilir. Akaryakıtın damıtılmayan kısmına katran denir, bu da inşaatlarda ve yolların döşenmesinde kullanılır (Bir video parçasının gösterimi). Petrolün doğrudan damıtılmasının en değerli kısmı benzindir. Ancak bu fraksiyonun verimi ham petrolün ağırlıkça %17-20'sini geçmez. Sorun ortaya çıkıyor: Otomotiv ve havacılık yakıtında toplumun sürekli artan ihtiyaçları nasıl karşılanır? Çözüm 19. yüzyılın sonunda bir Rus mühendis tarafından bulundu. Vladimir Grigorievich Shukhov. AT 1891 yıl, ilk olarak bir endüstriyel çatlama benzin verimini %65-70'e çıkarmayı mümkün kılan yağın gazyağı fraksiyonu (ham petrol olarak hesaplanmıştır). Sadece petrol ürünlerinin termal çatlama sürecinin gelişmesi için minnettar insanlık, bu eşsiz kişinin adını medeniyet tarihine altın harflerle yazdırdı.
Petrol arıtımı sonucunda elde edilen ürünler, bir dizi karmaşık işlemi içeren kimyasal işleme tabi tutulur, bunlardan biri petrol ürünlerinin kırılmasıdır (İngilizce “Çatlama” - bölmeden). Birkaç çatlama türü vardır: termal, katalitik, yüksek basınçlı çatlama, indirgeme. Termal kırma, uzun zincirli hidrokarbon moleküllerinin yüksek sıcaklığın (470-550 0 C) etkisi altında daha kısa olanlara bölünmesinden oluşur. Bu bölünme sürecinde alkanlarla birlikte alkenler oluşur:
Şu anda, katalitik çatlama en yaygın olanıdır. 450-500 0 C sıcaklıkta ancak daha yüksek hızda gerçekleştirilir ve daha kaliteli benzin almanızı sağlar. Katalitik kraking koşulları altında, bölünme reaksiyonları ile birlikte, izomerizasyon reaksiyonları, yani normal bir yapıya sahip hidrokarbonların dallı hidrokarbonlara dönüşümü gerçekleşir.
Dallanmış hidrokarbonların varlığı oktan sayısını büyük ölçüde arttırdığından, izomerizasyon benzinin kalitesini etkiler. Çatlama, petrol arıtmanın ikincil süreçleri olarak adlandırılır. Yeniden biçimlendirme gibi bir dizi başka katalitik süreç de ikincil olarak sınıflandırılır. reform- bu, benzinlerin, örneğin platin gibi bir katalizör varlığında ısıtılarak aromatizasyonudur. Bu koşullar altında, alkanlar ve sikloalkanlar, aromatik hidrokarbonlara dönüştürülür ve bunun sonucunda benzinin oktan sayısı da önemli ölçüde artar.
Ekoloji ve petrol sahası
Petrokimya üretimi için çevre sorunu özellikle önemlidir. Petrol üretimi, enerji maliyetleri ve çevre kirliliği ile ilişkilidir. Okyanusların tehlikeli bir kirlilik kaynağı açık deniz petrol üretimidir ve okyanuslar da petrolün taşınması sırasında kirlenmektedir. Her birimiz televizyonda petrol tankeri kazalarının sonuçlarını gördük. Siyah, petrol kaplı kıyılar, kara sörf, boğulan yunuslar, Kanatları viskoz akaryakıt içinde olan kuşlar, kürek ve kova ile yağ toplayan koruyucu giysili insanlar. Kasım 2007'de Kerç Boğazı'nda meydana gelen ciddi bir çevre felaketinin verilerini aktarmak istiyorum. 2.000 ton petrol ürünü ve yaklaşık 7.000 ton kükürt suya karıştı. Felaketten en çok Karadeniz ve Azak Denizi'nin birleştiği yerde bulunan Tuzla Spit ile Chushka Spit zarar gördü. Kazadan sonra, deniz sakinlerinin ana yemeği olan kalp şeklindeki küçük bir kabukluyu öldüren akaryakıt dibe yerleşti. Ekosistemi restore etmek 10 yıl alacak. 15 binden fazla kuş öldü. Suya düşen bir litre yağ, yüzeyine 100 metrekarelik noktalar halinde yayılır. Yağ filmi, çok ince olmasına rağmen, oksijenin atmosferden su sütununa giden yoluna aşılmaz bir engel oluşturur. Sonuç olarak, oksijen rejimi ve okyanus bozulur. "boğmak". Okyanus besin zincirinin bel kemiği olan plankton ölüyor. Şu anda, Dünya Okyanus alanının yaklaşık %20'si petrol sızıntılarıyla kaplıdır ve petrol kirliliğinden etkilenen alan büyümektedir. Dünya Okyanusu'nun bir yağ filmi ile kaplı olmasının yanı sıra karada da gözlemleyebiliyoruz. Örneğin, Batı Sibirya'nın petrol sahalarına yılda bir tankerin taşıyabileceğinden daha fazla petrol dökülüyor - 20 milyon tona kadar. Bu petrolün yaklaşık yarısı kazalar sonucu yere düşer, geri kalanı kuyu açma, arama sondajı ve boru hattı onarımları sırasında “planlanmış” çeşmeler ve sızıntılardır. Yamalo-Nenets Özerk Okrugu Çevre Komitesi'ne göre, petrolle kirlenmiş en büyük alan Purovsky Bölgesi'ne düşüyor.
DOĞAL VE İLİŞKİLİ PETROL GAZI
Doğal gaz, düşük moleküler ağırlıklı hidrokarbonlar içerir, ana bileşenler şunlardır: metan. Çeşitli alanların gazındaki içeriği %80 ile %97 arasında değişmektedir. Metana ek olarak - etan, propan, bütan. İnorganik: nitrojen - %2; CO2; H2O; H2S, soy gazlar. Doğal gaz yandığında çok fazla ısı açığa çıkar.
Özellikleri açısından, bir yakıt olarak doğal gaz, petrolü bile aşar, daha kalorilidir. Bu, akaryakıt sektörünün en genç dalıdır. Gazın çıkarılması ve taşınması daha da kolaydır. Tüm yakıtlar arasında en ekonomik olanıdır. Doğru, dezavantajlar da var: gazın karmaşık kıtalararası taşınması. Tankerler - sıvılaştırılmış halde gaz taşıyan metan gübresi, son derece karmaşık ve pahalı yapılardır.
Etkin yakıt, kimya sanayinde hammadde olarak, asetilen, etilen, hidrojen, kurum, plastik, asetik asit, boya, ilaç vb. üretiminde kullanılır. Petrol gazı daha az metan içerir, ancak daha fazla propan, bütan ve diğer yüksek hidrokarbonlar içerir. Gaz nerede üretilir?
Dünyanın 70'den fazla ülkesinde ticari gaz rezervleri bulunmaktadır. Ayrıca petrolde olduğu gibi gelişmekte olan ülkelerde de çok büyük rezervler bulunmaktadır. Ancak gaz üretimi ağırlıklı olarak gelişmiş ülkeler tarafından gerçekleştirilmektedir. Bunu kullanma fırsatları veya kendileriyle aynı kıtada bulunan diğer ülkelere gaz satma yolları var. Uluslararası gaz ticareti, petrol ticaretinden daha az aktiftir. Dünyada üretilen gazın yaklaşık %15'i uluslararası pazara girmektedir. Dünya gaz üretiminin yaklaşık 2/3'ü Rusya ve ABD tarafından sağlanmaktadır. Kuşkusuz sadece ülkemizde değil, dünyada da lider gaz üretim bölgesi, bu endüstrinin 30 yıldır gelişmekte olduğu Yamalo-Nenets Özerk Okrugu'dur. Şehrimiz Novy Urengoy haklı olarak gaz başkenti olarak tanınmaktadır. En büyük mevduat Urengoyskoye, Yamburgskoye, Medvezhye, Zapolyarnoye'dir. Urengoy alanı Guinness Rekorlar Kitabı'na dahil edilmiştir. Mevduatın rezervleri ve üretimi benzersizdir. Keşfedilen rezervler 10 trilyonu aşıyor. m 3 , 6 tr. m3 2008 yılında JSC "Gazprom", Urengoy sahasında 598 milyar m3 "mavi altın" üretmeyi planlıyor.
Gaz ve ekoloji
Petrol ve gaz üretim teknolojisinin kusurlu olması, nakliyesi, kompresör istasyonlarının ısı birimlerinde ve alevlerde gaz hacminin sürekli yanmasına neden olur. Kompresör istasyonları bu emisyonların yaklaşık %30'undan sorumludur. Parlama tesislerinde yılda yaklaşık 450.000 ton doğal ve ilgili gaz yakılırken, 60.000 tondan fazla kirletici atmosfere girer.
Petrol, gaz, kömür kimya endüstrisi için değerli hammaddelerdir. Yakın gelecekte, ülkemizin yakıt ve enerji kompleksinde bir yedek bulacaklar. Şu anda bilim adamları, petrolü tamamen değiştirmek için güneş ve rüzgar enerjisini, nükleer yakıtı kullanmanın yollarını arıyorlar. Hidrojen geleceğin en umut verici yakıtıdır. Petrolün termik enerji mühendisliğinde kullanımının azaltılması, sadece daha akılcı kullanımının değil, aynı zamanda bu hammaddenin gelecek nesiller için korunmasının da yoludur. Hidrokarbon hammaddeleri sadece işleme endüstrisinde çeşitli ürünler elde etmek için kullanılmalıdır. Ne yazık ki durum henüz değişmiyor ve üretilen yağın %94'e varan kısmı yakıt olarak kullanılıyor. D. I. Mendeleev akıllıca şöyle dedi: “Yağ yakmak, fırını banknotlarla ısıtmakla aynı şeydir.”
Ders sırasında “Doğal hidrokarbon kaynakları” konusunu çalışabileceksiniz. Petrol arıtma". Şu anda insanlık tarafından tüketilen tüm enerjinin %90'ından fazlası fosil doğal organik bileşiklerden elde edilmektedir. Doğal kaynaklar (doğal gaz, petrol, kömür), çıkarıldıktan sonra petrole ne olduğunu öğreneceksiniz.
Konu: Hidrokarbonları sınırlayın
Ders: Doğal Hidrokarbon Kaynakları
Modern uygarlık tarafından tüketilen enerjinin yaklaşık %90'ı doğal fosil yakıtların (doğal gaz, petrol ve kömür) yakılmasıyla üretilir.
Rusya, doğal fosil yakıtlar açısından zengin bir ülkedir. Batı Sibirya ve Urallarda büyük petrol ve doğal gaz rezervleri var. Kuznetsk, Güney Yakutsk havzaları ve diğer bölgelerde taş kömürü çıkarılmaktadır.
Doğal gaz hacimce ortalama %95 metan içerir.
Metan'a ek olarak, çeşitli alanlardan gelen doğal gaz, nitrojen, karbon dioksit, helyum, hidrojen sülfür ve diğer hafif alkanlar - etan, propan ve bütanlar içerir.
Doğal gaz, yüksek basınç altında olduğu yer altı yataklarından çıkarılır. Metan ve diğer hidrokarbonlar, hava erişimi olmaksızın bozunmaları sırasında bitki ve hayvan kaynaklı organik maddelerden oluşur. Metan, mikroorganizmaların faaliyetinin bir sonucu olarak sürekli ve şu anda üretilmektedir.
Metan, güneş sisteminin gezegenlerinde ve uydularında bulunur.
Saf metan kokusuzdur. Ancak günlük hayatta kullanılan gazın karakteristik hoş olmayan bir kokusu vardır. Bu, özel katkı maddelerinin kokusu - merkaptanlar. Merkaptanların kokusu, evsel gaz sızıntısını zamanında tespit etmenizi sağlar. Metanın hava ile karışımları patlayıcıdır.çok çeşitli oranlarda - hacimce gazın% 5 ila 15'i. Bu nedenle, odada gaz kokusu alırsanız, sadece ateş yakmakla kalmaz, aynı zamanda elektrik anahtarlarını da kullanabilirsiniz. En küçük kıvılcım patlamaya neden olabilir.
Pirinç. 1. Farklı alanlardan petrol
Sıvı yağ- yağ gibi kalın bir sıvı. Rengi açık sarıdan kahverengi ve siyaha kadardır.
Pirinç. 2. Petrol sahaları
Farklı alanlardan gelen petrol, bileşimde büyük farklılıklar gösterir. Pirinç. 1. Yağın ana kısmı, 5 veya daha fazla karbon atomu içeren hidrokarbonlardır. Temel olarak, bu hidrokarbonlar doymuştur, yani. alkanlar. Pirinç. 2.
Yağın bileşimi ayrıca kükürt, oksijen, azot içeren organik bileşikleri içerir.Yağ, su ve inorganik safsızlıklar içerir.
Gazlar, ekstraksiyonu sırasında açığa çıkan yağda çözülür - ilişkili petrol gazları. Bunlar metan, etan, propan, nitrojen, karbon dioksit ve hidrojen sülfür safsızlıklarına sahip bütanlardır.
Kömür yağ gibi karmaşık bir karışımdır. Karbonun içindeki payı %80-90'dır. Gerisi hidrojen, oksijen, kükürt, azot ve diğer bazı elementlerdir. kahverengi kömürde karbon ve organik madde oranı taştan daha düşüktür. Daha az organik petrol şeyl.
Sanayide kömür, hava erişimi olmadan 900-1100 0 С'ye kadar ısıtılır. Bu süreç denir koklamak. Sonuç, metalurji için gerekli olan yüksek karbon içeriğine sahip kok, kok gazı ve kömür katranıdır. Gaz ve katrandan birçok organik madde açığa çıkar. Pirinç. 3.
Pirinç. 3. Kok fırını cihazı
Doğal gaz ve petrol, kimya endüstrisi için en önemli hammadde kaynaklarıdır. Üretildiği şekliyle petrolün veya "ham petrolün" yakıt olarak bile kullanılması zordur. Bu nedenle, ham petrol, bileşen maddelerinin kaynama noktalarındaki farklılıklar kullanılarak fraksiyonlara (İngilizce "fraksiyon" - "kısım" dan) ayrılır.
Bileşen hidrokarbonlarının farklı kaynama noktalarına dayanan yağı ayırma yöntemine damıtma veya damıtma denir. Pirinç. 4.
Pirinç. 4. Petrol arıtma ürünleri
Yaklaşık 50 ila 180 0 C arasında damıtılan fraksiyona denir. benzin.
Gazyağı 180-300 0 С sıcaklıklarda kaynar.
Uçucu maddeler içermeyen kalın siyah kalıntıya denir. akaryakıt.
Daha dar aralıklarda kaynayan bir dizi ara fraksiyon da vardır - petrol eterleri (40-70 0 C ve 70-100 0 C), beyaz ispirto (149-204 ° C) ve ayrıca gaz yağı (200-500 0 C) . Çözücü olarak kullanılırlar. Fuel oil azaltılmış basınç altında damıtılabilir, bu şekilde ondan yağlama yağları ve parafin elde edilir. Akaryakıtın damıtılmasından kaynaklanan katı kalıntı - asfalt. Yol yüzeylerinin üretiminde kullanılır.
İlişkili petrol gazlarının işlenmesi ayrı bir endüstridir ve bir dizi değerli ürünün elde edilmesini mümkün kılar.
Dersi özetlemek
Ders sırasında “Doğal hidrokarbon kaynakları” konusunu incelediniz. Petrol arıtma". Şu anda insanlık tarafından tüketilen tüm enerjinin %90'ından fazlası fosil doğal organik bileşiklerden elde edilmektedir. Doğal kaynakları (doğal gaz, petrol, kömür), çıkarıldıktan sonra petrole ne olduğunu öğrendiniz.
bibliyografya
1. Rudzitis G.E. Kimya. Genel Kimyanın Temelleri. 10. sınıf: eğitim kurumları için ders kitabı: temel seviye / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. baskı. - E.: Eğitim, 2012.
2. Kimya. Sınıf 10. Profil seviyesi: ders kitabı. genel eğitim için kurumlar / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin ve diğerleri - M.: Drofa, 2008. - 463 s.
3. Kimya. Derece 11. Profil seviyesi: ders kitabı. genel eğitim için kurumlar / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin ve diğerleri - M.: Drofa, 2010. - 462 s.
4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Üniversitelere girenler için kimyadaki problemlerin toplanması. - 4. baskı. - M.: RIA "Yeni Dalga": Yayıncı Umerenkov, 2012. - 278 s.
Ödev
1. Sayı 3, 6 (s. 74) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kimya: Organik Kimya. 10. sınıf: eğitim kurumları için ders kitabı: temel seviye / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. baskı. - E.: Eğitim, 2012.
2. İlişkili petrol gazı ile doğal gaz arasındaki fark nedir?
3. Petrol arıtma nasıl yapılır?
Doğal hidrokarbon kaynağı | Başlıca özellikleri |
Sıvı yağ | Esas olarak hidrokarbonlardan oluşan çok bileşenli karışım. Hidrokarbonlar esas olarak alkanlar, sikloalkanlar ve arenlerle temsil edilir. |
İlişkili petrol gazı | Neredeyse sadece 1 ila 6 karbon atomlu uzun bir karbon zincirine sahip alkanlardan oluşan bir karışım, yağın ekstraksiyonu ile birlikte oluşturulur, bu nedenle ismin kökeni. Bir eğilim var: alkanın moleküler ağırlığı ne kadar düşükse, ilişkili petrol gazındaki yüzdesi o kadar yüksek. |
Doğal gaz | Ağırlıklı olarak düşük moleküler ağırlıklı alkanlardan oluşan bir karışım. Doğal gazın ana bileşeni metandır. Gaz alanına bağlı olarak yüzdesi %75 ila %99 arasında olabilir. Geniş bir farkla konsantrasyon açısından ikinci sırada etan, propan daha da az bulunur, vb. Doğal gaz ile ilişkili petrol gazı arasındaki temel fark, ilişkili petrol gazındaki propan ve izomerik bütanların oranının çok daha yüksek olmasıdır. |
Kömür | Çeşitli karbon, hidrojen, oksijen, azot ve kükürt bileşiklerinin çok bileşenli karışımı. Ayrıca, kömürün bileşimi, oranı petrolden önemli ölçüde daha yüksek olan önemli miktarda inorganik madde içerir. |
Petrol arıtma
Yağ, başta hidrokarbonlar olmak üzere çeşitli maddelerin çok bileşenli bir karışımıdır. Bu bileşenler kaynama noktalarında birbirinden farklıdır. Bu bağlamda, yağ ısıtılırsa, en hafif kaynayan bileşenler önce ondan buharlaşır, ardından daha yüksek kaynama noktasına sahip bileşikler vb. Bu fenomene dayanarak birincil yağ arıtma , oluşan damıtma (düzeltme) sıvı yağ. Bu sürece birincil denir, çünkü seyri sırasında maddelerin kimyasal dönüşümlerinin meydana gelmediği ve yağın sadece farklı kaynama noktalarına sahip fraksiyonlara ayrıldığı varsayılır. Aşağıda, damıtma işleminin kendisinin kısa bir açıklamasıyla birlikte bir damıtma sütununun şematik bir diyagramı bulunmaktadır:
Rektifikasyon işleminden önce yağ özel bir yöntemle hazırlanır, yani içinde çözünen tuzlar ile saf olmayan sudan ve katı mekanik safsızlıklardan arındırılır. Bu şekilde hazırlanan yağ, yüksek bir sıcaklığa (320-350 o C) kadar ısıtıldığı boru şeklindeki fırına girer. Borulu bir fırında ısıtıldıktan sonra, yüksek sıcaklıktaki yağ, damıtma kolonunun alt kısmına girer, burada bireysel fraksiyonlar buharlaşır ve buharları damıtma kolonunu yükseltir. Damıtma kolonunun bölümü ne kadar yüksek olursa, sıcaklığı o kadar düşük olur. Böylece, aşağıdaki kesirler farklı yüksekliklerde alınır:
1) damıtma gazları (kolonun en üstünden alınır ve bu nedenle kaynama noktaları 40 ° C'yi geçmez);
2) benzin fraksiyonu (35 ila 200 o C kaynama noktası);
3) nafta fraksiyonu (kaynama noktaları 150 ila 250 o C);
4) kerosen fraksiyonu (190 ila 300 o C kaynama noktaları);
5) dizel fraksiyonu (kaynama noktası 200 ila 300 o C);
6) fuel oil (kaynama noktası 350 o C'nin üzerinde).
Yağın düzeltilmesi sırasında izole edilen ortalama fraksiyonların yakıt kalitesi standartlarını karşılamadığına dikkat edilmelidir. Ayrıca yağın damıtılması sonucunda önemli miktarda fuel oil oluşur - en çok talep edilen ürün olmaktan uzaktır. Bu bağlamda, yağın birincil işlenmesinden sonra, görev, daha pahalı, özellikle benzin fraksiyonlarının verimini arttırmak ve ayrıca bu fraksiyonların kalitesini iyileştirmektir. Bu görevler çeşitli işlemler kullanılarak çözülür. petrol arıtma , gibi çatlama vereform .
Yağın ikincil işlenmesinde kullanılan işlemlerin sayısının çok daha fazla olduğu ve sadece ana olanlardan bazılarına değindiğimiz belirtilmelidir. Şimdi bu süreçlerin ne anlama geldiğini anlayalım.
Çatlama (termal veya katalitik)
Bu işlem, benzin fraksiyonunun verimini artırmak için tasarlanmıştır. Bu amaçla, akaryakıt gibi ağır fraksiyonlar, çoğunlukla bir katalizör varlığında güçlü ısıtmaya tabi tutulur. Bu etki sonucunda ağır fraksiyonların parçası olan uzun zincirli moleküller parçalanır ve daha düşük moleküler ağırlıklı hidrokarbonlar oluşur. Aslında bu, orijinal akaryakıttan daha değerli bir benzin fraksiyonunun ek bir verimine yol açar. Bu işlemin kimyasal özü şu denklemle yansıtılır:
reform
Bu işlem, benzin fraksiyonunun kalitesini iyileştirme, özellikle de vuruntu direncini (oktan sayısı) artırma görevini yerine getirir. Benzin istasyonlarında belirtilen benzinlerin bu özelliğidir (92., 95., 98. benzin vb.).
Reform sürecinin bir sonucu olarak, diğer hidrokarbonlar arasında en yüksek oktan sayılarından birine sahip olan benzin fraksiyonundaki aromatik hidrokarbonların oranı artar. Aromatik hidrokarbonların oranındaki bu tür bir artış, esas olarak reform işlemi sırasında meydana gelen dehidrosiklizasyon reaksiyonlarının bir sonucu olarak elde edilir. Örneğin, yeterince ısıtıldığında n-heksan bir platin katalizörün varlığında benzene dönüşür ve n-heptan da benzer şekilde - toluene dönüşür:
Kömür işleme
Kömür işlemenin ana yöntemi koklamak . Kömür koklaştırma kömürün havaya erişmeden ısıtıldığı süreç olarak adlandırılır. Aynı zamanda, bu tür bir ısıtmanın bir sonucu olarak, kömürden dört ana ürün izole edilir:
1) kok
Neredeyse saf karbon olan katı bir madde.
2) Kömür katranı
Benzen, homologları, fenoller, aromatik alkoller, naftalin, naftalin homologları vb. gibi çok sayıda ağırlıklı olarak aromatik bileşik içerir;
3) Amonyak suyu
Adına rağmen, bu fraksiyon amonyak ve suya ek olarak fenol, hidrojen sülfür ve diğer bazı bileşikleri de içerir.
4) kok fırını gazı
Kok fırını gazının ana bileşenleri hidrojen, metan, karbondioksit, nitrojen, etilen vb.'dir.
Hidrokarbonların en önemli kaynakları doğal ve ilişkili petrol gazları, petrol ve kömürdür.
Yedeklere göre doğal gaz dünyada birincilik ülkemize aittir. Doğal gaz, düşük moleküler ağırlıklı hidrokarbonlar içerir. Aşağıdaki yaklaşık bileşime sahiptir (hacimce): %80-98 metan, en yakın homologlarının %2-3'ü - etan, propan, bütan ve az miktarda safsızlık - hidrojen sülfür H2S, nitrojen N2 , soy gazlar , karbon monoksit (IV ) CO 2 ve su buharı H 2 O . Gazın bileşimi her alana özeldir. Aşağıdaki model vardır: hidrokarbonun bağıl moleküler ağırlığı ne kadar yüksekse, doğal gazda o kadar az bulunur.
Doğal gaz, yüksek kalorifik değeri olan ucuz bir yakıt olarak yaygın olarak kullanılmaktadır (1m 3 yanma 54.400 kJ'ye kadar salınım). Evsel ve endüstriyel ihtiyaçlar için en iyi yakıt türlerinden biridir. Ayrıca, doğal gaz kimya endüstrisi için değerli bir hammaddedir: asetilen, etilen, hidrojen, kurum, çeşitli plastikler, asetik asit, boyalar, ilaçlar ve diğer ürünlerin üretimi.
İlişkili petrol gazları yağ ile birlikte tortularda bulunurlar: içinde çözülürler ve bir gaz “kapağı” oluşturarak yağın üzerinde bulunurlar. Yağı yüzeye çıkarırken, basınçtaki keskin bir düşüş nedeniyle gazlar ondan ayrılır. Daha önce, ilgili gazlar kullanılmadı ve petrol üretimi sırasında alevlendi. Şu anda, yakıt ve değerli kimyasal hammaddeler olarak yakalanıp kullanılmaktadırlar. İlişkili gazlar, doğal gazdan daha az metan içerir, ancak daha fazla etan, propan, bütan ve daha yüksek hidrokarbonlar içerir. Ek olarak, temel olarak doğal gazdakiyle aynı safsızlıkları içerirler: H 2 S, N 2, soy gazlar, H 2 O buharı, CO 2 . Bireysel hidrokarbonlar (etan, propan, bütan, vb.) İlgili gazlardan ekstrakte edilir, bunların işlenmesi, daha sonra kauçuk ve plastiklerin sentezlendiği propilen, bütilen, bütadien dehidrojenasyon yoluyla doymamış hidrokarbonların elde edilmesini mümkün kılar. Ev yakıtı olarak propan ve bütan (sıvılaştırılmış gaz) karışımı kullanılır. Doğal benzin (pentan ve heksan karışımı), motor çalıştırılırken yakıtın daha iyi tutuşması için benzine katkı maddesi olarak kullanılır. Hidrokarbonların oksidasyonu organik asitler, alkoller ve diğer ürünleri üretir.
Sıvı yağ- karakteristik bir kokuya sahip koyu kahverengi veya neredeyse siyah renkli yağlı yanıcı sıvı. Sudan daha hafiftir (= 0.73–0.97 g/cm3), pratikte suda çözünmez. Bileşim olarak, yağ, çeşitli moleküler ağırlıklara sahip karmaşık bir hidrokarbon karışımıdır, bu nedenle belirli bir kaynama noktasına sahip değildir.
Yağ esas olarak sıvı hidrokarbonlardan oluşur (içlerinde katı ve gaz hidrokarbonlar çözülür). Genellikle bunlar alkanlar (esas olarak normal bir yapıya sahip), sikloalkanlar ve çeşitli alanlardaki yağlarda oranı büyük ölçüde değişen sikloalkanlardır. Ural yağı daha fazla aren içerir. Yağ, hidrokarbonlara ek olarak oksijen, kükürt ve azotlu organik bileşikler içerir.
Ham petrol normalde kullanılmaz. Petrolden teknik olarak değerli ürünler elde etmek için işleme tabi tutulur.
Birincil işleme yağ damıtılmasından oluşur. Damıtma, ilgili gazların ayrılmasından sonra rafinerilerde gerçekleştirilir. Yağın damıtılması sırasında hafif yağ ürünleri elde edilir:
benzin ( t kip \u003d 40–200 ° С) hidrokarbonlar С 5 -С 11 içerir,
nafta ( t kip \u003d 150–250 ° С) hidrokarbonlar С 8 -С 14 içerir,
gazyağı ( t kip \u003d 180–300 ° С) hidrokarbonlar С 12 -С 18 içerir,
gaz yağı ( t kip > 275 °C),
ve geri kalanında - viskoz siyah bir sıvı - akaryakıt.
Yağ daha fazla işleme tabi tutulur. Düşük basınç altında damıtılır (ayrışmayı önlemek için) ve yağlama yağları izole edilir: mil, motor, silindir, vb. Petrol jölesi ve parafin, bazı yağ derecelerindeki akaryakıttan izole edilir. Damıtma sonrası akaryakıt kalıntısı - katran - kısmi oksidasyondan sonra asfalt üretmek için kullanılır. Petrol arıtmanın ana dezavantajı, düşük benzin verimidir (% 20'den fazla değil).
Yağ damıtma ürünlerinin çeşitli kullanımları vardır.
Benzin havacılık ve otomotiv yakıtı olarak büyük miktarlarda kullanılır. Genellikle moleküllerde ortalama 5 ila 9 C atomu içeren hidrokarbonlardan oluşur. nafta Traktörler için yakıt olarak ve ayrıca boya ve vernik endüstrisinde çözücü olarak kullanılır. Büyük miktarlar işlenerek benzine dönüştürülür. Gazyağı Traktörler, jet uçakları ve roketler için yakıt olarak ve ayrıca ev ihtiyaçları için kullanılır. güneş yağı - gaz yağı- motor yakıtı olarak kullanılan ve yağlama yağları- yağlama mekanizmaları için. Vazelin tıpta kullanılır. Sıvı ve katı hidrokarbonların karışımından oluşur. Parafin daha yüksek karboksilik asitler elde etmek, kibrit ve kurşun kalem üretiminde ahşabı emprenye etmek, mum, ayakkabı cilası vb. imalatında kullanılır. Katı hidrokarbonların bir karışımından oluşur. akaryakıt yağlama yağları ve benzine işlenmesinin yanı sıra kazan sıvı yakıtı olarak kullanılır.
saat ikincil işleme yöntemleri yağ, bileşimini oluşturan hidrokarbonların yapısındaki bir değişikliktir. Bu yöntemler arasında, benzin verimini (% 65-70'e kadar) artırmak için gerçekleştirilen yağ hidrokarbonlarının parçalanması büyük önem taşımaktadır.
Çatlama- yağda bulunan hidrokarbonları ayırma işlemi, bunun sonucunda molekülde daha az sayıda C atomlu hidrokarbonlar oluşur. İki ana çatlama türü vardır: termal ve katalitik.
Termal kırma 470–550 °C sıcaklıkta ve 2–6 MPa basınçta besleme stoğunun (akaryakıt, vb.) ısıtılmasıyla gerçekleştirilir. Bu durumda, çok sayıda C atomuna sahip hidrokarbon molekülleri, hem doymuş hem de doymamış hidrokarbonların daha az sayıda atomuna sahip moleküllere bölünür. Örneğin:
(radikal mekanizma),
Bu sayede ağırlıklı olarak otomobil benzini elde edilir. Petrolden çıkışı %70'e ulaşıyor. Termal çatlama, 1891'de Rus mühendis V.G. Shukhov tarafından keşfedildi.
katalitik çatlama katalizörler (genellikle alüminosilikatlar) varlığında 450–500 °C'de ve atmosfer basıncında gerçekleştirilir. Bu sayede %80'e varan verimle havacılık benzini elde edilir. Bu tip çatlama esas olarak petrolün kerosen ve gaz yağı fraksiyonlarına maruz kalır. Katalitik krakingde, bölünme reaksiyonları ile birlikte izomerizasyon reaksiyonları meydana gelir. İkincisinin bir sonucu olarak, benzinin kalitesini artıran dallı bir karbon molekül iskeletine sahip doymuş hidrokarbonlar oluşur:
Katalitik parçalanmış benzin daha kalitelidir. Bunu elde etme süreci, daha az termal enerji tüketimi ile çok daha hızlı ilerler. Ek olarak, organik sentez için büyük değer taşıyan, katalitik parçalama sırasında nispeten çok sayıda dallı zincirli hidrokarbonlar (izo-bileşikler) oluşur.
saat t= 700 °C ve üzerinde piroliz oluşur.
piroliz- yüksek sıcaklıkta hava erişimi olmayan organik maddelerin ayrışması. Yağ pirolizi sırasında, ana reaksiyon ürünleri doymamış gaz hidrokarbonlar (etilen, asetilen) ve aromatik hidrokarbonlar - benzen, toluen vb. Yağ pirolizi, aromatik hidrokarbonları elde etmenin en önemli yollarından biri olduğundan, bu işleme genellikle yağ aromatizasyonu denir.
aromatizasyon- alkanların ve sikloalkanların arene dönüşmesi. Petrol ürünlerinin ağır kısımları bir katalizör (Pt veya Mo) varlığında ısıtıldığında, molekül başına 6-8 C atomu içeren hidrokarbonlar aromatik hidrokarbonlara dönüştürülür. Bu işlemler, reforming (benzinin yükseltilmesi) sırasında meydana gelir.
reform- bu, örneğin Pt gibi bir katalizör varlığında ısıtılmasının bir sonucu olarak gerçekleştirilen benzinlerin aromatizasyonudur. Bu koşullar altında, alkanlar ve sikloalkanlar, aromatik hidrokarbonlara dönüştürülür ve bunun sonucunda benzinin oktan sayısı da önemli ölçüde artar. Aromatizasyon, yağın benzin fraksiyonlarından ayrı aromatik hidrokarbonlar (benzen, toluen) elde etmek için kullanılır.
Son yıllarda, petrol hidrokarbonları kimyasal hammadde kaynağı olarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Plastiklerin üretimi için gerekli maddeler, sentetik tekstil elyafları, sentetik kauçuk, alkoller, asitler, sentetik deterjanlar, patlayıcılar, pestisitler, sentetik yağlar vb. bunlardan çeşitli yollarla elde edilir.
Kömür tıpkı doğalgaz ve petrol gibi bir enerji kaynağı ve değerli bir kimyasal hammaddedir.
Kömür işlemenin ana yöntemi koklamak(kuru damıtma). Koklama sırasında (hava erişimi olmadan 1000 °С - 1200 °С'ye kadar ısıtma), çeşitli ürünler elde edilir: kok, kömür katranı, katran suyu ve kok fırını gazı (şema).
şema
Kok, metalurji tesislerinde demir üretiminde indirgeyici ajan olarak kullanılır.
Kömür katranı aromatik hidrokarbon kaynağı olarak hizmet eder. Rektifikasyon damıtma işlemine tabi tutulur ve benzen, toluen, ksilen, naftalin ve ayrıca fenoller, azot içeren bileşikler vb. Elde edilir.
Amonyak, amonyum sülfat, fenol vb. katranlı sudan elde edilir.
Kok fırını gazı, kok fırınlarını ısıtmak için kullanılır (1 m3'ün yanması yaklaşık 18.000 kJ açığa çıkarır), ancak esas olarak kimyasal işleme tabi tutulur. Böylece, daha sonra azotlu gübrelerin yanı sıra metan, benzen, toluen, amonyum sülfat ve etilen üretmek için kullanılan amonyak sentezi için hidrojen çıkarılır.