Sadece karbon ve hidrojen atomları içeren bileşikler.

Hidrokarbonlar siklik (karbosiklik bileşikler) ve asiklik olarak ikiye ayrılır.

Döngüsel (karbosiklik) bileşikler, yalnızca karbon atomlarından oluşan bir veya daha fazla döngü içeren bileşikler olarak adlandırılır (heteroatomlar içeren heterosiklik bileşiklerin aksine - nitrojen, kükürt, oksijen vb.). Karbosiklik bileşikler, sırayla, aromatik ve aromatik olmayan (alisiklik) bileşiklere ayrılır.

Asiklik hidrokarbonlar, moleküllerinin karbon iskeleti açık zincirler olan organik bileşikleri içerir.

Bu zincirler tekli bağlardan (al-kanlar) oluşturulabilir, bir çift bağ (alkenler), iki veya daha fazla çift bağ (dienler veya polienler), bir üçlü bağ (alkinler) içerebilir.

Bildiğiniz gibi, karbon zincirleri çoğu organik maddenin bir parçasıdır. Bu nedenle, hidrokarbonların incelenmesi özellikle önemlidir, çünkü bu bileşikler diğer organik bileşik sınıflarının yapısal temelidir.

Ayrıca hidrokarbonlar, özellikle alkanlar, organik bileşiklerin ana doğal kaynaklarıdır ve en önemli endüstriyel ve laboratuvar sentezlerinin temelidir (Şema 1).

Hidrokarbonların kimya endüstrisi için en önemli hammadde olduğunu zaten biliyorsunuz. Buna karşılık, hidrokarbonlar doğada oldukça yaygındır ve çeşitli doğal kaynaklardan izole edilebilir: petrol, ilgili petrol ve doğal gaz, kömür. Onları daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Sıvı yağ- diğer organik maddelerle moleküllerde 5 ila 50 karbon atomu içeren, esas olarak doğrusal ve dallı alkanlar olmak üzere hidrokarbonların doğal bir kompleks karışımı. Bileşimi önemli ölçüde üretim yerine (biriktirme) bağlıdır, alkanlara ek olarak sikloalkanlar ve aromatik hidrokarbonlar içerebilir.

Yağın gaz halindeki ve katı bileşenleri, agregasyon durumunu belirleyen sıvı bileşenlerinde çözülür. Yağ, suda çözünmeyen, karakteristik bir kokuya sahip, koyu renkli (kahverengiden siyaha) yağlı bir sıvıdır. Yoğunluğu sudan daha azdır, bu nedenle içine giren yağ, yüzeye yayılarak oksijenin ve diğer hava gazlarının suda çözünmesini önler. Açıkçası, doğal su kütlelerine giren petrol, mikroorganizmaların ve hayvanların ölümüne neden olarak çevresel felaketlere ve hatta felaketlere yol açar. Yağın bileşenlerini gıda olarak kullanabilen ve onu hayati aktivitelerinin zararsız ürünlerine dönüştüren bakteriler vardır. Bu bakterilerin kültürlerinin kullanımının, çıkarılması, taşınması ve işlenmesi sürecinde petrol kirliliğiyle mücadelede çevre açısından en güvenli ve umut verici yol olduğu açıktır.

Doğada, aşağıda tartışılacak olan petrol ve ilgili petrol gazı, dünyanın iç boşluklarını doldurur. Çeşitli maddelerin bir karışımı olan yağın sabit bir kaynama noktası yoktur. Bileşenlerinin her birinin karışımda kendi fiziksel özelliklerini koruduğu açıktır, bu da yağı bileşenlerine ayırmayı mümkün kılar. Bunu yapmak için mekanik safsızlıklardan, kükürt içeren bileşiklerden arındırılır ve sözde fraksiyonel damıtma veya düzeltme işlemine tabi tutulur.

Fraksiyonel damıtma, farklı kaynama noktalarına sahip bileşenlerin bir karışımını ayırmak için fiziksel bir yöntemdir.

Damıtma, özel tesislerde gerçekleştirilir - yağda bulunan sıvı maddelerin yoğunlaşma ve buharlaşma döngülerinin tekrarlandığı damıtma kolonları (Şekil 9).

Bir madde karışımının kaynaması sırasında oluşan buharlar, daha hafif kaynayan (yani daha düşük sıcaklığa sahip) bir bileşenle zenginleştirilir. Bu buharlar toplanır, yoğunlaştırılır (kaynama noktasının altına kadar soğutulur) ve tekrar kaynama noktasına getirilir. Bu durumda, düşük kaynama noktalı bir madde ile daha da zenginleştirilmiş buharlar oluşur. Bu döngülerin tekrar tekrar tekrarlanmasıyla, karışımda bulunan maddelerin neredeyse tamamen ayrılmasını sağlamak mümkündür.

Damıtma kolonu, boru şeklinde bir fırında 320-350 °C sıcaklığa kadar ısıtılan yağı alır. Damıtma sütunu, üzerinde yağ fraksiyonlarının yoğunlaştığı plakalar olarak adlandırılan delikli yatay bölmelere sahiptir. Hafif kaynayan fraksiyonlar yüksek olanlarda, yüksek kaynayan fraksiyonlar alt olanlarda birikir.

Düzeltme sürecinde, yağ aşağıdaki fraksiyonlara ayrılır:

Doğrultma gazları - 40 ° C'ye kadar kaynama noktasına sahip, esas olarak propan ve bütan olmak üzere düşük moleküler ağırlıklı hidrokarbonların bir karışımı;

Benzin fraksiyonu (benzin) - C5H12'den C11H24'e kadar bileşimin hidrokarbonları (kaynama noktası 40-200 ° C); bu fraksiyonun daha ince bir şekilde ayrılmasıyla benzin (petrol eteri, 40-70 ° C) ve benzin (70-120 ° C) elde edilir;

Nafta fraksiyonu - C8H18'den C14H30'a kadar bileşimin hidrokarbonları (kaynama noktası 150-250 ° C);

Gazyağı fraksiyonu - C12H26'dan C18H38'e kadar bileşimin hidrokarbonları (kaynama noktası 180-300 ° C);

Dizel yakıt - C13H28'den C19H36'ya kadar hidrokarbonlar (kaynama noktası 200-350 ° C).

Yağ damıtma kalıntısı - akaryakıt- 18'den 50'ye kadar karbon atomu sayısına sahip hidrokarbonlar içerir. Akaryakıttan azaltılmış basınç altında damıtma, güneş yağı (C18H28-C25H52), yağlama yağları (C28H58-C38H78), vazelin ve parafin - katı hidrokarbonların eriyebilir karışımlarını üretir. Akaryakıt damıtmanın katı kalıntısı - katran ve işleme ürünleri - bitüm ve asfalt yol yüzeylerinin imalatında kullanılır.

Yağ arıtma sonucunda elde edilen ürünler, bir dizi karmaşık işlemi içeren kimyasal işleme tabi tutulur. Bunlardan biri de petrol ürünlerinin çatlamasıdır. Akaryakıtın azaltılmış basınç altında bileşenlere ayrıldığını zaten biliyorsunuz. Bunun nedeni, atmosferik basınçta bileşenlerinin kaynama noktasına ulaşmadan önce ayrışmaya başlamasıdır. Bu, çatlamanın altında yatan şeydir.

Çatlama - petrol ürünlerinin termal ayrışması, molekülde daha az sayıda karbon atomlu hidrokarbonların oluşumuna yol açar.

Birkaç çatlama türü vardır: termal parçalama, katalitik parçalama, yüksek basınçlı parçalama, indirgeme parçalama.

Termal çatlama, uzun bir karbon zincirine sahip hidrokarbon moleküllerinin yüksek sıcaklığın (470-550 ° C) etkisi altında daha kısa olanlara bölünmesinden oluşur. Bu bölünme sürecinde alkanlarla birlikte alkenler oluşur.

Genel olarak, bu reaksiyon aşağıdaki gibi yazılabilir:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
alkan alkan alken
uzun zincir

Ortaya çıkan hidrokarbonlar, molekülde daha da kısa bir karbon atomu zincirine sahip alkanlar ve alkenler oluşturmak üzere tekrar kırılmaya uğrayabilir:

Geleneksel termal parçalama sırasında, alkollerin, karboksilik asitlerin ve yüksek moleküler ağırlıklı bileşiklerin (örneğin polietilen) üretimi için hammadde olarak kullanılabilen birçok düşük moleküler ağırlıklı gaz hidrokarbon oluşur.

katalitik çatlama bileşimin doğal alüminosilikatları olarak kullanılan katalizörlerin mevcudiyetinde oluşur

Katalizörler kullanılarak parçalamanın uygulanması, molekülde dallanmış veya kapalı bir karbon atomu zincirine sahip hidrokarbonların oluşumuna yol açar. Bu yapının hidrokarbonlarının motor yakıtındaki içeriği, kalitesini, özellikle de vuruntu direncini - oktanlı benzin sayısını - önemli ölçüde artırır.

Petrol ürünlerinin çatlaması yüksek sıcaklıklarda ilerler, bu nedenle katalizörün yüzeyini kirleten ve aktivitesini keskin bir şekilde azaltan karbon birikintileri (kurum) oluşur.

Katalizör yüzeyinin karbon birikintilerinden temizlenmesi - rejenerasyonu - katalitik parçalamanın pratik olarak uygulanması için ana koşuldur. Bir katalizörü yeniden oluşturmanın en basit ve en ucuz yolu, karbon birikintilerinin atmosferik oksijen tarafından oksitlendiği kavurma işlemidir. Gaz halindeki oksidasyon ürünleri (esas olarak karbon dioksit ve kükürt dioksit) katalizör yüzeyinden uzaklaştırılır.

Katalitik kraking, katı (katalizör) ve gaz (hidrokarbon buharı) maddeleri içeren heterojen bir işlemdir. Katalizörün rejenerasyonunun - katı tortuların atmosferik oksijenle etkileşimi - aynı zamanda heterojen bir süreç olduğu açıktır.

heterojen reaksiyonlar(gaz - katı) katının yüzey alanı arttıkça daha hızlı akar. Bu nedenle, katalizör ezilir ve hidrokarbonların rejenerasyonu ve parçalanması, size sülfürik asit üretiminden aşina olduğunuz bir "akışkan yatakta" gerçekleştirilir.

Gaz yağı gibi kırma besleme stoğu konik reaktöre girer. Reaktörün alt kısmı daha küçük bir çapa sahiptir, bu nedenle besleme buharı akış hızı çok yüksektir. Yüksek hızda hareket eden gaz, katalizör parçacıklarını yakalar ve bunları, çapının artması nedeniyle akış hızının düştüğü reaktörün üst kısmına taşır. Yerçekimi etkisi altında, katalizör parçacıkları reaktörün alt, daha dar kısmına düşer ve oradan tekrar yukarı taşınırlar. Böylece, katalizörün her bir tanesi sürekli hareket halindedir ve gaz halindeki bir reaktif tarafından her taraftan yıkanır.

Bazı katalizör tanecikleri reaktörün dış, daha geniş kısmına girer ve gaz akışı direnciyle karşılaşmadan alt kısma çöker, burada gaz akışı tarafından alınır ve rejeneratöre taşınır. Orada da "akışkan yatak" modunda katalizör yakılır ve reaktöre geri gönderilir.

Böylece katalizör, reaktör ve rejeneratör arasında dolaşır ve gaz halindeki kraking ve kavurma ürünleri bunlardan çıkarılır.

Kraking katalizörlerinin kullanımı, reaksiyon hızını biraz artırmayı, sıcaklığını düşürmeyi ve kırılmış ürünlerin kalitesini iyileştirmeyi mümkün kılar.

Benzin fraksiyonunun elde edilen hidrokarbonları, esas olarak, elde edilen benzinin düşük vuruntu direncine yol açan doğrusal bir yapıya sahiptir.

“Vuruntu direnci” kavramını daha sonra ele alacağız, şimdilik sadece dallanmış moleküllere sahip hidrokarbonların çok daha büyük bir patlama direncine sahip olduğunu not ediyoruz. Sisteme izomerizasyon katalizörleri eklenerek kraking sırasında oluşan karışımdaki izomerik dallı hidrokarbonların oranını artırmak mümkündür.

Petrol sahaları, kural olarak, yerkabuğundaki petrolün üzerinde toplanan ve üstteki kayaların basıncı altında kısmen çözünen sözde ilişkili petrol gazının büyük birikimlerini içerir. Petrol gibi, ilişkili petrol gazı da değerli bir doğal hidrokarbon kaynağıdır. Esas olarak moleküllerinde 1 ila 6 karbon atomuna sahip alkanlar içerir. Açıktır ki, ilişkili petrol gazının bileşimi petrolden çok daha zayıftır. Ancak buna rağmen hem yakıt hem de kimya endüstrisi için hammadde olarak da yaygın olarak kullanılmaktadır. Birkaç on yıl öncesine kadar, çoğu petrol sahasında, ilişkili petrol gazı, petrole yararsız bir katkı olarak yakıldı. Şu anda, örneğin, Rusya'nın en zengin petrol deposu olan Surgut'ta, dünyanın en ucuz elektriği, yakıt olarak ilgili petrol gazı kullanılarak üretiliyor.

Daha önce belirtildiği gibi, ilişkili petrol gazı, çeşitli hidrokarbonlarda doğal gazdan daha zengin bileşime sahiptir. Onları kesirlere bölerek şunları elde ederler:

Doğal benzin - esas olarak lentan ve heksandan oluşan oldukça uçucu bir karışım;

Adından da anlaşılacağı gibi propan ve bütandan oluşan ve basınç arttığında kolayca sıvı hale dönüşen propan-bütan karışımı;

Kuru gaz - esas olarak metan ve etan içeren bir karışım.

Küçük moleküler ağırlığa sahip uçucu bileşenlerin bir karışımı olan doğal benzin, düşük sıcaklıklarda bile iyi buharlaşır. Bu, gaz benzinin Uzak Kuzey'deki içten yanmalı motorlar için yakıt olarak ve motor yakıtına katkı maddesi olarak kullanılmasını mümkün kılar, bu da kış koşullarında motorların çalıştırılmasını kolaylaştırır.

Sıvılaştırılmış gaz formundaki bir propan-bütan karışımı, ev yakıtı olarak (ülkede size tanıdık gelen gaz tüpleri) ve çakmak doldurmak için kullanılır. Karayolu taşımacılığının kademeli olarak sıvılaştırılmış gaza geçişi, küresel yakıt krizini aşmanın ve çevre sorunlarını çözmenin ana yollarından biridir.

Bileşimi doğal gaza yakın olan kuru gaz da yakıt olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.

Bununla birlikte, ilgili petrol gazının ve bileşenlerinin yakıt olarak kullanılması, onu kullanmanın en umut verici yolundan uzaktır.

Kimyasal üretim için hammadde olarak ilişkili petrol gazı bileşenlerini kullanmak çok daha verimlidir. Hidrojen, asetilen, doymamış ve aromatik hidrokarbonlar ve bunların türevleri, ilişkili petrol gazının bir parçası olan alkanlardan elde edilir.

Gaz halindeki hidrokarbonlar, yalnızca yerkabuğundaki petrole eşlik etmekle kalmaz, aynı zamanda bağımsız birikimler de oluşturur - doğal gaz birikintileri.

Doğal gaz - küçük bir moleküler ağırlığa sahip gaz halinde doymuş hidrokarbonların bir karışımı. Doğal gazın ana bileşeni, alana bağlı olarak payı hacimce %75 ila %99 arasında değişen metandır. Doğal gaz, metanın yanı sıra etan, propan, bütan ve izobütan ile nitrojen ve karbondioksit içerir.

İlişkili petrol gazı gibi, doğal gaz da çeşitli organik ve inorganik maddelerin üretimi için hem yakıt hem de hammadde olarak kullanılmaktadır. Doğal gazın ana bileşeni olan metandan hidrojen, asetilen ve metil alkol, formaldehit ve formik asit ve daha birçok organik maddenin elde edildiğini zaten biliyorsunuz. Yakıt olarak doğal gaz, enerji santrallerinde, konut ve endüstriyel binaların su ısıtması için kazan sistemlerinde, yüksek fırın ve açık ocak üretiminde kullanılmaktadır. Bir şehir evinin mutfak gaz sobasında bir kibrit yakıp gazı tutuşturarak, doğal gazın bir parçası olan alkanların oksidasyonunun zincirleme reaksiyonunu "başlatırsınız". Petrol, doğal ve ilgili petrol gazlarına ek olarak, kömür doğal bir hidrokarbon kaynağıdır. Dünyanın bağırsaklarında güçlü katmanlar oluşturur, keşfedilen rezervleri petrol rezervlerini önemli ölçüde aşmaktadır. Petrol gibi, kömür de çok miktarda çeşitli organik maddeler içerir. Organiklere 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. Yaklaşık 1000 ° C sıcaklıkta gerçekleştirilen koklaştırma sonucunda aşağıdakiler oluşur:

Hidrojen, metan, karbon monoksit ve karbon dioksit, amonyak, nitrojen ve diğer gazların safsızlıklarını içeren kok fırını gazı;
benzen ve homologları, fenol ve aromatik alkoller, naftalin ve çeşitli heterosiklik bileşikler dahil olmak üzere yüzlerce farklı organik madde içeren kömür katranı;
üst katran veya adından da anlaşılacağı gibi çözünmüş amonyak ve ayrıca fenol, hidrojen sülfür ve diğer maddeler içeren amonyak suyu;
kok - katı kok kalıntısı, neredeyse saf karbon.

kullanılan kok demir ve çelik üretiminde, amonyak - azot ve kombine gübrelerin üretiminde ve organik kok ürünlerinin önemi fazla tahmin edilemez.

Bu nedenle, ilişkili petrol ve doğal gazlar, kömür yalnızca en değerli hidrokarbon kaynakları değil, aynı zamanda dikkatli ve makul kullanımı insan toplumunun ilerici gelişimi için gerekli bir koşul olan yeri doldurulamaz doğal kaynakların eşsiz kilerinin bir parçasıdır.

1. Hidrokarbonların başlıca doğal kaynaklarını listeleyiniz. Her birine hangi organik maddeler dahildir? Ortak ne yanları var?

2. Yağın fiziksel özelliklerini tanımlar. Neden sabit bir kaynama noktası yok?

3. Basında çıkan haberleri özetledikten sonra, petrol sızıntısının neden olduğu çevresel felaketleri ve bunların sonuçlarının nasıl üstesinden gelinebileceğini anlatın.

4. Düzeltme nedir? Bu süreç neye dayanıyor? Yağ rektifikasyonu sonucu elde edilen fraksiyonları adlandırın. Birbirlerinden nasıl farklıdırlar?

5. Çatlama nedir? Petrol ürünlerinin parçalanmasına karşılık gelen üç reaksiyonun denklemlerini verin.

6. Ne tür çatlamalar biliyorsunuz? Bu süreçlerin ortak noktası nedir? Birbirlerinden nasıl farklıdırlar? Farklı kırık ürünler arasındaki temel fark nedir?

7. İlişkili petrol gazı neden böyle adlandırılmıştır? Ana bileşenleri ve kullanımları nelerdir?

8. Doğal gazın ilişkili petrol gazından farkı nedir? Ortak ne yanları var? Bildiğiniz tüm ilgili petrol gazı bileşenlerinin yanma reaksiyonlarının denklemlerini verin.

9. Doğal gazdan benzen elde etmek için kullanılabilecek reaksiyon denklemlerini veriniz. Bu reaksiyonlar için koşulları belirtin.

10. Koklama nedir? Ürünleri ve bileşimleri nelerdir? Bildiğiniz kok kömürü ürünleri için tipik reaksiyonların denklemlerini verin.

11. Petrol, kömür ve ilgili petrol gazı yakmanın neden bunları kullanmanın en akılcı yolu olmadığını açıklayın.

Kömürün kuru damıtılması.

Aromatik hidrokarbonlar esas olarak kömürün kuru damıtılmasından elde edilir. Kömür imbiklerde veya kok fırınlarında hava olmadan 1000–1300 °C'de ısıtıldığında, kömürün organik maddesi katı, sıvı ve gaz halinde ürünler oluşturmak üzere ayrışır.

Kuru damıtmanın katı ürünü - kok - kül katkılı karbondan oluşan gözenekli bir kütledir. Kok, büyük miktarlarda üretilir ve esas olarak metalurji endüstrisi tarafından cevherlerden metallerin (öncelikle demir) üretiminde indirgeyici madde olarak tüketilir.

Kuru damıtmanın sıvı ürünleri siyah viskoz katrandır (kömür katranı) ve amonyak içeren sulu tabaka amonyak suyudur. Kömür katranı, orijinal kömürün kütlesinin ortalama %3'ü kadar elde edilir. Amonyak suyu, amonyak üretiminin önemli kaynaklarından biridir. Kömürün kuru damıtılmasının gaz halindeki ürünlerine kok gazı denir. Kok fırını gazı, kömürün derecesine, koklaştırma moduna vb. bağlı olarak farklı bir bileşime sahiptir. Kok fırını pillerinde üretilen kok gazı, katran, amonyak ve hafif yağ buharlarını yakalayan bir dizi emiciden geçirilir. Kok fırını gazından yoğunlaştırma ile elde edilen hafif yağ, %60 benzen, toluen ve diğer hidrokarbonları içerir. Benzenin çoğu (%90'a kadar) bu şekilde ve sadece çok azı - kömür katranının fraksiyonlanmasıyla elde edilir.

Kömür katranının işlenmesi. Kömür katranı, karakteristik bir kokuya sahip siyah reçineli bir kütle görünümündedir. Şu anda, kömür katranından 120'den fazla farklı ürün izole edilmiştir. Bunlar arasında aromatik hidrokarbonlar ve ayrıca asidik bir yapıya sahip aromatik oksijen içeren maddeler (fenoller), bazik yapıya sahip azot içeren maddeler (piridin, kinolin), kükürt içeren maddeler (tiyofen) vb.

Kömür katranı fraksiyonel damıtma işlemine tabi tutulur ve bunun sonucunda birkaç fraksiyon elde edilir.

Hafif yağ, benzen, toluen, ksilenler ve diğer bazı hidrokarbonları içerir. Orta veya karbolik yağ, bir dizi fenol içerir.

Ağır veya kreozot yağı: Ağır yağdaki hidrokarbonlardan naftalin bulunur.

Petrolden hidrokarbon elde edilmesi Yağ, aromatik hidrokarbonların ana kaynaklarından biridir. Çoğu tür

yağ sadece çok az miktarda aromatik hidrokarbon içerir. Aromatik hidrokarbonlar açısından zengin yerli yağdan Ural (Perm) sahasının yağıdır. "İkinci Bakü" yağı %60'a kadar aromatik hidrokarbon içerir.

Aromatik hidrokarbonların kıtlığı nedeniyle, artık “yağ aroması” kullanılmaktadır: yağ ürünleri yaklaşık 700 ° C sıcaklıkta ısıtılır, bunun sonucunda yağın ayrışma ürünlerinden aromatik hidrokarbonların% 15-18'i elde edilebilir. .

32. Aromatik hidrokarbonların sentezi, fiziksel ve kimyasal özellikleri

1. Aromatik hidrokarbonlardan sentez ve katalizörlerin varlığında yağlı halo türevleri (Friedel-Crafts sentezi).

2. Aromatik asitlerin tuzlarından sentez.

Aromatik asitlerin kuru tuzları sodalime ile ısıtıldığında, tuzlar hidrokarbonları oluşturmak üzere ayrışır. Bu yöntem, yağlı hidrokarbonların üretimine benzer.

3. Asetilenden sentez. Bu reaksiyon, yağlı hidrokarbonlardan benzen sentezinin bir örneği olarak ilgi çekicidir.

Asetilen ısıtılmış bir katalizörden (500 °C'de) geçirildiğinde, asetilenin üçlü bağları kırılır ve üç molekülü bir benzen molekülüne polimerize olur.

Fiziksel özellikler Aromatik hidrokarbonlar, sıvı veya katı maddelerdir.

karakteristik koku. Moleküllerinde birden fazla benzen halkası olmayan hidrokarbonlar sudan daha hafiftir. Aromatik hidrokarbonlar suda az çözünür.

Aromatik hidrokarbonların IR spektrumları öncelikle üç bölge ile karakterize edilir:

1) C-H gerilme titreşimlerinden dolayı yaklaşık 3000 cm-1;

2) aromatik karbon-karbon bağlarının iskelet titreşimleriyle ilişkili ve yapıya bağlı olarak tepe konumunda önemli ölçüde değişen 1600–1500 cm-1 bölgesi;

3) aromatik halkanın C-H bükülme titreşimleriyle ilgili 900 cm-1'in altındaki alan.

Kimyasal özellikler Aromatik hidrokarbonların en önemli genel kimyasal özellikleri şunlardır:

ikame reaksiyonlarına eğilimleri ve benzen çekirdeğinin yüksek mukavemeti.

Benzen homologlarının moleküllerinde bir benzen çekirdeği ve bir yan zinciri vardır, örneğin hidrokarbon C6H5-C2H5'te, C6 H5 grubu benzen çekirdeğidir ve C2 H5 yan zincirdir. Özellikleri

benzen homologlarının moleküllerindeki benzen halkası benzenin özelliklerine yaklaşır. Yağlı hidrokarbonların kalıntıları olan yan zincirlerin özellikleri, yağlı hidrokarbonların özelliklerine yaklaşır.

Benzen hidrokarbonların reaksiyonları dört gruba ayrılabilir.

33. Benzen çekirdeğindeki oryantasyon kuralları

Benzen çekirdeğindeki ikame reaksiyonlarını incelerken, benzen çekirdeği zaten herhangi bir ikame grubu içeriyorsa, ikinci grubun ilk ikame edicinin doğasına bağlı olarak belirli bir konuma girdiği bulundu. Bu nedenle benzen çekirdeğindeki her bir ikame belirli bir yönlendirme veya yönlendirme etkisine sahiptir.

Yeni eklenen ikame edicinin konumu, ikame edicinin doğasından, yani aktif reaktifin elektrofilik veya nükleofilik yapısından da etkilenir. Benzen halkasındaki en önemli ikame reaksiyonlarının büyük çoğunluğu elektrofilik ikame reaksiyonlarıdır (proton şeklinde ayrılan bir hidrojen atomunun pozitif yüklü bir parçacıkla değiştirilmesi) - halojenasyon, sülfonasyon, nitrasyon reaksiyonları, vb.

Tüm ikameler, yol gösterici eylemlerinin doğasına göre iki gruba ayrılır.

1. Reaksiyonlarda birinci tür ikameler elektrofilik ikame, sonradan eklenen grupları orto- ve para-pozisyonlarına yönlendirir.

Bu tür ikame ediciler, örneğin, yönlendirme güçlerine göre azalan sırada düzenlenen aşağıdaki grupları içerir: -NH2, -OH, -CH3.

2. Reaksiyonlarda ikinci tür ikameler elektrofilik ikame, daha sonra tanıtılan grupları meta pozisyonuna yönlendirir.

Bu tür sübstitüentler, yönlendirme kuvvetlerinin azalan sırasına göre düzenlenmiş aşağıdaki grupları içerir: -NO2, -C≡N, -SO3 H.

Birinci türden ikame ediciler, tekli bağlar içerir; ikinci türden ikame ediciler, ikili veya üçlü bağların varlığı ile karakterize edilir.

Birinci türden ikameler, vakaların ezici çoğunluğunda ikame reaksiyonlarını kolaylaştırır. Örneğin, benzeni nitratlamak için, onu konsantre nitrik ve sülfürik asit karışımıyla ısıtmanız gerekirken, fenol C6 H5 OH başarıyla kullanılabilir.

orto- ve paranitrofenol oluşturmak için oda sıcaklığında seyreltik nitrik asit ile nitrat.

İkinci türden ikameler genellikle ikame reaksiyonlarını tamamen engeller. Orto- ve para-pozisyonlarda ikame özellikle zordur ve meta-pozisyonda ikame nispeten daha kolaydır.

Şu anda, ikame edicilerin etkisi, birinci tür ikame edicilerin elektron veren (elektron veren), yani elektron bulutlarının, hidrojen atomlarının reaktivitesini artıran benzen çekirdeğine doğru kaydırılması gerçeğiyle açıklanmaktadır.

Halkadaki hidrojen atomlarının reaktivitesindeki bir artış, elektrofilik ikame reaksiyonlarının seyrini kolaylaştırır. Böylece, örneğin, hidroksil varlığında oksijen atomunun serbest elektronları halkaya doğru kaydırılır, bu da halkadaki elektron yoğunluğunu arttırır ve orto ve para pozisyonlarındaki karbon atomlarının elektron yoğunluğu özellikle sübstitüentte artar. artışlar.

34. Benzen çekirdeğindeki ikame kuralları

Benzen halkasındaki ikame kuralları, reaksiyonun gidişatını tahmin etmeyi ve istenen bir veya başka bir maddenin sentezi için doğru yolu seçmeyi mümkün kıldıkları için büyük pratik öneme sahiptir.

Aromatik serilerde elektrofilik yer değiştirme reaksiyonlarının mekanizması. Modern araştırma yöntemleri, aromatik serilerdeki ikame mekanizmasını büyük ölçüde açıklamayı mümkün kılmıştır. İlginç bir şekilde, birçok açıdan, özellikle ilk aşamalarda, aromatik serilerdeki elektrofilik ikame mekanizmasının, yağlı serilerdeki elektrofilik ilave mekanizmasına benzer olduğu ortaya çıktı.

Elektrofilik ikamedeki ilk adım (elektrofilik eklemede olduğu gibi) bir p-kompleksinin oluşumudur. Elektrofilik parçacık Xd+, benzen halkasının altı p-elektronunun tümüne bağlanır.

İkinci aşama, p kompleksinin oluşumudur. Bu durumda, elektrofilik parçacık, sıradan bir kovalent bağ oluşturmak için altı p-elektrondan iki elektron "çeker". Ortaya çıkan p-kompleksi artık aromatik bir yapıya sahip değildir: altıncı karbon atomunun doymuş bir duruma geçtiği, delokalize bir durumda dört p-elektronun beş karbon atomu arasında dağıldığı kararsız bir karbokasyondur. Girilen X ikamesi ve hidrojen atomu, altı üyeli halkanın düzlemine dik bir düzlemdedir. S-kompleksi, oluşumu ve yapısı bir dizi yöntemle, özellikle spektroskopi ile kanıtlanmış bir ara maddedir.

Elektrofilik ikamenin üçüncü aşaması, bir hidrojen atomunun bir proton biçiminde ortadan kaldırılmasıyla elde edilen S-kompleksinin stabilizasyonudur. Bir protonun çıkarılmasından sonra C-H bağının oluşumunda yer alan iki elektron, beş karbon atomunun dört delokalize elektronuyla birlikte, ikame edilmiş benzenin olağan kararlı aromatik yapısını verir. Bu durumda katalizörün (genellikle A 1 Cl3) rolü

İşlem, bir elektrofilik ikame reaksiyonuna giren pozitif yüklü bir partikül oluşumu ile haloalkilin polarizasyonunun güçlendirilmesinden oluşur.

Ekleme Reaksiyonları Benzen hidrokarbonları büyük zorluklarla reaksiyona girer

bromlu su ve KMnO4 çözeltisi ile renk giderin. Ancak, özel reaksiyon koşulları altında

bağlantılar hala mümkündür. 1. Halojenlerin eklenmesi.

Bu reaksiyondaki oksijen, negatif bir katalizör rolünü oynar: varlığında reaksiyon ilerlemez. Katalizör varlığında hidrojen ilavesi:

C6 H6 + 3H2 → C6 H12

2. Aromatik hidrokarbonların oksidasyonu.

Benzenin kendisi oksidasyona son derece dirençlidir - parafinlerden daha dirençlidir. Enerjik oksitleyici ajanların (asidik bir ortamda KMnO4, vb.) Benzen homologları üzerindeki etkisi altında, benzen çekirdeği oksitlenmezken, yan zincirler aromatik asitlerin oluşumu ile oksidasyona uğrar.

Doğal hidrokarbon kaynakları fosil yakıtlardır - petrol ve

gaz, kömür ve turba. Ham petrol ve gaz yatakları 100-200 milyon yıl önce ortaya çıktı

olduğu ortaya çıkan mikroskobik deniz bitki ve hayvanlarından

denizin dibinde oluşan tortul kayaçlardan farklı olarak

kömür ve turbanın 340 milyon yıl önce tesislerden oluşmaya başladığını,

kuru toprakta büyüyen.

Doğal gaz ve ham petrol genellikle su ile birlikte bulunur.

kaya katmanları arasında yer alan petrol içeren katmanlar (Şek. 2). Terim

"doğal gaz" aynı zamanda doğal gazlarda oluşan gazlar için de geçerlidir.

Kömürün ayrışmasının bir sonucu olarak koşullar. Doğal gaz ve ham petrol

Antarktika hariç tüm kıtalarda gelişmiştir. en büyük

Dünyadaki doğal gaz üreticileri Rusya, Cezayir, İran ve

Amerika Birleşik Devletleri. En büyük ham petrol üreticileri

Venezuela, Suudi Arabistan, Kuveyt ve İran.

Doğal gaz esas olarak metandan oluşur (Tablo 1).

Ham petrol, rengi değişebilen yağlı bir sıvıdır.

en çeşitli olun - koyu kahverengi veya yeşilden neredeyse

renksiz. Çok sayıda alkan içerir. Aralarında

atom sayısı ile düz zincirli alkanlar, dallı alkanlar ve sikloalkanlar

karbon beş ila 40. Bu sikloalkanların endüstriyel adı numaralandırılmıştır. AT

ham petrol ayrıca yaklaşık %10 aromatik

hidrokarbonların yanı sıra az miktarda diğer bileşikleri içeren

kükürt, oksijen ve azot.

Tablo 1 Doğal gazın bileşimi

Kömür bilinen en eski enerji kaynağıdır.

insanlık. oluşan bir mineraldir (Şekil 3).

Metamorfizma sırasında bitki maddesi. metamorfik

kompozisyonu koşullarda değişiklik geçiren kayalar olarak adlandırılır

yüksek basınçlar ve yüksek sıcaklıklar. İlk aşamanın ürünü

kömür oluşum süreci turba, yani

parçalanmış organik madde. Kömür turbadan sonra oluşur

tortul kayaçlarla kaplıdır. Bu tortul kayaçlara denir.

aşırı yüklenmiş. Aşırı yüklü yağış, turbanın nem içeriğini azaltır.

Kömürlerin sınıflandırılmasında üç kriter kullanılmaktadır: saflık

yüzde olarak bağıl karbon içeriği); tür (tanımlı

orijinal bitki maddesinin bileşimi); derece (bağlı olarak

metamorfizma derecesi).

Tablo 2 Bazı yakıt türlerindeki karbon içeriği ve kalorifik değerleri

kabiliyet

En düşük dereceli fosil kömürler linyit ve

linyit (Tablo 2). Turbaya en yakınlar ve nispeten

Daha düşük nem içeriği ile karakterize edilir ve yaygın olarak kullanılır

sanayi. Kömürün en kuru ve en sert cinsi antrasittir. Onun

ev ısıtma ve yemek pişirmek için kullanılır.

Son yıllarda teknolojik gelişmeler sayesinde giderek daha fazla

kömürün ekonomik gazlaştırılması. Kömür gazlaştırma ürünleri şunları içerir:

karbon monoksit, karbon dioksit, hidrojen, metan ve azot. Onlar kullanılır

gaz halindeki bir yakıt olarak veya çeşitli maddelerin üretimi için bir hammadde olarak

kimyasallar ve gübreler.

Kömür, aşağıda tartışıldığı gibi, önemli bir hammadde kaynağıdır.

aromatik bileşikler. Kömür Temsilleri

karbon içeren karmaşık bir kimyasal karışım,

hidrojen ve oksijenin yanı sıra az miktarda nitrojen, kükürt ve diğer safsızlıklar

elementler. Ek olarak, derecesine bağlı olarak kömürün bileşimi şunları içerir:

değişen miktarlarda nem ve çeşitli mineraller.

Hidrokarbonlar doğal olarak sadece fosil yakıtlarda değil, aynı zamanda

biyolojik kökenli bazı malzemelerde. doğal kauçuk

doğal bir hidrokarbon polimerinin bir örneğidir. kauçuk molekül

metilbuta-1,3-dien olan binlerce yapısal birimden oluşur

(izopren);

doğal kauçuk. Yaklaşık %90 oranında doğal kauçuk,

şu anda tüm dünyada mayınlı, Brezilya'dan elde edilen

kauçuk ağacı Hevea brasiliensis, esas olarak

Asya'nın ekvator ülkeleri. Lateks olan bu ağacın özsuyu

(kolloidal sulu polimer çözeltisi), bıçakla yapılan kesilerden toplanmıştır.

bağırmak. Lateks yaklaşık %30 kauçuk içerir. onun küçük parçaları

suda askıya alınır. Meyve suyu, asidin eklendiği alüminyum kaplara dökülür,

kauçuğun pıhtılaşmasına neden olur.

Diğer birçok doğal bileşik ayrıca yapısal izopren içerir.

parça. Örneğin limonen iki izopren parçası içerir. limonen

turunçgillerin kabuğundan elde edilen yağların ana bileşenidir,

limon ve portakal gibi. Bu bağlantı, bağlantı sınıfına aittir,

terpen denir. Terpenler moleküllerinde 10 karbon atomu içerir (C

10-bileşik) ve birbirine bağlı iki izopren fragmanı içerir

diğeri sırayla (“baştan kuyruğa”). Dört izopren içeren bileşikler

fragmanlara (C20 bileşikleri) diterpenler denir ve altı

izopren fragmanları - triterpenler (C 30 bileşikleri). skualen

Köpekbalığı karaciğer yağında bulunan bir triterpendir.

Tetraterpenler (C 40 bileşikleri) sekiz izopren içerir

parça. Tetraterpenler, bitkisel ve hayvansal yağların pigmentlerinde bulunur.

Menşei. Renklenmeleri, uzun bir konjuge sistemin varlığından kaynaklanmaktadır.

çift ​​bağlar. Örneğin, karakteristik portakal renginden β-karoten sorumludur.

havuç boyama.

Petrol ve kömür işleme teknolojisi

XIX yüzyılın sonunda. termik enerji mühendisliği, ulaşım, mühendislik, askeri ve diğer bir dizi endüstri alanındaki ilerlemenin etkisi altında, talep ölçülemeyecek kadar arttı ve yeni tür yakıt ve kimyasal ürünler için acil bir ihtiyaç ortaya çıktı.

Bu zamanda, petrol arıtma endüstrisi doğdu ve hızla ilerledi. Petrol ürünleriyle çalışan içten yanmalı motorun icadı ve hızla yayılması, petrol arıtma endüstrisinin gelişimine büyük bir ivme kazandırdı. Ana yakıt türlerinden sadece biri olmakla kalmayıp, özellikle dikkat çeken, incelenen dönemde kimya endüstrisi için vazgeçilmez bir hammadde haline gelen kömürü işleme tekniği de yoğun bir şekilde gelişmiştir. Bu konuda büyük bir rol kok kimyasına aitti. Daha önce demir metalurjisine kok tedarik eden kok fabrikaları, ayrıca bir dizi değerli kimyasal ürün üreten kok-kimya işletmelerine dönüştü: kok fırını gazı, ham benzen, kömür katranı ve amonyak.

Sentetik organik madde ve malzemelerin üretimi, petrol ve kömür rafine ürünleri bazında gelişmeye başladı. Kimya endüstrisinin çeşitli dallarında hammadde ve yarı mamul olarak yaygın olarak kullanılmaktadırlar.

Bilet numarası 10

Hedef. Organik bileşiklerin doğal kaynakları ve bunların işlenmesi hakkındaki bilgileri genelleştirir; petrokimya ve kok kimyasının gelişimi için başarıları ve beklentileri, ülkenin teknik ilerlemesindeki rollerini göstermek; gaz endüstrisi, gaz işlemenin modern yönleri, hammaddeler ve enerji sorunları hakkında ekonomik coğrafya dersinden bilgileri derinleştirmek; Bir ders kitabı, referans ve popüler bilim literatürü ile çalışırken bağımsızlığı geliştirmek.

PLAN

Doğal hidrokarbon kaynakları. Doğal gaz. İlişkili petrol gazları.
Petrol ve petrol ürünleri, uygulamaları.
Termal ve katalitik çatlama.
Kok üretimi ve sıvı yakıt elde etme sorunu.
OJSC Rosneft-KNOS'un gelişim tarihinden.
Tesisin üretim kapasitesi. Üretilmiş ürünler.
Kimya laboratuvarı ile iletişim.
Fabrikada çevre koruma.
Gelecek için bitki planları.

Doğal hidrokarbon kaynakları.
Doğal gaz. İlişkili petrol gazları

Büyük Vatanseverlik Savaşı'ndan önce, endüstriyel stoklar doğal gaz Karpat bölgesinde, Kafkasya'da, Volga bölgesinde ve Kuzey'de (Komi ASSR) biliniyordu. Doğal gaz rezervlerinin incelenmesi sadece petrol arama ile ilişkilendirildi. 1940 yılında doğal gazın endüstriyel rezervleri 15 milyar m3 olarak gerçekleşti. Daha sonra Kuzey Kafkasya, Transkafkasya, Ukrayna, Volga bölgesi, Orta Asya, Batı Sibirya ve Uzak Doğu'da gaz sahaları keşfedildi. Üzerinde
1 Ocak 1976'da, keşfedilen doğal gaz rezervleri 25,8 trilyon m3'e ulaştı, bunun 4,2 trilyon m3'ü (%16,3) SSCB'nin Avrupa kısmında, 21,6 trilyon m3'ü (%83,7) dahil olmak üzere.
18,2 trilyon m3 (%70,5) - Sibirya ve Uzak Doğu'da, 3,4 trilyon m3 (%13,2) - Orta Asya ve Kazakistan'da. 1 Ocak 1980 itibariyle, potansiyel doğal gaz rezervleri 80-85 trilyon m 3 , keşfedildi - 34.3 trilyon m 3 . Ayrıca, rezervler esas olarak ülkenin doğusundaki mevduatların keşfi nedeniyle arttı - orada keşfedilen rezervler yaklaşık olarak bir seviyedeydi.
Tüm Birliğin %87.8'i olan 30.1 trilyon m3.
Bugün Rusya, 48 trilyon m3'ten fazla olan dünya doğal gaz rezervlerinin %35'ine sahiptir. Rusya ve BDT ülkelerinde doğal gazın ana oluşum alanları (alanlar):

Batı Sibirya petrol ve gaz eyaleti:
Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye, Nadymskoye, Tazovskoye – Yamalo-Nenets Özerk Bölgesi;
Pokhromskoye, Igrimskoye - Berezovskaya gaz taşıyan bölge;
Meldzhinskoye, Luginetskoye, Ust-Silginskoye - Vasyugan gaz taşıyan bölge.
Volga-Ural petrol ve gaz eyaleti:
en önemlisi, Timan-Pechora petrol ve gaz bölgesindeki Vuktylskoye'dir.
Orta Asya ve Kazakistan:
Orta Asya'da en önemlisi Fergana Vadisi'ndeki Gazlı;
Kızılkum, Bayram-Ali, Darvaza, Achak, Shatlyk.
Kuzey Kafkasya ve Transkafkasya:
Karadağ, Duvanny - Azerbaycan;
Dağıstan Işıkları - Dağıstan;
Severo-Stavropolskoye, Pelagiadinskoye - Stavropol Bölgesi;
Leningradskoye, Maykopskoye, Staro-Minskoye, Berezanskoye - Krasnodar Bölgesi.

Ayrıca Ukrayna, Sahalin ve Uzak Doğu'da doğal gaz yatakları bilinmektedir.
Doğal gaz rezervleri açısından Batı Sibirya öne çıkıyor (Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye). Buradaki sanayi rezervleri 14 trilyon m3'e ulaşıyor. Yamal gaz kondensat alanları (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye, vb.) artık özel bir önem kazanmaktadır. Bunların temelinde Yamal-Avrupa projesi uygulanmaktadır.
Doğal gaz üretimi oldukça yoğundur ve en büyük ve en karlı yataklara sahip alanlara odaklanmıştır. Sadece beş yatak - Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye ve Orenburgskoye - Rusya'nın tüm endüstriyel rezervlerinin 1/2'sini içerir. Medvezhye'nin rezervlerinin 1,5 trilyon m3 ve Urengoy'un rezervlerinin 5 trilyon m3 olduğu tahmin edilmektedir.
Bir sonraki özellik, tanımlanan kaynakların sınırlarının hızla genişlemesinin yanı sıra gelişime katılımlarının göreli kolaylığı ve ucuzluğu ile açıklanan doğal gaz üretim sahalarının dinamik konumudur. Kısa sürede, doğal gazın çıkarılması için ana merkezler Volga bölgesinden Ukrayna'ya, Kuzey Kafkasya'ya taşındı. Daha fazla bölgesel kaymaya Batı Sibirya, Orta Asya, Urallar ve Kuzey'deki mevduatların gelişmesi neden oldu.

Rusya'da SSCB'nin dağılmasından sonra, doğal gaz üretim hacminde bir düşüş oldu. Düşüş, esas olarak Kuzey ekonomik bölgesinde (1990'da 8 milyar m3 ve 1994'te 4 milyar m3), Urallarda (43 milyar m3 ve 35 milyar m3 ve
555 milyar m 3) ve Kuzey Kafkasya'da (6 ve 4 milyar m 3). Volga bölgesinde (6 bcm) ve Uzak Doğu ekonomik bölgelerinde doğal gaz üretimi aynı seviyede kalmıştır.
1994 yılı sonunda üretim seviyelerinde yukarı yönlü bir eğilim olmuştur.
Eski SSCB cumhuriyetlerinden en fazla gazı Rusya Federasyonu sağlıyor, ikinci sırada Türkmenistan (1/10'dan fazla), ardından Özbekistan ve Ukrayna geliyor.
Özellikle önemli olan, Dünya Okyanusu'nun rafındaki doğal gazın çıkarılmasıdır. 1987'de, açık deniz sahaları 12,2 milyar m3 veya ülkede üretilen gazın yaklaşık %2'sini üretti. Aynı yıl ilgili gaz üretimi 41,9 bcm olarak gerçekleşti. Birçok alan için gaz yakıt rezervlerinden biri, kömür ve şeyllerin gazlaştırılmasıdır. Kömürün yeraltı gazlaştırılması Donbass (Lysichansk), Kuzbass (Kiselevsk) ve Moskova Havzası'nda (Tula) gerçekleştirilir.
Doğal gaz, Rus dış ticaretinde önemli bir ihracat ürünü olmuştur ve olmaya devam etmektedir.
Ana doğal gaz işleme merkezleri Urallarda (Orenburg, Shkapovo, Almetyevsk), Batı Sibirya'da (Nizhnevartovsk, Surgut), Volga bölgesinde (Saratov), ​​Kuzey Kafkasya'da (Grozny) ve diğer gaz- taşıyan iller. Gaz işleme tesislerinin hammadde kaynakları - tortular ve büyük gaz boru hatları eğiliminde olduğu belirtilebilir.
Doğal gazın en önemli kullanımı yakıt olarak kullanılmasıdır. Son zamanlarda, doğal gazın ülke yakıt dengesindeki payında artış yönünde bir eğilim var.

Yüksek metan içeriğine sahip en değerli doğal gaz Stavropol (%97.8 CH 4), Saratov (%93.4), Urengoy (%95.16).
Gezegenimizdeki doğal gaz rezervleri çok büyüktür (yaklaşık 1015 m3). Rusya'da 200'den fazla mevduat bilinmektedir, bunlar Batı Sibirya'da, Volga-Ural havzasında, Kuzey Kafkasya'da bulunmaktadır. Rusya, doğal gaz rezervleri açısından dünyada ilk sırada yer almaktadır.
Doğal gaz en değerli yakıt türüdür. Gaz yandığında çok fazla ısı açığa çıkar, bu nedenle kazan tesislerinde, yüksek fırınlarda, açık ocak fırınlarında ve cam eritme fırınlarında enerji verimli ve ucuz bir yakıt görevi görür. Doğal gazın üretimde kullanılması, işgücü verimliliğini önemli ölçüde artırmayı mümkün kılmaktadır.
Doğal gaz, kimya endüstrisi için bir hammadde kaynağıdır: asetilen, etilen, hidrojen, kurum, çeşitli plastikler, asetik asit, boyalar, ilaçlar ve diğer ürünlerin üretimi.

İlişkili petrol gazı- bu, yağ ile birlikte bulunan bir gazdır, yağda çözülür ve basınç altında bir "gaz kapağı" oluşturarak üzerinde bulunur. Kuyudan çıkışta basınç düşer ve ilgili gaz yağdan ayrılır. Bu gaz geçmişte kullanılmadı, sadece yakıldı. Şu anda yakalanıyor ve bir yakıt ve değerli kimyasal hammadde olarak kullanılıyor. İlişkili gazları kullanma olanakları, doğal gazdan bile daha geniştir. kompozisyonları daha zengindir. İlişkili gazlar, doğal gazdan daha az metan içerir, ancak önemli ölçüde daha fazla metan homologu içerirler. İlişkili gazı daha rasyonel kullanmak için daha dar bir bileşime sahip karışımlara bölünür. Ayrıldıktan sonra gaz benzin, propan ve bütan, kuru gaz elde edilir. Bireysel hidrokarbonlar da çıkarılır - etan, propan, bütan ve diğerleri. Bunları hidrojenden arındırarak doymamış hidrokarbonlar elde edilir - etilen, propilen, bütilen, vb.

Petrol ve petrol ürünleri, uygulamaları

Yağ, keskin bir kokuya sahip yağlı bir sıvıdır. Dünyanın birçok yerinde, çeşitli derinliklerde gözenekli kayaları emdirerek bulunur.
Çoğu bilim insanına göre petrol, bir zamanlar dünya üzerinde yaşayan bitki ve hayvanların jeokimyasal olarak değiştirilmiş kalıntılarıdır. Yağın organik kökenine ilişkin bu teori, yağın bitki dokularında bulunan maddelerin bozunma ürünleri olan bazı azotlu maddeler içermesi gerçeğiyle desteklenir. Petrolün inorganik kökeni hakkında da teoriler vardır: dünyanın katmanlarındaki suyun sıcak metal karbürler (karbonlu metal bileşikleri) üzerindeki etkisinin bir sonucu olarak oluşumu, ardından etki altında ortaya çıkan hidrokarbonlarda bir değişiklik. yüksek sıcaklık, yüksek basınç, metallere, havaya, hidrojene vb.
Petrol, bazen yerkabuğunda birkaç kilometre derinlikte bulunan petrol içeren katmanlardan çıkarıldığında, petrol ya üzerinde bulunan gazların basıncı altında yüzeye çıkar ya da pompalarla dışarı pompalanır.

Bugün petrol endüstrisi, kendi yasalarına göre yaşayan ve gelişen büyük bir ulusal ekonomik komplekstir. Petrol bugün ülke ekonomisi için ne anlama geliyor? Petrol, sentetik kauçuk, alkoller, polietilen, polipropilen, çok çeşitli plastikler ve bunlardan bitmiş ürünler, suni kumaşlar üretiminde petrokimya için bir hammaddedir; motor yakıtları (benzin, kerosen, dizel ve jet yakıtları), yağlar ve yağlayıcıların yanı sıra kazan ve fırın yakıtı (fuel oil), inşaat malzemeleri (bitüm, katran, asfalt) üretimi için bir kaynak; Büyümeyi teşvik etmek için hayvan yemlerinde katkı maddesi olarak kullanılan bir dizi protein müstahzarının üretimi için hammadde.
Petrol bizim milli servetimizdir, ülkenin gücünün kaynağı, ekonomisinin temelidir. Rusya'nın petrol kompleksi, 148 bin petrol kuyusu, 48,3 bin km ana petrol boru hattı, yılda toplam 300 milyon tondan fazla petrol kapasitesine sahip 28 petrol rafinerisi ve çok sayıda başka üretim tesisini içermektedir.
Petrol endüstrisi ve hizmet endüstrilerinin işletmelerinde yaklaşık 20 bin kişi bilim ve bilimsel hizmetler alanında olmak üzere yaklaşık 900 bin kişi istihdam edilmektedir.
Geçtiğimiz on yıllar boyunca, kömür endüstrisinin payının azalması ve petrol ve gaz çıkarma ve işleme endüstrilerinin büyümesiyle bağlantılı olarak yakıt endüstrisinin yapısında temel değişiklikler meydana geldi. 1940'ta% 20.5'e ulaştıysa, 1984'te - toplam mineral yakıt üretiminin% 75.3'ü. Artık doğalgaz ve açık ocak kömürü öne çıkıyor. Petrolün enerji amaçlı tüketimi azalacak, aksine kimyasal hammadde olarak kullanımı yaygınlaşacaktır. Halihazırda akaryakıt ve enerji dengesinin yapısında petrol ve gazın payı %74 iken, petrolün payı azalırken, gazın payı büyümektedir ve yaklaşık %41'dir. Kömürün payı %20, kalan %6 ise elektriktir.
Petrol rafinajı ilk olarak Kafkasya'da Dubinin kardeşler tarafından başlatılmıştır. Birincil yağ arıtma, damıtılmasından oluşur. Petrol gazlarının ayrıştırılmasından sonra rafinerilerde damıtma yapılır.

Büyük pratik öneme sahip çeşitli ürünler yağdan izole edilir. İlk olarak, çözünmüş gaz halindeki hidrokarbonlar (esas olarak metan) ondan çıkarılır. Uçucu hidrokarbonların damıtılmasından sonra yağ ısıtılır. Molekülünde az sayıda karbon atomu bulunan ve nispeten düşük kaynama noktasına sahip hidrokarbonlar, buhar durumuna ilk giren ve damıtılan hidrokarbonlardır. Karışımın sıcaklığı yükseldikçe, daha yüksek kaynama noktasına sahip hidrokarbonlar damıtılır. Bu şekilde, yağın tek tek karışımları (fraksiyonları) toplanabilir. Çoğu zaman, böyle bir damıtma ile, daha sonra daha fazla ayrılmaya tabi tutulan dört uçucu fraksiyon elde edilir.
Başlıca yağ fraksiyonları aşağıdaki gibidir.
benzin oranı 40 ila 200 ° C arasında toplanan, C5H12 ila C11H24 arasında hidrokarbonlar içerir. İzole fraksiyonun daha fazla damıtılması üzerine, benzin (t kip = 40–70 °C), benzin
(t kip \u003d 70–120 ° С) - havacılık, otomobil vb.
nafta fraksiyonu 150 ila 250 ° C aralığında toplanan , C 8 H 18 ila C 14 H 30 arasında hidrokarbonlar içerir. Nafta, traktörler için yakıt olarak kullanılır. Büyük miktarlarda nafta işlenerek benzine dönüştürülür.
gazyağı fraksiyonu 180 ila 300 °C kaynama noktasına sahip C 12 H 26 ila C 18 H 38 arasındaki hidrokarbonları içerir. Gazyağı rafine edildikten sonra traktörler, jet uçakları ve roketler için yakıt olarak kullanılır.
Gaz yağı fraksiyonu (t balya > 275 °C), aksi halde denir dizel yakıt.
Yağın damıtılmasından sonra kalıntı - akaryakıt- molekülünde çok sayıda karbon atomuna (onlara kadar) sahip hidrokarbonlar içerir. Akaryakıt ayrıca ayrışmayı önlemek için azaltılmış basınçlı damıtma ile fraksiyonlanır. Sonuç olarak, al güneş yağları(dizel yakıt), yağlama yağları(ototraktör, havacılık, endüstriyel vb.), vazelin(Metal ürünleri korozyondan korumak için yağlamak için teknik vazelin kullanılır, saflaştırılmış vazelin kozmetik ve tıpta temel olarak kullanılır). Bazı yağ türlerinden parafin(kibrit, mum vb. üretimi için). Akaryakıt kalıntılarından uçucu bileşenlerin damıtılmasından sonra katran. Yol yapımında yaygın olarak kullanılmaktadır. Yağlama yağlarının işlenmesine ek olarak, akaryakıt, kazan tesislerinde sıvı yakıt olarak da kullanılmaktadır. Yağın damıtılması sırasında elde edilen benzin tüm ihtiyaçları karşılamaya yetmemektedir. En iyi durumda, % 20'ye kadar benzin yağdan elde edilebilir, gerisi yüksek kaynama noktalı ürünlerdir. Bu bağlamda kimya, büyük miktarlarda benzin elde etmenin yollarını bulma göreviyle karşı karşıya kaldı. A.M. Butlerov tarafından oluşturulan organik bileşiklerin yapısı teorisinin yardımıyla uygun bir yol bulundu. Yüksek kaynama noktalı yağ damıtma ürünleri motor yakıtı olarak kullanım için uygun değildir. Yüksek kaynama noktaları, bu tür hidrokarbonların moleküllerinin çok uzun zincirler olmasından kaynaklanmaktadır. 18'e kadar karbon atomu içeren büyük moleküller parçalanırsa, benzin gibi düşük kaynama noktalı ürünler elde edilir. Bu yolu, 1891'de daha sonra çatlama (bölme anlamına gelen) olarak adlandırılan karmaşık hidrokarbonların bölünmesi için bir yöntem geliştiren Rus mühendis V.G. Shukhov izledi.

Çatlamanın temel gelişimi, katalitik kırma işleminin uygulamaya girmesiydi. Bu işlem ilk olarak 1918'de N.D. Zelinsky tarafından gerçekleştirildi. Katalitik kırma, büyük ölçekte havacılık benzini elde etmeyi mümkün kıldı. 450 °C sıcaklıktaki katalitik parçalama ünitelerinde, katalizörlerin etkisi altında uzun karbon zincirleri ayrılır.

Termal ve katalitik çatlama

Yağ fraksiyonlarını işlemenin ana yolu, çeşitli çatlama türleridir. İlk kez (1871-1878), petrol kırma, St. Petersburg Teknoloji Enstitüsü çalışanı A.A. Letniy tarafından laboratuvar ve yarı endüstriyel ölçekte gerçekleştirildi. Bir kırma tesisi için ilk patent 1891'de Shukhov tarafından alındı. 1920'lerden beri sanayide çatlama yaygınlaştı.
Çatlama, hidrokarbonların ve yağın diğer bileşenlerinin termal ayrışmasıdır. Sıcaklık ne kadar yüksek olursa, çatlama hızı o kadar yüksek ve gaz ve aromatik verimi o kadar yüksek olur.
Sıvı ürünlere ek olarak yağ fraksiyonlarının kırılması, çok önemli bir hammadde üretir - doymamış hidrokarbonlar (olefinler) içeren gazlar.
Aşağıdaki ana çatlama türleri vardır:
sıvı faz (20–60 atm, 430–550 °C), doymamış ve doymuş benzin verir, benzin verimi yaklaşık %50, gazlar %10'dur;
üst boşluk(normal veya düşük basınç, 600 °C), doymamış aromatik benzin verir, verim sıvı fazda çatlamadan daha azdır, büyük miktarda gaz oluşur;
piroliz yağ (normal veya düşük basınç, 650–700 °C), aromatik hidrokarbonların (pirobenzen) bir karışımını verir, yaklaşık %15 verim, hammaddenin yarısından fazlası gaza dönüştürülür;
yıkıcı hidrojenasyon (hidrojen basıncı 200–250 atm, katalizörlerin varlığında 300–400 °C - demir, nikel, tungsten, vb.), %90'a varan verimle marjinal benzin verir;
katalitik çatlama (300–500 °С katalizörlerin varlığında - AlCl 3 , alüminosilikatlar, MoS 3 , Cr 2 O 3 , vb.), aromatik ve doymuş izoyapı hidrokarbonlarının baskın olduğu gaz halinde ürünler ve yüksek dereceli benzin verir.
Teknolojide, sözde katalitik reform- düşük dereceli benzinlerin yüksek dereceli yüksek oktanlı benzinlere veya aromatik hidrokarbonlara dönüştürülmesi.
Kraking sırasındaki ana reaksiyonlar hidrokarbon zincirlerinin ayrılması, izomerizasyon ve siklizasyon reaksiyonlarıdır. Serbest hidrokarbon radikalleri bu süreçlerde büyük rol oynar.

Kok üretimi
ve sıvı yakıt elde etme sorunu

Hisse senetleri sert kömür doğada petrol rezervlerini çok aşıyor. Bu nedenle kömür kimya endüstrisi için en önemli hammadde türüdür.
Şu anda, endüstri birkaç kömür işleme yöntemi kullanmaktadır: kuru damıtma (koklaştırma, yarı koklaştırma), hidrojenasyon, eksik yanma ve kalsiyum karbür üretimi.

Kömürün kuru damıtılması, metalurji veya ev gazında kok elde etmek için kullanılır. Kok kömürü, kok, kömür katranı, katran suyu ve kok gazları elde edilir.
Kömür katranıçok çeşitli aromatik ve diğer organik bileşikler içerir. Normal basınçta damıtılarak birkaç fraksiyona ayrılır. Aromatik hidrokarbonlar, fenoller vb. kömür katranından elde edilir.
kok gazları esas olarak metan, etilen, hidrojen ve karbon monoksit (II) içerir. Bazıları yakılır, bazıları geri dönüştürülür.
Kömürün hidrojenasyonu, bir katalizör, demir oksitler varlığında 250 atm'ye kadar hidrojen basıncı altında 400-600 °C'de gerçekleştirilir. Bu, genellikle nikel veya diğer katalizörler üzerinde hidrojenasyona tabi tutulan sıvı bir hidrokarbon karışımı üretir. Düşük dereceli kahverengi kömürler hidrojene edilebilir.

Kalsiyum karbür CaC 2, kömürden (kok, antrasit) ve kireçten elde edilir. Daha sonra tüm ülkelerin kimya endüstrisinde giderek artan ölçekte kullanılan asetilene dönüştürülür.

OJSC Rosneft-KNOS'un gelişim tarihinden

Tesisin gelişim tarihi, Kuban'ın petrol ve gaz endüstrisi ile yakından bağlantılıdır.
Ülkemizde petrol üretiminin başlangıcı uzak bir geçmiştir. X yüzyılda. Azerbaycan çeşitli ülkelerle petrol ticareti yaptı. Kuban'da, 1864'te Maykop bölgesinde endüstriyel petrol gelişimi başladı. Kuban bölgesi başkanının talebi üzerine General Karmalin, 1880'de D.I. Mendeleev Kuban'ın yağ içeriği hakkında bir fikir verdi: Ilskaya".
İlk beş yıllık planların yapıldığı yıllarda geniş çaplı arama çalışmaları yapılmış ve ticari petrol üretimine başlanmıştır. İlişkili petrol gazı, işçi yerleşimlerinde kısmen ev yakıtı olarak kullanıldı ve bu değerli ürünün çoğu alevlendi. Doğal kaynakların israfına son vermek için, 1952 yılında SSCB Petrol Sanayi Bakanlığı Afipsky köyünde bir gaz ve benzin tesisi kurmaya karar verdi.
1963 yılında Afipsky gaz ve benzin fabrikasının ilk aşamasının işletmeye alınması için bir kanun imzalandı.
1964 yılının başında, Krasnodar Bölgesi'nden gaz kondensatlarının işlenmesi, A-66 benzin ve dizel yakıt üretimi ile başladı. Hammadde Kanevsky, Berezansky, Leningradsky, Maykopsky ve diğer geniş alanlardan gelen gazdı. Üretimi iyileştiren tesis personeli, B-70 havacılık benzini ve A-72 benzini üretiminde ustalaştı.
Ağustos 1970'de, aromatiklerin (benzen, toluen, ksilen) üretimi ile gaz kondensatının işlenmesi için iki yeni teknolojik ünite devreye alındı: ikincil bir damıtma ünitesi ve bir katalitik reform ünitesi. Aynı zamanda biyolojik atıksu arıtımı ile arıtma tesisleri ve tesisin emtia ve hammadde tabanı yapılmıştır.
1975 yılında ksilen üretimi için bir ünite devreye alındı ​​ve 1978'de ithal toluen demetilasyon ünitesi devreye alındı. Tesis, kimya endüstrisi için aromatik hidrokarbon üretimi için Minnefteprom'un liderlerinden biri haline geldi.
Ocak 1980'de işletmenin yönetim yapısını ve üretim birimlerinin organizasyonunu iyileştirmek için üretim birliği Krasnodarnefteorgsintez kuruldu. Dernek üç fabrikadan oluşuyordu: Krasnodar sahası (Ağustos 1922'den beri faaliyette), Tuapse petrol rafinerisi (1929'dan beri çalışıyor) ve Afipsky petrol rafinerisi (Aralık 1963'ten beri çalışıyor).
Aralık 1993'te işletme yeniden düzenlendi ve Mayıs 1994'te Krasnodarnefteorgsintez OJSC, Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC olarak yeniden adlandırıldı.

Makale Met S LLC'nin desteğiyle hazırlanmıştır. Dökme demir küvet, lavabo veya diğer metal çöplerden kurtulmanız gerekiyorsa, en iyi çözüm Met C şirketi ile iletişime geçmek olacaktır. "www.Metalloloms.Ru" adresinde bulunan sitede, monitörünüzün ekranından ayrılmadan, uygun fiyata hurda metal sökme ve sökme siparişi verebilirsiniz. Met S şirketi yalnızca uzun iş tecrübesine sahip yüksek nitelikli uzmanlar istihdam etmektedir.

olmak için sona eriyor

Hidrokarbonlar, modern organik sentez endüstrisinin hemen hemen tüm ürünlerini elde etmek için en önemli hammadde türü olarak hizmet ettikleri ve enerji amaçlı yaygın olarak kullanıldığı için büyük ekonomik öneme sahiptir. Yanma sırasında açığa çıkan güneş ısısını ve enerjisini biriktiriyor gibi görünüyorlar. Turba, kömür, petrol şist, petrol, doğal ve ilgili petrol gazları, yanma sırasında oksijen ile kombinasyonuna ısı salınımının eşlik ettiği karbon içerir.

kömür	turba	sıvı yağ	doğal gaz
sağlam	sağlam	sıvı	gaz
kokusuz	kokusuz	Güçlü koku	kokusuz
tek tip kompozisyon	tek tip kompozisyon	maddelerin karışımı	maddelerin karışımı
tortul tabakalardaki çeşitli bitki birikimlerinin gömülmesi sonucu ortaya çıkan yüksek yanıcı madde içeriğine sahip koyu renkli bir kaya	bataklıkların ve büyümüş göllerin dibinde biriken yarı ayrışmış bitki kütlesinin birikmesi	doğal yanıcı yağlı sıvı, sıvı ve gaz halindeki hidrokarbonların bir karışımından oluşur	organik maddelerin anaerobik ayrışması sırasında dünyanın bağırsaklarında oluşan bir gaz karışımı, gaz tortul kayaçlar grubuna aittir
Kalorifik değer - 1 kg yakıtın yakılmasıyla açığa çıkan kalori sayısı
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Kömür.

Kömür, enerji ve birçok kimyasal ürün için her zaman umut vadeden bir hammadde olmuştur.

19. yüzyıldan itibaren, kömürün ilk büyük tüketicisi ulaşım olmuştur, daha sonra elektrik üretimi, metalurjik kok, kimyasal işleme sırasında çeşitli ürünlerin üretimi, karbon-grafit yapı malzemeleri, plastikler, kaya mumu, kömür üretimi için kömür kullanılmaya başlanmıştır. gübre üretimi için sentetik, sıvı ve gaz halinde yüksek kalorili yakıtlar, yüksek azotlu asitler.

Kömür, aşağıdaki elementleri içeren makromoleküler bileşiklerin karmaşık bir karışımıdır: C, H, N, O, S. Kömür, petrol gibi, örneğin inorganik maddelerin yanı sıra çok miktarda çeşitli organik maddeler içerir. , su, amonyak, hidrojen sülfür ve tabii ki karbonun kendisi - kömür.

Taş kömürünün işlenmesi üç ana yönde gerçekleşir: koklaştırma, hidrojenasyon ve eksik yanma. Kömür işlemenin ana yollarından biri, koklaşma– 1000–1200°C sıcaklıkta kok fırınlarında hava erişimi olmayan kalsinasyon. Bu sıcaklıkta, oksijene erişimi olmayan kömür, en karmaşık kimyasal dönüşümlere uğrar, bunun sonucunda kok ve uçucu ürünler oluşur:

1. kok gazı (hidrojen, metan, karbon monoksit ve karbon dioksit, amonyak, nitrojen ve diğer gazların safsızlıkları);

2. kömür katranı (benzen ve benzerleri, fenol ve aromatik alkoller, naftalin ve çeşitli heterosiklik bileşikler dahil olmak üzere birkaç yüz farklı organik madde);

3. katran üstü veya amonyak, su (çözünmüş amonyak, ayrıca fenol, hidrojen sülfür ve diğer maddeler);

4. kok (katı kok kalıntısı, pratik olarak saf karbon).

Soğutulan kok metalürji tesislerine gönderilir.

Uçucu ürünler (kok fırını gazı) soğutulduğunda, kömür katranı ve amonyak suyu yoğunlaşır.

Yoğunlaşmamış ürünlerin (amonyak, benzen, hidrojen, metan, CO 2 , nitrojen, etilen vb.) Bir sülfürik asit çözeltisinden geçirilmesi, mineral gübre olarak kullanılan amonyum sülfat izole edilir. Benzen çözücü içine alınır ve çözeltiden damıtılır. Daha sonra kok gazı yakıt veya kimyasal hammadde olarak kullanılmaktadır. Kömür katranı küçük miktarlarda (%3) elde edilir. Ancak, üretim ölçeği göz önüne alındığında, kömür katranı, bir dizi organik madde elde etmek için bir hammadde olarak kabul edilir. 350 ° C'ye kadar kaynayan ürünler reçineden uzaklaştırılırsa, katı bir kütle kalır - zift. Vernik imalatında kullanılır.

Kömürün hidrojenasyonu, bir katalizör varlığında 25 MPa'ya kadar hidrojen basıncı altında 400-600°C sıcaklıkta gerçekleştirilir. Bu durumda, motor yakıtı olarak kullanılabilen bir sıvı hidrokarbon karışımı oluşur. Kömürden sıvı yakıt elde etmek. Sıvı sentetik yakıtlar yüksek oktanlı benzin, dizel ve kazan yakıtlarıdır. Kömürden sıvı yakıt elde etmek için hidrojen içeriğini hidrojenasyon ile artırmak gerekir. Hidrojenasyon, tüm organik kömür kütlesini bir sıvıya ve gaza dönüştürmenize izin veren çoklu sirkülasyon kullanılarak gerçekleştirilir. Bu yöntemin avantajı, düşük kaliteli kahverengi kömürün hidrojenlenmesi olasılığıdır.

Kömür gazlaştırma, çevreyi kükürt bileşikleri ile kirletmeden düşük kaliteli kahverengi ve siyah kömürlerin termik santrallerde kullanılmasını mümkün kılacaktır. Konsantre karbon monoksit (karbon monoksit) CO elde etmenin tek yöntemi budur. Kömürün eksik yanması karbon monoksit (II) üretir. Normal veya yüksek basınçta bir katalizör (nikel, kobalt) üzerinde, doymuş ve doymamış hidrokarbonlar içeren benzin üretmek için hidrojen ve CO kullanılabilir:

nCO + (2n+1)H2 → CnH 2n+2 + nH20;

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Kömürün kuru damıtılması 500-550 ° C'de gerçekleştirilirse, bitüm ile birlikte inşaat sektöründe çatı, su yalıtım kaplamaları (çatı keçesi, çatı kaplama keçesi, çatı kaplaması) üretiminde bağlayıcı olarak kullanılan katran elde edilir. vb.).

Doğada, kömür şu bölgelerde bulunur: Moskova bölgesi, Güney Yakutsk havzası, Kuzbass, Donbass, Pechora havzası, Tunguska havzası, Lena havzası.

Doğal gaz.

Doğal gaz, ana bileşeni metan CH 4 (alanına bağlı olarak% 75 ila 98), geri kalanı etan, propan, bütan ve az miktarda safsızlık - azot, karbon monoksit (IV) olan bir gaz karışımıdır. ), hidrojen sülfür ve buharlı su, ve neredeyse her zaman hidrojen sülfür ve yağ - merkaptanların organik bileşikleri. Gaza belirli bir hoş olmayan koku veren onlardır ve yandıklarında toksik kükürt dioksit SO2 oluşumuna yol açarlar.

Genel olarak, hidrokarbonun moleküler ağırlığı ne kadar yüksek olursa, doğal gazda o kadar az bulunur. Farklı alanlardan gelen doğal gazın bileşimi aynı değildir. Hacimce yüzde olarak ortalama bileşimi aşağıdaki gibidir:

CH 4	C2H6	C3H8	C4H10	N 2 ve diğer gazlar
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

Metan, bitki ve hayvan artıklarının anaerobik (hava erişimi olmayan) fermantasyonu sırasında oluşur, bu nedenle dip çökellerinde oluşur ve "bataklık" gazı olarak adlandırılır.

Hidratlı kristal formda metan birikintileri, sözde metan hidrat, bir permafrost tabakasının altında ve okyanusların büyük derinliklerinde bulunur. Düşük sıcaklıklarda (−800ºC) ve yüksek basınçlarda metan molekülleri, su buzu kristal kafesinin boşluklarında bulunur. Bir metreküp metan hidratın buz boşluklarında, 164 metreküp gaz "güve dövülür".

Metan hidrat parçaları kirli buz gibi görünür, ancak havada sarı-mavi bir alevle yanarlar. Gezegenin metan hidrat formunda 10.000 ila 15.000 gigaton karbon depoladığı tahmin edilmektedir (bir giga 1 milyara eşittir). Bu hacimler, şu anda bilinen tüm doğal gaz rezervlerinden çok daha fazladır.

Doğal gaz, doğada sürekli sentezlendiği için yenilenebilir bir doğal kaynaktır. Aynı zamanda "biyogaz" olarak da adlandırılır. Bu nedenle, bugün birçok çevre bilimci, insanlığın müreffeh varlığına ilişkin beklentileri tam olarak gazın alternatif bir yakıt olarak kullanılmasıyla ilişkilendirmektedir.

Yakıt olarak doğal gazın katı ve sıvı yakıtlara göre büyük avantajları vardır. Kalorifik değeri çok daha yüksektir, yandığında kül bırakmaz, yanma ürünleri çok daha çevre dostudur. Bu nedenle üretilen toplam doğal gaz hacminin yaklaşık %90'ı termik santrallerde ve kazan dairelerinde, endüstriyel işletmelerde termik işlemlerde ve günlük yaşamda yakıt olarak yakılmaktadır. Doğal gazın yaklaşık %10'u kimya endüstrisi için değerli bir hammadde olarak kullanılmaktadır: hidrojen, asetilen, kurum, çeşitli plastikler ve ilaçlar üretmek. Metan, etan, propan ve bütan doğal gazdan izole edilir. Metandan elde edilebilen ürünler büyük endüstriyel öneme sahiptir. Metan, birçok organik maddenin sentezi için kullanılır - sentez gazı ve buna dayalı alkollerin daha fazla sentezi; çözücüler (karbon tetraklorür, metilen klorür, vb.); formaldehit; asetilen ve kurum.

Doğal gaz bağımsız yataklar oluşturur. Doğal yanıcı gazların ana yatakları Kuzey ve Batı Sibirya, Volga-Ural havzası, Kuzey Kafkasya (Stavropol), Komi Cumhuriyeti, Astrakhan bölgesi, Barents Denizi'nde bulunmaktadır.