أهم مصادر الهيدروكربونات هي الغازات البترولية الطبيعية والغازات البترولية والنفط والفحم.
عن طريق الاحتياطيات غاز طبيعيالمكان الأول في العالم ينتمي إلى بلدنا. يحتوي الغاز الطبيعي على هيدروكربونات منخفضة الوزن الجزيئي. يحتوي على التركيب التقريبي التالي (من حيث الحجم): 80-98٪ ميثان ، 2-3٪ من أقرب متماثلاته - الإيثان ، البروبان ، البيوتان ، وكمية صغيرة من الشوائب - كبريتيد الهيدروجين Н 2 S ، نيتروجين N 2 ، نبيل الغازات وأول أكسيد الكربون (IV) CO 2 وبخار الماء H 2 O . تكوين الغاز محدد لكل حقل. هناك النمط التالي: كلما زاد الوزن الجزيئي النسبي للهيدروكربون ، قل احتوائه في الغاز الطبيعي.
يستخدم الغاز الطبيعي على نطاق واسع كوقود رخيص وذا قيمة عالية من السعرات الحرارية (يتم إطلاق ما يصل إلى 54400 كيلوجول عند حرق 1 متر مكعب). إنه من أفضل أنواع الوقود للاحتياجات المنزلية والصناعية. بالإضافة إلى ذلك ، يعمل الغاز الطبيعي كمواد خام قيمة للصناعة الكيميائية: لإنتاج الأسيتيلين ، والإيثيلين ، والهيدروجين ، والسخام ، والمواد البلاستيكية المختلفة ، وحمض الخليك ، والأصباغ ، والأدوية وغيرها من المنتجات.
الغازات البترولية المصاحبةتتواجد في الترسبات مع الزيت: تذوب فيه وتوجد فوق الزيت ، وتشكل "غطاء" غازي. عندما يُستخرج الزيت إلى السطح ، تنفصل الغازات عنه بسبب الانخفاض الحاد في الضغط. في السابق ، لم يتم استخدام الغازات المصاحبة وتم حرقها أثناء إنتاج النفط. في الوقت الحاضر ، يتم التقاطها واستخدامها كوقود ومواد خام كيميائية قيمة. تحتوي الغازات المصاحبة على غاز ميثان أقل من الغاز الطبيعي ، ولكن تحتوي على إيثان وبروبان وبيوتان وهيدروكربونات أعلى. بالإضافة إلى ذلك ، فهي تحتوي بشكل أساسي على نفس الشوائب الموجودة في الغاز الطبيعي: H 2 S ، N 2 ، غازات نبيلة ، أبخرة H 2 O ، CO 2 . يتم استخراج الهيدروكربونات الفردية (الإيثان ، البروبان ، البوتان ، إلخ) من الغازات المصاحبة ، ومعالجتها تجعل من الممكن الحصول على الهيدروكربونات غير المشبعة عن طريق نزع الهيدروجين - البروبيلين ، والبيوتيلين ، والبيوتادين ، والتي يتم بعد ذلك تصنيع المطاط والبلاستيك منها. يستخدم خليط من البروبان والبيوتان (غاز مسال) كوقود منزلي. يستخدم البنزين (خليط من البنتان مع الهكسان) كمادة مضافة للبنزين لتحسين اشتعال الوقود عند بدء تشغيل المحرك. يتم الحصول على الأحماض العضوية والكحوليات وغيرها من المنتجات عن طريق أكسدة الهيدروكربونات.
بترول- سائل زيتي قابل للاشتعال لونه بني غامق أو أسود تقريبا ذو رائحة مميزة. إنه أخف من الماء (= 0.73 - 0.97 جم / سم 3) ، غير قابل للذوبان عمليًا في الماء. من حيث التركيب ، الزيت عبارة عن خليط معقد من الهيدروكربونات بأوزان جزيئية مختلفة ، لذلك ليس له نقطة غليان محددة.
يتكون الزيت بشكل أساسي من الهيدروكربونات السائلة (يتم إذابة الهيدروكربونات الصلبة والغازية فيها). عادة ما تكون هذه الألكانات (معظمها ذات بنية طبيعية) ، حلقي ألكانات وساحات ، تختلف نسبتها في الزيوت من الحقول المختلفة بشكل كبير. يحتوي زيت الأورال على المزيد من الساحات. بالإضافة إلى الهيدروكربونات ، يحتوي الزيت على أكسجين وكبريت ومركبات عضوية نيتروجينية.
عادة لا يتم استخدام الزيت الخام. للحصول على منتجات ذات قيمة تقنية من النفط ، يتم معالجتها.
المعالجة الأوليةالنفط يتكون في تقطيرها. يتم التقطير في المصافي بعد فصل الغازات المصاحبة. عند تقطير الزيت ، يتم الحصول على منتجات الزيت الخفيف:
بنزين ( ربالة = 40-200 درجة مئوية) تحتوي على هيدروكربونات C 5 -C 11 ،
النفثا ( ربالة = 150-250 درجة مئوية) تحتوي على هيدروكربونات С 8 –С 14 ،
الكيروسين ( ربالة = 180-300 درجة مئوية) تحتوي على الهيدروكربونات C 12-C 18 ،
زيت الغاز ( ربال> 275 درجة مئوية) ،
والباقي سائل أسود لزج - زيت وقود.
تتم معالجة زيت الوقود كذلك. يتم تقطيره تحت ضغط منخفض (لمنع التحلل) ويتم إطلاق زيوت التشحيم: المغزل ، الماكينة ، الأسطوانة ، إلخ. يتم عزل الفازلين والبارافين عن زيت الوقود لبعض أنواع الزيت. يستخدم زيت الوقود المتبقي بعد التقطير - القطران - بعد الأكسدة الجزئية للحصول على الإسفلت. العيب الرئيسي لتقطير الزيت هو انخفاض إنتاجية البنزين (لا تزيد عن 20٪).
منتجات تقطير البترول لها تطبيقات مختلفة.
بنزينبكميات كبيرة يتم استخدامه كوقود للطيران والسيارات. يتكون عادة من الهيدروكربونات التي تحتوي على متوسط من 5 إلى 9 ذرات C في الجزيئات. النفثايستخدم كوقود للجرارات وكمذيب في صناعة الطلاء والورنيش. يتم معالجة كميات كبيرة منه في البنزين. الكيروسينيتم استخدامه كوقود للجرارات والطائرات النفاثة والصواريخ ، وكذلك للاحتياجات المحلية. زيت الطاقة الشمسية - زيت الغاز- يستخدم كوقود للمحرك ، و زيوت التشحيم- لتزييت الآليات. الفازلينتستخدم في الطب. يتكون من خليط من الهيدروكربونات السائلة والصلبة. البارافينيتم استخدامه للحصول على أحماض كربوكسيلية أعلى ، لتشريب الخشب في إنتاج أعواد الثقاب وأقلام الرصاص ، لتصنيع الشموع ، وتلميع الأحذية ، إلخ. يتكون من خليط من الهيدروكربونات الصلبة. زيت الوقودبالإضافة إلى معالجته إلى زيوت تشحيم وبنزين ، فإنه يستخدم كوقود سائل للمراجل.
في طرق المعالجة الثانويةالزيت ، هناك تغيير في هيكل الهيدروكربونات التي تشكل تركيبته. من بين هذه الطرق ، تكسير الهيدروكربونات البترولية ذو أهمية كبيرة من أجل زيادة محصول البنزين (حتى 65-70٪).
تكسير- عملية تحلل الهيدروكربونات الموجودة في الزيت والتي ينتج عنها تكوين الهيدروكربونات مع عدد أقل من ذرات C في الجزيء. هناك نوعان رئيسيان من التكسير: التكسير الحراري والتحفيزي.
التكسير الحرارييتم عن طريق تسخين المواد الخام (زيت الوقود ، إلخ) عند درجة حرارة 470-550 درجة مئوية وضغط 2-6 ميجا باسكال. في هذه الحالة ، يتم تقسيم جزيئات الهيدروكربونات التي تحتوي على عدد كبير من ذرات C إلى جزيئات تحتوي على عدد أقل من ذرات الهيدروكربونات المشبعة وغير المشبعة. على سبيل المثال:
(آلية جذرية) ،
بهذه الطريقة ، يتم الحصول على بنزين المحرك بشكل أساسي. يصل إنتاجه من الزيت إلى 70٪. اكتشف المهندس الروسي ف.ج.شوخوف التكسير الحراري في عام 1891.
التكسير التحفيزيأجريت في وجود عوامل حفازة (عادة سيليكات الألمنيوم) عند 450-500 درجة مئوية والضغط الجوي. بهذه الطريقة ، يتم الحصول على بنزين الطائرات بعائد يصل إلى 80٪. يتم تطبيق هذا النوع من التكسير بشكل أساسي على أجزاء زيت الكيروسين والغاز من النفط. في التكسير التحفيزي ، جنبًا إلى جنب مع تفاعلات الانقسام ، تحدث تفاعلات الأزمرة. نتيجة لهذا الأخير ، تتشكل الهيدروكربونات المشبعة بهيكل عظمي كربوني متفرع من الجزيئات ، مما يحسن جودة البنزين:
الجازولين المتصدع الحفاز ذو جودة أعلى. تتم عملية الحصول عليها بشكل أسرع ، مع استهلاك أقل للطاقة الحرارية. بالإضافة إلى ذلك ، ينتج التكسير التحفيزي عددًا كبيرًا نسبيًا من الهيدروكربونات المتفرعة السلسلة (مركبات iso) ، والتي تعد ذات قيمة كبيرة للتخليق العضوي.
في ر= 700 درجة مئوية وما فوق يحدث الانحلال الحراري.
الانحلال الحراري- تحلل المواد العضوية دون دخول الهواء في درجات حرارة عالية. في الانحلال الحراري للزيت ، تكون منتجات التفاعل الرئيسية هي الهيدروكربونات الغازية غير المشبعة (الإيثيلين ، الأسيتيلين) والهيدروكربونات العطرية - البنزين ، التولوين ، إلخ. نظرًا لأن الانحلال الحراري للزيت هو أحد أهم الطرق للحصول على الهيدروكربونات العطرية ، غالبًا ما تسمى هذه العملية بالزيت أرومة.
أرمتة- تحويل الألكانات والألكانات الحلقية إلى ساحات. عندما يتم تسخين الأجزاء الثقيلة من المنتجات البترولية في وجود محفز (Pt أو Mo) ، يتم تحويل الهيدروكربونات التي تحتوي على 6-8 ذرات C في جزيء إلى هيدروكربونات عطرية. تتم هذه العمليات أثناء الإصلاح (تكرير البنزين).
الإصلاحيتم تعطير الجازولين عن طريق تسخينها في وجود محفز ، على سبيل المثال Pt. في ظل هذه الظروف ، يتم تحويل الألكانات والألكانات الحلقية إلى هيدروكربونات عطرية ، مما يؤدي أيضًا إلى زيادة عدد الأوكتان من الجازولين بشكل كبير. يتم استخدام الأروماتة للحصول على الهيدروكربونات العطرية الفردية (البنزين والتولوين) من كسور البنزين البترولي.
في السنوات الأخيرة ، تم استخدام الهيدروكربونات البترولية على نطاق واسع كمصدر للمواد الخام الكيميائية. بطرق مختلفة ، يتم استخدامها للحصول على المواد اللازمة لإنتاج البلاستيك ، وألياف النسيج الاصطناعية ، والمطاط الصناعي ، والكحول ، والأحماض ، والمنظفات الاصطناعية ، والمتفجرات ، والمبيدات الحشرية ، والدهون الاصطناعية ، إلخ.
فحمتمامًا مثل الغاز الطبيعي والنفط ، فهو مصدر للطاقة ومادة خام كيميائية قيّمة.
الطريقة الرئيسية لمعالجة الفحم القاري فحم الكوك(التقطير الجاف). أثناء التكويك (التسخين إلى 1000 درجة مئوية - 1200 درجة مئوية بدون دخول الهواء) ، يتم الحصول على منتجات مختلفة: فحم الكوك ، وقطران الفحم ، والماء فوق الراتنج ، وغاز فرن الكوك (رسم بياني).
مخطط
يستخدم فحم الكوك كعامل اختزال في إنتاج الحديد الخام في مصانع التعدين.
يعمل قطران الفحم كمصدر للهيدروكربونات العطرية. يتم إخضاعها للتقطير المعدل والحصول على البنزين والتولوين والزيلين والنفثالين وكذلك الفينولات والمركبات المحتوية على النيتروجين وما إلى ذلك. ورق تسقيف القطران.
يتم الحصول على الأمونيا وكبريتات الأمونيوم والفينول وما إلى ذلك من المياه فوق الراتنج.
يستخدم غاز أفران الكوك لتسخين أفران الكوك (أثناء احتراق 1 م 3 ، يتم إطلاق حوالي 18000 كيلوجول) ، لكنه يخضع بشكل أساسي للمعالجة الكيميائية. لذلك ، يتم إطلاق الهيدروجين منه لتخليق الأمونيا ، والذي يستخدم بعد ذلك للحصول على الأسمدة النيتروجينية ، وكذلك الميثان ، والبنزين ، والتولوين ، وكبريتات الأمونيوم ، والإيثيلين.
إرسال عملك الجيد في قاعدة المعرفة أمر بسيط. استخدم النموذج أدناه
سيكون الطلاب وطلاب الدراسات العليا والعلماء الشباب الذين يستخدمون قاعدة المعرفة في دراساتهم وعملهم ممتنين جدًا لك.
تم النشر على http://www.allbest.ru/
مؤسسة تعليمية مهنية الميزانية
منطقة فورونيج
كلية روسوش الطبية
الموضوع: "النفط والغاز الطبيعي والغاز البترولي والفحم المصاحب"
يؤديها طلاب من 101 مجموعة
كوفالسكايا فيكتوريا
فحصه المعلم: Grineva N.A.
روسوش 2015
مقدمة
النفط والغاز الطبيعي والغازات المصاحبة والفحم.
المصادر الرئيسية للهيدروكربونات هي الغازات البترولية الطبيعية والغازات البترولية والنفط والفحم.
تكسير الفحم والنفط والغاز
الزيت وقود أحفوري سائل ذو لون بني غامق بكثافة 0.70 - 1.04 جم / سم ؟. الزيت عبارة عن مزيج معقد من المواد - بشكل أساسي الهيدروكربونات السائلة. من حيث التركيب ، الزيوت البارافينية ، النفثينية والعطرية. ومع ذلك ، فإن النوع الأكثر شيوعًا من الزيت مختلط. بالإضافة إلى الهيدروكربونات ، تشتمل تركيبة الزيت على شوائب من الأكسجين العضوي ومركبات الكبريت ، وكذلك الماء وأملاح الكالسيوم والمغنيسيوم المذابة فيه. يحتوي على الزيت والشوائب الميكانيكية - الرمل والطين. يعتبر الزيت مادة خام قيمة لإنتاج وقود محركات عالي الجودة. بعد تنقيته من الماء والشوائب الأخرى غير المرغوب فيها ، تتم معالجة الزيت. الطريقة الرئيسية لتكرير النفط هي التقطير. يعتمد على الاختلاف في نقاط غليان الهيدروكربونات التي يتكون منها الزيت. نظرًا لأن الزيت يحتوي على مئات المواد المختلفة ، وكثير منها لها نقاط غليان متشابهة ، فإن فصل الهيدروكربونات الفردية يكاد يكون مستحيلًا. لذلك ، عن طريق التقطير ، يتم فصل الزيت إلى كسور تغلي في نطاق درجة حرارة واسع إلى حد ما. عن طريق التقطير عند الضغط العادي ، يتم فصل الزيت إلى أربعة أجزاء: البنزين (30-180 درجة مئوية) ، والكيروسين (120-315 درجة مئوية) ، والديزل (180-350 درجة مئوية) وزيت الوقود (البقايا بعد التقطير). مع التقطير الأكثر شمولاً ، يمكن تقسيم كل جزء من هذه الكسور إلى عدة كسور أكثر ضيقًا. وبالتالي ، يمكن عزل إيثر البترول (40-70 درجة مئوية) ، والبنزين نفسه (70-120 درجة مئوية) والنفتا (120-180 درجة مئوية) من جزء البنزين (خليط من الهيدروكربونات C5 - C12). يحتوي الأثير البترولي على البنتان والهكسان. إنه مذيب ممتاز للدهون والراتنجات. يحتوي البنزين على هيدروكربونات مشبعة غير متفرعة من البنتانات إلى الديكانات ، وسيكلو ألكانات (سيكلوبنتان وسيكلوهكسان) والبنزين. بعد المعالجة المناسبة ، يستخدم البنزين كوقود للطيران والسيارات
جليد. يستخدم النفثا المحتوي على هيدروكربونات C8 - C14 والكيروسين (خليط من هيدروكربونات C12 - C18) كوقود لأجهزة التدفئة والإضاءة المنزلية. يستخدم الكيروسين بكميات كبيرة (بعد التنظيف الشامل) كوقود للطائرات النفاثة والصواريخ.
جزء الديزل من تكرير الزيت - وقود لمحركات الديزل. زيت الوقود هو خليط من الهيدروكربونات عالية الغليان. يتم الحصول على زيوت التشحيم من زيت الوقود بالتقطير تحت ضغط مخفض. ما تبقى من تقطير زيت الوقود يسمى القطران. يتم الحصول على القار منه. تستخدم هذه المنتجات في بناء الطرق. يستخدم زيت الوقود أيضًا كوقود للغلاية.
الطريقة الرئيسية لتكرير النفط هي أنواع مختلفة من التكسير ، أي التحويل الحراري لمكونات الزيت. هناك الأنواع الرئيسية التالية من التكسير.
التكسير الحراري - يحدث تحلل الهيدروكربونات تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة (500-700 درجة مئوية). على سبيل المثال ، تتشكل جزيئات البنتان والبنتين من جزيء ديكان الهيدروكربون المشبع C10H22:
C10H22> C5H12 + C5H10
البنتان البنتين
كما يتم إجراء التكسير التحفيزي في درجات حرارة عالية ، ولكن في وجود محفز ، مما يجعل من الممكن التحكم في العملية وقيادتها في الاتجاه المطلوب. أثناء تكسير الزيت ، تتشكل الهيدروكربونات غير المشبعة ، والتي تستخدم على نطاق واسع في التخليق العضوي الصناعي.
الغازات البترولية الطبيعية والمرتبطة بها
غاز طبيعي. يحتوي الغاز الطبيعي بشكل رئيسي على الميثان (حوالي 93٪). بالإضافة إلى الميثان ، يحتوي الغاز الطبيعي أيضًا على هيدروكربونات أخرى ، بالإضافة إلى النيتروجين وثاني أكسيد الكربون وغالبًا كبريتيد الهيدروجين. يولد الغاز الطبيعي الكثير من الحرارة أثناء الاحتراق. في هذا الصدد ، فهو يتفوق بشكل كبير على أنواع الوقود الأخرى. لذلك ، يتم استهلاك 90٪ من إجمالي كمية الغاز الطبيعي كوقود في محطات الطاقة المحلية والمؤسسات الصناعية وفي الحياة اليومية. يتم استخدام نسبة 10٪ المتبقية كمادة خام قيمة للصناعات الكيماوية. لهذا الغرض ، يتم عزل الميثان والإيثان والألكانات الأخرى من الغاز الطبيعي. المنتجات التي يمكن الحصول عليها من الميثان ذات أهمية صناعية كبيرة.
الغازات البترولية المصاحبة. تذوب في الزيت تحت الضغط. عندما يتم إحضارها إلى السطح ، ينخفض الضغط وتقل القابلية للذوبان ، ونتيجة لذلك تنطلق الغازات من الزيت. تحتوي الغازات المصاحبة على الميثان ومثيلاته ، بالإضافة إلى الغازات غير القابلة للاحتراق - النيتروجين والأرجون وثاني أكسيد الكربون. تتم معالجة الغازات المصاحبة في محطات معالجة الغاز. تنتج الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان والبنزين المحتوي على الهيدروكربونات مع 5 أو أكثر من ذرات الكربون. يتعرض الإيثان والبروبان لنزع الهيدروجين للحصول على الهيدروكربونات غير المشبعة - الإيثيلين والبروبيلين. يستخدم خليط من البروبان والبيوتان (غاز مسال) كوقود منزلي. يضاف البنزين إلى البنزين العادي لتسريع اشتعاله عند بدء تشغيل محرك الاحتراق الداخلي.
فحم
فحم. تتم معالجة الفحم في ثلاثة اتجاهات رئيسية: التكويك والهدرجة والاحتراق غير الكامل. يحدث التكويك في أفران فحم الكوك عند درجة حرارة 1000-1200 درجة مئوية. عند درجة الحرارة هذه ، بدون الوصول إلى الأكسجين ، يخضع الفحم لتحولات كيميائية معقدة ، ونتيجة لذلك يتم تكوين فحم الكوك والمنتجات المتطايرة. يتم إرسال الكوك المبرد إلى مصانع التعدين. عندما يتم تبريد المنتجات المتطايرة (غاز فرن الكوك) ، يتم تكثيف قطران الفحم وماء الأمونيا. تبقى الأمونيا ، والبنزين ، والهيدروجين ، والميثان ، وثاني أكسيد الكربون ، والنيتروجين ، والإيثيلين ، وما إلى ذلك غير مكثفة.مرر هذه المنتجات من خلال محلول حامض الكبريتيك ، يتم إطلاق كبريتات الأمونيوم ، والتي تستخدم كسماد معدني. يؤخذ البنزين في مذيب ويقطر من المحلول. بعد ذلك ، يتم استخدام غاز فرن الكوك كوقود أو كمادة وسيطة كيميائية. يتم الحصول على قطران الفحم بكميات ضئيلة (3٪). ولكن بالنظر إلى حجم الإنتاج ، يعتبر قطران الفحم مادة خام لإنتاج عدد من المواد العضوية. إذا تم إزالة المنتجات التي تصل درجة غليانها إلى 350 درجة مئوية من الراتينج ، فستبقى كتلة صلبة - درجة. يتم استخدامه لصنع الورنيش. تتم هدرجة الفحم عند درجة حرارة 400-600 درجة مئوية تحت ضغط هيدروجين يصل إلى 25 ميجا باسكال في وجود محفز. هذا يشكل مزيجًا من الهيدروكربونات السائلة ، والتي يمكن استخدامها كوقود للمحرك. ميزة هذه الطريقة هي القدرة على هدرجة الفحم البني منخفض الدرجة. ينتج عن الاحتراق غير الكامل للفحم أول أكسيد الكربون (II). على محفز (نيكل ، كوبالت) عند الضغط العادي أو المرتفع من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون ، يمكنك الحصول على بنزين يحتوي على هيدروكربونات مشبعة وغير مشبعة:
nCO + (2n + 1) H2> CnH2n + 2 + nH2O ؛
nCO + 2nH2> CnH2n + nH2O.
إذا تم إجراء التقطير الجاف للفحم عند درجة حرارة 500-550 درجة مئوية ، فسيتم الحصول على القطران ، والذي يستخدم ، إلى جانب البيتومين ، في أعمال البناء كمواد رابطة في تصنيع الأسقف ، وطلاء العزل المائي (لباد التسقيف ، وشعر الأسقف ، إلخ.).
يوجد اليوم خطر جسيم بحدوث كارثة بيئية. لا يوجد مكان على وجه الأرض لا تعاني فيه الطبيعة من أنشطة المؤسسات الصناعية والحياة البشرية. عند العمل بمنتجات تقطير الزيت ، يجب الحرص على عدم سقوطها في التربة والأجسام المائية. تفقد التربة المشبعة بالمنتجات البترولية خصوبتها لعقود عديدة ، ومن الصعب جدًا استعادتها. في عام 1988 وحده ، عندما تضررت أنابيب النفط ، دخل حوالي 110.000 طن من النفط في واحدة من أكبر البحيرات. هناك حالات مأساوية من زيت الوقود وتصريف الزيت في الأنهار ، حيث يتم تكاثر أنواع الأسماك القيمة. تشكل محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم خطرًا خطيرًا على تلوث الهواء - فهي المصدر الرئيسي للتلوث. محطات الطاقة الكهرومائية العاملة في سهول الأنهار لها تأثير سلبي على المسطحات المائية. من المعروف أن النقل البري يلوث بشدة الغلاف الجوي بمنتجات الاحتراق غير الكامل للبنزين. يواجه العلماء مهمة التقليل من درجة التلوث البيئي.
استنتاج
يحتوي الزيت الطبيعي دائمًا على ماء وأملاح معدنية وشوائب ميكانيكية مختلفة. لذلك ، قبل معالجته للمعالجة ، يخضع الزيت الطبيعي للجفاف وتحلية المياه وعدد من العمليات الأولية الأخرى.
مميزات تقطير الزيت:
1. طريقة الحصول على المنتجات البترولية بتقطير جزء تلو الآخر من الزيت ، على غرار الطريقة التي يتم بها في المختبر ، غير مقبولة للظروف الصناعية.
2. إنها غير منتجة للغاية ومكلفة ولا توفر توزيعًا واضحًا بما فيه الكفاية للهيدروكربونات إلى أجزاء وفقًا لوزنها الجزيئي.
كل هذه العيوب محرومة من طريقة تقطير الزيت في منشآت أنبوبية تعمل باستمرار:
1. يتكون التركيب من فرن أنبوبي لزيت التدفئة وعمود تقطير ، حيث يتم فصل الزيت إلى كسور (نواتج التقطير) ، ومخاليط فردية من الهيدروكربونات وفقًا لنقاط غليانها - البنزين ، النفثا ، الكيروسين ، إلخ ؛
2. في الفرن الأنبوبي ، يوجد أنبوب طويل على شكل ملف.
3. يتم تسخين الفرن عن طريق حرق زيت الوقود أو الغاز.
4. يتم إمداد الزيت بشكل مستمر عبر خط الأنابيب ، حيث يسخن حتى 320-350 درجة مئوية ويدخل في عمود التقطير في شكل خليط من السائل والبخار.
مميزات الغاز الطبيعي.
1. المكون الرئيسي للغاز الطبيعي هو الميثان.
2. إلى جانب الميثان ، يحتوي الغاز الطبيعي على الإيثان والبروبان والبيوتان.
3. بشكل عام ، كلما زاد الوزن الجزيئي للهيدروكربون ، قل في الغاز الطبيعي.
4. تركيب الغاز الطبيعي من الحقول المختلفة ليس هو نفسه. متوسط تكوينه (بالنسبة المئوية من حيث الحجم) هو كما يلي: أ) CH4 - 80-97 ؛ ب) C2H6 - 0.5-4.0 ؛ ج) C3H8 - 0.2-1.5.
5. كوقود ، الغاز الطبيعي له مزايا كبيرة على الوقود الصلب والسائل.
6. حرارة الاحتراق أعلى بكثير ، ولا تترك رمادًا عند الاحتراق.
7. منتجات الاحتراق صديقة للبيئة أكثر بكثير.
8. يستخدم الغاز الطبيعي على نطاق واسع في محطات الطاقة الحرارية ، ومصانع الغلايات الصناعية ، والأفران الصناعية المختلفة.
تطبيقات الغاز الطبيعي
1. يسمح احتراق الغاز الطبيعي في الأفران العالية بتقليل استهلاك فحم الكوك ، وتقليل محتوى الكبريت في الحديد الخام وزيادة إنتاجية الفرن بشكل ملحوظ.
2. استخدام الغاز الطبيعي في المنزل.
3. في الوقت الحاضر ، بدأ استخدامه في المركبات (في أسطوانات الضغط العالي) ، مما يوفر البنزين ، ويقلل من تآكل المحرك ، وبفضل الاحتراق الكامل للوقود ، يحافظ على حوض هواء نظيف.
4. يعتبر الغاز الطبيعي مصدرا مهما للمواد الخام للصناعات الكيماوية وسيزداد دوره في هذا المجال.
5. يتم الحصول على الهيدروجين والأسيتيلين والسخام من الميثان.
ميزات الغاز البترولي المصاحب:
1. الغاز البترولي المصاحب هو أيضًا غاز طبيعي حسب مصدره.
2. حصلت على اسم خاص لأنها تقع في رواسب مع النفط - يذوب فيها وتقع فوق النفط ، وتشكل "غطاء" غازي ؛ 3) عند استخلاص الزيت إلى السطح فإنه ينفصل عنه بسبب انخفاض حاد في الضغط.
طرق استخدام الغاز البترولي المصاحب.
1. في السابق ، لم يتم استخدام الغاز المصاحب وتم حرقه على الفور في الحقل.
2. في الوقت الحاضر ، يتم التقاطه بشكل متزايد لأنه ، مثل الغاز الطبيعي ، وقود جيد ومادة خام كيميائية قيّمة.
3. إمكانية استخدام الغاز المصاحب أكبر بكثير من تلك الخاصة بالغاز الطبيعي. إلى جانب الميثان ، يحتوي على كميات كبيرة من الهيدروكربونات الأخرى: الإيثان والبروبان والبيوتان والبنتان.
فحم:
يعد الفحم من أهم مصادر الوقود والطاقة للبشرية. يطلق عليه أحيانًا ضوء الشمس المتحجر. نتيجة للتحلل المطول والتحول الكيميائي للكتل العملاقة من الأشجار والأعشاب الميتة ، والتي حدثت في ما يسمى بالفترة الكربونية - منذ 210-280 مليون سنة ، تراكمت الغالبية العظمى من احتياطيات اليوم من هذه المادة الخام في أحشاء. احتياطياتها العالمية تتجاوز 15 تريليون طن. يتم استخراج المزيد من الفحم على كوكبنا أكثر من أي معدن آخر: حوالي 2.5 مليار طن سنويًا ، أو حوالي 700 كجم لكل ساكن على الأرض.
استخدام الفحم متنوع وواسع للغاية. يتم استخدامه لتوليد الكهرباء في محطات الطاقة الحرارية ، كما يتم حرقه لأغراض الطاقة الأخرى ؛ يتم الحصول على فحم الكوك منه لإنتاج المعادن ، ويتم تصنيع حوالي 300 منتج صناعي آخر أثناء المعالجة الكيميائية. في الآونة الأخيرة ، كانت هناك زيادة في استهلاك الفحم لأغراض جديدة - إنتاج شمع الصخور ، والبلاستيك ، والوقود الغازي عالي السعرات الحرارية ، والمواد المركبة عالية الكربون والجرافيت ، والعناصر النادرة - الجرمانيوم والغاليوم.
لقرون عديدة ، كان الفحم ولا يزال أحد الأنواع الرئيسية للوقود التكنولوجي ووقود الطاقة ، وتتزايد أهميته كمواد خام للصناعات الكيماوية. لذلك ، يتم استكشاف المزيد والمزيد من رواسب الفحم الجديدة ، ويتم بناء المحاجر والمناجم لإنتاجه.
فهرس
1. ألينا إيغوريفنا تيتارينكو. ورقة الغش العضوية
تم النشر على Allbest.ur
وثائق مماثلة
الحالات الرئيسية للغاز الطبيعي التي تحدث في باطن الأرض وفي شكل هيدرات الغاز في المحيطات ومناطق التربة الصقيعية في القارات. التركيب الكيميائي والخواص الفيزيائية للغاز الطبيعي وحقوله وإنتاجه. استخدام الغاز البترولي المصاحب.
تمت إضافة العرض التقديمي 03/08/2011
الأهداف والغايات والعمليات الأساسية والمخططات التكنولوجية لوحدات معالجة غاز البترول المصاحب. طرق تنقية الغاز من مكثفات الغاز ، والزيت ، والقطيرات ، والمشتتة بدقة ، ورطوبة الهباء الجوي ، وشوائب الحمأة الميكانيكية. تنظيف امتصاص الغاز.
مجردة ، تمت الإضافة في 01/11/2013
طرق إنتاج الغاز التخليقي ، تغويز الفحم. حلول هندسية جديدة في تغويز الفحم. تحويل الميثان إلى غاز تخليقي. توليف فيشر تروبش. الأجهزة والتصميم الفني للعملية. المنتجات المشتقة من الغاز التخليقي.
أطروحة تمت الإضافة في 01/04/2009
توصيف الخواص الفيزيائية والكيميائية للزيت وإنتاجه وتركيبه وأنواع الكسور أثناء التقطير. ميزات تكرير النفط ، جوهر التكسير التحفيزي وفحم الكوك. تطبيق الزيت والمشاكل البيئية لمصافي النفط.
تمت إضافة العرض بتاريخ 05/16/2013
يعتبر الغاز الطبيعي من أهم أنواع الوقود الأحفوري ، ويحتل مناصب رئيسية في موازين الوقود والطاقة في العديد من البلدان. الغازات البترولية المصاحبة كمنتجات ثانوية لإنتاج النفط. استخراج ومعالجة ونقل واستخدام الغازات.
تمت إضافة العرض في 01/08/2012
دراسة الوظائف والخصائص والمبادئ الرئيسية للمحفزات. أهمية المحفزات في معالجة النفط والغاز. المراحل الرئيسية لتكرير النفط وخاصة استخدام المواد الحفازة. أساسيات تحضير المحفزات الصلبة لتكرير النفط.
الملخص ، أضيف بتاريخ 05/10/2010
الطرق الأولية والأساسية لتكرير النفط. زيادة عائد البنزين والمنتجات الخفيفة الأخرى. عمليات المعالجة المدمرة للمواد الخام البترولية. تكوين منتجات السباق المباشر. أنواع عمليات التكسير. المخطط التكنولوجي لوحدة التكسير.
ورقة مصطلح ، تمت الإضافة في 03/29/2009
جوهر مفهوم "الغازات البترولية". سمة مميزة لتكوين الغازات البترولية المصاحبة. البحث عن النفط والغاز. ميزات الحصول على الغاز. بنزين غاز ، غاز البروبان-الركام ، غاز جاف. استخدام الغازات البترولية المصاحبة. طرق استخدام APG.
تمت إضافة العرض بتاريخ 18/05/2011
الخصائص الفيزيائية والكيميائية للزيت. طرق التقطير ومزاياها وعيوبها. تأثير المعلمات التكنولوجية على هذه العملية. توصيف وتطبيق المنتجات البترولية التي تم الحصول عليها في وحدة التقطير الفراغي الجوي.
ورقة مصطلح ، تمت إضافتها في 03/05/2015
تاريخ استخدام الزيت كمادة وسيطة لإنتاج المركبات العضوية. المناطق الرئيسية وحقول النفط. كسور الزيت ، ملامح التحضير للمعالجة. جوهر التكسير وأنواع المنتجات البترولية وأنواع البنزين.
تكرير النفط
الزيت عبارة عن مزيج متعدد المكونات من مواد مختلفة ، وخاصة الهيدروكربونات. تختلف هذه المكونات عن بعضها البعض من حيث نقاط الغليان. في هذا الصدد ، إذا تم تسخين الزيت ، فستتبخر منه أولاً مكونات الغليان الأخف وزناً ، ثم المركبات ذات نقطة الغليان الأعلى ، إلخ. تستند هذه الظاهرة تكرير الزيت الأولي تتكون في التقطير (تصحيح) نفط. تسمى هذه العملية الأولية ، حيث يُفترض أنه خلال مسارها لا تحدث تحولات كيميائية للمواد ، ويتم فصل الزيت فقط إلى كسور بنقاط غليان مختلفة. يوجد أدناه رسم تخطيطي لعمود التقطير مع وصف موجز لعملية التقطير نفسها:
قبل عملية التصحيح يتم تحضير الزيت بطريقة خاصة وهي التخلص من الشوائب المائية بالأملاح الذائبة فيها ومن الشوائب الميكانيكية الصلبة. يدخل الزيت المحضر بهذه الطريقة إلى الفرن الأنبوبي ، حيث يتم تسخينه إلى درجة حرارة عالية (320-350 درجة مئوية). بعد التسخين في فرن أنبوبي ، يدخل الزيت بدرجة حرارة عالية إلى الجزء السفلي من عمود التقطير ، حيث تتبخر الأجزاء الفردية وترتفع أبخرةها إلى أعلى عمود التقطير. كلما ارتفع قسم عمود التصحيح ، انخفضت درجة حرارته. وبالتالي ، يتم اختيار الكسور التالية على ارتفاعات مختلفة:
1) غازات التقطير (مأخوذة من أعلى العمود ، وبالتالي لا تتجاوز درجة غليانها 40 درجة مئوية) ؛
2) جزء البنزين (نقطة الغليان من 35 إلى 200 درجة مئوية) ؛
3) جزء النافتا (نقطة الغليان من 150 إلى 250 حوالي درجة مئوية) ؛
4) جزء الكيروسين (نقطة الغليان من 190 إلى 300 درجة مئوية تقريبًا) ؛
5) جزء الديزل (نقطة الغليان من 200 إلى 300 درجة مئوية) ؛
6) زيت الوقود (نقطة الغليان أكثر من 350 درجة مئوية).
وتجدر الإشارة إلى أن الأجزاء الوسطى التي يتم إطلاقها أثناء تقطير الزيت لا تتوافق مع معايير جودة الوقود. بالإضافة إلى ذلك ، نتيجة لتقطير الزيت ، يتم تكوين كمية كبيرة من زيت الوقود ، وهو بأي حال من الأحوال المنتج الأكثر طلبًا. في هذا الصدد ، بعد تكرير النفط الأولي ، تتمثل المهمة في زيادة العائد من أجزاء البنزين الأكثر تكلفة ، على وجه الخصوص ، وكذلك تحسين جودة هذه الأجزاء. يتم حل هذه المهام باستخدام عمليات مختلفة. تكرير الزيت الثانوي ، على سبيل المثال مثل تكسيروالإصلاح .
وتجدر الإشارة إلى أن عدد العمليات المستخدمة في التكرير الثانوي للنفط أكبر بكثير ، ونحن نتطرق فقط إلى بعض العمليات الرئيسية. دعنا الآن نتعرف على معنى هذه العمليات.
التكسير (الحراري أو التحفيزي)
تم تصميم هذه العملية لزيادة محصول جزء البنزين. لهذا الغرض ، تتعرض الأجزاء الثقيلة ، مثل زيت الوقود ، لتسخين قوي ، غالبًا في وجود عامل حفاز. نتيجة لهذا التأثير ، يتمزق الجزيئات طويلة السلسلة التي تتكون منها الكسور الثقيلة وتتشكل الهيدروكربونات ذات الوزن الجزيئي المنخفض. في الواقع ، يؤدي هذا إلى عائد إضافي من جزء البنزين ، وهو أكثر قيمة من زيت الوقود الأصلي. ينعكس الجوهر الكيميائي لهذه العملية في المعادلة:
الإصلاح
تفي هذه العملية بمهمة تحسين جودة جزء البنزين ، على وجه الخصوص ، زيادة ثبات التفجير (رقم الأوكتان). هذه هي خاصية البنزين التي يشار إليها في محطات الوقود (البنزين 92 ، 95 ، 98 ، إلخ).
نتيجة لعملية الإصلاح ، تزداد نسبة الهيدروكربونات العطرية في جزء البنزين ، والذي يحتوي ، من بين الهيدروكربونات الأخرى ، على واحد من أعلى أرقام الأوكتان. يتم تحقيق هذه الزيادة في نسبة الهيدروكربونات العطرية بشكل أساسي نتيجة تفاعلات إزالة الماء أثناء عملية إعادة التشكيل. على سبيل المثال ، مع تسخين قوي بدرجة كافية ن- الهكسان في وجود محفز بلاتيني ، يتحول إلى بنزين ، و n- هيبتان بطريقة مماثلة إلى تولوين:
معالجة الفحم
الطريقة الرئيسية لمعالجة الفحم القاري فحم الكوك . فحم الكوكتسمى العملية التي يتم فيها تسخين الفحم دون الوصول إلى الهواء. في الوقت نفسه ، نتيجة لهذا التسخين ، يتم عزل أربعة منتجات رئيسية من الفحم:
1) فحم الكوك
مادة صلبة تكاد تكون كربون نقي.
2) قطران الفحم
يحتوي على عدد كبير من المركبات العطرية المختلفة في الغالب ، مثل متماثلات البنزين ، والفينولات ، والكحولات العطرية ، والنفثالين ، ومتجانسات النفثالين ، إلخ ؛
3) ماء الأمونيا
على الرغم من اسمه ، يحتوي هذا الجزء ، بالإضافة إلى الأمونيا والماء ، على الفينول وكبريتيد الهيدروجين وبعض المركبات الأخرى.
4) غاز فرن الكوك
المكونات الرئيسية لغاز أفران الكوك هي الهيدروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والإيثيلين ، إلخ.
هل يتعامل اليابانيون مع وقود الغاز في المستقبل؟ 13 يناير 2013
بدأت اليابان اليوم إنتاجًا تجريبيًا لهيدرات الميثان ، وهو نوع من الغاز الطبيعي ، يمكن لاحتياطياته ، وفقًا لعدد من الخبراء ، أن تحل إلى حد كبير مشاكل الطاقة في البلاد. بدأت سفينة الأبحاث الخاصة "تشيكيو" / "إيرث" / عمليات الحفر في المحيط الهادي على بعد 70 كيلومترًا جنوب شبه جزيرة أتسومي بالقرب من مدينة ناغويا على الساحل الشرقي لجزيرة هونشو اليابانية الرئيسية.
خلال العام الماضي ، أجرى المتخصصون اليابانيون سلسلة من التجارب على حفر قاع المحيط الهادئ بحثًا عن هيدرات الميثان. هذه المرة يعتزمون اختبار الإنتاج الكامل لموارد الطاقة واستخراج غاز الميثان منها. إذا نجحت ، سيبدأ التطوير التجاري للحقل بالقرب من مدينة ناغويا في عام 2018.
هيدرات الميثان أو هيدرات الميثان عبارة عن مزيج من غاز الميثان مع الماء ، يشبه في المظهر ثلجًا أو ثلجًا ذائبًا سائبًا. هذا المورد واسع الانتشار بطبيعته - على سبيل المثال ، في منطقة التربة الصقيعية. توجد احتياطيات كبيرة من هيدرات الميثان تحت قاع المحيط ، والتي كانت حتى الآن تعتبر غير مربحة للتطوير. ومع ذلك ، يدعي الخبراء اليابانيون أنهم وجدوا تقنيات فعالة من حيث التكلفة نسبيًا.
تقدر احتياطيات هيدرات الميثان فقط في المنطقة الواقعة جنوب مدينة ناغويا بحوالي 1 تريليون متر مكعب. من الناحية النظرية ، يمكنهم تلبية احتياجات اليابان من الغاز الطبيعي بالكامل لمدة 10 سنوات. بشكل عام ، وفقًا لتوقعات الخبراء ، ستكون رواسب هيدرات الميثان تحت قاع المحيط في المناطق المجاورة من البلاد كافية لمدة 100 عام تقريبًا. ومع ذلك ، فإن تكلفة هذا الوقود ، مع مراعاة تكاليف المعالجة والنقل والتكاليف الأخرى ، لا تزال أعلى من سعر السوق للغاز الطبيعي التقليدي.
حاليا ، اليابان محرومة من موارد الطاقة وتستوردها بالكامل. طوكيو ، على وجه الخصوص ، هي أكبر مشتر في العالم للغاز الطبيعي المسال. في الآونة الأخيرة ، بعد الحادث الذي وقع في محطة فوكوشيما 1 للطاقة النووية والإغلاق التدريجي لجميع محطات الطاقة النووية ، ازدادت احتياجات اليابان من الطاقة.
على الرغم من تطوير مصادر الطاقة البديلة ، لا يزال الوقود الأحفوري محتفظًا به ، وفي المستقبل المنظور ، سيحتفظ بدور رئيسي في توازن الوقود على كوكب الأرض. وفقًا لتوقعات خبراء من شركة ExxonMobil ، سيزداد استهلاك موارد الطاقة في الثلاثين عامًا القادمة على كوكب الأرض بمقدار النصف. مع انخفاض إنتاجية رواسب الهيدروكربونات المعروفة ، يتم اكتشاف رواسب كبيرة جديدة أقل فأقل ، واستخدام الفحم يضر بالبيئة. ومع ذلك ، يمكن تعويض الاحتياطيات المتضائلة من الهيدروكربونات التقليدية.
نفس خبراء إكسون موبيل لا يميلون إلى تهويل الموقف. أولاً ، تتطور تقنيات إنتاج النفط والغاز. اليوم ، في خليج المكسيك ، على سبيل المثال ، يُستخرج النفط من عمق 2.5 إلى 3 كيلومترات تحت سطح الماء ، وهذه الأعماق لم تكن متصورة قبل 15 عامًا. ثانيًا ، يتم تطوير تقنيات معالجة الأنواع المعقدة من الهيدروكربونات (الزيوت الثقيلة والعالية الكبريت) وبدائل النفط (القار ، الرمال الزيتية). يتيح لك ذلك العودة إلى مناطق التعدين التقليدية واستئنافها ، وكذلك بدء التعدين في مناطق جديدة. على سبيل المثال ، في تتارستان ، وبدعم من شركة شل ، بدأ إنتاج ما يسمى بـ "الزيت الثقيل". في كوزباس ، يجري تطوير مشاريع لاستخراج غاز الميثان من طبقات الفحم.
يرتبط الاتجاه الثالث للحفاظ على مستوى إنتاج الهيدروكربون بالبحث عن طرق لاستخدام أنواعها غير التقليدية. من بين الأنواع الجديدة الواعدة من المواد الخام الهيدروكربونية ، حدد العلماء هيدرات الميثان ، التي يبلغ احتياطيها على الكوكب ، وفقًا للتقديرات التقريبية ، 250 تريليون متر مكعب على الأقل (من حيث قيمة الطاقة ، هذا يزيد مرتين عن القيمة. من جميع احتياطيات النفط والفحم والغاز على الكوكب مجتمعة) ...
هيدرات الميثان هو مركب فوق الجزيئي من الميثان مع الماء. يوجد أدناه نموذج جزيئي لهيدرات الميثان. تتشكل شبكة من جزيئات الماء (الجليد) حول جزيء الميثان. الاتصال مستقر في درجات حرارة منخفضة وضغوط مرتفعة. على سبيل المثال ، تكون هيدرات الميثان مستقرة عند درجات حرارة 0 درجة مئوية وضغط 25 بار وما فوق. يحدث هذا الضغط عند عمق محيط يبلغ حوالي 250 مترًا ، وعند الضغط الجوي ، تظل هيدرات الميثان مستقرة عند درجة حرارة -80 درجة مئوية.
نموذج هيدرات الميثان
إذا تم تسخين هيدرات الميثان أو انخفض الضغط ، يتحلل المركب إلى ماء وغاز طبيعي (ميثان). من متر مكعب واحد من هيدرات الميثان عند الضغط الجوي العادي ، يمكن الحصول على 164 متر مكعب من الغاز الطبيعي.
تقدر وزارة الطاقة الأمريكية أن احتياطيات الكوكب من هيدرات الميثان هائلة. ومع ذلك ، حتى الآن لا يتم استخدام هذا المركب عمليًا كمصدر للطاقة. قام القسم بتطوير وتنفيذ برنامج كامل (برنامج البحث والتطوير) للبحث عن إنتاج هيدرات الميثان وتقييمه وتسويقه.
كومة من هيدرات الميثان في قاع البحر
ليس من قبيل المصادفة أن الولايات المتحدة مستعدة لتخصيص أموال كبيرة لتطوير تقنيات لاستخراج هيدرات الميثان. يمثل الغاز الطبيعي ما يقرب من 23 ٪ من رصيد الوقود في البلاد. يتم الحصول على معظم الغاز الطبيعي الأمريكي عبر خطوط الأنابيب من كندا. في عام 2007 ، بلغ استهلاك الغاز الطبيعي في الدولة 623 مليار متر مكعب. م بحلول عام 2030 ، يمكن أن تنمو بنسبة 18-20 ٪. لا يمكن استخدام حقول الغاز الطبيعي التقليدية في الولايات المتحدة الأمريكية وكندا وفي الخارج لضمان هذا المستوى من الإنتاج.
لكن هنا كما يقولون هناك مشكلة أخرى: جنبا إلى جنب مع الغاز ، سترتفع كتلة ضخمة من الماء ، والتي سيحتاج الغاز منها إلى تنقية بكل حماسة ممكنة. لا توجد مثل هذه المحركات ، باختصار ستكون غير مبالية حتى 1٪ من كتلة الوقود على شكل كلوريدات وأملاح أخرى للمحيطات. سوف تموت محركات الديزل أولاً ، وستستمر التوربينات لفترة أطول قليلاً. هل هذا محرك احتراق خارجي من ستيرلنغ؟
لذا فإن توريد الغاز مباشرة من الطبقة السفلية إلى خط الأنابيب لن يعمل بأي شكل من الأشكال. Golovnikov ، عند التنظيف ، لدغة اليابانية فوق السطح. وبعد ذلك ، ستعالج المناطق الخضراء التلوث في سمك المحيط من خلال طبقاته السفلية. على الأرجح ، سيتم سحب تيار من الرمل والشوائب الأخرى على طول التيار وسيكون مرئيًا من الفضاء. مثل طائرة نفاثة من مضيق البوسفور في بحر مرمرة.
بالنسبة لي ، يذكرني هذا المشروع وآفاقه بمشروع الغاز الصخري الغامض والمثير للجدل إلى حد كبير.
مصادر
1. المصادر الطبيعية للهيدروكربونات: الغاز والنفط والفحم. معالجتها والتطبيق العملي.
المصادر الطبيعية الرئيسية للهيدروكربونات هي النفط والغازات البترولية الطبيعية والغازات البترولية والفحم.
الغازات البترولية الطبيعية والمرتبطة بها.
الغاز الطبيعي هو خليط من الغازات ، المكون الرئيسي منها الميثان ، والباقي هو الإيثان والبروبان والبيوتان وكمية صغيرة من الشوائب - النيتروجين وأول أكسيد الكربون (IV) وكبريتيد الهيدروجين وبخار الماء. يتم استهلاك 90٪ منه كوقود ، ويتم استخدام الـ 10٪ المتبقية كمواد خام للصناعات الكيماوية: الحصول على الهيدروجين ، والإيثيلين ، والأسيتيلين ، والسخام ، وأنواع البلاستيك المختلفة ، والأدوية ، إلخ.
غاز البترول المصاحب هو أيضًا غاز طبيعي ، ولكنه يحدث مع الزيت - فهو فوق الزيت أو يذوب فيه تحت الضغط. يحتوي الغاز المصاحب على 30-50٪ ميثان ، والباقي يتم حسابه من خلال متماثلاته: الإيثان والبروبان والبيوتان والهيدروكربونات الأخرى. بالإضافة إلى أنه يحتوي على نفس الشوائب الموجودة في الغاز الطبيعي.
ثلاثة أجزاء من الغاز المصاحب:
1. البنزين البنزين. يضاف إلى البنزين لتحسين بدء تشغيل المحرك ؛
2. خليط البروبان - البيوتان. تستخدم كوقود منزلي ؛
3. الغاز الجاف. تستخدم للحصول على الأسيثيلين والهيدروجين والإيثيلين والمواد الأخرى ، والتي يتم منها إنتاج المطاط والبلاستيك والكحول والأحماض العضوية وما إلى ذلك.
بترول.
الزيت هو سائل زيتي أصفر أو بني فاتح إلى أسود مع رائحة مميزة. إنه أخف من الماء وغير قابل للذوبان فيه عمليا. الزيت عبارة عن مزيج من حوالي 150 هيدروكربونيًا ممزوجًا بمواد أخرى ، لذلك ليس له نقطة غليان محددة.
يستخدم 90٪ من الزيت المنتج كمادة وسيطة لإنتاج أنواع مختلفة من الوقود ومواد التشحيم. في الوقت نفسه ، يعتبر النفط مادة خام قيمة للصناعات الكيماوية.
أسمي النفط الخام المستخرج من أحشاء الأرض. لا يتم استخدام الزيت الخام ، يتم معالجته. يتم تنقية الزيت الخام من الغازات والماء والشوائب الميكانيكية ، ثم يتم تعريضه للتقطير الجزئي.
التقطير هو عملية فصل المخاليط إلى مكونات فردية ، أو كسور ، بناءً على الاختلاف في نقاط غليانها.
عند تقطير الزيت ، يتم عزل عدة أجزاء من المنتجات النفطية:
1. جزء الغاز (الغليان = 40 درجة مئوية) يحتوي على ألكانات عادية ومتفرعة СН4 - С4Н10 ؛
2. جزء البنزين (الغليان = 40 - 200 درجة مئوية) يحتوي على هيدروكربونات С 5 12 - С 11 Н 24 ؛ أثناء التقطير المتكرر ، يتم إطلاق منتجات الزيت الخفيف من الخليط ، ويغلي في درجات حرارة منخفضة: الأثير البترولي ، وبنزين الطائرات ، وبنزين المحرك ؛
3. جزء النفتا (بنزين ثقيل ، bp = 150 - 250 درجة مئوية) ، يحتوي على هيدروكربونات من التركيبة C 8 H 18 - C 14 H 30 ، ويستخدم كوقود للجرارات وقاطرات الديزل والشاحنات ؛
4. يشتمل جزء الكيروسين (الغليان = 180 - 300 درجة مئوية) على هيدروكربونات من التركيبة C 12 H 26 - C 18 H 38 ؛ يتم استخدامه كوقود للطائرات النفاثة والصواريخ ؛
5. زيت الغاز (bp = 270 - 350 ° C) يستخدم كوقود ديزل ويتم تكسيره على نطاق واسع.
بعد تقطير الكسور ، يبقى سائل لزج داكن - زيت الوقود. يتم عزل زيوت الديزل والفازلين والبارافين من زيت الوقود. بقايا تقطير زيت الوقود هي القطران ، وتستخدم في إنتاج المواد لبناء الطرق.
يعتمد إعادة تدوير الزيت على العمليات الكيميائية:
1. التكسير - انقسام جزيئات الهيدروكربون الكبيرة إلى جزيئات أصغر. يميز بين التكسير الحراري والتكسير التحفيزي ، وهو أكثر شيوعًا في الوقت الحاضر.
2. الإصلاح (الأروماتة) هو تحويل الألكانات وسيكلو ألكانات إلى مركبات عطرية. تتم هذه العملية عن طريق تسخين البنزين عند ضغط مرتفع في وجود محفز. يستخدم الإصلاح للحصول على الهيدروكربونات العطرية من أجزاء البنزين.
3. يتم إجراء التحلل الحراري للمنتجات البترولية عن طريق تسخين المنتجات البترولية إلى درجة حرارة 650-800 درجة مئوية ، ومنتجات التفاعل الرئيسية هي الهيدروكربونات الغازية والعطرية غير المشبعة.
النفط مادة خام لإنتاج ليس فقط الوقود ، ولكن أيضًا العديد من المواد العضوية.
فحم.
يعتبر الفحم القار أيضًا مصدرًا للطاقة ومادة خام كيميائية قيمة. يحتوي تكوين الفحم بشكل أساسي على مواد عضوية ، بالإضافة إلى الماء والمعادن التي تشكل الرماد عند الاحتراق.
أحد أنواع معالجة الفحم هو فحم الكوك - وهي عملية تسخين الفحم إلى درجة حرارة 1000 درجة مئوية دون الوصول إلى الهواء. يتم تفحيم الفحم في أفران فحم الكوك. يتكون فحم الكوك من كربون نقي تقريبًا. يتم استخدامه كعامل اختزال في إنتاج الأفران العالية للحديد الخام في مصانع التعدين.
المواد المتطايرة أثناء التكثيف قطران الفحم (يحتوي على العديد من المواد العضوية المختلفة ، معظمها عطري) ، ماء الأمونيا (يحتوي على الأمونيا وأملاح الأمونيوم) وغاز أفران الكوك (يحتوي على الأمونيا والبنزين والهيدروجين والميثان وأول أكسيد الكربون (II) والإيثيلين ، النيتروجين والمواد الأخرى).
تحميل ...