Най -важните източници на въглеводороди са естествените и свързаните с тях петролни газове, нефт, въглища.
По резерви природен газпървото място в света принадлежи на нашата страна. Природният газ съдържа въглеводороди с ниско молекулно тегло. Той има следния приблизителен състав (по обем): 80–98% метан, 2–3% от най -близките му хомолози - етан, пропан, бутан и малко количество примеси - сероводород Н 2 S, азот N 2, благороден газове, въглероден оксид (IV) CO 2 и водни пари H 2 O . Съставът на газа е специфичен за всяко поле. Има следния модел: колкото по -високо е относителното молекулно тегло на въглеводорода, толкова по -малко се съдържа в природния газ.
Природният газ се използва широко като евтино гориво с висока калоричност (при изгарянето на 1 м 3 се отделят до 54 400 kJ). Това е един от най -добрите видове гориво за битови и промишлени нужди. В допълнение, природният газ служи като ценна суровина за химическата промишленост: за производството на ацетилен, етилен, водород, сажди, различни пластмаси, оцетна киселина, багрила, лекарства и други продукти.
Свързани петролни газовеса в находища заедно с масло: те са разтворени в него и са разположени над маслото, образувайки газова „капачка“. Когато маслото се извлича на повърхността, газовете се отделят от него поради рязък спад на налягането. Преди това свързаните газове не бяха използвани и бяха изгаряни по време на производството на петрол. В наши дни те се улавят и използват като гориво и ценни химически суровини. Свързаните газове съдържат по -малко метан от природния газ, но повече етан, пропан, бутан и по -високи въглеводороди. Освен това те съдържат главно същите примеси като в природния газ: H 2 S, N 2, благородни газове, пари H 2 O, CO 2 . От отделните газове се извличат отделни въглеводороди (етан, пропан, бутан и др.), А тяхната обработка дава възможност за получаване на ненаситени въглеводороди чрез дехидрогениране - пропилен, бутилен, бутадиен, от които след това се синтезират каучуци и пластмаси. Смес от пропан и бутан (втечнен газ) се използва като битово гориво. Бензинът (смес от пентан и хексан) се използва като добавка към бензина за по -добро запалване на горивото при стартиране на двигателя. Органични киселини, алкохоли и други продукти се получават чрез окисляване на въглеводороди.
Масло- мазна запалима течност с тъмнокафяв или почти черен цвят с характерен мирис. Той е по -лек от водата (= 0,73-0,97 g / cm 3), практически неразтворим във вода. По отношение на състава маслото е сложна смес от въглеводороди с различно молекулно тегло, така че няма специфична точка на кипене.
Нефтът се състои главно от течни въглеводороди (в тях се разтварят твърди и газообразни въглеводороди). Обикновено това са алкани (предимно с нормална структура), циклоалкани и арени, чието съотношение в маслата от различни полета варира в широки граници. Уралското масло съдържа повече арени. В допълнение към въглеводородите, маслото съдържа кислород, сяра и азотни органични съединения.
Суровият петрол обикновено не се използва. За да се получат технически ценни продукти от петрола, той се преработва.
Първична обработкамаслото се състои в неговата дестилация. Дестилацията се извършва в рафинерии след отделяне на свързаните газове. При дестилация на масло се получават леки нефтопродукти:
бензин ( Tбала = 40-200 ° C) съдържа въглеводороди C 5 -C 11,
нафта ( Tбала = 150–250 ° С) съдържа С 8 –С 14 въглеводороди,
керосин ( Tбала = 180-300 ° C) съдържа въглеводороди C 12 -C 18,
газьол ( Tбала> 275 ° C),
а в остатъка - вискозна черна течност - мазут.
Мазутът се преработва допълнително. Дестилира се при понижено налягане (за предотвратяване на разлагането) и се отделят смазочни масла: шпиндел, машина, цилиндър и др. Вазелин и парафин се изолират от мазут на някои видове масло. Остатъчното мазут след дестилация - катран - след частично окисление се използва за получаване на асфалт. Основният недостатък на дестилацията на масло е ниският добив на бензин (не повече от 20%).
Дестилационните продукти на петрола имат различни приложения.
Бензинв големи количества се използва като авиационно и автомобилно гориво. Обикновено се състои от въглеводороди, съдържащи средно 5-9 атома С в молекули. Нафтаизползва се като гориво за трактори, както и като разтворител в индустрията за бои и лакове. Големи количества от него се преработват в бензин. Керосинизползва се като гориво за трактори, реактивни самолети и ракети, както и за битови нужди. Слънчево масло - газьол- се използва като моторно гориво, и смазочни масла- за смазване на механизми. Петролатумизползвани в медицината. Състои се от смес от течни и твърди въглеводороди. ПарафинИзползва се за получаване на по -високи карбоксилни киселини, за импрегниране на дърво при производството на кибрит и молив, за производство на свещи, лак за обувки и др. Състои се от смес от твърди въглеводороди. Мазутосвен че се преработва в смазочни масла и бензин, той се използва като котелно течно гориво.
При вторични методи на обработкамасло, има промяна в структурата на въглеводородите, които съставляват неговия състав. Сред тези методи крекингът на петролни въглеводороди е от голямо значение за увеличаване на добива на бензин (до 65–70%).
Напукване- процесът на разлагане на въглеводороди, съдържащи се в петрола, което води до образуването на въглеводороди с по -малко С атоми в молекулата. Има два основни типа крекинг: термичен и каталитичен.
Термично напукванеизвършва се чрез загряване на суровината (мазут и др.) при температура 470–550 ° C и налягане 2–6 МРа. В този случай молекули въглеводороди с голям брой С атоми се разделят на молекули с по -малък брой атоми както от наситени, така и от ненаситени въглеводороди. Например:
(радикален механизъм),
По този начин се получава главно моторен бензин. Производството му от петрол достига 70%. Топлинният крекинг е открит от руския инженер В. Г. Шухов през 1891 г.
Каталитичен крекингпровежда се в присъствието на катализатори (обикновено алюмосиликати) при 450–500 ° C и атмосферно налягане. Този метод се използва за получаване на авиационен бензин с добив до 80%. Този тип крекинг се прилага главно за нефтени фракции от керосин и газьол. При каталитичния крекинг, заедно с реакциите на разцепване, се появяват реакции на изомеризация. В резултат на последното се образуват наситени въглеводороди с разклонен въглероден скелет от молекули, което подобрява качеството на бензина:
Каталитично крекираният бензин има по -високо качество. Процесът на получаването му протича много по -бързо, с по -малко потребление на топлинна енергия. В допълнение, каталитичният крекинг произвежда сравнително много въглеводороди с разклонена верига (изо съединения), които имат голяма стойност за органичния синтез.
При T= 700 ° C и повече, настъпва пиролиза.
Пиролиза- разлагане на органични вещества без достъп на въздух при високи температури. При пиролизата на нефт основните продукти на реакцията са ненаситени газообразни въглеводороди (етилен, ацетилен) и ароматни въглеводороди - бензен, толуол и др. Тъй като нефтената пиролиза е един от най -важните начини за получаване на ароматни въглеводороди, този процес често се нарича масло ароматизация.
Ароматизация- превръщане на алкани и циклоалкани в арени. Когато тежки фракции от петролни продукти се нагряват в присъствието на катализатор (Pt или Mo), въглеводородите, съдържащи 6-8 атома С в молекула, се превръщат в ароматни въглеводороди. Тези процеси протичат по време на реформиране (рафиниране на бензин).
РеформиранеДали ароматизацията на бензините се извършва чрез нагряване в присъствието на катализатор, например Pt. При тези условия алканите и циклоалканите се превръщат в ароматни въглеводороди, в резултат на което октановото число на бензините също се увеличава значително. Ароматизацията се използва за получаване на отделни ароматни въглеводороди (бензол, толуен) от фракции от петролни бензини.
През последните години петролните въглеводороди са широко използвани като източник на химически суровини. По различни начини те се използват за получаване на вещества, необходими за производството на пластмаси, синтетични текстилни влакна, синтетичен каучук, алкохоли, киселини, синтетични детергенти, експлозиви, пестициди, синтетични мазнини и др.
Въглищасъщо като природния газ и петрола, той е източник на енергия и ценна химическа суровина.
Основният метод за преработка на битумни въглища е коксуване(суха дестилация). По време на коксуването (загряване до 1000 ° C - 1200 ° C без достъп на въздух) се получават различни продукти: кокс, въглищен катран, вода от смола и газ от коксови пещи (диаграма).
Схема
Коксът се използва като редуктор при производството на чугун в металургичните заводи.
Въглищният катран служи като източник на ароматни въглеводороди. Подлага се на ректификационна дестилация и се получават бензол, толуен, ксилол, нафталин, както и феноли, азотсъдържащи съединения и др. покривна катранена хартия.
Амоняк, амониев сулфат, фенол и др. Се получават от вода със смола.
Коксовият газ се използва за нагряване на коксови пещи (при изгарянето на 1m 3 се отделят около 18 000 kJ), но основно се подлага на химическа обработка. Така от него се отделя водород за синтеза на амоняк, който след това се използва за получаване на азотни торове, както и метан, бензен, толуен, амониев сулфат, етилен.
Изпратете вашата добра работа в базата знания е проста. Използвайте формата по -долу
Студенти, аспиранти, млади учени, които използват базата знания в обучението и работата си, ще ви бъдат много благодарни.
Публикувано на http://www.allbest.ru/
Бюджетна професионална образователна институция
Регион Воронеж
Медицински колеж в Росош
Тема: „Нефт, природен и свързан петролен газ и въглища“
Изпълнява се от ученици от 101 групи
Ковалская Виктория
Проверено от учителя: Гринева Н.А.
Росош 2015
Въведение
Нефт, природни и свързани с тях газове, въглища.
Основните източници на въглеводороди са естествените и свързаните с тях петролни газове, нефт и въглища.
крекинг на нефтени газови въглища
Маслото е течно изкопаемо гориво с тъмнокафяв цвят с плътност 0,70 - 1,04 g / cm ?. Маслото е сложна смес от вещества - главно течни въглеводороди. По отношение на състава маслата са парафинови, нафтенови и ароматни. Най -често срещаният вид масло е смесен. В допълнение към въглеводородите, съставът на маслото включва примеси на органичен кислород и серни съединения, както и вода и разтворени в него калциеви и магнезиеви соли. Съдържа се в масло и механични примеси - пясък и глина. Маслото е ценна суровина за висококачествени моторни горива. След почистване от вода и други нежелани примеси маслото се преработва. Основният метод за рафиниране на нефт е дестилацията. Тя се основава на разликата в точките на кипене на въглеводороди, които образуват масло. Тъй като петролът съдържа стотици различни вещества, много от които имат сходна точка на кипене, отделянето на отделни въглеводороди е почти невъзможно. Следователно, чрез дестилация, маслото се разделя на фракции, кипящи в доста широк температурен диапазон. Чрез дестилация при нормално налягане маслото се разделя на четири фракции: бензин (30-180 ° C), керосин (120-315 ° C), дизел (180-350 ° C) и мазут (остатък след дестилация). При по -задълбочена дестилация всяка от тези фракции може да бъде разделена на няколко по -тесни фракции. По този начин петролев етер (40-70 ° C), самият бензин (70-120 ° C) и нафта (120-180 ° C) могат да бъдат изолирани от бензиновата фракция (смес от въглеводороди C5-C12). Петролният етер съдържа пентан и хексан. Той е отличен разтворител за мазнини и смоли. Бензинът съдържа неразклонени наситени въглеводороди от пентани до декани, циклоалкани (циклопентан и циклохексан) и бензен. След подходяща обработка, бензинът се използва като гориво за авиация и автомобили
ICE. Нафтата, съдържаща въглеводороди С8 - С14 и керосин (смес от въглеводороди С12 - С18), се използва като гориво за битови отоплителни и осветителни устройства. Керосинът в големи количества (след цялостно почистване) се използва като гориво за реактивни самолети и ракети.
Дизелова фракция при рафиниране на масло - гориво за дизелови двигатели. Мазутът е смес от висококипящи въглеводороди. Смазочните масла се получават от мазут чрез дестилация при понижено налягане. Остатъкът от дестилацията на мазут се нарича катран. От него се получава битум. Тези продукти се използват в пътното строителство. Мазутът се използва и като котелно гориво.
Основният метод за рафиниране на масло е различните видове крекинг, т.е. термокаталитично преобразуване на съставките на маслото. Има следните основни видове напукване.
Термично крекинг - разлагането на въглеводороди става под въздействието на високи температури (500-700 ° C). Например молекули пентан и пентен се образуват от молекулата на наситения въглеводороден декан C10H22:
C10H22> C5H12 + C5H10
пентан пентен
Каталитичният крекинг също се извършва при високи температури, но в присъствието на катализатор, което дава възможност да се контролира процесът и да се води в желаната посока. По време на крекинга на нефт се образуват ненаситени въглеводороди, които се използват широко в промишления органичен синтез.
Естествени и свързани с тях петролни газове
Природен газ. Природният газ съдържа предимно метан (около 93%). В допълнение към метана, природният газ съдържа и други въглеводороди, както и азот, CO2 и често сероводород. Природният газ генерира много топлина по време на горенето. В това отношение той значително превъзхожда другите горива. Следователно 90% от общото количество природен газ се консумира като гориво в местни електроцентрали, промишлени предприятия и в ежедневието. Останалите 10% се използват като ценна суровина за химическата промишленост. За тази цел от природния газ се изолират метан, етан и други алкани. Продуктите, които могат да бъдат получени от метан, имат голямо промишлено значение.
Свързани нефтени газове. Те се разтварят в масло под налягане. Когато се изведе на повърхността, налягането спада и разтворимостта намалява, в резултат на което се отделят газове от маслото. Свързаните газове съдържат метан и неговите хомолози, както и негорими газове - азот, аргон и CO2. Свързаните газове се преработват в газопреработвателни предприятия. Те произвеждат метан, етан, пропан, бутан и бензин, съдържащи въглеводороди с 5 или повече въглеродни атоми. Етанът и пропанът се подлагат на дехидрогениране за получаване на ненаситени въглеводороди - етилен и пропилен. Смес от пропан и бутан (втечнен газ) се използва като битово гориво. Към обикновения бензин се добавя бензин, за да се ускори запалването му при стартиране на двигателя с вътрешно горене.
Въглища
Въглища. Преработката на въглища се извършва в три основни направления: коксуване, хидрогениране и непълно изгаряне. Коксоването се извършва в коксови пещи при температура 1000-1200 ° C. При тази температура, без достъп до кислород, въглищата претърпяват сложни химически трансформации, в резултат на което се образуват кокс и летливи продукти. Охладеният кокс се изпраща в металургичните заводи. Когато летливите продукти (коксов газ) се охлаждат, въглищният катран и амонячната вода се кондензират. Некондензирани остават амоняк, бензол, водород, метан, CO2, азот, етилен и др. Преминавайки тези продукти през разтвор на сярна киселина, се отделя амониев сулфат, който се използва като минерален тор. Бензолът се поема в разтворител и се дестилира от разтвора. След това газът от коксовата пещ се използва като гориво или като химическа суровина. Въглищният катран се получава в незначителни количества (3%). Но предвид мащабите на производство, въглищният катран се счита за суровина за производството на редица органични вещества. Ако продуктите, кипящи до 350 ° C, се отстранят от смолата, тогава остава твърда маса - смола. Използва се за производство на лакове. Хидрогенирането на въглища се извършва при температура 400-600 ° C под налягане на водород до 25 МРа в присъствието на катализатор. Това образува смес от течни въглеводороди, която може да се използва като моторно гориво. Предимството на този метод е възможността за хидрогениране на нискокачествени кафяви въглища. При непълно изгаряне на въглища се получава въглероден окис (II). На катализатор (никел, кобалт) при нормално или повишено налягане от водород и CO можете да получите бензин, съдържащ наситени и ненаситени въглеводороди:
nCO + (2n + 1) H2> CnH2n + 2 + nH2O;
nCO + 2nH2> CnH2n + nH2O.
Ако се извършва суха дестилация на въглища при 500-550 ° C, тогава се получава катран, който, заедно с битум, се използва в строителния бизнес като свързващо вещество при производството на покривни, хидроизолационни покрития (покривен филц, покривен филц, и др.).
Днес съществува сериозна опасност от екологична катастрофа. На практика няма място на земята, където природата да не пострада от дейността на индустриалните предприятия и човешкия живот. Когато работите с продукти от дестилация на масло, трябва да се внимава те да не попаднат в почвата и водните обекти. Почвата, наситена с петролни продукти, губи плодородието си в продължение на много десетилетия и е много трудно да се възстанови. Само през 1988 г., когато нефтопроводите бяха повредени, около 110 000 тона петрол попаднаха в едно от най -големите езера. Има трагични случаи на изтичане на мазут и масло в реки, където хвърлят хайвера си ценни видове риба. Топлоелектрическите централи на въглища представляват сериозна опасност от замърсяване на въздуха - те са основният източник на замърсяване. Водноелектрическите централи, работещи в речните равнини, оказват отрицателно въздействие върху водните обекти. Добре известно е, че автомобилният транспорт силно замърсява атмосферата с продукти от непълно изгаряне на бензин. Учените са изправени пред задачата да сведат до минимум степента на замърсяване на околната среда.
Заключение
Естественото масло винаги съдържа вода, минерални соли и различни механични примеси. Следователно, преди да бъде преработено за преработка, естественото масло претърпява дехидратация, обезсоляване и редица други предварителни операции.
Характеристики на дестилацията на масло:
1. Методът за получаване на петролни продукти чрез дестилация на една фракция след друга от петрол, подобно на начина, по който се извършва в лаборатория, е неприемлив за промишлени условия.
2. Той е много непродуктивен, скъп и не осигурява достатъчно ясно разпределение на въглеводороди във фракции в съответствие с тяхното молекулно тегло.
Всички тези недостатъци са лишени от метода на дестилация на масло върху непрекъснато работещи тръбни инсталации:
1. Инсталацията се състои от тръбна пещ за отопление на масло и дестилационна колона, където маслото се разделя на фракции (дестилати), отделни смеси от въглеводороди в съответствие с техните точки на кипене - бензин, нафта, керосин и др.;
2. В тръбна пещ дълга тръба е разположена под формата на намотка;
3. Пещта се загрява чрез изгаряне на мазут или газ;
4. Маслото се подава непрекъснато през тръбопровода, в него се загрява до 320-350 ° C и влиза в дестилационната колона под формата на смес от течност и пари.
Характеристики на природния газ.
1. Основната съставка на природния газ е метанът.
2. Освен метан, природният газ съдържа етан, пропан, бутан.
3. Като цяло, колкото по -високо е молекулното тегло на въглеводорода, толкова по -малко е то в природния газ.
4. Съставът на природен газ от различни находища не е еднакъв. Средният му състав (в обемни проценти) е както следва: а) CH4 - 80-97; б) С2Н6 - 0,5-4,0; в) C3H8 - 0,2-1,5.
5. Като гориво природният газ има големи предимства пред твърдите и течните горива.
6. Топлината на горене е много по -висока; при изгаряне не оставя пепел.
7. Продуктите от горенето са много по -екологични.
8. Природният газ се използва широко в топлинни електроцентрали, промишлени котелни централи и различни индустриални пещи.
Приложения за природен газ
1. Изгарянето на природен газ в доменните пещи позволява да се намали консумацията на кокс, да се намали съдържанието на сяра в чугуна и значително да се увеличи производителността на пещта.
2. Използването на природен газ в домакинството.
3. В момента той започва да се използва в превозни средства (в бутилки с високо налягане), което позволява спестяване на бензин, намаляване на износването на двигателя и, благодарение на по-пълното изгаряне на горивото, поддържане на въздушния басейн чист.
4. Природният газ е важен източник на суровини за химическата промишленост и неговата роля в това отношение ще се увеличи.
5. Водород, ацетилен и сажди се получават от метан.
Характеристики на свързания нефтен газ:
1. Свързаният нефтен газ също е природен газ по произход;
2. Той е получил специално име, защото се намира в находища заедно с маслото - той се разтваря в него и се намира над маслото, образувайки газова "капачка"; 3) когато маслото се извлича на повърхността, то се отделя от него поради рязък спад на налягането.
Начини за използване на свързания нефтен газ.
1. Преди това свързаният газ не се използваше и веднага беше изгорен на полето.
2. В днешно време той все повече се улавя, тъй като подобно на природния газ е добро гориво и ценна химическа суровина.
3. Възможностите за използване на съпътстващ газ са дори много по -широки от тези на природния газ; заедно с метана, той съдържа значителни количества други въглеводороди: етан, пропан, бутан, пентан.
Въглища:
Въглищата са един от най -ценните горива и енергийни ресурси на човечеството. Понякога се нарича вкаменена слънчева светлина. В резултат на продължителното разлагане и химическата трансформация на гигантски масиви мъртви дървета и треви, които се случват в така наречения карбонов период-преди 210-280 милиона години, по-голямата част от днешните запаси от тази суровина са се натрупали в червата. Световните му запаси надвишават 15 трилиона тона. На нашата планета се добива много повече въглища от всеки друг минерал: около 2,5 милиарда тона годишно или около 700 кг за всеки жител на Земята.
Използването на въглища е много разнообразно и широко. Използва се за производство на електроенергия в топлоелектрически централи, а също така се изгаря за други енергийни цели; от него се получава кокс за металургично производство, а около 300 други промишлени продукти се произвеждат по време на химическа обработка. Напоследък се наблюдава увеличение на потреблението на въглища за нови цели-производството на скален восък, пластмаси, газообразно висококалорично гориво, високо въглеродни въглерод-графитни композитни материали, редки елементи-германий и галий.
В продължение на много векове въглищата са били и остават един от основните видове технологично и енергийно гориво, а значението му като суровина за химическата промишленост нараства. Затова се изследват все повече нови находища на въглища, изграждат се кариери и мини за неговото производство.
Библиография
1. Алена Игоревна Титаренко. Органичен мамят
Публикувано на Allbest.ur
Подобни документи
Основните състояния на природния газ, които се срещат във вътрешността на земята и под формата на газови хидрати в океаните и зоните на вечната замръзналост на континентите. Химически състав и физични свойства на природния газ, неговите находища и производство. Използване на свързания нефтен газ.
презентацията е добавена на 03.08.2011 г.
Цели и задачи, основни процеси и технологични схеми на съоръженията за пречистване на свързани с нефт. Методи за пречистване на газ от газов кондензат, масло, капчици, фино диспергирани, аерозолна влага и механични примеси от утайки. Почистване с абсорбция на газ.
резюме, добавено на 01.11.2013 г.
Методи за производство на синтез газ, газификация на въглища. Нови инженерни решения в газификацията на въглища. Превръщане на метан в синтез газ. Синтез на Фишер-Тропш. Хардуерно и техническо проектиране на процеса. Продукти, получени от синтез газ.
дипломна работа, добавена на 01.04.2009 г.
Характеризиране на физико -химичните свойства на маслото, неговото производство, състав и видове фракции при дестилация. Характеристики на рафинирането на нефт, същността на каталитичния крекинг и коксуване. Прилагане на петрол и екологични проблеми на нефтените рафинерии.
презентация, добавена на 16.05.2013 г.
Природният газ е едно от най -важните изкопаеми горива, заемащо ключови позиции в баланса на горивата и енергията на много страни. Свързани нефтени газове като странични продукти от производството на петрол. Извличане, преработка, транспортиране и използване на газове.
презентация, добавена на 01/08/2012
Изучаване на основните функции, свойства и принципи на катализаторите. Значението на катализаторите при преработката на нефт и газ. Основните етапи на рафинирането на нефт, особено използването на катализатори. Основи на подготовката на твърди катализатори за рафиниране на нефт.
резюме, добавено на 05.10.2010 г.
Основни и основни методи за рафиниране на петрол. Увеличаване на добива на бензин и други леки продукти. Процесите на разрушителна обработка на петролни суровини. Състав на директни расови продукти. Видове процеси на напукване. Технологична схема на крекинг агрегата.
курсова работа, добавена на 29.03.2009 г.
Същността на понятието "петролни газове". Характерна особеност на състава на свързаните петролни газове. Намиране на нефт и газ. Характеристики на получаване на газ. Газов бензин, фракция от пропан-развалини, сух газ. Прилагане на свързани нефтени газове. Маршрути за използване на ПНГ.
презентация, добавена на 18.05.2011 г.
Физични и химични свойства на маслото. Методите за дестилация, техните предимства и недостатъци. Влияние на технологичните параметри върху този процес. Характеризиране и приложение на петролни продукти, получени в инсталацията за атмосферна вакуумна дестилация.
курсова работа, добавена на 05.03.2015 г.
Историята на използването на масло като суровина за производството на органични съединения. Основни региони и петролни находища. Фракции от масло, особено подготовката му за преработка. Същността на крекинга, видове петролни продукти и разновидности на бензин.
Рафиниране на петрол
Маслото е многокомпонентна смес от различни вещества, главно въглеводороди. Тези компоненти се различават един от друг по точки на кипене. В тази връзка, ако маслото се нагрява, първо от него ще се изпарят най -леките кипящи компоненти, след това съединения с по -висока точка на кипене и т.н. Това явление се основава първично рафиниране на масло състоящ се в дестилация (коригиране) масло. Този процес се нарича първичен, тъй като се приема, че не протичат химични трансформации на вещества по време на неговото протичане и маслото се разделя само на фракции с различни точки на кипене. По -долу е схематична диаграма на дестилационната колона с кратко описание на самия процес на дестилация:
Преди процеса на коригиране маслото се приготвя по специален начин, а именно те се освобождават от примесна вода със соли, разтворени в нея, и от твърди механични примеси. Така приготвеното масло влиза в тръбната пещ, където се загрява до висока температура (320-350 o C). След нагряване в тръбна пещ масло с висока температура навлиза в долната част на дестилационната колона, където отделните фракции се изпаряват и техните пари се издигат нагоре по дестилационната колона. Колкото по -висок е участъкът на колоната за коригиране, толкова по -ниска е нейната температура. По този начин следните фракции се избират на различни височини:
1) дестилационни газове (взети в самия връх на колоната и следователно точката им на кипене не надвишава 40 ° C);
2) бензинова фракция (точка на кипене от 35 до 200 о С);
3) фракция на нафта (точка на кипене от 150 до 250 около С);
4) керосинова фракция (точка на кипене от 190 до 300 около С);
5) дизелова фракция (точка на кипене от 200 до 300 o C);
6) мазут (точка на кипене над 350 o C).
Трябва да се отбележи, че средните фракции, отделяни по време на дестилацията на нефт, не отговарят на стандартите за качество на горивата. Освен това в резултат на дестилация на масло се образува значително количество мазут, което в никакъв случай не е най -търсеният продукт. В тази връзка след първично рафиниране на нефт задачата е да се увеличи добива на по -скъпи, по -специално бензинови фракции, както и да се подобри качеството на тези фракции. Тези задачи се решават с помощта на различни процеси. вторично рафиниране на масло , например като например напукванеиреформиране .
Трябва да се отбележи, че броят на процесите, използвани при вторичното рафиниране на нефт, е много по -голям и ние засягаме само някои от основните. Нека сега разберем какъв е смисълът на тези процеси.
Напукване (термично или каталитично)
Този процес е предназначен да увеличи добива на бензиновата фракция. За тази цел тежките фракции, например мазут, се подлагат на силно нагряване, най -често в присъствието на катализатор. В резултат на този ефект молекулите с дълга верига, които съставляват тежките фракции, се разкъсват и се образуват въглеводороди с по-ниско молекулно тегло. Всъщност това води до допълнителен добив на бензиновата фракция, която е по -ценна от оригиналния мазут. Химическата същност на този процес се отразява от уравнението:
Реформиране
Този процес изпълнява задачата за подобряване на качеството на бензиновата фракция, по -специално увеличаване на нейната детонационна стабилност (октаново число). Именно тази характеристика на бензина е посочена на бензиностанциите (92 -ри, 95 -ти, 98 -и бензин и др.).
В резултат на процеса на реформиране се увеличава делът на ароматните въглеводороди в бензиновата фракция, която наред с другите въглеводороди има един от най -високите октанови числа. Такова увеличение на дела на ароматните въглеводороди се постига главно в резултат на реакциите на дехидроциклизация, протичащи по време на процеса на реформиране. Например, при достатъчно силно нагряване н-хексан в присъствието на платинен катализатор, той се превръща в бензен, а n-хептан, по подобен начин, в толуен:
Преработка на въглища
Основният метод за преработка на битумни въглища е коксуване . Коксоване на въглищасе нарича процес, при който въглищата се нагряват без достъп на въздух. В същото време в резултат на такова отопление от въглищата се изолират четири основни продукта:
1) Кокс
Твърдо вещество, което е почти чист въглерод.
2) Въглищен катран
Съдържа голям брой различни предимно ароматни съединения като бензолни хомолози, феноли, ароматни алкохоли, нафталин, нафталенови хомолози и др.;
3) Амонячна вода
Въпреки името си, тази фракция, освен амоняк и вода, съдържа още фенол, сероводород и някои други съединения.
4) Коксов газ
Основните компоненти на коксовия газ са водород, метан, въглероден диоксид, азот, етилен и др.
Справят ли се японците с газовото гориво на бъдещето? 13 януари 2013 г.
Япония днес започна пробно производство на метан хидрат, вид природен газ, чиито запаси според редица експерти могат до голяма степен да решат енергийните проблеми на страната. Специалният изследователски кораб "Chikyu" / "Земя" / започна сондажи в Тихия океан на 70 км южно от полуостров Ацуми близо до град Нагоя на източния бряг на главния японски остров Хоншу.
През последната година японски специалисти са провели поредица от експерименти за пробиване на тихоокеанското дъно в търсене на метанови хидрати. Този път те възнамеряват да тестват пълномащабно производство на енергийни ресурси и извличане на метанов газ от него. Ако успее, търговското развитие на находището в близост до град Нагоя ще започне през 2018 г.
Метан хидратът или метанхидратът е комбинация от газ метан с вода, наподобяващ на външен вид сняг или хлабав разтопен лед. Този ресурс е широко разпространен в природата - например в зоната на вечната замръзналост. Под океанското дъно има големи запаси от метанови хидрати, които досега се смятаха за нерентабилни за разработване. Японски експерти обаче твърдят, че са открили сравнително рентабилни технологии.
Запасите от метанови хидрати само в района на юг от град Нагоя се оценяват на 1 трилион кубически метра. На теория те могат да задоволят напълно нуждите на Япония от природен газ за 10 години. Като цяло, според прогнозите на експертите, находищата на метанови хидрати под океанското дъно в прилежащите райони на страната ще бъдат достатъчни за около 100 години. Независимо от това, цената на това гориво, като се вземат предвид разходите за преработка, транспорт и други, все още е по -висока от пазарната цена за конвенционалния природен газ.
В момента Япония е лишена от енергийни ресурси и напълно ги внася. Токио е най -големият купувач на втечнен природен газ в света. Напоследък, след аварията в атомната електроцентрала Фукушима-1 и постепенното спиране на всички атомни електроцентрали, енергийните нужди на Япония се увеличиха.
Въпреки развитието на алтернативни източници на енергия, изкопаемите горива все още се запазват и в обозримо бъдеще ще запазят важна роля в баланса на горивата на планетата. Според прогнозите на експертите на ExxonMobil, потреблението на енергийни ресурси през следващите 30 години на планетата ще се увеличи наполовина. Тъй като производителността на известните находища на въглеводороди намалява, нови големи находища се откриват все по -малко, а използването на въглища уврежда околната среда. Намаляващите запаси от конвенционални въглеводороди обаче могат да бъдат компенсирани.
Същите експерти от ExxonMobil не са склонни да драматизират ситуацията. Първо, технологиите за производство на нефт и газ се развиват. Днес в Мексиканския залив например петролът се добива от дълбочина 2,5-3 км под повърхността на водата, такива дълбочини бяха немислими преди 15 години. Второ, разработват се технологии за преработка на сложни видове въглеводороди (тежки и високосерни масла) и нефтени сурогати (битум, петролни пясъци). Това ви позволява да се върнете и да възобновите традиционните зони за добив, както и да започнете добив в нови райони. Например в Татарстан, с подкрепата на Shell, започва производството на т. Нар. „Тежък петрол“. В Кузбас се разработват проекти за добив на метан от въглищни пластове.
Третото направление за поддържане на нивото на производство на въглеводороди е свързано с търсенето на начини за използване на техните нетрадиционни видове. Сред обещаващите нови видове въглеводородни суровини учените отделят метанов хидрат, чиито запаси на планетата, според грубите оценки, са най -малко 250 трилиона кубически метра (по отношение на енергийната стойност това е 2 пъти повече от стойността от всички запаси от нефт, въглища и газ на планетата, взети заедно) ...
Метан хидратът е супрамолекулно съединение на метан с вода. По -долу е даден молекулен модел на метан хидрат. Около молекулата на метана се образува решетка от молекули вода (лед). Връзката е стабилна при ниски температури и повишено налягане. Например, метановият хидрат е стабилен при температури от 0 ° C и налягане от 25 bar или повече. Това налягане възниква на дълбочина на океана от около 250 м. При атмосферно налягане метанхидратът остава стабилен при температура от -80 ° C.
Модел на метан хидрат
Ако метановият хидрат се нагрява или налягането намалява, съединението се разлага на вода и природен газ (метан). От един кубичен метър метанов хидрат при нормално атмосферно налягане могат да се получат 164 кубически метра природен газ.
Министерството на енергетиката на САЩ изчислява, че запасите на метан хидрат на планетата са огромни. Въпреки това, досега това съединение практически не се използва като енергиен ресурс. Отделът е разработил и изпълнява цяла програма (програма за научноизследователска и развойна дейност) за търсене, оценка и комерсиализация на производството на метанхидрат.
Купчина метанов хидрат на морското дъно
Неслучайно САЩ са готови да отделят значителни средства за разработването на технологии за добив на метанов хидрат. Природният газ представлява почти 23% от баланса на горивата в страната. По -голямата част от природния газ в САЩ се добива по тръбопроводи от Канада. През 2007 г. потреблението на природен газ в страната възлиза на 623 милиарда кубически метра. м. До 2030 г. тя може да нарасне с 18-20%. Използването на конвенционални находища на природен газ в САЩ, Канада и морето не е възможно да се гарантира това ниво на производство.
Но тук, както се казва, има друг проблем: заедно с газа ще се издигне огромна маса вода, от която газът ще трябва да се пречисти с всички възможни усърдия. Няма такива двигатели, къси биха били безразлични дори 1% от масата на горивото под формата на хлориди и други соли на океана. Дизелите ще умрат първи, турбините ще издържат малко по -дълго. Това ли е двигател с външно горене на Stirling?
Така че подаването на газ директно от долния слой към тръбопровода няма да работи по никакъв начин. Головников, при почистване, японците хапят над покрива. И тогава зелените ще се справят със замърсяването в дебелината на океана от неговите дънни слоеве. Най -вероятно поток от пясък и други примеси ще бъде изтеглен по течението и ще бъде видим от космоса. Като струя от Босфора в Мраморно море.
За мен този проект и неговите перспективи ми напомнят за двусмислен и до голяма степен противоречив проект за шистов газ.
източници
1. Природни източници на въглеводороди: газ, нефт, въглища. Тяхната обработка и практическо приложение.
Основните природни източници на въглеводороди са нефт, природни и свързани с тях петролни газове и въглища.
Естествени и свързани с тях петролни газове.
Природният газ е смес от газове, основният компонент на който е метан, останалата част е етан, пропан, бутан и малко количество примеси - азот, въглероден окис (IV), сероводород и водни пари. 90% от него се консумира като гориво, останалите 10% се използват като суровина за химическата промишленост: получаване на водород, етилен, ацетилен, сажди, различни пластмаси, лекарства и др.
Свързаният нефтен газ също е природен газ, но се среща заедно с петрола - той е над маслото или се разтваря в него под налягане. Свързаният газ съдържа 30-50% метан, останалата част се отчита от неговите хомолози: етан, пропан, бутан и други въглеводороди. Освен това той съдържа същите примеси като в природния газ.
Три фракции от свързан газ:
1. Газов бензин; добавя се към бензин за подобряване на стартирането на двигателя;
2. Смес пропан-бутан; използва се като битово гориво;
3. Сух газ; се използват за получаване на ацитен, водород, етилен и други вещества, от които се произвеждат каучуци, пластмаси, алкохоли, органични киселини и др.
Масло.
Маслото е жълта или светлокафява до черна мазна течност с характерен мирис. Той е по -лек от водата и практически неразтворим в него. Маслото е смес от около 150 въглеводорода, смесени с други вещества, така че няма определена точка на кипене.
90% от произведеното масло се използва като суровина за производството на различни видове горива и смазочни материали. В същото време петролът е ценна суровина за химическата промишленост.
Наричам суров петрол, извлечен от земните недра. Суровият петрол не се използва, той се преработва. Суровият петрол се пречиства от газове, вода и механични примеси и след това се подлага на фракционна дестилация.
Дестилацията е процесът на разделяне на смесите на отделни компоненти или фракции въз основа на разликата в техните точки на кипене.
При дестилация на масло се изолират няколко фракции от нефтопродукти:
1. Газовата фракция (tboil = 40 ° С) съдържа нормални и разклонени алкани СН4 - С4Н10;
2. Бензиновата фракция (bp = 40 - 200 ° С) съдържа въглеводороди С 5 Н 12 - С 11 Н 24; при многократна дестилация от сместа се отделят леки нефтопродукти, кипящи в по -ниски температурни диапазони: петролен етер, авиационен и моторен бензин;
3. Фракцията от нафта (тежък бензин, bp = 150 - 250 ° C), съдържа въглеводороди със състав C 8 H 18 - C 14 H 30, използва се като гориво за трактори, дизелови локомотиви, камиони;
4. Керосиновата фракция (tboil = 180 - 300 ° C) включва въглеводороди от състава C 12 H 26 - C 18 H 38; използва се като гориво за реактивни самолети, ракети;
5. Газовото масло (bp = 270 - 350 ° C) се използва като дизелово гориво и се напуква в голям мащаб.
След дестилиране на фракциите остава тъмна вискозна течност - мазут. От мазута се изолират дизелови масла, вазелин, парафин. Остатъкът от дестилацията на мазут е катран, той се използва при производството на материали за пътно строителство.
Рециклирането на масло се основава на химични процеси:
1. Напукване - разделянето на големи молекули въглеводороди на по -малки. Разграничете термичния и каталитичния крекинг, който е по -често срещан в момента.
2. Реформирането (ароматизацията) е превръщането на алкани и циклоалкани в ароматни съединения. Този процес се осъществява чрез загряване на бензин при повишено налягане в присъствието на катализатор. Реформирането се използва за получаване на ароматни въглеводороди от бензинови фракции.
3. Пиролизата на петролни продукти се извършва чрез нагряване на нефтопродукти до температура 650 - 800 ° C, като основните продукти на реакцията са ненаситени газообразни и ароматни въглеводороди.
Маслото е суровина за производството не само на гориво, но и на много органични вещества.
Въглища.
Битуминозните въглища също са източник на енергия и ценна химическа суровина. Съставът на въглищата съдържа предимно органични вещества, както и вода, минерали, които при изгаряне образуват пепел.
Един от видовете преработка на въглища е коксуването - това е процесът на загряване на въглища до температура от 1000 ° C без достъп на въздух. Коксоването на въглища се извършва в коксови пещи. Коксът се състои от почти чист въглерод. Използва се като редуктор в доменното производство на чугун в металургичните заводи.
Летливи вещества по време на кондензацията на въглищен катран (съдържа много различни органични вещества, повечето от които са ароматни), амонячна вода (съдържа амоняк, амониеви соли) и коксов газ (съдържа амоняк, бензол, водород, метан, въглероден оксид (II), етилен, азот и други вещества).
Зареждане ...