Olulisemad süsivesinike allikad on looduslikud ja nendega seotud naftagaasid, nafta, kivisüsi.
Reservide järgi maagaas esikoht maailmas kuulub meie riigile. Maagaas sisaldab madala molekulmassiga süsivesinikke. Sellel on järgmine ligikaudne koostis (mahu järgi): 80–98% metaani, 2–3% selle lähimatest homoloogidest - etaan, propaan, butaan ja väike kogus lisandeid - vesiniksulfiid Н 2 S, lämmastik N 2, noble gaasid, süsinikmonooksiid (IV ) CO 2 ja veeaur H 2 O . Gaasi koostis on iga välja jaoks spetsiifiline. Siin on järgmine muster: mida suurem on süsivesiniku suhteline molekulmass, seda vähem on seda maagaasis.
Maagaas on laialdaselt kasutusel odava kõrge kütteväärtusega kütusena (1m 3 põlemisel eraldub kuni 54 400 kJ). See on üks parimaid kütuseliike kodumaiste ja tööstuslike vajaduste jaoks. Lisaks on maagaas väärtuslik tooraine keemiatööstusele: atsetüleeni, etüleeni, vesiniku, tahma, erinevate plastide, äädikhappe, värvainete, ravimite ja muude toodete tootmiseks.
Seotud naftagaasid asuvad maardlates koos naftaga: need on selles lahustunud ja asuvad õli kohal, moodustades gaasikorgi. Kui õli kaevandatakse pinnale, eralduvad sellest gaasid rõhu järsu languse tõttu. Varem seotud gaase ei kasutatud ja neid põletati naftatootmise ajal. Tänapäeval püütakse neid kinni ja kasutatakse kütusena ja väärtusliku keemilise toorainena. Seotud gaasid sisaldavad vähem metaani kui maagaas, kuid rohkem etaani, propaani, butaani ja kõrgemaid süsivesinikke. Lisaks sisaldavad need peamiselt samu lisandeid, mis maagaasis: H 2 S, N 2, väärisgaasid, aurud H 2 O, CO 2 . Seotud gaasidest ekstraheeritakse üksikud süsivesinikud (etaan, propaan, butaan jne) ning nende töötlemine võimaldab saada dehüdrogeenimise teel küllastumata süsivesinikke - propüleeni, butüleeni, butadieeni, millest seejärel sünteesitakse kummid ja plastid. Kodumajapidamises kasutatava kütusena kasutatakse propaani ja butaani segu (vedelgaas). Bensiini (pentaani ja heksaani segu) kasutatakse bensiini lisandina kütuse paremaks süttimiseks mootori käivitamisel. Orgaanilised happed, alkoholid ja muud tooted saadakse süsivesinike oksüdeerimisel.
Õli- tumepruuni või peaaegu musta värvi õline tuleohtlik iseloomuliku lõhnaga vedelik. See on veest kergem (= 0,73–0,97 g / cm 3), vees praktiliselt lahustumatu. Oma koostiselt on õli mitmesuguse molekulmassiga süsivesinike kompleksne segu, mistõttu sellel ei ole kindlat keemistemperatuuri.
Nafta koosneb peamiselt vedelatest süsivesinikest (neis on lahustunud tahked ja gaasilised süsivesinikud). Tavaliselt on need alkaanid (enamasti normaalse struktuuriga), tsükloalkaanid ja areenid, mille suhe erinevate väljade õlides on väga erinev. Uurali õli sisaldab rohkem areeni. Lisaks süsivesinikele sisaldab õli hapnikku, väävlit ja lämmastikku sisaldavaid orgaanilisi ühendeid.
Toornafta tavaliselt ei kasutata. Tehniliselt väärtuslike toodete saamiseks naftast seda töödeldakse.
Esmane töötlemineõli koosneb selle destilleerimisest. Destilleerimine toimub rafineerimistehastes pärast seotud gaaside eraldamist. Õli destilleerimisel saadakse kerged õlitooted:
bensiin ( t pall = 40–200 ° С) sisaldab süsivesinikke С 5–С 11,
tööstusbensiin ( t pall = 150–250 ° С) sisaldab süsivesinikke С 8–С 14,
petrooleum ( t pall = 180-300 °C) sisaldab süsivesinikke C12-C18,
gaasiõli ( t pall> 275 °C),
ja ülejäänud - viskoosne must vedelik - kütteõli.
Kütteõli töödeldakse edasi. See destilleeritakse alandatud rõhul (lagunemise vältimiseks) ja eralduvad määrdeõlid: spindel, masin, silinder jne. Vaseliin ja parafiin eraldatakse teatud tüüpi õlide kütteõlist. Pärast osalist oksüdatsiooni destilleerimisel järelejäänud kütteõli – tõrva – kasutatakse asfaldi saamiseks. Õli destilleerimise peamiseks puuduseks on bensiini madal saagis (mitte rohkem kui 20%).
Nafta destilleerimissaadustel on mitmesuguseid rakendusi.
Bensiin suurtes kogustes kasutatakse seda lennuki- ja autokütusena. Tavaliselt koosneb see süsivesinikest, mis sisaldavad molekulides keskmiselt 5–9 süsinikuaatomit. Tööstusbensiin seda kasutatakse traktorite kütusena, samuti lahustina värvi- ja lakitööstuses. Suures koguses seda töödeldakse bensiiniks. Petrooleum Seda kasutatakse traktorite, reaktiivlennukite ja rakettide kütusena, aga ka kodumajapidamistes. päikeseõli - gaasiõli- kasutatakse mootorikütusena ja määrdeõlid- mehhanismide määrimiseks. Vaseliin kasutatakse meditsiinis. See koosneb vedelate ja tahkete süsivesinike segust. Parafiin Kasutatakse kõrgemate karboksüülhapete saamiseks, puidu immutamiseks tikkude ja pliiatsite valmistamisel, küünalde, jalanõude valmistamisel jne. See koosneb tahkete süsivesinike segust. Kütteõli Lisaks määrdeõlideks ja bensiiniks töötlemisele kasutatakse seda katla vedelkütusena.
Kell sekundaarsed töötlemismeetodidõli, on selle koostise moodustavate süsivesinike struktuur muutunud. Nende meetodite hulgas on bensiini saagise suurendamiseks (kuni 65–70%) suur tähtsus nafta süsivesinike krakkimisel.
Pragunemine- õlis sisalduvate süsivesinike lagunemisprotsess, mille tulemusena tekivad molekulis väiksema arvu C-aatomitega süsivesinikud. Krakkimist on kahte peamist tüüpi: termiline ja katalüütiline.
Termiline pragunemine viiakse läbi lähteaine (kütteõli jne) kuumutamisel temperatuuril 470–550 °C ja rõhul 2–6 MPa. Sel juhul jagatakse suure arvu C-aatomitega süsivesinike molekulid molekulideks, milles on nii küllastunud kui ka küllastumata süsivesinike aatomeid. Näiteks:
(radikaalne mehhanism),
Sel viisil saadakse peamiselt mootoribensiini. Selle naftatoodang ulatub 70% -ni. Termilise pragunemise avastas vene insener V. G. Shukhov 1891. aastal.
Katalüütiline krakkimine viiakse läbi katalüsaatorite (tavaliselt alumiiniumsilikaatide) juuresolekul temperatuuril 450–500 ° C ja atmosfäärirõhul. Nii saadakse kuni 80% saagisega lennukibensiini. Seda tüüpi krakkimist kasutatakse peamiselt nafta petrooleumi ja gaasiõli fraktsioonide puhul. Katalüütilise krakkimise korral toimuvad koos lõhustamisreaktsioonidega isomerisatsioonireaktsioonid. Viimase tulemusena moodustuvad molekulide hargnenud süsiniku karkassiga küllastunud süsivesinikud, mis parandavad bensiini kvaliteeti:
Katalüütiliselt krakitud bensiin on kvaliteetsem. Selle hankimise protsess kulgeb palju kiiremini ja vähem soojusenergiat kulutades. Lisaks tekib katalüütilise krakkimise käigus suhteliselt palju hargnenud ahelaga süsivesinikke (isoühendeid), millel on suur väärtus orgaanilises sünteesis.
Kell t= 700 ° C ja üle selle, toimub pürolüüs.
Pürolüüs- orgaaniliste ainete lagunemine ilma õhu juurdepääsuta kõrgetel temperatuuridel. Nafta pürolüüsil on peamisteks reaktsiooniproduktideks küllastumata gaasilised süsivesinikud (etüleen, atsetüleen) ja aromaatsed süsivesinikud - benseen, tolueen jne. Kuna õlipürolüüs on üks olulisemaid viise aromaatsete süsivesinike saamiseks, nimetatakse seda protsessi sageli õliks. aromatiseerimine.
Aromatiseerimine- alkaanide ja tsükloalkaanide muundumine areenideks. Naftasaaduste raskete fraktsioonide kuumutamisel katalüsaatori (Pt või Mo) juuresolekul muutuvad süsivesinikud, mis sisaldavad molekulis 6–8 C-aatomit, aromaatseteks süsivesinikeks. Need protsessid toimuvad reformimise (bensiinide rafineerimise) käigus.
Reformimine Kas bensiini aromatiseerimine toimub nende kuumutamisel katalüsaatori, näiteks Pt juuresolekul? Nendes tingimustes muunduvad alkaanid ja tsükloalkaanid aromaatseteks süsivesinikeks, mille tulemusena suureneb oluliselt ka bensiinide oktaanarv. Aromatiseerimist kasutatakse üksikute aromaatsete süsivesinike (benseen, tolueen) saamiseks naftabensiini fraktsioonidest.
Viimastel aastatel on naftasüsivesinikke laialdaselt kasutatud keemiliste toorainete allikana. Neid kasutatakse mitmel viisil plastide, sünteetiliste tekstiilkiudude, sünteetilise kummi, alkoholide, hapete, sünteetiliste detergentide, lõhkeainete, pestitsiidide, sünteetiliste rasvade jms tootmiseks vajalike ainete saamiseks.
Kivisüsi nagu maagaas ja nafta, on see energiaallikas ja väärtuslik keemiatooraine.
Peamine bituumensöe töötlemise meetod on koksistamine(kuivdestilleerimine). Kokseerimisel (kuumutamine temperatuurini 1000 ° C - 1200 ° C ilma õhu juurdepääsuta) saadakse mitmesuguseid tooteid: koks, kivisöetõrv, vaiguvastane vesi ja koksiahju gaas (skeem).
Skeem
Koksi kasutatakse metallurgiatehastes malmi tootmisel redutseerijana.
Kivisöetõrv on aromaatsete süsivesinike allikas. Seda destilleeritakse rektifitseerimisel ja saadakse benseeni, tolueeni, ksüleeni, naftaleeni, aga ka fenoole, lämmastikku sisaldavaid ühendeid jne. Pigi - vaigu destilleerimisel järele jäänud paks must mass, kasutatakse elektroodide ja katusetõrva valmistamiseks. paber.
Ammoniaaki, ammooniumsulfaati, fenooli jne saadakse vaiguülesest veest.
Koksiahjude kütmiseks kasutatakse koksiahju gaasi (1m 3 põlemisel eraldub umbes 18 000 kJ), kuid peamiselt töödeldakse seda keemiliselt. Niisiis eraldub sellest vesinik ammoniaagi sünteesiks, mida seejärel kasutatakse lämmastikväetiste, aga ka metaani, benseeni, tolueeni, ammooniumsulfaadi, etüleeni saamiseks.
Saada oma head tööd teadmistebaasi on lihtne. Kasutage allolevat vormi
Üliõpilased, magistrandid, noored teadlased, kes kasutavad teadmistebaasi oma õpingutes ja töös, on teile väga tänulikud.
Postitatud aadressil http://www.allbest.ru/
Eelarveline erialane õppeasutus
Voroneži piirkond
Rossoshi meditsiinikolledž
Teema: "Nafta, looduslik ja nendega seotud naftagaas ja kivisüsi"
Esinevad 101 rühma õpilased
Kovalskaja Victoria
Kontrollis õpetaja: Grineva N.A.
Rossosh 2015
Sissejuhatus
Nafta, looduslikud ja seonduvad gaasid, kivisüsi.
Peamised süsivesinike allikad on looduslikud ja nendega seotud naftagaasid, nafta ja kivisüsi.
naftagaasi kivisüsi krakkimine
Nafta on tumepruuni värvi vedel fossiilkütus tihedusega 0,70–1,04 g / cm?. Nafta on keeruline ainete segu - peamiselt vedelad süsivesinikud. Koostiselt on õlid parafiinsed, nafteensed ja aromaatsed. Kõige tavalisem õli on aga segatud. Lisaks süsivesinikele on õli koostises orgaanilise hapniku ja väävliühendite lisandid, samuti vesi ning selles lahustunud kaltsiumi- ja magneesiumisoolad. Sisaldab õli ja mehaanilisi lisandeid - liiva ja savi. Õli on väärtuslik tooraine kvaliteetsete mootorikütuste jaoks. Pärast puhastamist veest ja muudest soovimatutest lisanditest töödeldakse õli. Peamine õli rafineerimise meetod on destilleerimine. See põhineb õli moodustavate süsivesinike keemispunktide erinevusel. Kuna õli sisaldab sadu erinevaid aineid, millest paljudel on sarnased keemistemperatuurid, on üksikute süsivesinike eraldamine praktiliselt võimatu. Seetõttu eraldatakse õli destilleerimisel fraktsioonideks, mis keevad üsna laias temperatuurivahemikus. Normaalrõhul destilleerimisel eraldatakse õli neljaks fraktsiooniks: bensiin (30–180 ° C), petrooleum (120–315 ° C), diisel (180–350 ° C) ja kütteõli (destilleerimise jääk). Põhjalikuma destilleerimisega saab kõik need fraktsioonid jagada mitmeks kitsamaks fraktsiooniks. Seega saab bensiinifraktsioonist (C5-C12 süsivesinike segu) eraldada petrooleetrit (40–70 °C), bensiini ennast (70–120 °C) ja naftat (120–180 °C). Petrooleeter sisaldab pentaani ja heksaani. See on suurepärane lahusti rasvade ja vaikude jaoks. Bensiin sisaldab hargnemata ahelaga küllastunud süsivesinikke pentaanidest dekaanideni, tsükloalkaane (tsüklopentaan ja tsükloheksaan) ja benseeni. Pärast asjakohast töötlemist kasutatakse bensiini lennuki- ja autokütusena
JÄÄ. C8-C14 süsivesinikke ja petrooleumi (C12-C18 süsivesinike segu) sisaldavat tööstusbensiini kasutatakse kütte- ja valgustusseadmete kütusena. Petrooleumi kasutatakse suurtes kogustes (pärast põhjalikku puhastamist) reaktiivlennukite ja rakettide kütusena.
Nafta rafineerimise diislifraktsioon - kütus diiselmootoritele. Kütteõli on kõrge keemistemperatuuriga süsivesinike segu. Määrdeõlid saadakse kütteõlist alandatud rõhu all destilleerimise teel. Ülejäänud kütteõli destilleerimisest nimetatakse tõrvaks. Sellest saadakse bituumen. Neid tooteid kasutatakse teedeehituses. Kütteõli kasutatakse ka katla kütusena.
Peamine õli rafineerimise meetod on erinevat tüüpi krakkimine, s.o. õli koostisosade termokatalüütiline muundamine. Peamised pragunemise tüübid on järgmised.
Termiline krakkimine - süsivesinike lagunemine toimub kõrgete temperatuuride (500-700 ° C) mõjul. Näiteks pentaani ja penteeni molekulid moodustuvad küllastunud süsivesinikdekaani C10H22 molekulist:
C10H22> C5H12 + C5H10
pentaan penteen
Katalüütiline krakkimine toimub ka kõrgel temperatuuril, kuid katalüsaatori juuresolekul, mis võimaldab protsessi juhtida ja soovitud suunas juhtida. Õli krakkimise käigus tekivad küllastumata süsivesinikud, mida kasutatakse laialdaselt tööstuslikus orgaanilises sünteesis.
Looduslikud ja nendega seotud naftagaasid
Maagaas. Maagaas sisaldab peamiselt metaani (umbes 93%). Maagaas sisaldab lisaks metaanile ka teisi süsivesinikke, samuti lämmastikku, CO2 ja sageli ka vesiniksulfiidi. Maagaas tekitab põlemisel palju soojust. Selles osas on see teistest kütustest oluliselt parem. Seetõttu kulub 90% maagaasi koguhulgast kütusena kohalikes elektrijaamades, tööstusettevõtetes ja igapäevaelus. Ülejäänud 10% kasutatakse väärtusliku toorainena keemiatööstuses. Sel eesmärgil eraldatakse maagaasist metaan, etaan ja muud alkaanid. Metaanist saadavad tooted on suure tööstusliku tähtsusega.
Seotud naftagaasid. Need lahustatakse rõhu all õlis. Selle pinnale toomisel rõhk langeb ja lahustuvus väheneb, mille tulemusena eralduvad õlist gaasid. Seotud gaasid sisaldavad metaani ja selle homolooge, aga ka mittesüttivaid gaase – lämmastikku, argooni ja CO2. Seotud gaase töödeldakse gaasitöötlemistehastes. Nad toodavad metaani, etaani, propaani, butaani ja bensiini, mis sisaldavad 5 või enama süsinikuaatomiga süsivesinikke. Etaan ja propaan dehüdrogeenitakse, et saada küllastumata süsivesinikke - etüleen ja propüleen. Kodumajapidamises kasutatava kütusena kasutatakse propaani ja butaani segu (vedelgaas). Tavalisele bensiinile lisatakse bensiini, et kiirendada selle süttimist sisepõlemismootori käivitamisel.
Kivisüsi
Kivisüsi. Söe töötlemine toimub kolmes põhisuunas: koksimine, hüdrogeenimine ja mittetäielik põlemine. Kokseerimine toimub koksiahjudes temperatuuril 1000-1200 ° C. Sellel temperatuuril, ilma hapniku juurdepääsuta, toimuvad kivisüsi keerulised keemilised muutused, mille tulemusena moodustuvad koks ja lenduvad saadused. Jahutatud koks saadetakse metallurgiatehastesse. Lenduvate saaduste (koksiahjugaas) jahutamisel kondenseeruvad kivisöetõrv ja ammoniaagivesi. Kondenseerimata jäävad ammoniaak, benseen, vesinik, metaan, CO2, lämmastik, etüleen jne.. Nende saaduste laskmisel läbi väävelhappelahuse eraldub ammooniumsulfaat, mida kasutatakse mineraalväetisena. Benseen lahustatakse lahustis ja destilleeritakse lahusest välja. Seejärel kasutatakse koksiahju gaasi kütusena või keemilise lähteainena. Kivisöetõrva saadakse ebaolulistes kogustes (3%). Kuid tootmise ulatust arvestades peetakse kivisöetõrva tooraineks mitmete orgaaniliste ainete tootmiseks. Kui vaigust eemaldada kuni 350 °C keevad tooted, jääb järele tahke mass - pigi. Seda kasutatakse lakkide valmistamiseks. Söe hüdrogeenimine viiakse läbi temperatuuril 400–600 ° C vesiniku rõhul kuni 25 MPa katalüsaatori juuresolekul. See moodustab vedelate süsivesinike segu, mida saab kasutada mootorikütusena. Selle meetodi eeliseks on võime hüdrogeenida madala kvaliteediga pruunsütt. Söe mittetäielikul põlemisel tekib süsinikmonooksiid (II). Katalüsaatoril (nikkel, koobalt) vesiniku ja CO normaal- või kõrgendatud rõhul võite saada küllastunud ja küllastumata süsivesinikke sisaldavat bensiini:
nCO + (2n + 1) H2> CnH2n + 2 + nH2O;
nCO + 2nH2> CnH2n + nH2O.
Kui kivisöe kuivdestilleerimine toimub temperatuuril 500–550 ° C, saadakse tõrv, mida koos bituumeniga kasutatakse ehitusettevõttes sideainena katusekatete, hüdroisolatsioonikatete (katusepapp, katusepapp, jne.).
Tänapäeval on tõsine ökokatastroofi oht. Maal pole praktiliselt ühtegi kohta, kus loodus ei kannataks tööstusettevõtete tegevuse ja inimelu tõttu. Õli destilleerimise saadustega töötades tuleb jälgida, et need ei satuks pinnasesse ega veekogudesse. Naftasaadustest küllastunud muld kaotab viljakust aastakümneteks ja seda on väga raske taastada. Ainuüksi 1988. aastal, kui naftajuhtmed said kahjustada, sattus ühte suuremasse järve umbes 110 000 tonni naftat. Teada on traagilisi juhtumeid kütteõli ja õli sattumisest jõgedesse, kus väärtuslikud kalaliigid kudevad. Söeküttel töötavad soojuselektrijaamad kujutavad endast tõsist õhusaasteohtu – need on peamine saasteallikas. Jõgede tasandikel töötavad hüdroelektrijaamad avaldavad veekogudele negatiivset mõju. On hästi teada, et maanteetransport saastab tugevalt atmosfääri bensiini mittetäieliku põlemise saadustega. Teadlased seisavad silmitsi ülesandega minimeerida keskkonnasaaste taset.
Järeldus
Looduslik õli sisaldab alati vett, mineraalsooli ja erinevaid mehaanilisi lisandeid. Seetõttu läbib looduslik õli enne töötlemiseks töötlemist dehüdratsiooni, magestamist ja mitmeid muid eeltoiminguid.
Õli destilleerimise omadused:
1. Naftasaaduste saamise meetod, mille käigus destilleeritakse naftast üks fraktsioon teise järel, sarnaselt sellele, kuidas seda tehakse laboris, on tööstuslikes tingimustes vastuvõetamatu.
2. See on väga ebaproduktiivne, kallis ega võimalda süsivesinike piisavalt selget jaotumist fraktsioonideks vastavalt nende molekulmassile.
Kõik need puudused on ilma pidevalt töötavate torukujuliste seadmete õli destilleerimise meetodist:
1. Seade koosneb torukujulisest õlikütteahjust ja destilleerimiskolonnist, kus õli jaotatakse fraktsioonideks (destillaatideks), süsivesinike üksikuteks segudeks vastavalt nende keemistemperatuurile - bensiin, nafta, petrooleum jne;
2. Torukujulises ahjus paikneb pikk toru mähise kujul;
3. Ahju köetakse kütteõli või gaasi põletamisel;
4. Õli tarnitakse pidevalt torujuhtme kaudu, selles kuumeneb see temperatuurini 320-350 ° C ja siseneb destilleerimiskolonni vedeliku ja auru segu kujul.
Maagaasi omadused.
1. Maagaasi põhikoostisosa on metaan.
2. Peale metaani sisaldab maagaas etaani, propaani, butaani.
3. Üldiselt, mida suurem on süsivesiniku molekulmass, seda vähem on seda maagaasis.
4. Erinevatest väljadest pärit maagaasi koostis ei ole sama. Selle keskmine koostis (mahuprotsentides) on järgmine: a) CH4 - 80-97; b) C2H6 - 0,5-4,0; c) C3H8 - 0,2-1,5.
5. Kütusena on maagaasil suured eelised tahkete ja vedelate kütuste ees.
6. Põlemissoojus on palju suurem, põletamisel ei jää tuhka.
7. Põlemissaadused on palju keskkonnasõbralikumad.
8. Maagaasi kasutatakse laialdaselt soojuselektrijaamades, tööstuslikes katlamajades ja erinevates tööstuslikes ahjudes.
Maagaasi rakendused
1. Maagaasi põletamine kõrgahjudes võimaldab vähendada koksi tarbimist, vähendada malmi väävlisisaldust ja tõsta oluliselt ahju tootlikkust.
2. Maagaasi kasutamine majapidamises.
3. Praegu hakatakse seda kasutama sõidukites (kõrgsurvesilindrites), mis võimaldab säästa bensiini, vähendada mootori kulumist ja tänu kütuse täielikumale põlemisele hoida õhubasseini puhtana.
4. Maagaas on keemiatööstuse jaoks oluline tooraineallikas ja selle roll selles osas suureneb.
5. Vesinikku, atsetüleeni ja tahma saadakse metaanist.
Seotud naftagaasi omadused:
1. Seotud naftagaas on samuti päritolu poolest maagaas;
2. See sai erinimetuse, kuna asub maardlates koos naftaga – see on selles lahustunud ja paikneb õli kohal, moodustades gaasi "korgi"; 3) õli väljatõmbamisel pinnale järsu rõhulanguse tõttu eraldub see sellest.
Seotud naftagaasi kasutamise viisid.
1. Varem seotud gaasi ei kasutatud ja see põletati kohe põllul.
2. Nüüd püütakse seda üha enam kinni, sest nagu maagaas, on see hea kütus ja väärtuslik keemiline lähteaine.
3. Seotud gaasi kasutamise võimalused on isegi palju laiemad kui maagaasil; koos metaaniga sisaldab see märkimisväärses koguses teisi süsivesinikke: etaani, propaani, butaani, pentaani.
Kivisüsi:
Bituumenkivisüsi on inimkonna üks väärtuslikumaid kütuse- ja energiaressursse. Mõnikord nimetatakse seda kivistunud päikesevalguseks. Surnud puude ja kõrreliste hiiglaslike masside pikaajalise lagunemise ja keemilise muundumise tulemusena, mis toimus nn süsiniku perioodil - 210-280 miljonit aastat tagasi, on valdav enamus selle tooraine tänastest varudest kogunenud Eestisse. maa sooled. Selle maailma varud ületavad 15 triljonit tonni. Meie planeedil kaevandatakse palju rohkem kivisütt kui ühtegi teist mineraali: umbes 2,5 miljardit tonni aastas ehk umbes 700 kg iga Maa elaniku kohta.
Söe kasutusala on väga mitmekesine ja lai. Seda kasutatakse elektri tootmiseks soojuselektrijaamades, samuti põletatakse seda muul energiatarbel; sellest saadakse koksi metallurgiliseks tootmiseks ning keemilisel töötlemisel valmistatakse veel umbes 300 muud tööstustoodet. Viimasel ajal on suurenenud kivisöe tarbimine uutel eesmärkidel - kivivaha, plasti, gaasilise kõrge kütteväärtusega kütuse, kõrge süsinikusisaldusega süsinik-grafiit komposiitmaterjalide, haruldaste elementide - germaaniumi ja galliumi tootmine.
Aastasadu on kivisüsi olnud ja jääb üheks peamiseks tehnoloogilise ja energeetilise kütuse liigiks ning selle tähtsus keemiatööstuse toorainena kasvab. Seetõttu uuritakse üha uusi söemaardlaid, selle tootmiseks ehitatakse karjääre ja kaevandusi.
Bibliograafia
1. Alena Igorevna Titarenko. Orgaaniline petuleht
Postitatud saidile Allbest.ur
Sarnased dokumendid
Maagaasi peamised olekud, mis esinevad Maa sisemuses ja gaasihüdraatide kujul mandrite ookeanides ja igikeltsa tsoonides. Maagaasi, selle väljade ja tootmise keemiline koostis ja füüsikalised omadused. Seotud naftagaasi kasutamine.
esitlus lisatud 08.03.2011
Seotud naftagaasi puhastusseadmete eesmärgid ja eesmärgid, põhiprotsessid ja tehnoloogilised skeemid. Meetodid gaasi puhastamiseks gaasikondensaadist, õlist, tilkadest, peendisperssetest, aerosoolniiskustest ja mehaanilistest lisanditest. Gaasi neelduv puhastus.
kokkuvõte lisatud 11.01.2013
Sünteesgaasi tootmise meetodid, kivisöe gaasistamine. Uued insenertehnilised lahendused söe gaasistamises. Metaani muundamine sünteesgaasiks. Fischeri-Tropschi süntees. Protsessi riistvara ja tehniline disain. Sünteesgaasist saadud tooted.
lõputöö, lisatud 01.04.2009
Õli füüsikaliste ja keemiliste omaduste iseloomustus, tootmine, koostis ja fraktsioonide liigid destilleerimisel. Nafta rafineerimise omadused, katalüütilise krakkimise ja koksimise olemus. Nafta kasutamine ja naftatöötlemistehaste keskkonnaprobleemid.
esitlus lisatud 16.05.2013
Maagaas on üks olulisemaid fossiilkütuseid, mis on paljude riikide kütuse- ja energiabilansis võtmepositsioonil. Seotud naftagaasid kui naftatootmise kõrvalsaadused. Gaaside ekstraheerimine, töötlemine, transport ja kasutamine.
esitlus lisatud 01.08.2012
Katalüsaatorite põhifunktsioonide, omaduste ja põhimõtete uurimine. Katalüsaatorite tähtsus nafta ja gaasi töötlemisel. Nafta rafineerimise põhietapid, eriti katalüsaatorite kasutamine. Tahkete katalüsaatorite valmistamise põhitõed nafta rafineerimiseks.
abstraktne, lisatud 10.05.2010
Nafta rafineerimise peamised ja peamised meetodid. Bensiini ja muude kergete toodete saagise suurendamine. Nafta toorainete hävitava töötlemise protsessid. Otsese võidusõidu toodete koostis. Krakkimisprotsessi tüübid. Krakkimisüksuse tehnoloogiline skeem.
kursusetöö, lisatud 29.03.2009
Mõiste "naftagaasid" olemus. Seotud naftagaaside koostise iseloomulik tunnus. Nafta ja gaasi leidmine. Gaasi saamise omadused. Bensiin, propaan-killustiku fraktsioon, kuiv gaas. Seotud naftagaaside kasutamine. APG kasutusviisid.
esitlus lisatud 18.05.2011
Õli füüsikalised ja keemilised omadused. Destilleerimismeetodid, nende eelised ja puudused. Tehnoloogiliste parameetrite mõju sellele protsessile. Atmosfääri vaakumdestillatsiooniseadmes saadud naftasaaduste iseloomustus ja rakendamine.
kursusetöö, lisatud 03.05.2015
Õli kasutamise ajalugu orgaaniliste ühendite tootmise lähteainena. Suured piirkonnad ja naftaväljad. Õli fraktsioonid, eriti selle ettevalmistamine töötlemiseks. Krakkimise olemus, naftasaaduste tüübid ja bensiini sordid.
Nafta rafineerimine
Õli on mitmekomponentne segu erinevatest ainetest, peamiselt süsivesinikest. Need komponendid erinevad üksteisest keemistemperatuuri poolest. Sellega seoses, kui õli kuumutada, siis kõigepealt aurustuvad sellest kõige kergemad keemiskomponendid, seejärel kõrgema keemistemperatuuriga ühendid jne. See nähtus põhineb esmane nafta rafineerimine mis koosneb destilleerimine (parandus) õli. Seda protsessi nimetatakse primaarseks, kuna eeldatakse, et selle käigus ei toimu ainete keemilisi muundumisi ning õli eraldub ainult erineva keemistemperatuuriga fraktsioonideks. Allpool on destilleerimiskolonni skemaatiline diagramm koos destilleerimisprotsessi enda lühikirjeldusega:
Enne rektifitseerimisprotsessi valmistatakse õli ette erilisel viisil, nimelt vabanevad nad veest koos lahustunud soolade ja tahkete mehaaniliste lisanditega. Sel viisil valmistatud õli siseneb torukujulisse ahju, kus see kuumutatakse kõrge temperatuurini (320-350 o C). Pärast toruahjus kuumutamist siseneb kõrge temperatuuriga õli destilleerimiskolonni alumisse ossa, kus üksikud fraktsioonid aurustuvad ja nende aurud tõusevad destilleerimiskolonnist üles. Mida kõrgem on rektifitseerimiskolonni osa, seda madalam on selle temperatuur. Seega valitakse erinevatel kõrgustel järgmised fraktsioonid:
1) destilleerimisgaasid (võetakse kolonni ülaosas ja seetõttu ei ületa nende keemistemperatuur 40 ° C);
2) bensiini fraktsioon (keemistemperatuur 35 kuni 200 o C);
3) tööstusbensiini fraktsioon (keemistemperatuur 150 kuni 250 umbes C);
4) petrooleumi fraktsioon (keemistemperatuur 190–300 umbes C);
5) diislikütuse fraktsioon (keemistemperatuur 200 kuni 300 o C);
6) kütteõli (keemistemperatuur üle 350 o C).
Tuleb märkida, et nafta destilleerimisel eralduvad keskmised fraktsioonid ei vasta kütuste kvaliteedistandarditele. Lisaks tekib õli destilleerimise tulemusena arvestatav kogus kütteõli, mis pole sugugi kõige nõutum toode. Sellega seoses on pärast esmast naftarafineerimist ülesanne suurendada kallimate, eriti bensiinifraktsioonide saagist, samuti parandada nende fraktsioonide kvaliteeti. Neid ülesandeid lahendatakse erinevate protsesside abil. sekundaarne nafta rafineerimine , näiteks nagu pragunemine jareformimine .
Tuleb märkida, et nafta sekundaarsel rafineerimisel kasutatavate protsesside arv on palju suurem ja me puudutame ainult mõnda peamist. Mõelgem nüüd välja, mis on nende protsesside tähendus.
Pragunemine (termiline või katalüütiline)
See protsess on mõeldud bensiini fraktsiooni saagise suurendamiseks. Sel eesmärgil kuumutatakse raskeid fraktsioone, näiteks kütteõli, tugevalt, enamasti katalüsaatori juuresolekul. Selle efekti tulemusena rebenevad raskeid fraktsioone moodustavad pika ahelaga molekulid ja tekivad väiksema molekulmassiga süsivesinikud. Tegelikult toob see kaasa täiendava bensiinifraktsiooni saagise, mis on väärtuslikum kui algne kütteõli. Selle protsessi keemilist olemust peegeldab võrrand:
Reformimine
See protsess täidab ülesannet parandada bensiini fraktsiooni kvaliteeti, eriti suurendada selle detonatsiooni stabiilsust (oktaaniarv). Just seda bensiini omadust näidatakse tanklates (92., 95., 98. bensiin jne).
Reformimisprotsessi tulemusena suureneb aromaatsete süsivesinike osakaal bensiini fraktsioonis, mis teiste süsivesinike hulgas on ühe suurima oktaanarvuga. Selline aromaatsete süsivesinike osakaalu suurenemine saavutatakse peamiselt reformimisprotsessi käigus toimuvate dehüdrotsükliseerimisreaktsioonide tulemusena. Näiteks piisavalt tugeva küttega n-heksaan plaatina katalüsaatori juuresolekul muutub benseeniks ja n-heptaan sarnasel viisil tolueeniks:
Söe töötlemine
Peamine bituminoosse kivisöe töötlemise meetod on koksistamine . Söe koksimine nimetatakse protsessiks, mille käigus sütt kuumutatakse ilma õhu juurdepääsuta. Samal ajal eraldatakse sellise kuumutamise tulemusena kivisöest neli peamist toodet:
1) Koks
Tahke aine, mis on peaaegu puhas süsinik.
2) kivisöetõrv
Sisaldab suurt hulka erinevaid valdavalt aromaatseid ühendeid nagu benseeni homoloogid, fenoolid, aromaatsed alkoholid, naftaleen, naftaleeni homoloogid jne;
3) Ammoniaagi vesi
Vaatamata oma nimele sisaldab see fraktsioon lisaks ammoniaagile ja veele ka fenooli, vesiniksulfiidi ja mõningaid muid ühendeid.
4) koksiahju gaas
Koksiahju gaasi põhikomponendid on vesinik, metaan, süsihappegaas, lämmastik, etüleen jne.
Kas jaapanlased tegelevad tuleviku gaasikütusega? 13. jaanuar 2013
Jaapan alustas täna metaanhüdraadi – teatud tüüpi maagaasi – proovitootmist, mille varud suudavad mitmete ekspertide hinnangul suuresti lahendada riigi energiaprobleeme. Spetsiaalne uurimislaev "Chikyu" / "Maa" / alustas puurimist Vaikses ookeanis 70 km Atsumi poolsaarest lõuna pool Nagoya linna lähedal Jaapani peamise saare Honshu idarannikul.
Jaapani spetsialistid on viimase aasta jooksul läbi viinud rea katseid Vaikse ookeani merepõhja puurimiseks, et otsida metaanhüdraate. Seekord kavatsetakse katsetada energiaressursside täismahus tootmist ja sellest metaangaasi ammutamist. Edu korral algab Nagoya linna lähistel asuva valdkonna äriline arendamine 2018. aastal.
Metaanhüdraat ehk metaanhüdraat on gaasilise metaani ja vee segu, mis meenutab välimuselt lund või lahtist sulajääd. See ressurss on looduses laialt levinud – näiteks igikeltsa tsoonis. Ookeani põhja all on suured metaanhüdraatide varud, mille arendamist seni peeti kahjumlikuks. Jaapani eksperdid väidavad aga, et on leidnud suhteliselt kuluefektiivseid tehnoloogiaid.
Metaanhüdraatide varud vaid Nagoya linnast lõuna pool asuvas piirkonnas on hinnanguliselt 1 triljon kuupmeetrit. Teoreetiliselt suudavad nad täielikult rahuldada Jaapani maagaasivajaduse 10 aasta jooksul. Kokkuvõttes jätkub ekspertide prognooside kohaselt riigi naaberpiirkondades ookeanipõhja all olevatest metaanhüdraatide ladestustest umbes 100 aastaks. Sellest hoolimata on selle kütuse maksumus, võttes arvesse töötlemis-, transpordi- ja muid kulusid, siiski kõrgem kui tavapärase maagaasi turuhind.
Praegu on Jaapan energiaressurssidest ilma jäetud ja impordib need täielikult. Eelkõige Tokyo on maailma suurim veeldatud maagaasi ostja. Viimasel ajal, pärast Fukushima-1 tuumaelektrijaama õnnetust ja kõigi tuumaelektrijaamade järkjärgulist sulgemist, on Jaapani energiavajadus suurenenud.
Vaatamata alternatiivsete energiaallikate arengule säilitavad fossiilkütused endiselt ja ka lähitulevikus planeedi kütusebilansis olulise rolli. ExxonMobili ekspertide prognooside kohaselt kasvab energiaressursside tarbimine järgmise 30 aasta jooksul planeedil poole võrra. Teadaolevate süsivesinike maardlate tootlikkuse vähenedes avastatakse üha vähem uusi suuri maardlaid ning kivisöe kasutamine kahjustab keskkonda. Tavapäraste süsivesinike varude kahanemist saab aga kompenseerida.
Needsamad ExxonMobili eksperdid ei kipu olukorda dramatiseerima. Esiteks arenevad nafta- ja gaasitootmise tehnoloogiad. Tänapäeval ammutatakse näiteks Mehhiko lahes naftat 2,5-3 km sügavuselt veepinnast, 15 aastat tagasi oli selline sügavus mõeldamatu. Teiseks arendatakse tehnoloogiaid keeruliste süsivesinike (rasked ja kõrge väävlisisaldusega õlid) ja õliasendusainete (bituumen, õliliivad) töötlemiseks. See võimaldab naasta traditsioonilistele kaevandusaladele ja jätkata nende tegevust, samuti alustada kaevandamist uutes piirkondades. Näiteks Tatarstanis alustatakse Shelli toel nn "raske nafta" tootmist. Kuzbassis töötatakse välja söekihtidest metaani eraldamise projekte.
Kolmas süsivesinike tootmise taseme hoidmise suund on seotud nende ebakonventsionaalsete tüüpide kasutamise võimaluste otsimisega. Paljutõotavate uut tüüpi süsivesinike toorainete hulgast eristavad teadlased metaanhüdraati, mille varud planeedil on ligikaudsete hinnangute kohaselt vähemalt 250 triljonit kuupmeetrit (energiaväärtuse poolest on see väärtusest 2 korda suurem). kõigist planeedi nafta-, söe- ja gaasivarudest kokku) ...
Metaanhüdraat on metaani supramolekulaarne ühend veega. Allpool on metaanhüdraadi molekulaarne mudel. Metaanimolekuli ümber moodustub vee (jää) molekulide võre. Ühendus on stabiilne madalatel temperatuuridel ja kõrgendatud rõhul. Näiteks metaanhüdraat on stabiilne temperatuuril 0 °C ja rõhul 25 baari või rohkem. See rõhk tekib ookeani sügavusel umbes 250 m. Atmosfäärirõhul püsib metaanhüdraat stabiilsena temperatuuril -80 ° C.
Metaanhüdraadi mudel
Kui metaanhüdraati kuumutada või rõhk langeb, laguneb ühend veeks ja maagaasiks (metaan). Ühest kuupmeetrist metaanhüdraadist normaalsel atmosfäärirõhul saab 164 kuupmeetrit maagaasi.
USA energeetikaministeeriumi hinnangul on planeedi metaanhüdraadi varud tohutud. Kuid siiani pole seda ühendit energiaallikana praktiliselt kasutatud. Osakond on välja töötanud ja rakendab tervet programmi (R&D programm) metaanhüdraadi tootmise otsimiseks, hindamiseks ja turustamiseks.
Metaanhüdraadi küngas merepõhjas
Pole juhus, et USA on valmis eraldama märkimisväärseid vahendeid metaanhüdraadi ekstraheerimise tehnoloogiate arendamiseks. Maagaas moodustab ligi 23% riigi kütusebilansist. Suurem osa USA maagaasist saadakse torujuhtmete kaudu Kanadast. 2007. aastal oli riigis maagaasi tarbimine 623 miljardit kuupmeetrit. m. Aastaks 2030 võib see kasvada 18-20%. Tavapäraste maagaasiväljade kasutamine USA-s, Kanadas ja avamerel ei ole võimalik sellist tootmistaset tagada.
Kuid siin, nagu öeldakse, on veel üks probleem: koos gaasiga tõuseb üles tohutu veemass, millest gaas tuleb kogu võimaliku innuga puhastada. Selliseid mootoreid pole, lühike oleks ükskõikne isegi 1% kütuse massist kloriidide ja muude ookeanisoolade kujul. Diislid surevad kõigepealt välja, turbiinid peavad vastu veidi kauem. Kas see on Stirlingi VÄLINE sisepõlemismootor?
Nii et gaasi tarnimine torujuhtmele otse alumisest kihist ei toimi kuidagi. Golovnikov, koristades hammustavad jaapanlased katuse kohal. Ja siis hakkavad rohelised võitlema ookeani paksuse reostusega selle põhjakihtide abil. Tõenäoliselt tõmmatakse mööda oja liiva ja muude lisandite oja, mis on kosmosest nähtav. See on nagu reaktiivlennuk Bosporuse väinast Marmara merest.
Mulle meenutavad see projekt ja selle väljavaated vastuolulist ja suures osas vastuolulist kildagaasiprojekti.
allikatest
1. Looduslikud süsivesinike allikad: gaas, nafta, kivisüsi. Nende töötlemine ja praktiline rakendamine.
Peamised looduslikud süsivesinike allikad on nafta, looduslikud ja nendega seotud naftagaasid ning kivisüsi.
Looduslikud ja nendega seotud naftagaasid.
Maagaas on gaaside segu, mille põhikomponendiks on metaan, ülejäänu on etaan, propaan, butaan ning vähesel määral lisandeid - lämmastikku, süsinikmonooksiidi (IV), vesiniksulfiidi ja veeauru. 90% sellest kulub kütusena, ülejäänud 10% kasutatakse keemiatööstuse toorainena: vesiniku, etüleeni, atsetüleeni, tahma, erinevate plastide, ravimite jms saamisel.
Seotud naftagaas on samuti maagaas, kuid see esineb koos naftaga - see on õli kohal või lahustub selles rõhu all. Seotud gaas sisaldab 30-50% metaani, ülejäänu moodustavad selle homoloogid: etaan, propaan, butaan ja muud süsivesinikud. Lisaks sisaldab see samu lisandeid, mis maagaasis.
Seotud gaasi kolm fraktsiooni:
1. Bensiin; seda lisatakse bensiinile mootori käivitamise parandamiseks;
2. Propaani-butaani segu; kasutatakse majapidamiskütusena;
3. Kuiv gaas; kasutatakse atsiteleeni, vesiniku, etüleeni ja muude ainete saamiseks, millest toodetakse kummi, plasti, alkohole, orgaanilisi happeid jne.
Õli.
Õli on iseloomuliku lõhnaga kollane või helepruun kuni must õline vedelik. See on veest kergem ja selles praktiliselt lahustumatu. Õli on segu umbes 150 süsivesinikust, mis on segatud teiste ainetega, mistõttu sellel ei ole kindlat keemistemperatuuri.
90% toodetud õlist kasutatakse lähteainena erinevat tüüpi kütuste ja määrdeainete tootmiseks. Samas on nafta väärtuslik tooraine keemiatööstusele.
Ma nimetan toornaftat, mis on ammutatud maa sisikonnast. Toornafta ei kasutata, see on töödeldud. Toornafta puhastatakse gaasidest, veest ja mehaanilistest lisanditest ning seejärel allutatakse fraktsioneerivale destilleerimisele.
Destilleerimine on segude jagamine üksikuteks komponentideks või fraktsioonideks, lähtudes nende keemispunktide erinevusest.
Õli destilleerimisel eraldatakse mitu naftatoodete fraktsiooni:
1. Gaasifraktsioon (keetmistemperatuur = 40 ° С) sisaldab normaal- ja hargnenud alkaane СН4 - С4Н10;
2. Bensiini fraktsioon (keetmistemperatuur = 40 - 200 ° С) sisaldab süsivesinikke С 5 Н 12 - С 11 Н 24; korduval destilleerimisel eralduvad segust kerged naftasaadused, mis keevad madalamates temperatuurivahemikes: petrooleeter, lennuki- ja mootoribensiin;
3. Tööstusbensiini fraktsioon (raske bensiin, bp = 150 - 250 ° C), sisaldab süsivesinikke koostisega C 8 H 18 - C 14 H 30, kasutatakse kütusena traktorites, diiselvedurites, veoautodes;
4. Petrooleumi fraktsioon (keetmistemperatuur = 180–300 °C) sisaldab süsivesinikke koostisega C 12 H 26 - C 18 H 38; seda kasutatakse reaktiivlennukite, rakettide kütusena;
5. Gaasiõli (bp = 270 - 350 ° C) kasutatakse diislikütusena ja seda krakitakse suures mahus.
Pärast fraktsioonide destilleerimist jääb järele tume viskoosne vedelik - kütteõli. Kütteõlist eraldatakse diisliõlid, vaseliin, parafiin. Ülejäänud kütteõli destilleerimisest on tõrv, seda kasutatakse teedeehituse materjalide tootmisel.
Sekundaarne nafta rafineerimine põhineb keemilistel protsessidel:
1. Krakkimine – suurte süsivesinike molekulide lõhenemine väiksemateks. Eristage termilist ja katalüütilist krakkimist, mis on praegu tavalisem.
2. Reformimine (aromatiseerimine) on alkaanide ja tsükloalkaanide muundamine aromaatseteks ühenditeks. See protsess viiakse läbi bensiini kuumutamisel kõrgendatud rõhul katalüsaatori juuresolekul. Reformimist kasutatakse aromaatsete süsivesinike saamiseks bensiinifraktsioonidest.
3. Naftasaaduste pürolüüs viiakse läbi naftasaaduste kuumutamisel temperatuurini 650–800 ° C, peamised reaktsioonisaadused on küllastumata gaasilised ja aromaatsed süsivesinikud.
Nafta on tooraine mitte ainult kütuse, vaid ka paljude orgaaniliste ainete tootmiseks.
Kivisüsi.
Bituumenkivisüsi on ka energiaallikas ja väärtuslik keemiline tooraine. Söe koostis sisaldab peamiselt orgaanilisi aineid, aga ka vett, mineraale, mis moodustavad põlemisel tuhka.
Üks kivisöe töötlemise tüüpe on koksimine - see on söe kuumutamine temperatuurini 1000 ° C ilma õhu juurdepääsuta. Söe koksistamine toimub koksiahjudes. Koks koosneb peaaegu puhtast süsinikust. Seda kasutatakse redutseerijana metallurgiatehastes malmi kõrgahjude tootmisel.
Kondensatsiooni käigus lenduvad kivisöetõrv (sisaldab palju erinevaid orgaanilisi aineid, enamik neist on aromaatsed), ammoniaagivesi (sisaldab ammoniaaki, ammooniumisoolasid) ja koksiahju gaas (sisaldab ammoniaaki, benseeni, vesinikku, metaani, süsinikmonooksiidi (II), etüleen , lämmastik ja muud ained).
Laadimine ...