हाइड्रोकार्बन के सबसे महत्वपूर्ण स्रोत प्राकृतिक और संबंधित पेट्रोलियम गैसें, तेल और कोयला हैं।
रिजर्व द्वारा प्राकृतिक गैसदुनिया में पहला स्थान हमारे देश का है। प्राकृतिक गैस में कम आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन होते हैं। इसकी निम्नलिखित अनुमानित संरचना है (मात्रा के अनुसार): 80-98% मीथेन, इसके निकटतम समरूपों का 2-3% - ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, और अशुद्धियों की एक छोटी मात्रा - हाइड्रोजन सल्फाइड Н 2 एस, नाइट्रोजन एन 2, महान गैसें, कार्बन मोनोऑक्साइड (IV) CO2 और जल वाष्प H2O . प्रत्येक क्षेत्र के लिए गैस संरचना विशिष्ट है। निम्नलिखित पैटर्न है: हाइड्रोकार्बन का सापेक्ष आणविक भार जितना अधिक होता है, प्राकृतिक गैस में उतना ही कम होता है।
उच्च कैलोरी मान वाले सस्ते ईंधन के रूप में प्राकृतिक गैस का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है (जब 1m 3 को जलाया जाता है तो 54,400 kJ तक जारी किया जाता है)। यह घरेलू और औद्योगिक जरूरतों के लिए सबसे अच्छे प्रकार के ईंधन में से एक है। इसके अलावा, प्राकृतिक गैस रासायनिक उद्योग के लिए एक मूल्यवान कच्चे माल के रूप में कार्य करती है: एसिटिलीन, एथिलीन, हाइड्रोजन, कालिख, विभिन्न प्लास्टिक, एसिटिक एसिड, रंजक, दवाएं और अन्य उत्पादों के उत्पादन के लिए।
संबद्ध पेट्रोलियम गैसेंतेल के साथ जमा में हैं: वे इसमें घुल जाते हैं और तेल के ऊपर स्थित होते हैं, जिससे गैस "टोपी" बनती है। जब तेल को सतह पर निकाला जाता है, तो दबाव में तेज गिरावट के कारण गैसें इससे अलग हो जाती हैं। पहले, संबंधित गैसों का उपयोग नहीं किया जाता था और तेल उत्पादन के दौरान भड़क जाते थे। आजकल, उन्हें कब्जा कर लिया जाता है और ईंधन और मूल्यवान रासायनिक कच्चे माल के रूप में उपयोग किया जाता है। संबद्ध गैसों में प्राकृतिक गैस की तुलना में कम मीथेन होती है, लेकिन अधिक ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और उच्च हाइड्रोकार्बन होते हैं। इसके अलावा, उनमें मुख्य रूप से प्राकृतिक गैस की तरह ही अशुद्धियाँ होती हैं: H 2 S, N 2, उत्कृष्ट गैसें, H 2 O वाष्प, CO 2 . व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन (ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, आदि) संबंधित गैसों से निकाले जाते हैं, और उनके प्रसंस्करण से डिहाइड्रोजनेशन - प्रोपलीन, ब्यूटिलीन, ब्यूटाडीन द्वारा असंतृप्त हाइड्रोकार्बन प्राप्त करना संभव हो जाता है, जिससे रबर और प्लास्टिक को संश्लेषित किया जाता है। प्रोपेन और ब्यूटेन (द्रवीकृत गैस) के मिश्रण का उपयोग घरेलू ईंधन के रूप में किया जाता है। इंजन शुरू करते समय ईंधन के बेहतर प्रज्वलन के लिए गैसोलीन (हेक्सेन के साथ पेंटेन का मिश्रण) का उपयोग गैसोलीन में एक योजक के रूप में किया जाता है। कार्बनिक अम्ल, अल्कोहल और अन्य उत्पाद हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण द्वारा प्राप्त किए जाते हैं।
तेल- एक विशिष्ट गंध के साथ गहरे भूरे या लगभग काले रंग का तैलीय ज्वलनशील तरल। यह पानी से हल्का है (= 0.73–0.97 ग्राम / सेमी 3), पानी में व्यावहारिक रूप से अघुलनशील है। संरचना के संदर्भ में, तेल विभिन्न आणविक भार के हाइड्रोकार्बन का एक जटिल मिश्रण है, इसलिए इसका कोई विशिष्ट क्वथनांक नहीं होता है।
तेल में मुख्य रूप से तरल हाइड्रोकार्बन होते हैं (ठोस और गैसीय हाइड्रोकार्बन उनमें घुल जाते हैं)। आमतौर पर ये अल्केन्स (ज्यादातर सामान्य संरचना के), साइक्लोअल्केन्स और एरेनास होते हैं, जिनका अनुपात विभिन्न क्षेत्रों के तेलों में व्यापक रूप से भिन्न होता है। यूराल तेल में अधिक एरेनास होते हैं। हाइड्रोकार्बन के अलावा, तेल में ऑक्सीजन, सल्फर और नाइट्रोजनयुक्त कार्बनिक यौगिक होते हैं।
कच्चे तेल का आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है। तेल से तकनीकी रूप से मूल्यवान उत्पाद प्राप्त करने के लिए इसे संसाधित किया जाता है।
प्राथमिक प्रसंस्करणतेल इसके आसवन में होता है। संबंधित गैसों को अलग करने के बाद रिफाइनरियों में आसवन किया जाता है। तेल आसवन करते समय, हल्के तेल उत्पाद प्राप्त होते हैं:
गैसोलीन ( टीगठरी = 40–200 ° С) में हाइड्रोकार्बन 5-С 11 होता है,
नेफ्था ( टीगठरी = १५०-२५० ° ) में हाइड्रोकार्बन ८-С १४ होता है,
मिटटी तेल ( टीगठरी = 180-300 ° C) में हाइड्रोकार्बन C 12 -C 18 होता है,
गैस तेल ( टीगठरी> 275 डिग्री सेल्सियस),
और शेष में - एक चिपचिपा काला तरल - ईंधन तेल।
ईंधन तेल को आगे संसाधित किया जाता है। यह कम दबाव (अपघटन को रोकने के लिए) में आसुत होता है और चिकनाई वाले तेल निकलते हैं: स्पिंडल, मशीन, सिलेंडर, आदि। वैसलीन और पैराफिन कुछ प्रकार के तेल के ईंधन तेल से अलग होते हैं। आसवन के बाद अवशिष्ट ईंधन तेल - टार - आंशिक ऑक्सीकरण के बाद डामर प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। तेल आसवन का मुख्य नुकसान गैसोलीन की कम उपज (20% से अधिक नहीं) है।
पेट्रोलियम के आसवन उत्पादों के विभिन्न अनुप्रयोग हैं।
पेट्रोलबड़ी मात्रा में इसका उपयोग विमानन और ऑटोमोबाइल ईंधन के रूप में किया जाता है। इसमें आमतौर पर हाइड्रोकार्बन होते हैं जिनमें अणुओं में औसतन 5 से 9 C परमाणु होते हैं। मिट्टी का तेलट्रैक्टरों के लिए ईंधन के साथ-साथ पेंट और वार्निश उद्योग में विलायक के रूप में उपयोग किया जाता है। इसकी बड़ी मात्रा में गैसोलीन में संसाधित किया जाता है। मिटटी तेलइसका उपयोग ट्रैक्टरों, जेट विमानों और मिसाइलों के साथ-साथ घरेलू जरूरतों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है। सौर तेल - गैस तेल- मोटर ईंधन के रूप में प्रयोग किया जाता है, और चिकनाई तेल- तंत्र के स्नेहन के लिए। वेसिलीनचिकित्सा में प्रयोग किया जाता है। इसमें तरल और ठोस हाइड्रोकार्बन का मिश्रण होता है। तेलइसका उपयोग उच्च कार्बोक्जिलिक एसिड प्राप्त करने, माचिस और पेंसिल के उत्पादन में लकड़ी को लगाने, मोमबत्तियों, जूते की पॉलिश आदि के निर्माण के लिए किया जाता है। इसमें ठोस हाइड्रोकार्बन का मिश्रण होता है। ईंधन तेलस्नेहन तेल और गैसोलीन के प्रसंस्करण के अलावा, इसका उपयोग बॉयलर तरल ईंधन के रूप में किया जाता है।
पर माध्यमिक प्रसंस्करण के तरीकेतेल, हाइड्रोकार्बन की संरचना में परिवर्तन होता है जो इसकी संरचना बनाते हैं। इन विधियों में, पेट्रोल की उपज बढ़ाने के लिए (65-70% तक) पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन के क्रैकिंग का बहुत महत्व है।
खुर- तेल में निहित हाइड्रोकार्बन के अपघटन की प्रक्रिया, जिसके परिणामस्वरूप एक अणु में कम संख्या में C परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन बनते हैं। क्रैकिंग के दो मुख्य प्रकार हैं: थर्मल और कैटेलिटिक।
थर्मल क्रैकिंगफीडस्टॉक (ईंधन तेल, आदि) को 470-550 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 2-6 एमपीए के दबाव पर गर्म करके किया जाता है। इस मामले में, बड़ी संख्या में सी परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन के अणुओं को अणुओं में विभाजित किया जाता है, जिसमें संतृप्त और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन दोनों के परमाणुओं की संख्या कम होती है। उदाहरण के लिए:
(कट्टरपंथी तंत्र),
इस प्रकार, मुख्य रूप से मोटर गैसोलीन प्राप्त होता है। तेल से इसका उत्पादन 70% तक पहुँच जाता है। थर्मल क्रैकिंग की खोज रूसी इंजीनियर वीजी शुखोव ने 1891 में की थी।
उत्प्रेरक क्रैकिंग 450-500 डिग्री सेल्सियस और वायुमंडलीय दबाव पर उत्प्रेरक (आमतौर पर एल्युमिनोसिलिकेट्स) की उपस्थिति में किया जाता है। इस पद्धति का उपयोग 80% तक की उपज के साथ विमानन गैसोलीन प्राप्त करने के लिए किया जाता है। इस प्रकार की क्रैकिंग मुख्य रूप से मिट्टी के तेल और तेल के गैस तेल अंशों पर लागू होती है। कैटेलिटिक क्रैकिंग में, क्लेवाज प्रतिक्रियाओं के साथ, आइसोमेराइजेशन प्रतिक्रियाएं होती हैं। उत्तरार्द्ध के परिणामस्वरूप, अणुओं के एक शाखित कार्बन कंकाल के साथ संतृप्त हाइड्रोकार्बन बनते हैं, जो गैसोलीन की गुणवत्ता में सुधार करता है:
कैटेलिटिक फटा गैसोलीन में उच्च गुणवत्ता होती है। थर्मल ऊर्जा की कम खपत के साथ इसे प्राप्त करने की प्रक्रिया बहुत तेजी से आगे बढ़ती है। इसके अलावा, उत्प्रेरक क्रैकिंग अपेक्षाकृत कई शाखित श्रृंखला हाइड्रोकार्बन (आइसो यौगिक) का उत्पादन करता है, जो कार्बनिक संश्लेषण के लिए बहुत महत्वपूर्ण हैं।
पर टी= 700 डिग्री सेल्सियस और ऊपर, पायरोलिसिस होता है।
पायरोलिसिस- उच्च तापमान पर हवा के बिना कार्बनिक पदार्थों का अपघटन। तेल के पायरोलिसिस में, मुख्य प्रतिक्रिया उत्पाद असंतृप्त गैसीय हाइड्रोकार्बन (एथिलीन, एसिटिलीन) और सुगंधित हाइड्रोकार्बन - बेंजीन, टोल्यूनि, आदि हैं। चूंकि तेल पायरोलिसिस सुगंधित हाइड्रोकार्बन प्राप्त करने के सबसे महत्वपूर्ण तरीकों में से एक है, इस प्रक्रिया को अक्सर तेल कहा जाता है। सुगन्धित करना।
गंध- अल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स का एरेनास में परिवर्तन। जब पेट्रोलियम उत्पादों के भारी अंशों को उत्प्रेरक (Pt या Mo) की उपस्थिति में गर्म किया जाता है, तो एक अणु में 6–8 C परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन सुगंधित हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित हो जाते हैं। ये प्रक्रियाएं सुधार (गैसोलीन की शोधन) के दौरान होती हैं।
सुधारक्या गैसोलीन का सुगंधितकरण, उत्प्रेरक की उपस्थिति में उन्हें गर्म करके किया जाता है, उदाहरण के लिए पं। इन शर्तों के तहत, अल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स सुगंधित हाइड्रोकार्बन में परिवर्तित हो जाते हैं, जिसके परिणामस्वरूप गैसोलीन की ऑक्टेन संख्या भी काफी बढ़ जाती है। एरोमेटाइजेशन का उपयोग पेट्रोलियम गैसोलीन अंशों से अलग-अलग सुगंधित हाइड्रोकार्बन (बेंजीन, टोल्यूनि) प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
हाल के वर्षों में, पेट्रोलियम हाइड्रोकार्बन का व्यापक रूप से रासायनिक कच्चे माल के स्रोत के रूप में उपयोग किया गया है। प्लास्टिक, सिंथेटिक टेक्सटाइल फाइबर, सिंथेटिक रबर, अल्कोहल, एसिड, सिंथेटिक डिटर्जेंट, विस्फोटक, कीटनाशक, सिंथेटिक वसा आदि के उत्पादन के लिए आवश्यक पदार्थ प्राप्त करने के लिए इनका विभिन्न तरीकों से उपयोग किया जाता है।
कोयलाप्राकृतिक गैस और तेल की तरह, यह ऊर्जा का एक स्रोत और एक मूल्यवान रासायनिक कच्चा माल है।
बिटुमिनस कोयले के प्रसंस्करण की मुख्य विधि है कोकिंग(शुष्क आसवन)। कोकिंग के दौरान (हवा के उपयोग के बिना 1000 ° C - 1200 ° C तक गर्म करना), विभिन्न उत्पाद प्राप्त होते हैं: कोक, कोल टार, सुप्रा-राल पानी और कोक ओवन गैस (आरेख)।
योजना
धातुकर्म संयंत्रों में कच्चे लोहे के उत्पादन में कोक का उपयोग कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।
कोलतार सुगंधित हाइड्रोकार्बन के स्रोत के रूप में कार्य करता है। यह सुधार आसवन के अधीन है और बेंजीन, टोल्यूनि, ज़ाइलीन, नेफ़थलीन, साथ ही फिनोल, नाइट्रोजन युक्त यौगिक, आदि प्राप्त करते हैं। पिच - राल के आसवन के बाद बचा हुआ एक मोटा काला द्रव्यमान, इलेक्ट्रोड की तैयारी के लिए उपयोग किया जाता है और छत टार कागज।
सुप्रा-राल जल से अमोनिया, अमोनियम सल्फेट, फिनोल आदि प्राप्त होते हैं।
कोक ओवन गैस का उपयोग कोक ओवन को गर्म करने के लिए किया जाता है (1m 3 के दहन के दौरान, लगभग 18,000 kJ निकलता है), लेकिन यह मुख्य रूप से रासायनिक प्रसंस्करण के अधीन है। तो, अमोनिया के संश्लेषण के लिए इसमें से हाइड्रोजन छोड़ा जाता है, जिसका उपयोग तब नाइट्रोजन उर्वरकों के साथ-साथ मीथेन, बेंजीन, टोल्यूनि, अमोनियम सल्फेट, एथिलीन प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
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विषय: "तेल, प्राकृतिक और संबद्ध पेट्रोलियम गैस और कोयला"
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शिक्षक द्वारा जाँच की गई: ग्रिनेवा एन.ए.
रोसोश 2015
परिचय
तेल, प्राकृतिक और संबद्ध गैसें, कोयला।
हाइड्रोकार्बन के मुख्य स्रोत प्राकृतिक और संबद्ध पेट्रोलियम गैसें, तेल और कोयला हैं।
क्रैकिंग ऑयल गैस कोयला
तेल एक गहरे भूरे रंग का तरल जीवाश्म ईंधन है जिसका घनत्व 0.70 - 1.04 ग्राम / सेमी? है। तेल पदार्थों का एक जटिल मिश्रण है - मुख्य रूप से तरल हाइड्रोकार्बन। संरचना के संदर्भ में, तेल पैराफिनिक, नैफ्थेनिक और सुगंधित होते हैं। हालांकि, सबसे आम प्रकार का तेल मिश्रित होता है। हाइड्रोकार्बन के अलावा, तेल की संरचना में कार्बनिक ऑक्सीजन और सल्फर यौगिकों की अशुद्धियाँ शामिल हैं, साथ ही इसमें पानी और कैल्शियम और मैग्नीशियम लवण भी घुलते हैं। तेल और यांत्रिक अशुद्धियों में निहित - रेत और मिट्टी। तेल उच्च गुणवत्ता वाले मोटर ईंधन के लिए एक मूल्यवान कच्चा माल है। पानी और अन्य अवांछित अशुद्धियों से सफाई के बाद, तेल को संसाधित किया जाता है। तेल शोधन की मुख्य विधि आसवन है। यह तेल बनाने वाले हाइड्रोकार्बन के क्वथनांक में अंतर पर आधारित है। चूंकि तेल में सैकड़ों विभिन्न पदार्थ होते हैं, जिनमें से कई में समान क्वथनांक होते हैं, व्यक्तिगत हाइड्रोकार्बन को अलग करना लगभग असंभव है। इसलिए, आसवन द्वारा, तेल को काफी विस्तृत तापमान सीमा में उबलते हुए अंशों में अलग किया जाता है। सामान्य दबाव पर आसवन द्वारा, तेल को चार भागों में विभाजित किया जाता है: गैसोलीन (30-180 डिग्री सेल्सियस), मिट्टी का तेल (120-315 डिग्री सेल्सियस), डीजल (180-350 डिग्री सेल्सियस) और ईंधन तेल (आसवन के बाद अवशेष)। अधिक गहन आसवन के साथ, इनमें से प्रत्येक अंश को कई और अधिक संकरे अंशों में विभाजित किया जा सकता है। इस प्रकार, पेट्रोलियम ईथर (40-70 ° C), गैसोलीन ही (70-120 ° C) और नेफ्था (120-180 ° C) को गैसोलीन अंश (C5 - C12 हाइड्रोकार्बन का मिश्रण) से अलग किया जा सकता है। पेट्रोलियम ईथर में पेंटेन और हेक्सेन होते हैं। यह वसा और रेजिन के लिए एक उत्कृष्ट विलायक है। गैसोलीन में पेंटेन से डिकेन्स, साइक्लोअल्केन्स (साइक्लोपेंटेन और साइक्लोहेक्सेन) और बेंजीन तक अशाखित संतृप्त हाइड्रोकार्बन होते हैं। उपयुक्त प्रसंस्करण के बाद, गैसोलीन का उपयोग विमानन और ऑटोमोबाइल के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है
बर्फ। C8 - C14 हाइड्रोकार्बन और मिट्टी के तेल (C12 - C18 हाइड्रोकार्बन का मिश्रण) युक्त नेफ्था का उपयोग घरेलू ताप और प्रकाश उपकरणों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है। बड़ी मात्रा में मिट्टी के तेल (पूरी तरह से सफाई के बाद) जेट विमान और मिसाइलों के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है।
तेल शोधन का डीजल अंश - डीजल इंजन के लिए ईंधन। ईंधन तेल उच्च उबलते हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है। कम दबाव में आसवन द्वारा ईंधन तेल से चिकनाई वाले तेल प्राप्त किए जाते हैं। ईंधन तेल के आसवन के शेष भाग को टार कहा जाता है। इससे बिटुमेन प्राप्त होता है। इन उत्पादों का उपयोग सड़क निर्माण में किया जाता है। ईंधन तेल का उपयोग बॉयलर ईंधन के रूप में भी किया जाता है।
तेल शोधन की मुख्य विधि विभिन्न प्रकार की क्रैकिंग है, अर्थात। तेल घटकों का थर्मोकैटलिटिक परिवर्तन। क्रैकिंग के निम्नलिखित मुख्य प्रकार हैं।
थर्मल क्रैकिंग - उच्च तापमान (500-700 डिग्री सेल्सियस) के प्रभाव में हाइड्रोकार्बन का अपघटन होता है। उदाहरण के लिए, पेंटेन और पेंटीन के अणु संतृप्त हाइड्रोकार्बन डिकैन C10H22 के अणु से बनते हैं:
C10H22> C5H12 + C5H10
पेंटेन पेंटीन
उत्प्रेरक क्रैकिंग भी उच्च तापमान पर किया जाता है, लेकिन एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में, जो प्रक्रिया को नियंत्रित करना और इसे वांछित दिशा में ले जाना संभव बनाता है। तेल के टूटने के दौरान, असंतृप्त हाइड्रोकार्बन बनते हैं, जिनका व्यापक रूप से औद्योगिक कार्बनिक संश्लेषण में उपयोग किया जाता है।
प्राकृतिक और संबद्ध पेट्रोलियम गैसें
प्राकृतिक गैस। प्राकृतिक गैस में मुख्य रूप से मीथेन (लगभग 93%) होता है। मीथेन के अलावा, प्राकृतिक गैस में अन्य हाइड्रोकार्बन, साथ ही नाइट्रोजन, CO2 और अक्सर हाइड्रोजन सल्फाइड भी होते हैं। प्राकृतिक गैस दहन के दौरान बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न करती है। इस लिहाज से यह अन्य ईंधनों से काफी बेहतर है। इसलिए, प्राकृतिक गैस की कुल मात्रा का 90% स्थानीय बिजली संयंत्रों, औद्योगिक उद्यमों और रोजमर्रा की जिंदगी में ईंधन के रूप में खपत होता है। शेष 10% का उपयोग रासायनिक उद्योग के लिए मूल्यवान कच्चे माल के रूप में किया जाता है। इस प्रयोजन के लिए, मीथेन, ईथेन और अन्य अल्केन्स को प्राकृतिक गैस से पृथक किया जाता है। मीथेन से प्राप्त किए जा सकने वाले उत्पाद अत्यधिक औद्योगिक महत्व के हैं।
संबंधित पेट्रोलियम गैसें। वे दबाव में तेल में घुल जाते हैं। जब इसे सतह पर लाया जाता है, तो दबाव कम हो जाता है और घुलनशीलता कम हो जाती है, जिसके परिणामस्वरूप तेल से गैसें निकलती हैं। संबद्ध गैसों में मीथेन और इसके समरूप, साथ ही गैर-दहनशील गैसें - नाइट्रोजन, आर्गन और CO2 शामिल हैं। संबद्ध गैसों को गैस प्रसंस्करण संयंत्रों में संसाधित किया जाता है। वे 5 या अधिक कार्बन परमाणुओं वाले हाइड्रोकार्बन युक्त मीथेन, ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और गैसोलीन का उत्पादन करते हैं। एथेन और प्रोपेन को असंतृप्त हाइड्रोकार्बन - एथिलीन और प्रोपलीन प्राप्त करने के लिए डिहाइड्रोजनीकरण के अधीन किया जाता है। प्रोपेन और ब्यूटेन (द्रवीकृत गैस) के मिश्रण का उपयोग घरेलू ईंधन के रूप में किया जाता है। आंतरिक दहन इंजन शुरू करते समय इसके प्रज्वलन में तेजी लाने के लिए गैसोलीन को नियमित गैसोलीन में मिलाया जाता है।
कोयला
कोयला। कोयला प्रसंस्करण तीन मुख्य दिशाओं में किया जाता है: कोकिंग, हाइड्रोजनीकरण और अधूरा दहन। कोक ओवन में 1000-1200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कोकिंग होती है। इस तापमान पर, ऑक्सीजन तक पहुंच के बिना, कोयला जटिल रासायनिक परिवर्तनों से गुजरता है, जिसके परिणामस्वरूप कोक और वाष्पशील उत्पाद बनते हैं। ठंडा कोक धातुकर्म संयंत्रों को भेजा जाता है। जब वाष्पशील उत्पादों (कोक ओवन गैस) को ठंडा किया जाता है, तो कोल टार और अमोनिया का पानी संघनित हो जाता है। अमोनिया, बेंजीन, हाइड्रोजन, मीथेन, CO2, नाइट्रोजन, एथिलीन, आदि गैर-संघनित रहते हैं। इन उत्पादों को सल्फ्यूरिक एसिड के घोल से गुजारने से अमोनियम सल्फेट निकलता है, जिसका उपयोग खनिज उर्वरक के रूप में किया जाता है। बेंजीन को एक विलायक में लिया जाता है और घोल से आसुत किया जाता है। इसके बाद, कोक ओवन गैस का उपयोग ईंधन के रूप में या रासायनिक फीडस्टॉक के रूप में किया जाता है। कोलतार नगण्य मात्रा में (3%) प्राप्त होता है। लेकिन, उत्पादन के पैमाने को देखते हुए, कोल टार को कई कार्बनिक पदार्थों के उत्पादन के लिए कच्चा माल माना जाता है। यदि 350 डिग्री सेल्सियस तक उबलने वाले उत्पादों को राल से हटा दिया जाता है, तो एक ठोस द्रव्यमान रहता है - पिच। इसका उपयोग वार्निश बनाने के लिए किया जाता है। उत्प्रेरक की उपस्थिति में 25 एमपीए तक के हाइड्रोजन दबाव में 400-600 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर कोयले का हाइड्रोजनीकरण किया जाता है। यह तरल हाइड्रोकार्बन का मिश्रण बनाता है, जिसका उपयोग मोटर ईंधन के रूप में किया जा सकता है। इस पद्धति का लाभ निम्न-श्रेणी के भूरे कोयले को हाइड्रोजनीकृत करने की क्षमता है। कोयले का अधूरा दहन कार्बन मोनोऑक्साइड (II) देता है। हाइड्रोजन और सीओ से सामान्य या ऊंचे दबाव पर उत्प्रेरक (निकल, कोबाल्ट) पर, आप संतृप्त और असंतृप्त हाइड्रोकार्बन युक्त गैसोलीन प्राप्त कर सकते हैं:
nCO + (2n + 1) H2> CnH2n + 2 + nH2O;
nCO + 2nH2> CnH2n + nH2O।
यदि कोयले का सूखा आसवन 500-550 ° C पर किया जाता है, तो टार प्राप्त होता है, जो बिटुमेन के साथ, निर्माण व्यवसाय में छत, वॉटरप्रूफिंग कोटिंग्स (छत लगा, छत महसूस किया जाता है) के निर्माण में एक बांधने की मशीन के रूप में उपयोग किया जाता है। आदि।)।
आज पारिस्थितिक तबाही का गंभीर खतरा है। पृथ्वी पर व्यावहारिक रूप से ऐसा कोई स्थान नहीं है जहां प्रकृति औद्योगिक उद्यमों और मानव जीवन की गतिविधियों से पीड़ित न हो। तेल आसवन उत्पादों के साथ काम करते समय, ध्यान रखा जाना चाहिए कि वे मिट्टी और जल निकायों में न गिरें। पेट्रोलियम उत्पादों से संतृप्त मिट्टी कई दशकों तक उर्वरता खो देती है, और इसे बहाल करना बहुत मुश्किल है। अकेले 1988 में, जब तेल पाइपलाइन क्षतिग्रस्त हो गई, लगभग 110,000 टन तेल सबसे बड़ी झीलों में से एक में मिला। नदियों में ईंधन तेल और तेल के निर्वहन के दुखद मामले, जहां मूल्यवान मछली प्रजातियां पैदा होती हैं, ज्ञात हैं। कोयले से चलने वाले थर्मल पावर प्लांट वायु प्रदूषण के लिए एक गंभीर खतरा पैदा करते हैं - वे प्रदूषण का मुख्य स्रोत हैं। नदी के मैदानों में चलने वाले जलविद्युत संयंत्रों का जल निकायों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। यह सर्वविदित है कि सड़क परिवहन गैसोलीन के अधूरे दहन के उत्पादों से वातावरण को अत्यधिक प्रदूषित करता है। वैज्ञानिकों को पर्यावरण प्रदूषण की डिग्री को कम करने के कार्य का सामना करना पड़ रहा है।
निष्कर्ष
प्राकृतिक तेल में हमेशा पानी, खनिज लवण और विभिन्न यांत्रिक अशुद्धियाँ होती हैं। इसलिए, प्रसंस्करण के लिए संसाधित होने से पहले, प्राकृतिक तेल निर्जलीकरण, विलवणीकरण और कई अन्य प्रारंभिक कार्यों से गुजरता है।
तेल आसवन की विशेषताएं:
1. तेल से एक के बाद एक अंश को डिस्टिल करके पेट्रोलियम उत्पादों को प्राप्त करने की विधि, जिस तरह से इसे प्रयोगशाला में किया जाता है, औद्योगिक परिस्थितियों के लिए अस्वीकार्य है।
2. यह बहुत अनुत्पादक, महंगा है और हाइड्रोकार्बन का उनके आणविक भार के अनुसार अंशों में पर्याप्त रूप से स्पष्ट वितरण प्रदान नहीं करता है।
ये सभी नुकसान लगातार संचालित ट्यूबलर प्रतिष्ठानों पर तेल के आसवन की विधि से वंचित हैं:
1. स्थापना में तेल और एक आसवन स्तंभ को गर्म करने के लिए एक ट्यूबलर भट्ठी होती है, जहां तेल को अंशों (आसुत) में अलग किया जाता है, हाइड्रोकार्बन के व्यक्तिगत मिश्रण उनके क्वथनांक के अनुसार - गैसोलीन, नेफ्था, मिट्टी के तेल, आदि;
2. ट्यूब फर्नेस में एक लंबा पाइप एक कॉइल के रूप में स्थित होता है;
3. भट्ठी को ईंधन तेल या गैस जलाकर गर्म किया जाता है;
4. पाइपलाइन के माध्यम से तेल की लगातार आपूर्ति की जाती है, यह 320-350 डिग्री सेल्सियस तक गर्म होता है और तरल और वाष्प के मिश्रण के रूप में आसवन स्तंभ में प्रवेश करता है।
प्राकृतिक गैस की विशेषताएं।
1. प्राकृतिक गैस का मुख्य घटक मीथेन है।
2. मीथेन के अलावा, प्राकृतिक गैस में ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन होता है।
3. आम तौर पर, हाइड्रोकार्बन का आणविक भार जितना अधिक होता है, प्राकृतिक गैस में उतना ही कम होता है।
4. विभिन्न क्षेत्रों से प्राकृतिक गैस का संघटन समान नहीं होता है। इसकी औसत संरचना (मात्रा के अनुसार प्रतिशत में) इस प्रकार है: a) CH4 - 80-97; बी) C2H6 - 0.5-4.0; ग) C3H8 - 0.2-1.5।
5. ईंधन के रूप में, ठोस और तरल ईंधन की तुलना में प्राकृतिक गैस के बहुत फायदे हैं।
6. दहन की ऊष्मा बहुत अधिक होती है, जलने पर यह राख नहीं छोड़ती है।
7. दहन उत्पाद अधिक पर्यावरण के अनुकूल हैं।
8. प्राकृतिक गैस का व्यापक रूप से ताप विद्युत संयंत्रों, औद्योगिक बॉयलर संयंत्रों और विभिन्न औद्योगिक भट्टियों में उपयोग किया जाता है।
प्राकृतिक गैस अनुप्रयोग
1. ब्लास्ट फर्नेस में प्राकृतिक गैस के दहन से कोक की खपत कम होती है, पिग आयरन में सल्फर की मात्रा कम होती है और फर्नेस उत्पादकता में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।
2. घर में प्राकृतिक गैस का उपयोग।
3. वर्तमान में, इसका उपयोग वाहनों (उच्च दबाव वाले सिलेंडरों में) में किया जाने लगा है, जो गैसोलीन की बचत करता है, इंजन के पहनने को कम करता है और, अधिक पूर्ण ईंधन दहन के लिए धन्यवाद, एक स्वच्छ वायु बेसिन बनाए रखता है।
4. रासायनिक उद्योग के लिए प्राकृतिक गैस कच्चे माल का एक महत्वपूर्ण स्रोत है, और इस संबंध में इसकी भूमिका बढ़ जाएगी।
5. मीथेन से हाइड्रोजन, एसिटिलीन और कालिख प्राप्त होती है।
संबद्ध पेट्रोलियम गैस की विशेषताएं:
1. एसोसिएटेड पेट्रोलियम गैस भी अपने मूल से प्राकृतिक गैस है;
2. इसे एक विशेष नाम मिला क्योंकि यह तेल के साथ जमा में स्थित है - यह इसमें घुल जाता है और तेल के ऊपर स्थित होता है, जिससे गैस "कैप" बनती है; 3) जब तेल को सतह पर निकाला जाता है, तो दबाव में तेज गिरावट के कारण यह उससे अलग हो जाता है।
संबंधित पेट्रोलियम गैस का उपयोग करने के तरीके।
1. पहले, संबंधित गैस का उपयोग नहीं किया जाता था और तुरंत खेत में जला दिया जाता था।
2. आजकल, यह तेजी से कब्जा कर रहा है, क्योंकि प्राकृतिक गैस की तरह, यह एक अच्छा ईंधन और एक मूल्यवान रासायनिक कच्चा माल है।
3. प्राकृतिक गैस की तुलना में संबद्ध गैस के उपयोग की संभावनाएं कहीं अधिक व्यापक हैं; मीथेन के साथ, इसमें अन्य हाइड्रोकार्बन की महत्वपूर्ण मात्रा होती है: ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन, पेंटेन।
कोयला:
कोयला मानव जाति के सबसे मूल्यवान ईंधन और ऊर्जा संसाधनों में से एक है। इसे कभी-कभी पेट्रीफाइड सनलाइट कहा जाता है। 210-280 मिलियन वर्ष पहले तथाकथित कार्बोनिफेरस अवधि में हुए मृत पेड़ों और घासों के विशाल द्रव्यमान के लंबे समय तक अपघटन और रासायनिक परिवर्तन के परिणामस्वरूप, इस कच्चे माल के आज के विशाल भंडार में जमा हो गया है। आंत। इसका विश्व भंडार 15 ट्रिलियन टन से अधिक है। हमारे ग्रह पर किसी भी अन्य खनिज की तुलना में बहुत अधिक कोयला निकाला जाता है: प्रति वर्ष लगभग 2.5 बिलियन टन, या पृथ्वी के प्रत्येक निवासी के लिए लगभग 700 किलोग्राम।
कोयले का उपयोग बहुत विविध और व्यापक है। इसका उपयोग ताप विद्युत संयंत्रों में बिजली उत्पन्न करने के लिए किया जाता है, और इसे अन्य ऊर्जा उद्देश्यों के लिए भी जलाया जाता है; धातुकर्म उत्पादन के लिए इससे कोक प्राप्त किया जाता है, और लगभग 300 अन्य औद्योगिक उत्पाद रासायनिक प्रसंस्करण के दौरान बनाए जाते हैं। हाल ही में, नए उद्देश्यों के लिए कोयले की खपत में वृद्धि हुई है - रॉक मोम, प्लास्टिक, गैसीय उच्च कैलोरी ईंधन, उच्च कार्बन कार्बन-ग्रेफाइट मिश्रित सामग्री, दुर्लभ तत्व - जर्मेनियम और गैलियम का उत्पादन।
कई सदियों से, कोयला मुख्य प्रकार के तकनीकी और ऊर्जा ईंधन में से एक रहा है, और रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल के रूप में इसका महत्व बढ़ रहा है। इसलिए, कोयले के अधिक से अधिक नए भंडार की खोज की जा रही है, इसके उत्पादन के लिए खदानें और खदानें बनाई जा रही हैं।
ग्रन्थसूची
1. अलीना इगोरवाना टिटारेंको। ऑर्गेनिक चीट शीट
Allbest.ur . पर पोस्ट किया गया
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तेल शुद्धिकरण
तेल विभिन्न पदार्थों का एक बहु-घटक मिश्रण है, मुख्यतः हाइड्रोकार्बन। ये घटक क्वथनांक के संदर्भ में एक दूसरे से भिन्न होते हैं। इस संबंध में, यदि तेल गरम किया जाता है, तो पहले सबसे हल्के उबलते घटक उसमें से वाष्पित हो जाएंगे, फिर उच्च क्वथनांक वाले यौगिक, आदि। यह घटना आधारित है प्राथमिक तेल शोधन में शामिल है आसवन (सुधार) तेल। इस प्रक्रिया को प्राथमिक कहा जाता है, क्योंकि यह माना जाता है कि इसके दौरान पदार्थों का कोई रासायनिक परिवर्तन नहीं होता है, और तेल केवल अलग-अलग क्वथनांक वाले अंशों में अलग हो जाता है। आसवन प्रक्रिया के संक्षिप्त विवरण के साथ आसवन स्तंभ का एक योजनाबद्ध आरेख नीचे दिया गया है:
सुधार प्रक्रिया से पहले, तेल एक विशेष तरीके से तैयार किया जाता है, अर्थात्, वे अशुद्ध पानी को उसमें घुले हुए लवण और ठोस यांत्रिक अशुद्धियों से छुटकारा दिलाते हैं। इस तरह से तैयार किया गया तेल ट्यूबलर भट्टी में प्रवेश करता है, जहाँ इसे उच्च तापमान (320-350 o C) तक गर्म किया जाता है। एक ट्यूबलर भट्टी में गर्म करने के बाद, उच्च तापमान वाला तेल आसवन स्तंभ के निचले हिस्से में प्रवेश करता है, जहां अलग-अलग अंश वाष्पित हो जाते हैं और उनके वाष्प आसवन स्तंभ तक ऊपर उठते हैं। रेक्टिफिकेशन कॉलम का सेक्शन जितना ऊंचा होगा, उसका तापमान उतना ही कम होगा। इस प्रकार, निम्नलिखित भिन्नों को विभिन्न ऊंचाइयों पर चुना जाता है:
1) आसवन गैसें (स्तंभ के शीर्ष पर ली जाती हैं, और इसलिए उनका क्वथनांक 40 ° C से अधिक नहीं होता है);
2) गैसोलीन अंश (क्वथनांक 35 से 200 о );
3) नेफ्था अंश (क्वथनांक 150 से 250 C के बारे में);
4) केरोसिन अंश (क्वथनांक 190 से 300 C के बारे में);
5) डीजल अंश (क्वथनांक 200 से 300 o C);
6) ईंधन तेल (350 डिग्री सेल्सियस से अधिक क्वथनांक)।
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तेल के आसवन के दौरान जारी किए गए मध्य अंश ईंधन की गुणवत्ता के मानकों को पूरा नहीं करते हैं। इसके अलावा, तेल आसवन के परिणामस्वरूप, काफी मात्रा में ईंधन तेल बनता है, जो किसी भी तरह से सबसे अधिक मांग वाला उत्पाद नहीं है। इस संबंध में, प्राथमिक तेल शोधन के बाद, कार्य अधिक महंगा, विशेष रूप से, गैसोलीन अंशों की उपज बढ़ाने के साथ-साथ इन अंशों की गुणवत्ता में सुधार करना है। इन कार्यों को विभिन्न प्रक्रियाओं का उपयोग करके हल किया जाता है। माध्यमिक तेल शोधन , उदाहरण के लिए जैसे खुरतथासुधार .
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि तेल के द्वितीयक शोधन में उपयोग की जाने वाली प्रक्रियाओं की संख्या बहुत बड़ी है, और हम केवल कुछ मुख्य पर ही स्पर्श करते हैं। आइए अब समझते हैं कि इन प्रक्रियाओं का अर्थ क्या है।
क्रैकिंग (थर्मल या कैटेलिटिक)
इस प्रक्रिया को गैसोलीन अंश की उपज बढ़ाने के लिए डिज़ाइन किया गया है। इस प्रयोजन के लिए, भारी अंश, उदाहरण के लिए ईंधन तेल, एक उत्प्रेरक की उपस्थिति में, अक्सर मजबूत हीटिंग के अधीन होते हैं। इस प्रभाव के परिणामस्वरूप, लंबी-श्रृंखला के अणु जो भारी अंशों को बनाते हैं, फट जाते हैं और कम आणविक भार वाले हाइड्रोकार्बन बनते हैं। वास्तव में, इससे गैसोलीन अंश की अतिरिक्त उपज होती है, जो मूल ईंधन तेल से अधिक मूल्यवान है। इस प्रक्रिया का रासायनिक सार समीकरण द्वारा परिलक्षित होता है:
सुधार
यह प्रक्रिया गैसोलीन अंश की गुणवत्ता में सुधार करने के कार्य को पूरा करती है, विशेष रूप से, इसकी विस्फोट स्थिरता (ऑक्टेन संख्या) को बढ़ाती है। यह गैसोलीन की विशेषता है जो गैस स्टेशनों (92 वें, 95 वें, 98 वें गैसोलीन, आदि) पर इंगित की जाती है।
सुधार प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, गैसोलीन अंश में सुगंधित हाइड्रोकार्बन का अनुपात, जो अन्य हाइड्रोकार्बन के बीच, उच्चतम ऑक्टेन संख्या में से एक है, बढ़ जाता है। सुगंधित हाइड्रोकार्बन के अनुपात में इस तरह की वृद्धि मुख्य रूप से सुधार प्रक्रिया के दौरान होने वाली डीहाइड्रोसाइक्लाइज़ेशन प्रतिक्रियाओं के परिणामस्वरूप प्राप्त की जाती है। उदाहरण के लिए, पर्याप्त रूप से मजबूत हीटिंग के साथ एन-हेक्सेन एक प्लैटिनम उत्प्रेरक की उपस्थिति में, यह बेंजीन में बदल जाता है, और एन-हेप्टेन, इसी तरह, टोल्यूनि में:
कोयला प्रसंस्करण
बिटुमिनस कोयले के प्रसंस्करण की मुख्य विधि है कोकिंग . कोल कोकिंगएक ऐसी प्रक्रिया कहलाती है जिसमें कोयले को बिना हवा के गर्म किया जाता है। इसी समय, इस तरह के हीटिंग के परिणामस्वरूप, चार मुख्य उत्पाद कोयले से अलग हो जाते हैं:
1) कोक
एक ठोस जो लगभग शुद्ध कार्बन है।
2) कोयला तार
बेंजीन होमोलॉग, फिनोल, सुगंधित अल्कोहल, नेफ़थलीन, नेफ़थलीन होमोलॉग्स, आदि जैसे विभिन्न मुख्य रूप से सुगंधित यौगिकों की एक बड़ी संख्या शामिल है;
3) अमोनिया पानी
अपने नाम के बावजूद, इस अंश में अमोनिया और पानी के अलावा, फिनोल, हाइड्रोजन सल्फाइड और कुछ अन्य यौगिक भी होते हैं।
4) कोक ओवन गैस
कोक ओवन गैस के मुख्य घटक हाइड्रोजन, मीथेन, कार्बन डाइऑक्साइड, नाइट्रोजन, एथिलीन आदि हैं।
क्या जापानी भविष्य के गैस ईंधन से निपट रहे हैं? 13 जनवरी 2013
जापान ने आज मीथेन हाइड्रेट का परीक्षण उत्पादन शुरू किया, एक प्रकार की प्राकृतिक गैस, जिसके भंडार, कई विशेषज्ञों के अनुसार, देश की ऊर्जा समस्याओं को काफी हद तक हल कर सकते हैं। विशेष अनुसंधान पोत "चिक्यू" / "पृथ्वी" / ने मुख्य जापानी द्वीप होंशू के पूर्वी तट पर नागोया शहर के पास अत्सुमी प्रायद्वीप के 70 किमी दक्षिण में प्रशांत महासागर में ड्रिलिंग शुरू कर दी है।
पिछले एक साल में, जापानी विशेषज्ञों ने मीथेन हाइड्रेट्स की तलाश में प्रशांत समुद्र तल की ड्रिलिंग पर कई प्रयोग किए हैं। इस बार वे ऊर्जा संसाधनों के पूर्ण पैमाने पर उत्पादन और इससे मीथेन गैस के निष्कर्षण का परीक्षण करने का इरादा रखते हैं। सफल होने पर, नागोया शहर के पास के क्षेत्र का व्यावसायिक विकास 2018 में शुरू होगा।
मीथेन हाइड्रेट या मीथेन हाइड्रेट पानी के साथ मीथेन गैस का एक संयोजन है, जो दिखने में बर्फ या ढीली पिघली हुई बर्फ जैसा दिखता है। यह संसाधन प्रकृति में व्यापक है - उदाहरण के लिए, पर्माफ्रॉस्ट ज़ोन में। समुद्र तल के नीचे मीथेन हाइड्रेट्स के बड़े भंडार हैं, जिन्हें अब तक विकसित करना लाभहीन माना जाता था। हालांकि, जापानी विशेषज्ञों का दावा है कि उन्होंने अपेक्षाकृत लागत प्रभावी प्रौद्योगिकियां पाई हैं।
केवल नागोया शहर के दक्षिण क्षेत्र में मीथेन हाइड्रेट्स का भंडार अनुमानित 1 ट्रिलियन क्यूबिक मीटर है। सिद्धांत रूप में, वे 10 वर्षों तक जापान की प्राकृतिक गैस की जरूरतों को पूरी तरह से पूरा कर सकते हैं। कुल मिलाकर, विशेषज्ञों के पूर्वानुमान के अनुसार, देश के आस-पास के क्षेत्रों में समुद्र तल के नीचे मीथेन हाइड्रेट्स का जमाव लगभग 100 वर्षों के लिए पर्याप्त होगा। फिर भी, इस ईंधन की लागत, प्रसंस्करण, परिवहन और अन्य लागतों को ध्यान में रखते हुए, पारंपरिक प्राकृतिक गैस के बाजार मूल्य से अभी भी अधिक है।
वर्तमान में, जापान ऊर्जा संसाधनों से वंचित है और उनका पूरी तरह से आयात करता है। टोक्यो, विशेष रूप से, तरलीकृत प्राकृतिक गैस का दुनिया का सबसे बड़ा खरीदार है। हाल ही में, फुकुशिमा -1 परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना और सभी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों के क्रमिक बंद होने के बाद, जापान की ऊर्जा की जरूरतें बढ़ गई हैं।
वैकल्पिक ऊर्जा स्रोतों के विकास के बावजूद, जीवाश्म ईंधन अभी भी बरकरार है और निकट भविष्य के लिए, ग्रह के ईंधन संतुलन में एक प्रमुख भूमिका बनाए रखेगा। एक्सॉनमोबिल विशेषज्ञों के पूर्वानुमानों के अनुसार, अगले 30 वर्षों में ग्रह पर ऊर्जा संसाधनों की खपत आधे से बढ़ जाएगी। जैसे-जैसे ज्ञात हाइड्रोकार्बन जमाओं की उत्पादकता घटती जाती है, नए बड़े भंडार कम और कम खोजे जाते हैं, और कोयले का उपयोग पर्यावरण को नुकसान पहुँचा रहा है। हालांकि, पारंपरिक हाइड्रोकार्बन के घटते भंडार की भरपाई की जा सकती है।
वही एक्सॉनमोबिल विशेषज्ञ स्थिति को नाटकीय बनाने के लिए इच्छुक नहीं हैं। सबसे पहले, तेल और गैस उत्पादन प्रौद्योगिकियां विकसित हो रही हैं। उदाहरण के लिए, आज मैक्सिको की खाड़ी में पानी की सतह से 2.5-3 किमी नीचे की गहराई से तेल निकाला जाता है, ऐसी गहराई 15 साल पहले अकल्पनीय थी। दूसरे, जटिल प्रकार के हाइड्रोकार्बन (भारी और उच्च-सल्फर तेल) और तेल सरोगेट (बिटुमेन, तेल रेत) के प्रसंस्करण के लिए प्रौद्योगिकियां विकसित की जा रही हैं। यह आपको पारंपरिक खनन क्षेत्रों में लौटने और फिर से शुरू करने की अनुमति देता है, साथ ही नए क्षेत्रों में खनन शुरू करता है। उदाहरण के लिए, तातारस्तान में, शेल के समर्थन से, तथाकथित "भारी तेल" का उत्पादन शुरू होता है। कुजबास में, कोयले की क्यारियों से मीथेन निकालने की परियोजनाएँ विकसित की जा रही हैं।
हाइड्रोकार्बन उत्पादन के स्तर को बनाए रखने की तीसरी दिशा उनके अपरंपरागत प्रकारों के उपयोग के तरीकों की खोज से जुड़ी है। होनहार नए प्रकार के हाइड्रोकार्बन कच्चे माल के बीच, वैज्ञानिक मीथेन हाइड्रेट को बाहर निकालते हैं, जिसका भंडार ग्रह पर, मोटे अनुमान के अनुसार, कम से कम 250 ट्रिलियन क्यूबिक मीटर (ऊर्जा मूल्य के संदर्भ में, यह मूल्य से 2 गुना अधिक है) ग्रह पर तेल, कोयला और गैस के सभी भंडारों का संयुक्त रूप से) ...
मीथेन हाइड्रेट पानी के साथ मीथेन का एक सुपरमॉलेक्यूलर यौगिक है। नीचे मीथेन हाइड्रेट का आणविक मॉडल है। मीथेन अणु के चारों ओर पानी (बर्फ) के अणुओं की एक जाली बनती है। कनेक्शन कम तापमान और ऊंचे दबाव पर स्थिर है। उदाहरण के लिए, मीथेन हाइड्रेट 0 डिग्री सेल्सियस के तापमान और 25 बार और उससे अधिक के दबाव पर स्थिर होता है। यह दबाव लगभग 250 मीटर की समुद्र की गहराई पर होता है। वायुमंडलीय दबाव में, मीथेन हाइड्रेट -80 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर स्थिर रहता है।
मीथेन हाइड्रेट मॉडल
यदि मीथेन हाइड्रेट को गर्म किया जाता है या दबाव कम हो जाता है, तो यौगिक पानी और प्राकृतिक गैस (मीथेन) में विघटित हो जाता है। सामान्य वायुमंडलीय दाब पर एक घन मीटर मीथेन हाइड्रेट से 164 घन मीटर प्राकृतिक गैस प्राप्त की जा सकती है।
अमेरिकी ऊर्जा विभाग का अनुमान है कि ग्रह के मीथेन हाइड्रेट के भंडार बहुत अधिक हैं। हालांकि, अब तक इस यौगिक का व्यावहारिक रूप से ऊर्जा संसाधन के रूप में उपयोग नहीं किया जाता है। विभाग ने मीथेन हाइड्रेट उत्पादन की खोज, मूल्यांकन और व्यावसायीकरण के लिए एक संपूर्ण कार्यक्रम (आर एंड डी कार्यक्रम) विकसित किया है और कार्यान्वित कर रहा है।
समुद्र तल पर मीथेन हाइड्रेट का एक टीला
यह कोई संयोग नहीं है कि संयुक्त राज्य अमेरिका मीथेन हाइड्रेट के निष्कर्षण के लिए प्रौद्योगिकियों के विकास के लिए महत्वपूर्ण धन आवंटित करने के लिए तैयार है। देश के ईंधन संतुलन में प्राकृतिक गैस का योगदान लगभग 23% है। अधिकांश अमेरिकी प्राकृतिक गैस कनाडा से पाइपलाइनों के माध्यम से प्राप्त की जाती है। 2007 में, देश में प्राकृतिक गैस की खपत 623 बिलियन क्यूबिक मीटर थी। मी. 2030 तक, यह 18-20% तक बढ़ सकता है। उत्पादन के इस स्तर को सुनिश्चित करने के लिए संयुक्त राज्य अमेरिका, कनाडा और अपतटीय क्षेत्रों में पारंपरिक प्राकृतिक गैस क्षेत्रों का उपयोग करना संभव नहीं है।
लेकिन यहाँ, जैसा कि वे कहते हैं, एक और समस्या है: गैस के साथ, पानी का एक विशाल द्रव्यमान उठेगा, जिससे गैस को हर संभव परिश्रम से शुद्ध करने की आवश्यकता होगी। ऐसे कोई इंजन नहीं हैं, समुद्र के क्लोराइड और अन्य लवणों के रूप में ईंधन के द्रव्यमान का 1% भी उदासीन होगा। डीजल पहले मरेंगे, टर्बाइन थोड़ी देर तक चलेंगे। क्या वह स्टर्लिंग बाहरी दहन इंजन है?
इसलिए नीचे की परत से सीधे पाइपलाइन तक गैस की आपूर्ति करने से काम नहीं चलेगा। गोलोवनिकोव, सफाई करते समय, जापानी छत के ऊपर काटते हैं। और फिर हरे रंग के लोग इसकी निचली परतों द्वारा समुद्र की मोटाई में प्रदूषण से निपटेंगे। सबसे अधिक संभावना है, धारा के साथ रेत और अन्य अशुद्धियों की एक धारा खींची जाएगी और अंतरिक्ष से दिखाई देगी। मर्मारा सागर में बोस्फोरस से एक जेट की तरह।
मेरे लिए, यह परियोजना और इसकी संभावनाएं मुझे विवादास्पद और बड़े पैमाने पर विवादास्पद शेल गैस परियोजना की याद दिलाती हैं।
सूत्रों का कहना है
1. हाइड्रोकार्बन के प्राकृतिक स्रोत: गैस, तेल, कोयला। उनका प्रसंस्करण और व्यावहारिक अनुप्रयोग।
हाइड्रोकार्बन के मुख्य प्राकृतिक स्रोत तेल, प्राकृतिक और संबंधित पेट्रोलियम गैसें और कोयला हैं।
प्राकृतिक और संबद्ध पेट्रोलियम गैसें।
प्राकृतिक गैस गैसों का मिश्रण है, जिनमें से मुख्य घटक मीथेन है, शेष ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और थोड़ी मात्रा में अशुद्धियाँ हैं - नाइट्रोजन, कार्बन मोनोऑक्साइड (IV), हाइड्रोजन सल्फाइड और जल वाष्प। इसका 90% ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है, शेष 10% का उपयोग रासायनिक उद्योग के लिए कच्चे माल के रूप में किया जाता है: हाइड्रोजन, एथिलीन, एसिटिलीन, कालिख, विभिन्न प्लास्टिक, दवाएं आदि प्राप्त करना।
एसोसिएटेड पेट्रोलियम गैस भी प्राकृतिक गैस है, लेकिन यह तेल के साथ मिलकर होती है - यह तेल के ऊपर होती है या दबाव में इसमें घुल जाती है। एसोसिएटेड गैस में 30-50% मीथेन होता है, बाकी का हिसाब इसके होमोलॉग्स द्वारा होता है: ईथेन, प्रोपेन, ब्यूटेन और अन्य हाइड्रोकार्बन। इसके अलावा, इसमें प्राकृतिक गैस की तरह ही अशुद्धियाँ होती हैं।
संबद्ध गैस के तीन अंश:
1. गैस गैसोलीन; इंजन शुरू करने में सुधार के लिए इसे गैसोलीन में जोड़ा जाता है;
2. प्रोपेन-ब्यूटेन मिश्रण; घरेलू ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है;
3. सूखी गैस; एसिटिलीन, हाइड्रोजन, एथिलीन और अन्य पदार्थ प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, जिससे रबर, प्लास्टिक, अल्कोहल, कार्बनिक अम्ल आदि उत्पन्न होते हैं।
तेल।
तेल एक विशिष्ट गंध के साथ पीले या हल्के भूरे से काले रंग का तैलीय तरल होता है। यह पानी से हल्का होता है और इसमें व्यावहारिक रूप से अघुलनशील होता है। तेल अन्य पदार्थों के साथ मिश्रित लगभग 150 हाइड्रोकार्बन का मिश्रण है, इसलिए इसका कोई विशिष्ट क्वथनांक नहीं होता है।
उत्पादित तेल का 90% विभिन्न प्रकार के ईंधन और स्नेहक के उत्पादन के लिए फीडस्टॉक के रूप में उपयोग किया जाता है। इसी समय, तेल रासायनिक उद्योग के लिए एक मूल्यवान कच्चा माल है।
मैं पृथ्वी की आंतों से निकाले गए कच्चे तेल को कहता हूं। कच्चे तेल का उपयोग नहीं किया जाता है, इसे संसाधित किया जाता है। कच्चे तेल को गैसों, पानी और यांत्रिक अशुद्धियों से शुद्ध किया जाता है, और फिर आंशिक आसवन के अधीन किया जाता है।
आसवन मिश्रण को उनके क्वथनांक में अंतर के आधार पर अलग-अलग घटकों, या अंशों में अलग करने की प्रक्रिया है।
तेल का आसवन करते समय, तेल उत्पादों के कई अंश पृथक होते हैं:
1. गैस अंश (tboil = 40 ° ) में सामान्य और शाखित अल्केन्स СН4 - С4Н10 होते हैं;
2. गैसोलीन अंश (tboil = 40 - 200 ° ) में हाइड्रोकार्बन 5 Н 12 - С 11 Н 24 होता है; बार-बार आसवन के दौरान, हल्के तेल उत्पादों को मिश्रण से छोड़ा जाता है, जो कम तापमान रेंज में उबलता है: पेट्रोलियम ईथर, विमानन और मोटर गैसोलीन;
3. नेफ्था अंश (भारी गैसोलीन, बीपी = 150 - 250 डिग्री सेल्सियस), में संरचना सी 8 एच 18 - सी 14 एच 30 के हाइड्रोकार्बन होते हैं, ट्रैक्टर, डीजल इंजनों, ट्रकों के लिए ईंधन के रूप में उपयोग किया जाता है;
4. केरोसिन अंश (tboil = 180 - 300 ° C) में संरचना C 12 H 26 - C 18 H 38 के हाइड्रोकार्बन शामिल हैं; इसका उपयोग जेट विमान, मिसाइलों के लिए ईंधन के रूप में किया जाता है;
5. गैस तेल (bp = 270 - 350 ° C) का उपयोग डीजल ईंधन के रूप में किया जाता है और बड़े पैमाने पर फटा जाता है।
अंशों को दूर करने के बाद, एक गहरा चिपचिपा तरल रहता है - ईंधन तेल। डीजल तेल, पेट्रोलियम जेली, पैराफिन ईंधन तेल से पृथक होते हैं। ईंधन तेल के आसवन से निकलने वाला अवशेष टार होता है, इसका उपयोग सड़क निर्माण के लिए सामग्री के उत्पादन में किया जाता है।
तेल पुनर्चक्रण रासायनिक प्रक्रियाओं पर आधारित है:
1. क्रैकिंग - बड़े हाइड्रोकार्बन अणुओं का छोटे में विभाजित होना। थर्मल और कैटेलिटिक क्रैकिंग के बीच अंतर करें, जो वर्तमान समय में अधिक सामान्य है।
2. रिफॉर्मिंग (एरोमैटाइजेशन) एल्केन्स और साइक्लोअल्केन्स का एरोमैटिक यौगिकों में परिवर्तन है। यह प्रक्रिया उत्प्रेरक की उपस्थिति में ऊंचे दबाव पर गैसोलीन को गर्म करके की जाती है। रिफॉर्मिंग का उपयोग गैसोलीन अंशों से सुगंधित हाइड्रोकार्बन प्राप्त करने के लिए किया जाता है।
3. पेट्रोलियम उत्पादों का पायरोलिसिस पेट्रोलियम उत्पादों को 650 - 800 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म करके किया जाता है, मुख्य प्रतिक्रिया उत्पाद असंतृप्त गैसीय और सुगंधित हाइड्रोकार्बन होते हैं।
तेल न केवल ईंधन के उत्पादन के लिए एक कच्चा माल है, बल्कि कई कार्बनिक पदार्थ भी हैं।
कोयला।
बिटुमिनस कोयला भी ऊर्जा का एक स्रोत और एक मूल्यवान रासायनिक कच्चा माल है। कोयले की संरचना में मुख्य रूप से कार्बनिक पदार्थ, साथ ही पानी, खनिज होते हैं, जो जलने पर राख बन जाते हैं।
कोयला प्रसंस्करण के प्रकारों में से एक कोकिंग है - यह कोयले को हवा के उपयोग के बिना 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर गर्म करने की प्रक्रिया है। कोल कोकिंग कोक ओवन में किया जाता है। कोक लगभग शुद्ध कार्बन से बना है। इसका उपयोग धातुकर्म संयंत्रों में पिग आयरन के ब्लास्ट फर्नेस उत्पादन में एक कम करने वाले एजेंट के रूप में किया जाता है।
संघनन के दौरान वाष्पशील कोयला टार (कई अलग-अलग कार्बनिक पदार्थ होते हैं, जिनमें से अधिकांश सुगंधित होते हैं), अमोनिया पानी (अमोनिया, अमोनियम लवण होते हैं) और कोक ओवन गैस (अमोनिया, बेंजीन, हाइड्रोजन, मीथेन, कार्बन मोनोऑक्साइड (II), एथिलीन शामिल हैं। , नाइट्रोजन और अन्य पदार्थ)।
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