Sumber hidrokarbon yang paling penting adalah gas alam dan gas terkait minyak bumi, minyak bumi, dan batu bara.
Oleh cadangan gas alam Tempat pertama di dunia adalah milik negara kita. Gas alam mengandung hidrokarbon dengan rendah berat molekul. Ia memiliki perkiraan komposisi berikut (berdasarkan volume): 80–98% metana, 2–3% homolog terdekatnya - etana, propana, butana, dan bukan sejumlah besar pengotor - hidrogen sulfida H 2 S, nitrogen N 2, gas mulia, karbon monoksida (IV) CO 2 dan uap air H 2 O . Komposisi gas spesifik untuk setiap ladang. Polanya sebagai berikut: semakin tinggi berat molekul relatif suatu hidrokarbon, semakin sedikit kandungannya dalam gas alam.
Gas alam banyak digunakan sebagai bahan bakar murah dengan nilai kalor yang tinggi (hingga 54.400 kJ dilepaskan ketika 1 m 3 dibakar). Ini adalah salah satu dari pemandangan terbaik bahan bakar untuk kebutuhan rumah tangga dan industri. Selain itu, gas alam berfungsi sebagai bahan mentah yang berharga bagi industri kimia: produksi asetilena, etilen, hidrogen, jelaga, berbagai plastik, asam asetat, pewarna, obat-obatan dan produk lainnya.
Gas minyak bumi terkait berada dalam endapan bersama dengan minyak: mereka larut di dalamnya dan terletak di atas minyak, membentuk “tutup” gas. Ketika minyak diekstraksi ke permukaan, gas-gas dipisahkan darinya karena penurunan tekanan yang tajam. Sebelumnya, gas ikutan tidak digunakan dan dibakar selama produksi minyak. Saat ini, mereka ditangkap dan digunakan sebagai bahan bakar dan bahan baku kimia yang berharga. Gas terkait mengandung lebih sedikit metana dibandingkan gas alam, tetapi lebih banyak etana, propana, butana, dan hidrokarbon yang lebih tinggi. Selain itu, pada dasarnya mengandung pengotor yang sama seperti pada gas alam: H 2 S, N 2, gas mulia, uap H 2 O, CO 2 . Hidrokarbon individu (etana, propana, butana, dll.) diekstraksi dari gas terkait; pemrosesannya memungkinkan untuk memperoleh hidrokarbon tak jenuh melalui dehidrogenasi - propilena, butilena, butadiena, dari mana karet dan plastik kemudian disintesis. Campuran propana dan butana (gas cair) digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga. Bensin gas (campuran pentana dan heksana) digunakan sebagai bahan tambahan pada bensin untuk penyalaan bahan bakar yang lebih baik saat menghidupkan mesin. Oksidasi hidrokarbon menghasilkan asam organik, alkohol dan produk lainnya.
Minyak– cairan berminyak, mudah terbakar, berwarna coklat tua atau hampir hitam dengan bau yang khas. Ia lebih ringan dari air (= 0,73–0,97 g/cm3) dan praktis tidak larut dalam air. Dilihat dari komposisinya, minyak merupakan campuran kompleks hidrokarbon dengan berat molekul berbeda, sehingga tidak memiliki titik didih tertentu.
Minyak terutama terdiri dari hidrokarbon cair (hidrokarbon padat dan gas terlarut di dalamnya). Ini biasanya alkana (kebanyakan struktur biasa), sikloalkana dan arena, yang perbandingannya dalam minyak dari berbagai bidang sangat bervariasi. Minyak Ural mengandung lebih banyak arena. Selain hidrokarbon, minyak mengandung senyawa organik oksigen, sulfur dan nitrogen.
Minyak mentah biasanya tidak digunakan. Untuk memperoleh dari minyak secara teknis produk berharga itu diproses.
Pemrosesan primer minyak terdiri dari penyulingannya. Distilasi dilakukan di kilang minyak setelah pemisahan gas terkait. Saat menyuling minyak, produk minyak bumi ringan diperoleh:
bensin ( T mendidih = 40–200 °C) mengandung hidrokarbon C 5 – C 11,
nafta ( T mendidih = 150–250 °C) mengandung hidrokarbon C 8 – C 14,
minyak tanah ( T mendidih = 180–300 °C) mengandung hidrokarbon C 12 – C 18,
minyak gas ( T suhu > 275 °C),
dan sisanya berupa cairan hitam kental - bahan bakar minyak.
Bahan bakar minyak harus diproses lebih lanjut. Itu disuling di bawah tekanan rendah (untuk mencegah dekomposisi) dan minyak pelumas diisolasi: spindel, mesin, silinder, dll. Vaseline dan parafin diisolasi dari bahan bakar minyak dari beberapa jenis minyak. Sisa bahan bakar minyak setelah distilasi - tar - setelah oksidasi parsial digunakan untuk menghasilkan aspal. Kerugian utama dari penyulingan minyak adalah rendahnya hasil bensin (tidak lebih dari 20%).
Produk penyulingan minyak bumi memiliki berbagai kegunaan.
Bensin Ini digunakan dalam jumlah besar sebagai bahan bakar penerbangan dan mobil. Biasanya terdiri dari hidrokarbon yang mengandung rata-rata 5 hingga 9 atom C dalam molekulnya. Nafta Ini digunakan sebagai bahan bakar traktor, dan juga sebagai pelarut dalam industri cat dan pernis. Sejumlah besar diolah menjadi bensin. Minyak tanah Digunakan sebagai bahan bakar traktor, pesawat jet dan roket, serta untuk kebutuhan rumah tangga. Minyak surya – minyak gas– digunakan sebagai bahan bakar motor, dan minyak pelumas– untuk pelumasan mekanisme. minyak bumi digunakan dalam pengobatan. Ini terdiri dari campuran hidrokarbon cair dan padat. Parafin digunakan untuk produksi asam karboksilat yang lebih tinggi, untuk menghamili kayu dalam produksi korek api dan pensil, untuk membuat lilin, semir sepatu, dll. Ini terdiri dari campuran hidrokarbon padat. Minyak bakar Selain diolah menjadi minyak pelumas dan bensin, digunakan sebagai bahan bakar cair boiler.
Pada metode sekunder pengolahan minyak, struktur hidrokarbon yang termasuk dalam komposisinya berubah. Diantara metode tersebut sangat penting memiliki perengkahan hidrokarbon minyak bumi, yang dilakukan untuk meningkatkan hasil bensin (hingga 65–70%).
Retak– proses pemecahan hidrokarbon yang terkandung dalam minyak, yang mengakibatkan terbentuknya hidrokarbon dengan jumlah atom C yang lebih sedikit dalam molekulnya. Ada dua jenis utama perengkahan: termal dan katalitik.
Retak termal dilakukan dengan memanaskan bahan baku (bahan bakar minyak, dll) pada suhu 470–550 °C dan tekanan 2–6 MPa. Dalam hal ini, molekul hidrokarbon dengan jumlah atom C yang banyak dipecah menjadi molekul dengan jumlah atom yang lebih sedikit, baik hidrokarbon jenuh maupun tak jenuh. Misalnya:
(mekanisme radikal),
Metode ini terutama digunakan untuk memproduksi bensin motor. Rendemennya dari minyak mencapai 70%. Retakan termal ditemukan oleh insinyur Rusia V.G. Shukhov pada tahun 1891.
Retakan katalitik dilakukan dengan adanya katalis (biasanya aluminosilikat) pada suhu 450–500 °C dan tekanan atmosfer. Cara ini menghasilkan bensin penerbangan dengan rendemen hingga 80%. Jenis keretakan ini terutama mempengaruhi fraksi minyak tanah dan gas. Selama perengkahan katalitik, bersamaan dengan reaksi pemisahan, terjadi reaksi isomerisasi. Sebagai hasil dari yang terakhir, hidrokarbon jenuh dengan kerangka molekul karbon bercabang terbentuk, yang meningkatkan kualitas bensin:
Bensin perengkahan katalitik memiliki kualitas yang lebih tinggi. Proses memperolehnya berlangsung lebih cepat, dengan konsumsi energi panas yang lebih sedikit. Selain itu, perengkahan katalitik menghasilkan relatif banyak hidrokarbon rantai cabang (isocompounds), yang memiliki nilai besar untuk sintesis organik.
Pada T= 700 °C ke atas terjadi pirolisis.
Pirolisis- penguraian bahan organik tanpa akses udara pada suhu tinggi. Dalam pirolisis minyak, produk reaksi utama adalah gas hidrokarbon tak jenuh (etilen, asetilena) dan hidrokarbon aromatik - benzena, toluena, dll. Karena pirolisis minyak adalah salah satu cara terpenting untuk memperoleh hidrokarbon aromatik, proses ini sering disebut minyak. aromatisasi.
Aromatisasi– transformasi alkana dan sikloalkana menjadi arena. Ketika fraksi berat produk minyak bumi dipanaskan dengan adanya katalis (Pt atau Mo), hidrokarbon yang mengandung 6–8 atom C per molekul diubah menjadi hidrokarbon aromatik. Proses-proses ini terjadi selama reformasi (peningkatan bensin).
Reformasi- Ini adalah aromatisasi bensin yang dilakukan dengan memanaskannya dengan adanya katalis, misalnya Pt. Dalam kondisi ini, alkana dan sikloalkana diubah menjadi hidrokarbon aromatik, sehingga angka oktan bensin juga meningkat secara signifikan. Aromatisasi digunakan untuk memperoleh hidrokarbon aromatik individu (benzena, toluena) dari fraksi minyak bensin.
DI DALAM tahun terakhir Hidrokarbon minyak bumi banyak digunakan sebagai sumber bahan baku kimia. Cara yang berbeda dari mereka kita memperoleh zat yang diperlukan untuk produksi plastik, serat tekstil sintetis, karet sintetis, alkohol, asam, sintetis deterjen, bahan peledak, pestisida, lemak sintetis, dll.
Batu bara Sama seperti gas alam dan minyak, ia merupakan sumber energi dan bahan baku kimia yang berharga.
Metode pemrosesan utama batu bara – minuman bersoda(distilasi kering). Saat kokas (pemanasan hingga 1000 °C - 1200 °C tanpa akses udara), berbagai produk diperoleh: kokas, tar batubara, air tar, dan gas oven kokas (diagram).
Skema
Coke digunakan sebagai zat pereduksi dalam produksi besi cor di pabrik metalurgi.
Tar batubara berfungsi sebagai sumber hidrokarbon aromatik. Ini mengalami distilasi rektifikasi dan diperoleh benzena, toluena, xilena, naftalena, serta fenol, senyawa yang mengandung nitrogen, dll. Pitch adalah massa hitam kental yang tersisa setelah distilasi resin, digunakan untuk pembuatan elektroda dan bahan atap terasa.
Amonia, amonium sulfat, fenol, dll diperoleh dari air tar.
Gas oven kokas digunakan untuk memanaskan oven kokas (sekitar 18.000 kJ dilepaskan ketika 1 m 3 dibakar), tetapi sebagian besar mengalami proses kimia. Jadi, hidrogen diisolasi darinya untuk sintesis amonia, yang kemudian digunakan untuk memproduksi pupuk nitrogen, serta metana, benzena, toluena, amonium sulfat, dan etilen.
Mengirimkan karya bagus Anda ke basis pengetahuan itu sederhana. Gunakan formulir di bawah ini
Pelajar, mahasiswa pascasarjana, ilmuwan muda yang menggunakan basis pengetahuan dalam studi dan pekerjaan mereka akan sangat berterima kasih kepada Anda.
Diposting di http://www.allbest.ru/
Lembaga pendidikan profesional anggaran
wilayah Voronezh
Perguruan Tinggi Kedokteran Rossoshansky
Topik: “Minyak, gas alam dan minyak bumi terkait serta batu bara”
Diselesaikan oleh siswa kelompok 101
Kovalskaya Victoria
Diperiksa oleh guru: Grineva N.A.
Rossosh 2015
Perkenalan
Minyak, gas alam dan gas terkait, batu bara.
Sumber utama hidrokarbon adalah gas alam dan gas terkait minyak bumi, minyak bumi dan batubara.
pemecahan batu bara gas minyak
Minyak bumi merupakan bahan bakar fosil cair berwarna coklat tua dengan massa jenis 0,70 - 1,04 g/cm?. Minyak adalah campuran zat yang kompleks - terutama hidrokarbon cair. Komposisi minyaknya adalah parafin, naftenat dan aromatik. Namun, jenis minyak yang paling umum adalah minyak campuran. Selain hidrokarbon, minyak mengandung pengotor senyawa oksigen organik dan belerang, serta air dan garam kalsium dan magnesium yang terlarut di dalamnya. Minyak juga mengandung kotoran mekanis - pasir dan tanah liat. Oli merupakan bahan mentah yang berharga untuk memproduksi bahan bakar motor berkualitas tinggi. Setelah dimurnikan dari air dan kotoran lain yang tidak diinginkan, minyak diproses. Metode utama penyulingan minyak adalah distilasi. Hal ini didasarkan pada perbedaan titik didih hidrokarbon penyusun minyak. Karena minyak mengandung ratusan zat berbeda, banyak di antaranya memiliki titik didih yang sama, hampir mustahil untuk mengisolasi masing-masing hidrokarbon. Oleh karena itu, melalui penyulingan, minyak dipisahkan menjadi fraksi-fraksi yang mendidih pada rentang suhu yang cukup luas. Dengan distilasi pada tekanan normal, minyak dibagi menjadi empat fraksi: bensin (30-180 °C), minyak tanah (120-315 °C), solar (180-350 °C) dan bahan bakar minyak (residu setelah distilasi). Dengan distilasi yang lebih hati-hati, masing-masing fraksi tersebut dapat dibagi menjadi beberapa fraksi yang lebih sempit. Jadi, dari fraksi bensin (campuran hidrokarbon C5 - C12), petroleum eter (40-70 °C), bensin itu sendiri (70-120 °C) dan nafta (120-180 °C) dapat diisolasi. Petroleum eter mengandung pentana dan heksana. Ini adalah pelarut yang sangat baik untuk lemak dan resin. Bensin mengandung hidrokarbon jenuh tidak bercabang dari pentana hingga dekana, sikloalkana (siklopentana dan sikloheksana) dan benzena. Bensin, setelah diproses dengan benar, digunakan sebagai bahan bakar untuk pesawat terbang dan mobil.
ES. Nafta yang mengandung hidrokarbon C8 - C14 dan minyak tanah (campuran hidrokarbon C12 - C18) digunakan sebagai bahan bakar alat pemanas dan penerangan rumah tangga. Minyak tanah dalam jumlah besar (setelah pemurnian menyeluruh) digunakan sebagai bahan bakar pesawat jet dan rudal.
Fraksi solar hasil penyulingan minyak merupakan bahan bakar mesin diesel. Bahan bakar minyak merupakan campuran hidrokarbon dengan titik didih tinggi. Minyak pelumas diperoleh dari bahan bakar minyak melalui penyulingan pada tekanan rendah. Residu hasil penyulingan bahan bakar minyak disebut tar. Bitumen diperoleh darinya. Produk-produk ini digunakan dalam konstruksi jalan. Bahan bakar minyak juga digunakan sebagai bahan bakar boiler.
Metode utama penyulingan minyak adalah berbagai jenis perengkahan, yaitu. transformasi termokatalitik komponen minyak. Jenis retakan utama berikut ini dibedakan.
Retakan termal - pemecahan hidrokarbon terjadi di bawah pengaruh suhu tinggi (500-700 oC). Misalnya, dari molekul hidrokarbon jenuh C10H22 molekul dekana pentana dan pentena terbentuk:
С10Н22 >С5Н12 + С5Н10
pentana pentena
Perengkahan katalitik juga dilakukan pada suhu tinggi, tetapi dengan adanya katalis, yang memungkinkan Anda mengontrol proses dan mengarahkannya ke arah yang diinginkan. Ketika minyak dipecah, hidrokarbon tak jenuh terbentuk, yang banyak digunakan dalam sintesis organik industri.
Gas minyak bumi alami dan terkait
Gas alam. Gas alam sebagian besar terdiri dari metana (sekitar 93%). Selain metana, gas alam juga mengandung hidrokarbon lain, serta nitrogen, CO2, dan seringkali hidrogen sulfida. Gas alam menghasilkan banyak panas ketika dibakar. Dalam hal ini, bahan bakar ini jauh lebih unggul dibandingkan jenis bahan bakar lainnya. Oleh karena itu, 90% dari total gas alam dikonsumsi sebagai bahan bakar pembangkit listrik lokal, perusahaan industri, dan kehidupan sehari-hari. 10% sisanya digunakan sebagai bahan mentah yang berharga untuk industri kimia. Untuk tujuan ini, metana, etana, dan alkana lainnya dipisahkan dari gas alam. Produk yang dapat diperoleh dari metana sangat penting bagi industri.
Gas minyak bumi terkait. Mereka dilarutkan di bawah tekanan dalam minyak. Ketika diekstraksi ke permukaan, tekanan turun dan kelarutan menurun, menyebabkan pelepasan gas dari minyak. Gas terkait mengandung metana dan homolognya, serta gas yang tidak mudah terbakar - nitrogen, argon, dan CO2. Gas terkait diproses di pabrik pengolahan gas. Dari mereka dihasilkan metana, etana, propana, butana dan gas bensin yang mengandung hidrokarbon dengan jumlah atom karbon 5 atau lebih. Etana dan propana didehidrogenasi untuk menghasilkan hidrokarbon tak jenuh - etilen dan propilena. Campuran propana dan butana (gas cair) digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga. Bensin ditambahkan ke bensin biasa untuk mempercepat penyalaannya saat menghidupkan mesin pembakaran internal.
Batu bara
Batu bara. Pemrosesan batubara terjadi dalam tiga arah utama: kokas, hidrogenasi, dan pembakaran tidak sempurna. Kokas terjadi dalam oven kokas pada suhu 1000-1200 °C. Pada suhu ini, tanpa akses terhadap oksigen, batubara mengalami transformasi kimia yang kompleks, sehingga menghasilkan pembentukan produk kokas dan produk yang mudah menguap. Kokas yang didinginkan dikirim ke pabrik metalurgi. Ketika produk yang mudah menguap (gas oven kokas) didinginkan, tar batubara dan air amonia mengembun. Amonia, benzena, hidrogen, metana, CO2, nitrogen, etilen, dll. tetap tidak terkondensasi dengan melewatkan produk-produk ini melalui larutan asam sulfat, amonium sulfat dilepaskan, yang digunakan sebagai pupuk mineral. Benzena diserap ke dalam pelarut dan disuling dari larutan. Setelah itu, gas oven kokas digunakan sebagai bahan bakar atau bahan baku kimia. Tar batubara diperoleh dalam jumlah kecil (3%). Namun mengingat skala produksinya, tar batubara dianggap sebagai bahan baku produksi sejumlah bahan organik. Jika Anda mengeluarkan produk yang mendidih pada suhu 350 °C dari resin, yang tersisa hanyalah massa padat - pitch. Ini digunakan untuk membuat pernis. Hidrogenasi batubara dilakukan pada suhu 400-600 °C di bawah tekanan hidrogen hingga 25 MPa dengan adanya katalis. Ini menghasilkan campuran hidrokarbon cair yang dapat digunakan sebagai bahan bakar motor. Keuntungan dari metode ini adalah kemungkinan menghidrogenasi batubara coklat mutu rendah. Pembakaran batubara yang tidak sempurna menghasilkan karbon (II) monoksida. Pada katalis (nikel, kobalt) dengan konvensional atau tekanan darah tinggi Dari hidrogen dan CO, dapat diperoleh bensin yang mengandung hidrokarbon jenuh dan tak jenuh:
nCO + (2n+1)H2 > CnH2n+2 + nH2O;
nCO + 2nH2 > CnH2n + nH2O.
Jika penyulingan kering batubara dilakukan pada suhu 500-550 °C, maka diperoleh tar, yang bersama dengan bitumen, digunakan dalam industri konstruksi sebagai bahan pengikat dalam pembuatan atap dan pelapis kedap air (roofing felt, roofing felt , dll.).
Saat ini terdapat bahaya bencana lingkungan yang serius. Praktis tidak ada tempat di bumi di mana alam tidak menderita akibat aktivitas perusahaan industri dan aktivitas manusia. Saat bekerja dengan produk penyulingan minyak bumi, Anda perlu memastikan bahwa produk tersebut tidak masuk ke dalam tanah dan badan air. Tanah yang jenuh dengan produk minyak bumi kehilangan kesuburannya selama beberapa dekade, dan sangat sulit untuk memulihkannya. Pada tahun 1988 saja, ketika jaringan pipa minyak rusak, sekitar 110.000 ton minyak masuk ke salah satu danau terbesar. Ada kasus tragis dimana bahan bakar minyak dan minyak bumi dibuang ke sungai tempat berkembang biaknya spesies ikan yang berharga. Bahaya serius Polusi udara berasal dari pembangkit listrik tenaga batu bara - mereka adalah sumber utama polusi. Pembangkit listrik tenaga air yang beroperasi di dataran sungai berdampak negatif terhadap waduk. Diketahui bahwa transportasi jalan raya sangat mencemari atmosfer dengan produk pembakaran bensin yang tidak sempurna. Para ilmuwan dihadapkan pada tugas meminimalkan tingkat pencemaran lingkungan.
Kesimpulan
Minyak alami selalu mengandung air, garam mineral dan berbagai macam kotoran mekanis. Oleh karena itu, sebelum diolah, minyak alam mengalami dehidrasi, desalting, dan sejumlah operasi pendahuluan lainnya.
Keunikan penyulingan minyak:
1. Metode memperoleh produk minyak bumi dengan menyuling fraksi minyak satu demi satu, seperti yang dilakukan di laboratorium, tidak dapat diterima untuk kondisi industri.
2. Sangat tidak produktif, memerlukan biaya tinggi dan tidak memberikan distribusi hidrokarbon yang cukup jelas menjadi fraksi-fraksi sesuai dengan berat molekulnya.
Metode penyulingan minyak pada pabrik tubular yang beroperasi terus-menerus tidak memiliki semua kelemahan berikut:
1. Instalasi terdiri dari tungku tubular untuk memanaskan minyak dan kolom distilasi, di mana minyak dipisahkan menjadi fraksi (sulingan) dari campuran hidrokarbon individu sesuai dengan titik didihnya - bensin, nafta, minyak tanah, dll.;
2. Dalam tungku tabung, pipa panjang disusun dalam bentuk kumparan;
3. Kompor dipanaskan dengan membakar bahan bakar minyak atau gas;
4. Minyak disuplai secara terus menerus melalui pipa, dipanaskan hingga 320-350 °C dan masuk ke kolom distilasi dalam bentuk campuran cairan dan uap.
Fitur gas alam.
1. Utama komponen gas alam - metana.
2. Selain metana, gas alam mengandung etana, propana, dan butana.
3. Secara umum, semakin tinggi berat molekul hidrokarbon, semakin sedikit kandungannya dalam gas alam.
4. Komposisi gas alam dari berbagai ladang tidak sama. Komposisi rata-ratanya (dalam persen volume) adalah sebagai berikut: a) CH4 - 80-97; b) C2H6 - 0,5-4,0; c) C3H8 - 0,2-1,5.
5. Sebagai bahan bakar, gas alam memiliki keunggulan yang besar dibandingkan bahan bakar padat dan cair.
6. Panas pembakarannya jauh lebih tinggi; bila dibakar tidak meninggalkan abu.
7. Produk pembakaran jauh lebih ramah lingkungan.
8. Gas alam banyak digunakan pada pembangkit listrik tenaga panas, pabrik boiler, dan berbagai tungku industri.
Metode penggunaan gas alam
1. Pembakaran gas alam dalam tanur tiup dapat mengurangi konsumsi kokas, mengurangi kandungan belerang dalam besi tuang, dan meningkatkan produktivitas tanur secara signifikan.
2. Pemanfaatan gas alam dalam rumah tangga.
3. Saat ini mulai digunakan pada kendaraan (dalam silinder untuk tekanan tinggi), yang memungkinkan Anda menghemat bensin, mengurangi keausan mesin dan, berkat pembakaran bahan bakar yang lebih sempurna, menjaga udara lebih bersih.
4. Gas alam - sumber penting bahan baku industri kimia, dan perannya dalam hal ini akan meningkat.
5. Hidrogen, asetilena, dan jelaga dihasilkan dari metana.
Fitur gas minyak bumi terkait:
1. gas minyak ikutan juga berasal dari gas alam;
2. mendapat nama khusus karena terletak di endapan bersama dengan minyak - larut di dalamnya dan terletak di atas minyak, membentuk “tutup” gas; 3) ketika minyak diekstraksi ke permukaan, minyak dipisahkan karena penurunan tekanan yang tajam.
Metode penggunaan gas minyak bumi terkait.
1. Sebelumnya, gas ikutan tidak digunakan dan langsung dibakar di lapangan.
2. Kini semakin banyak dimanfaatkan karena, seperti gas alam, gas ini merupakan bahan bakar yang baik dan bahan baku kimia yang berharga.
3. Kemungkinan penggunaan gas ikutan bahkan jauh lebih luas dibandingkan gas alam; Selain metana, ia mengandung sejumlah besar hidrokarbon lain: etana, propana, butana, pentana.
Batu bara:
Batubara adalah salah satu bahan bakar dan sumber energi paling berharga bagi umat manusia. Dia kadang-kadang disebut membatu sinar matahari. Sebagai akibat dari dekomposisi jangka panjang dan transformasi kimiawi dari sejumlah besar pohon dan rerumputan mati, yang terjadi selama apa yang disebut periode Karbon - 210-280 juta tahun yang lalu, sebagian besar cadangan bahan mentah saat ini terakumulasi di kedalaman. Cadangan dunianya melebihi 15 triliun ton. Batubara yang diekstraksi di planet kita jauh lebih banyak dibandingkan mineral lainnya: sekitar 2,5 miliar ton per tahun, atau sekitar 700 kg untuk setiap penduduk bumi.
Pemanfaatan batubara sangat beragam dan luas. Ini digunakan untuk menghasilkan listrik di pembangkit listrik tenaga panas, dan juga dibakar untuk keperluan energi lainnya; Kokas diperoleh darinya untuk produksi metalurgi, dan selama pemrosesan kimia, sekitar 300 produk industri berbeda lainnya dibuat. DI DALAM Akhir-akhir ini konsumsi batubara meningkat untuk tujuan baru - memperoleh lilin batu, plastik, bahan bakar gas berkalori tinggi, material komposit karbon-grafit karbon tinggi, elemen langka- germanium dan galium.
Selama berabad-abad, batu bara telah dan tetap menjadi salah satu jenis bahan bakar teknologi dan energi utama, dan kepentingannya sebagai bahan mentah industri kimia semakin meningkat. Oleh karena itu, semakin banyak deposit batubara baru yang dieksplorasi, kuari dan tambang sedang dibangun untuk ekstraksinya.
Bibliografi
1.Alena Igorevna Titarenko. Lembar Cheat Kimia Organik
Diposting di Allbest.ur
Dokumen serupa
Negara bagian utama gas alam terletak di perut bumi ah dan dalam bentuk gas hidrat di lautan dan zona lapisan es benua. Komposisi kimia Dan properti fisik gas alam, ladang dan produksinya. Pemanfaatan gas minyak bumi terkait.
presentasi, ditambahkan 03/08/2011
Maksud dan tujuan, proses utama dan skema teknologi dari pabrik pemurnian gas minyak bumi terkait. Metode pemurnian gas dari kondensat gas, minyak, tetesan, halus, uap air aerosol dan kotoran lumpur mekanis. Pemurnian gas serapan.
abstrak, ditambahkan 11/01/2013
Metode produksi gas sintesis, gasifikasi batubara. Baru solusi rekayasa dalam gasifikasi batubara. Konversi metana menjadi gas sintesis. Sintesis Fischer-Tropsch. Perangkat keras dan desain teknis proses. Produk yang diperoleh dari gas sintesis.
tesis, ditambahkan 01/04/2009
Ciri-ciri fisik dan sifat kimia minyak, produksinya, komposisi dan jenis fraksi selama distilasi. Fitur penyulingan minyak, inti dari perengkahan katalitik dan kokas. Aplikasi minyak dan masalah ekologi kilang minyak.
presentasi, ditambahkan 16/05/2013
Gas alam adalah salah satu bahan bakar fosil yang paling penting, menempati posisi penting dalam keseimbangan bahan bakar dan energi di banyak negara. Gas minyak bumi terkait sebagai produk sampingan selama produksi minyak. Ekstraksi, pengolahan, transportasi dan penggunaan gas.
presentasi, ditambahkan 01/08/2012
Kajian fungsi dasar, sifat dan prinsip kerja katalis. Pentingnya katalis dalam pengolahan minyak dan gas. Tahapan utama penyulingan minyak, fitur penggunaan katalis. Dasar-dasar menyiapkan katalis padat untuk penyulingan minyak.
abstrak, ditambahkan 05/10/2010
Metode utama dan utama penyulingan minyak. Meningkatkan hasil bensin dan produk ringan lainnya. Proses pengolahan bahan baku minyak bumi secara destruktif. Komposisi produk balapan langsung. Jenis proses retak. Diagram teknologi unit cracking.
tugas kursus, ditambahkan 29/03/2009
Inti dari konsep "gas minyak bumi". Fitur komposisi gas minyak bumi terkait. Menemukan minyak dan gas. Fitur produksi gas. Gas bensin, fraksi propana-buta, gas kering. Penerapan gas minyak bumi terkait. Cara memanfaatkan APG.
presentasi, ditambahkan 18/05/2011
Ciri-ciri fisikokimia minyak Metode penyulingan, kelebihan dan kekurangannya. Pengaruh parameter teknologi pada proses ini. Karakteristik dan penerapan produk minyak bumi yang diperoleh pada instalasi distilasi vakum atmosfer.
tugas kursus, ditambahkan 03/05/2015
Sejarah penggunaan minyak bumi sebagai bahan baku produksi senyawa organik. Wilayah utama dan ladang minyak. Fraksi minyak, ciri-ciri persiapannya untuk diproses. Intisari cracking, jenis produk minyak bumi dan jenis bensin.
Penyulingan minyak
Minyak merupakan campuran multikomponen dari berbagai zat, terutama hidrokarbon. Komponen-komponen ini berbeda satu sama lain dalam titik didihnya. Dalam hal ini, jika minyak dipanaskan, komponen yang paling mudah mendidih akan menguap terlebih dahulu, kemudian senyawa dengan yang lebih tinggi suhu tinggi mendidih, dll. Pada fenomena ini didirikan penyulingan minyak primer , terdiri dari distilasi (pembetulan) minyak Proses ini disebut primer, karena diasumsikan bahwa selama proses tersebut tidak terjadi transformasi kimia suatu zat, dan minyak hanya terbagi menjadi fraksi-fraksi dengan titik didih yang berbeda. Dibawah ini adalah diagram sirkuit kolom distilasi dengan Deskripsi singkat proses distilasi itu sendiri:
Sebelum proses rektifikasi, minyak diolah dengan cara khusus, yaitu dihilangkan dari air pengotor dengan garam yang terlarut di dalamnya dan dari pengotor mekanis padat. Minyak yang dibuat dengan cara ini memasuki tungku berbentuk tabung, di mana ia dipanaskan hingga suhu tinggi (320-350 o C). Setelah pemanasan dalam tungku berbentuk tabung, minyak bersuhu tinggi memasuki bagian bawah kolom distilasi, di mana masing-masing fraksi menguap dan uapnya naik ke kolom distilasi. Semakin tinggi bagian kolom distilasi, semakin rendah suhunya. Jadi, pecahan berikut dipilih pada ketinggian berbeda:
1) gas distilasi (dipilih dari bagian paling atas kolom, sehingga titik didihnya tidak melebihi 40 o C);
2) fraksi bensin (titik didih 35 hingga 200 o C);
3) fraksi nafta (titik didih 150 sampai 250 o C);
4) fraksi minyak tanah (titik didih 190 sampai 300 o C);
5) fraksi solar (titik didih 200 hingga 300 o C);
6) bahan bakar minyak (titik didih lebih dari 350 o C).
Perlu dicatat bahwa fraksi tengah yang dilepaskan selama rektifikasi minyak tidak memenuhi standar kualitas bahan bakar. Selain itu, hasil penyulingan minyak menghasilkan sejumlah besar bahan bakar minyak - bukan produk yang paling populer. Dalam hal ini, setelah penyulingan minyak primer, tugasnya adalah meningkatkan hasil fraksi bensin yang lebih mahal, khususnya, serta meningkatkan kualitas fraksi tersebut. Masalah-masalah ini diselesaikan dengan menggunakan berbagai proses penyulingan minyak , misalnya, seperti retak Danreformasi .
Perlu dicatat bahwa jumlah proses yang digunakan dalam daur ulang minyak jauh lebih besar, dan kami hanya membahas beberapa proses utama saja. Sekarang mari kita cari tahu apa arti dari proses-proses ini.
Retak (termal atau katalitik)
Proses ini dirancang untuk meningkatkan hasil fraksi bensin. Untuk tujuan ini, fraksi berat, misalnya bahan bakar minyak, mengalami pemanasan yang kuat, paling sering dengan adanya katalis. Akibat efek ini, molekul rantai panjang yang menyusun fraksi berat terkoyak dan hidrokarbon dengan berat molekul lebih rendah terbentuk. Faktanya, hal ini menghasilkan tambahan hasil fraksi bensin yang lebih berharga dibandingkan bahan bakar minyak aslinya. Esensi kimia proses ini dicerminkan oleh persamaan:
Reformasi
Proses ini menyelesaikan tugas meningkatkan kualitas fraksi bensin, khususnya meningkatkan ketahanan terhadap ketukan (angka oktan). Ciri-ciri bensin inilah yang ditunjukkan di SPBU (bensin ke-92, ke-95, ke-98, dst).
Sebagai hasil dari proses reformasi, proporsi hidrokarbon aromatik dalam fraksi bensin meningkat, yang diantara hidrokarbon lainnya memiliki angka oktan tertinggi. Peningkatan proporsi hidrokarbon aromatik dicapai terutama sebagai akibat dari reaksi dehidrosiklisasi yang terjadi selama proses reformasi. Misalnya jika pemanasannya cukup kuat N-heksana dengan adanya katalis platina, ia berubah menjadi benzena, dan n-heptana dengan cara yang sama - menjadi toluena:
Pengolahan batubara
Metode utama pengolahan batubara adalah minuman bersoda . kokas batubara adalah proses di mana batubara dipanaskan tanpa akses ke udara. Pada saat yang sama, sebagai hasil dari pemanasan tersebut, empat produk utama diisolasi dari batubara:
1) minuman bersoda
Zat padat yang hampir merupakan karbon murni.
2) Tar batubara
Mengandung sejumlah besar berbagai senyawa yang didominasi aromatik, seperti benzena, homolognya, fenol, alkohol aromatik, naftalena, homolog naftalena, dll.;
3) Air amonia
Terlepas dari namanya, fraksi ini selain amonia dan air, juga mengandung fenol, hidrogen sulfida dan beberapa senyawa lainnya.
4) gas kokas
Komponen utama gas oven kokas adalah hidrogen, metana, karbon dioksida, nitrogen, etilen, dll.
Sudahkah Jepang memanfaatkan bahan bakar gas di masa depan? 13 Januari 2013
Jepang hari ini mulai menguji produksi metana hidrat, sejenis gas alam, yang cadangannya, menurut beberapa ahli, sebagian besar dapat menentukan masalah energi negara. Kapal penelitian khusus "Tikyu" /"Earth"/ mulai melakukan pengeboran Samudera Pasifik 70 km sebelah selatan Semenanjung Atsumi dekat kota Nagoya di pantai timur pulau utama Jepang, Honshu.
Selama setahun terakhir, para ahli Jepang telah melakukan serangkaian percobaan pengeboran dasar Samudera Pasifik untuk mencari metana hidrat. Kali ini mereka bermaksud menguji ekstraksi sumber energi secara besar-besaran dan pelepasan gas metana darinya. Jika berhasil, pengembangan komersial deposit di dekat kota Nagoya akan dimulai pada tahun 2018.
Metana hidrat atau metana hidrat merupakan senyawa gas metana dengan air yang menyerupai penampilan salju atau es yang mencair. Sumber daya ini tersebar luas di alam - misalnya, di zona permafrost. Di bawah dasar laut terdapat cadangan metana hidrat dalam jumlah besar, yang pengembangannya hingga saat ini dianggap tidak menguntungkan. Namun, para ahli Jepang mengklaim bahwa mereka telah menemukan teknologi yang relatif hemat biaya.
Cadangan metana hidrat di wilayah selatan Nagoya saja diperkirakan mencapai 1 triliun meter kubik. Secara teoritis, mereka dapat memenuhi sepenuhnya kebutuhan gas alam Jepang selama 10 tahun. Secara total, menurut para ahli, endapan metana hidrat di bawah dasar laut di wilayah sekitar negara itu akan bertahan selama sekitar 100 tahun. Namun harga bahan bakar tersebut, termasuk biaya pengolahan, transportasi dan lainnya, masih melebihi harga pasar gas alam konvensional.
Saat ini, Jepang kekurangan sumber daya energi dan mengimpornya seluruhnya. Tokyo, khususnya, adalah pembeli gas alam cair terbesar di dunia. Baru-baru ini, setelah kecelakaan di pembangkit listrik tenaga nuklir Fukushima-1 dan penutupan bertahap semuanya pembangkit listrik tenaga nuklir Kebutuhan energi Jepang meningkat
Meskipun terdapat pengembangan sumber energi alternatif, bahan bakar fosil masih tetap ada dan, di masa mendatang, akan tetap memegang peranan penting dalam keseimbangan bahan bakar di bumi. Menurut para ahli ExxonMobil, konsumsi energi di planet ini akan meningkat setengahnya dalam 30 tahun ke depan. Ketika produktivitas deposit hidrokarbon yang diketahui menurun, deposit baru dalam jumlah besar semakin jarang ditemukan, dan penggunaan batubara berdampak buruk terhadap lingkungan. Namun, berkurangnya cadangan hidrokarbon konvensional dapat dikompensasi.
Pakar ExxonMobil tidak cenderung mendramatisasi situasi. Pertama, teknologi produksi minyak dan gas sedang berkembang. Saat ini di Teluk Meksiko, misalnya, minyak diekstraksi dari kedalaman 2,5-3 km di bawah permukaan air, kedalaman seperti itu tidak terbayangkan 15 tahun lalu. Kedua, teknologi untuk memproses jenis hidrokarbon kompleks (minyak berat dan sulfur tinggi) dan pengganti minyak (bitumen, pasir minyak) sedang dikembangkan. Hal ini memungkinkan untuk kembali dan melanjutkan pekerjaan di wilayah pertambangan tradisional, serta memulai penambangan di wilayah baru. Misalnya, di Tatarstan, dengan dukungan Shell, produksi yang disebut “minyak berat” dimulai. Di Kuzbass, proyek sedang dikembangkan untuk mengekstraksi metana dari lapisan batubara.
Arah ketiga dalam menjaga tingkat produksi hidrokarbon terkait dengan pencarian cara penggunaan jenis non-tradisional. Di antara jenis bahan baku hidrokarbon baru yang menjanjikan, para ilmuwan menyoroti metana hidrat, yang cadangannya di planet ini, menurut perkiraan kasar, berjumlah setidaknya 250 triliun meter kubik (dalam hal nilai energi, ini 2 kali lebih banyak dari nilai gabungan seluruh cadangan minyak, batu bara, dan gas di planet ini).
Metana hidrat adalah senyawa supramolekul metana dan air. Di bawah ini adalah model tingkat molekul metana hidrat. Kisi molekul air (es) terbentuk di sekitar molekul metana. Senyawa ini stabil pada suhu rendah dan tekanan tinggi. Misalnya, metana hidrat stabil pada suhu 0 °C dan tekanan sekitar 25 bar ke atas. Tekanan ini terjadi pada kedalaman laut sekitar 250 m. Pada tekanan atmosfer, metana hidrat tetap stabil pada suhu −80 °C.
Model metana hidrat
Jika metana hidrat dipanaskan atau tekanannya diturunkan, senyawa tersebut terurai menjadi air dan gas alam (metana). Dari satu meter kubik metana hidrat pada tekanan atmosfer normal, Anda bisa mendapatkan 164 meter kubik gas alam.
Menurut perkiraan Departemen Energi AS, cadangan metana hidrat di planet ini sangat besar. Namun hingga saat ini senyawa tersebut praktis belum dimanfaatkan sebagai sumber energi. Departemen ini telah mengembangkan dan menerapkan keseluruhan program (program penelitian dan pengembangan) untuk pencarian, evaluasi dan komersialisasi produksi metana hidrat.
Bukit metana hidrat di dasar laut
Bukan suatu kebetulan jika Amerika Serikat siap mengalokasikan dana yang signifikan untuk pengembangan teknologi produksi metana hidrat. Gas alam menyumbang hampir 23% dari neraca bahan bakar negara. Sebagian besar gas alam AS diperoleh melalui pipa dari Kanada. Pada tahun 2007, konsumsi gas alam dalam negeri mencapai 623 miliar meter kubik. m.Pada tahun 2030 bisa tumbuh sebesar 18-20%. Dengan menggunakan cadangan gas alam konvensional di AS, Kanada, dan di rak, tidak mungkin untuk memastikan tingkat produksi seperti itu.
Tapi di sini, seperti yang mereka katakan, ada masalah lain: bersama dengan gas, sejumlah besar air akan naik, dari mana gas tersebut perlu dimurnikan dengan segala ketekunan yang mungkin. Tidak ada mesin yang tidak peduli bahkan terhadap 1% massa bahan bakar dalam bentuk klorida dan garam laut lainnya. Mesin diesel akan mati lebih dulu, turbin akan bertahan lebih lama. Apakah ini mesin Stirling dengan pembakaran EKSTERNAL?
Jadi memasukkan gas ke dalam pipa langsung dari lapisan bawah tidak akan berhasil. Saat membersihkan golovnik, orang Jepang menyeruput atap. Dan kemudian pihak yang ramah lingkungan akan bertanggung jawab atas pencemaran lapisan dasar lautan di ketebalan lautan. Kemungkinan besar, aliran pasir dan kotoran lainnya akan tertarik ke hilir dan terlihat dari luar angkasa. Mirip seperti aliran dari Bosphorus ke Laut Marmara.
Proyek ini dan prospeknya mengingatkan saya pada proyek shale gas yang kontroversial dan sebagian besar kontroversial.
sumber
1. Sumber hidrokarbon alami: gas, minyak, batubara. Pemrosesan dan penerapan praktisnya.
Sumber alami utama hidrokarbon adalah minyak bumi, gas alam dan minyak bumi terkait serta batubara.
Gas minyak bumi alami dan terkait.
Gas alam merupakan campuran gas yang komponen utamanya adalah metana, sisanya adalah etana, propana, butana, dan sejumlah kecil pengotor - nitrogen, karbon monoksida (IV), hidrogen sulfida, dan uap air. 90% dikonsumsi sebagai bahan bakar, 10% sisanya digunakan sebagai bahan baku industri kimia: produksi hidrogen, etilen, asetilena, jelaga, berbagai plastik, obat-obatan, dll.
Gas minyak bumi terkait juga merupakan gas alam, tetapi terjadi bersamaan dengan minyak - terletak di atas minyak atau larut di dalamnya di bawah tekanan. Gas ikutan mengandung 30–50% metana, sisanya adalah homolognya: etana, propana, butana, dan hidrokarbon lainnya. Selain itu, mengandung kotoran yang sama dengan gas alam.
Tiga fraksi gas terkait:
1. Bensin; itu ditambahkan ke bensin untuk meningkatkan start mesin;
2. Campuran propana-butana; digunakan sebagai bahan bakar rumah tangga;
3. Gas kering; digunakan untuk memproduksi acitelen, hidrogen, etilen dan zat lain, yang kemudian diproduksi karet, plastik, alkohol, asam organik, dll.
Minyak.
Minyak adalah cairan berminyak berwarna kuning atau coklat muda sampai hitam dengan bau yang khas. Ini lebih ringan dari air dan praktis tidak larut di dalamnya. Minyak merupakan campuran sekitar 150 hidrokarbon dengan pengotor zat lain, sehingga tidak memiliki titik didih tertentu.
90% minyak yang diproduksi digunakan sebagai bahan baku produksi berbagai jenis bahan bakar dan pelumas. Pada saat yang sama, minyak merupakan bahan mentah yang berharga bagi industri kimia.
Saya menyebutnya minyak mentah yang diekstraksi dari kedalaman bumi. Minyak tidak digunakan dalam bentuk mentah; melainkan diolah. Minyak mentah dimurnikan dari gas, air dan kotoran mekanis, dan kemudian dilakukan distilasi fraksional.
Distilasi adalah proses pemisahan campuran menjadi komponen-komponen individual, atau fraksi, berdasarkan perbedaan titik didihnya.
Selama penyulingan minyak, beberapa fraksi produk minyak bumi diisolasi:
1. Fraksi gas (tbp = 40°C) mengandung alkana normal dan bercabang CH4 – C4H10;
2. Fraksi bensin (titik didih = 40 - 200°C) mengandung hidrokarbon C 5 H 12 – C 11 H 24; selama distilasi berulang, produk minyak bumi ringan dipisahkan dari campuran, dididihkan dalam rentang suhu yang lebih rendah: petroleum eter, penerbangan dan bensin motor;
3. Fraksi nafta (bensin berat, titik didih = 150 - 250°C), mengandung hidrokarbon dengan komposisi C 8 H 18 - C 14 H 30, digunakan sebagai bahan bakar traktor, lokomotif diesel, truk;
4. Fraksi minyak tanah (titik didih = 180 - 300°C) meliputi hidrokarbon dengan komposisi C 12 H 26 - C 18 H 38; digunakan sebagai bahan bakar pesawat jet dan rudal;
5. Minyak gas (tbp = 270 - 350°C) digunakan sebagai bahan bakar diesel dan mengalami perengkahan dalam skala besar.
Setelah fraksi distilasi, cairan kental berwarna gelap tetap ada - bahan bakar minyak. Minyak diesel, petroleum jelly, dan parafin diekstraksi dari bahan bakar minyak. Residu penyulingan bahan bakar minyak adalah tar yang digunakan dalam produksi bahan untuk pembangunan jalan.
Daur ulang minyak bumi didasarkan pada proses kimia:
1. Cracking adalah pemecahan molekul hidrokarbon yang besar menjadi lebih kecil. Ada perengkahan termal dan katalitik, yang lebih umum terjadi saat ini.
2. Reforming (aromatisasi) adalah pengubahan alkana dan sikloalkana menjadi senyawa aromatik. Proses ini dilakukan dengan memanaskan bensin pada tekanan tinggi dengan adanya katalis. Reformasi digunakan untuk menghasilkan hidrokarbon aromatik dari fraksi bensin.
3. Pirolisis produk minyak bumi dilakukan dengan memanaskan produk minyak bumi hingga suhu 650 - 800°C, produk reaksi utamanya adalah gas tak jenuh dan hidrokarbon aromatik.
Minyak tidak hanya merupakan bahan mentah untuk produksi bahan bakar, tetapi juga banyak bahan organik.
Batu bara.
Batubara juga merupakan sumber energi dan bahan baku kimia yang berharga. Batubara terutama mengandung zat organik, serta air, mineral, yang membentuk abu saat dibakar.
Salah satu jenis pengolahan batubara adalah kokas, yaitu proses pemanasan batubara hingga suhu 1000°C tanpa akses udara. Kokas batubara dilakukan dalam oven kokas. Coke terdiri dari karbon yang hampir murni. Ini digunakan sebagai zat pereduksi dalam produksi besi cor tanur sembur di pabrik metalurgi.
Zat yang mudah menguap selama kondensasi tar batubara (mengandung banyak zat organik berbeda, salah satunya kebanyakan– aromatik), air amonia (mengandung amonia, garam amonium) dan gas oven kokas (mengandung amonia, benzena, hidrogen, metana, karbon monoksida (II), etilen, nitrogen dan zat lainnya).
Memuat...