Svarbiausi angliavandenilių šaltiniai yra natūralios ir susijusios naftos dujos, nafta, anglis.
Pagal rezervus gamtinių dujų pirmoji vieta pasaulyje priklauso mūsų šaliai. Gamtinėse dujose yra mažos molekulinės masės angliavandenilių. Jo apytikslė sudėtis (pagal tūrį): 80–98% metano, 2–3% artimiausių jo homologų - etanas, propanas, butanas ir nedidelis kiekis priemaišų - vandenilio sulfidas Н 2 S, azotas N 2, kilnus dujos, anglies monoksidas (IV) CO 2 ir vandens garai H 2 O . Dujų sudėtis yra specifinė kiekvienam laukui. Yra toks modelis: kuo didesnė santykinė angliavandenilio molekulinė masė, tuo mažiau jo yra gamtinėse dujose.
Gamtinės dujos plačiai naudojamos kaip pigus kuras, turintis didelę šiluminę vertę (deginant 1m 3 išsiskiria iki 54 400 kJ). Tai viena iš geriausių kuro rūšių buitiniams ir pramoniniams poreikiams. Be to, gamtinės dujos tarnauja kaip vertinga žaliava chemijos pramonei: acetileno, etileno, vandenilio, suodžių, įvairių plastikų, acto rūgšties, dažiklių, vaistų ir kitų produktų gamybai.
Susijusios naftos dujos yra nuosėdose kartu su aliejumi: jie ištirpsta jame ir yra virš alyvos, sudarydami dujų „dangtelį“. Kai aliejus išgaunamas į paviršių, nuo jo smarkiai sumažėjus, nuo jo atskiriamos dujos. Anksčiau susijusios dujos nebuvo naudojamos ir degė naftos gavybos metu. Šiais laikais jie sugaunami ir naudojami kaip kuras ir vertingos cheminės žaliavos. Susijusiose dujose yra mažiau metano nei gamtinėse dujose, bet daugiau etano, propano, butano ir daugiau angliavandenilių. Be to, juose daugiausia yra tų pačių priemaišų, kaip ir gamtinėse dujose: H 2 S, N 2, tauriosios dujos, garai H 2 O, CO 2 . Atskiri angliavandeniliai (etanas, propanas, butanas ir kt.) Išgaunami iš susijusių dujų, o juos perdirbus dehidrinant galima gauti nesočiųjų angliavandenilių - propileno, butileno, butadieno, iš kurio vėliau sintetinamos gumos ir plastikai. Kaip buitinis kuras naudojamas propano ir butano (suskystintų dujų) mišinys. Benzinas (pentano ir heksano mišinys) naudojamas kaip benzino priedas, siekiant geriau uždegti degalus užvedant variklį. Organinės rūgštys, alkoholiai ir kiti produktai gaunami oksiduojant angliavandenilius.
Alyva- riebus, degus tamsiai rudos arba beveik juodos spalvos skystis, turintis būdingą kvapą. Jis yra lengvesnis už vandenį (= 0,73–0,97 g / cm 3), praktiškai netirpsta vandenyje. Pagal sudėtį aliejus yra sudėtingas įvairaus molekulinio svorio angliavandenilių mišinys, todėl neturi specifinės virimo temperatūros.
Nafta daugiausia susideda iš skystų angliavandenilių (juose ištirpsta kietieji ir dujiniai angliavandeniliai). Paprastai tai yra alkanai (dažniausiai normalios struktūros), cikloalkanai ir arenos, kurių santykis įvairių laukų aliejuose labai skiriasi. Uralo aliejuje yra daugiau arenų. Be angliavandenilių, aliejuje yra deguonies, sieros ir azoto turinčių organinių junginių.
Žalia nafta dažniausiai nenaudojama. Norint gauti techniškai vertingų produktų iš naftos, jis yra perdirbamas.
Pirminis apdorojimas aliejus susideda iš jo distiliavimo. Distiliacija atliekama perdirbimo gamyklose, atskyrus susijusias dujas. Distiliuojant aliejų gaunami lengvi naftos produktai:
benzinas ( t rulonas = 40-200 ° C) yra angliavandenilių C 5 -C 11,
benzinas ( t rulonas = 150–250 ° С) yra С 8 –С 14 angliavandenilių,
žibalas ( t rulonas = 180-300 ° C) yra angliavandenilių C 12 -C 18,
gazolis ( t ritiniai> 275 ° C),
o likusi dalis - klampus juodas skystis - mazutas.
Mazutas toliau apdorojamas. Jis distiliuojamas sumažintame slėgyje (kad nesuirtų) ir išsiskiria tepimo alyvos: velenas, mašina, cilindras ir tt Vazelinas ir parafinas yra išskirti iš kai kurių rūšių alyvos mazuto. Likęs mazutas po distiliavimo - degutas - iš dalies oksidavus naudojamas asfaltui gauti. Pagrindinis naftos distiliavimo trūkumas yra mažas benzino išeiga (ne daugiau kaip 20%).
Naftos distiliavimo produktai gali būti naudojami įvairiai.
Benzinas dideliais kiekiais jis naudojamas kaip aviacinis ir automobilių kuras. Paprastai jį sudaro angliavandeniliai, kurių molekulėse yra vidutiniškai 5–9 C atomai. Pirminis benzinas naudojamas kaip kuras traktoriams, taip pat tirpiklis dažų ir lakų pramonėje. Didelis jo kiekis perdirbamas į benziną. Žibalas Jis naudojamas kaip kuras traktoriams, reaktyviniams lėktuvams ir raketoms, taip pat buitiniams poreikiams. Saulės aliejus - gazolio- naudojamas kaip variklių kuras ir tepalinės alyvos- mechanizmų tepimui. Petrolatumas naudojamas medicinoje. Jį sudaro skystų ir kietų angliavandenilių mišinys. Parafinas Jis naudojamas aukštesnėms karboksirūgštims gauti, medienai impregnuoti gaminant degtukus ir pieštukus, žvakėms, batų tepalui ir kt. Jį sudaro kietų angliavandenilių mišinys. Kuras be perdirbimo į tepalinę alyvą ir benziną, jis naudojamas kaip skystas katilo kuras.
At antriniai apdorojimo būdai naftos, pasikeičia angliavandenilių, sudarančių jo sudėtį, struktūra. Tarp šių metodų naftos angliavandenilių krekingas yra labai svarbus siekiant padidinti benzino išeigą (iki 65–70%).
Krekingo- aliejuje esančių angliavandenilių skilimo procesas, dėl kurio susidaro angliavandeniliai, kurių molekulėje yra mažiau C atomų. Yra du pagrindiniai krekingo tipai: terminis ir katalizinis.
Terminis įtrūkimas atliekamas kaitinant žaliavas (mazutą ir kt.) 470–550 ° C temperatūroje ir 2–6 MPa slėgyje. Šiuo atveju angliavandenilių molekulės, turinčios daug C atomų, yra suskaidomos į molekules, turinčias mažesnį tiek sočiųjų, tiek nesočiųjų angliavandenilių atomų skaičių. Pavyzdžiui:
(radikalus mechanizmas),
Tokiu būdu gaunamas daugiausia motorinis benzinas. Jo našumas iš naftos siekia 70%. Terminį įtrūkimą atrado rusų inžinierius V. G. Šukovas 1891 m.
Katalitinis krekingas atliekamas esant katalizatoriams (dažniausiai aliumosilikatams) esant 450–500 ° C temperatūrai ir atmosferos slėgiui. Tokiu būdu gaunamas aviacinis benzinas, kurio išeiga yra iki 80%. Šis krekingo tipas dažniausiai taikomas žibalo ir gazolio frakcijoms. Katalizinio krekingo metu, kartu su skilimo reakcijomis, vyksta izomerizacijos reakcijos. Dėl to susidaro sočiųjų angliavandenilių su šakotosios anglies skeleto molekulėmis, o tai pagerina benzino kokybę:
Katalizinio krekingo benzinas yra aukštesnės kokybės. Jo gavimo procesas vyksta daug greičiau, sunaudojant mažiau šiluminės energijos. Be to, katalizinio krekingo metu susidaro palyginti daug šakotų grandinių angliavandenilių (izo junginių), kurie yra labai vertingi organinei sintezei.
At t= 700 ° C ir aukštesnė, įvyksta pirolizė.
Pirolizė- organinių medžiagų skilimas be oro patekimo aukštoje temperatūroje. Pirolizuojant aliejų, pagrindiniai reakcijos produktai yra nesotieji dujiniai angliavandeniliai (etilenas, acetilenas) ir aromatiniai angliavandeniliai - benzenas, toluenas ir kt. Kadangi naftos pirolizė yra vienas iš svarbiausių aromatinių angliavandenilių gavimo būdų, šis procesas dažnai vadinamas nafta aromatizacija.
Aromatizavimas- alkanų ir cikloalkanų pavertimas arenomis. Kai sunkios naftos produktų frakcijos kaitinamos dalyvaujant katalizatoriui (Pt arba Mo), angliavandeniliai, kurių molekulėje yra 6–8 C atomai, virsta aromatiniais angliavandeniliais. Šie procesai vyksta reformuojant (rafinuojant benziną).
Reformuoti Ar benzinai aromatizuojami, kaitinant juos esant katalizatoriui, pavyzdžiui, Pt. Esant tokioms sąlygoms, alkanai ir cikloalkanai paverčiami aromatiniais angliavandeniliais, todėl taip pat žymiai padidėja benzinų oktaninis skaičius. Aromatizavimas naudojamas atskiriems aromatiniams angliavandeniliams (benzenui, toluenui) gauti iš naftos benzino frakcijų.
Pastaraisiais metais naftos angliavandeniliai buvo plačiai naudojami kaip cheminių žaliavų šaltinis. Įvairiais būdais jie naudojami medžiagoms, būtinoms plastikams, sintetiniams tekstilės pluoštams, sintetinei gumai, alkoholiams, rūgštims, sintetiniams plovikliams, sprogmenims, pesticidams, sintetiniams riebalams ir kt. Gaminti.
Anglis kaip ir gamtinės dujos ir nafta, tai yra energijos šaltinis ir vertinga cheminė žaliava.
Pagrindinis bituminių anglių apdorojimo būdas yra koksavimas(sausas distiliavimas). Koksavimo metu (kaitinant iki 1000 ° C - 1200 ° C be oro patekimo) gaunami įvairūs produktai: koksas, akmens anglių degutas, vanduo iš dervos ir kokso krosnies dujos (diagrama).
Schema
Koksas naudojamas kaip reduktorius ketaus gamyboje metalurgijos gamyklose.
Akmens anglis yra aromatinių angliavandenilių šaltinis. Jis distiliuojamas rektifikuojant ir gaunamas benzenas, toluenas, ksilenas, naftalenas, taip pat fenoliai, azoto turintys junginiai ir tt popieriaus.
Amoniakas, amonio sulfatas, fenolis ir kt. Gaunami iš supra-dervos vandens.
Kokso krosnių dujos naudojamos kokso krosnims šildyti (deginant 1m 3 išsiskiria apie 18 000 kJ), tačiau jos daugiausia yra chemiškai apdorotos. Taigi iš jo išsiskiria vandenilis amoniako sintezei, kuris vėliau naudojamas azoto trąšoms gauti, taip pat metanui, benzenui, toluenui, amonio sulfatui, etilenui.
Siųsti savo gerą darbą žinių bazėje yra paprasta. Naudokite žemiau esančią formą
Studentai, magistrantai, jaunieji mokslininkai, kurie žinių bazę naudoja savo studijose ir darbe, bus jums labai dėkingi.
Paskelbta http://www.allbest.ru/
Biudžetinė profesinė mokymo įstaiga
Voronežo sritis
Rososo medicinos koledžas
Tema: „Nafta, gamtinės ir susijusios naftos dujos ir anglis“
Atlieka 101 grupės mokiniai
Kovalskaja Viktorija
Patikrino mokytojas: Grineva N.A.
Rossosh 2015 m
Įvadas
Nafta, gamtinės ir susijusios dujos, anglis.
Pagrindiniai angliavandenilių šaltiniai yra natūralios ir susijusios naftos dujos, nafta ir anglis.
krekingo naftos dujų anglis
Aliejus yra skystas iškastinis kuras, tamsiai rudos spalvos, kurio tankis 0,70 - 1,04 g / cm ?. Nafta yra sudėtingas medžiagų mišinys - daugiausia skysti angliavandeniliai. Pagal sudėtį aliejai yra parafino, nafteniniai ir aromatiniai. Tačiau labiausiai paplitusi aliejaus rūšis yra sumaišyta. Be angliavandenilių, aliejaus sudėtyje yra organinių deguonies ir sieros junginių priemaišų, taip pat vandens ir jame ištirpusių kalcio ir magnio druskų. Sudėtyje yra alyvos ir mechaninių priemaišų - smėlio ir molio. Alyva yra vertinga žaliava aukštos kokybės variklių degalams. Po valymo nuo vandens ir kitų nepageidaujamų priemaišų aliejus apdorojamas. Pagrindinis naftos perdirbimo būdas yra distiliavimas. Jis pagrįstas angliavandenilių, sudarančių aliejų, virimo temperatūrų skirtumu. Kadangi aliejuje yra šimtai skirtingų medžiagų, kurių daugelis turi panašią virimo temperatūrą, atskirų angliavandenilių atskirti beveik neįmanoma. Todėl distiliuojant aliejus padalijamas į frakcijas, verdančias gana plačiame temperatūrų diapazone. Distiliuojant normaliu slėgiu, alyva padalijama į keturias frakcijas: benziną (30–180 ° C), žibalą (120–315 ° C), dyzeliną (180–350 ° C) ir mazutą (likutis po distiliavimo). Nuodugniau distiliuojant, kiekvieną iš šių frakcijų galima padalyti į dar kelias siauras frakcijas. Taigi iš benzino frakcijos (C5-C12 angliavandenilių mišinio) galima išskirti naftos eterį (40–70 ° C), patį benziną (70–120 ° C) ir pirminį benziną (120–180 ° C). Naftos eteryje yra pentano ir heksano. Tai puikus riebalų ir dervų tirpiklis. Benzino sudėtyje yra neišsišakojusių sočiųjų angliavandenilių nuo pentanų iki dekanų, cikloalkanų (ciklopentano ir cikloheksano) ir benzeno. Po tinkamo perdirbimo benzinas naudojamas kaip aviacija ir automobiliai
LEDAS. Pirminis benzinas, kuriame yra C8 - C14 angliavandenilių ir žibalo (C12 - C18 angliavandenilių mišinys), naudojamas kaip kuras buitiniams šildymo ir apšvietimo prietaisams. Žibalas dideliais kiekiais (po kruopštaus valymo) naudojamas kaip kuras reaktyviniams orlaiviams ir raketoms.
Dyzelinė naftos perdirbimo frakcija - kuras dyzeliniams varikliams. Mazutas yra aukštai verdančių angliavandenilių mišinys. Tepalinės alyvos gaunamos iš mazuto distiliuojant sumažintame slėgyje. Likusi mazuto distiliavimo dalis vadinama degutu. Iš jo gaunamas bitumas. Šie gaminiai naudojami kelių tiesimui. Mazutas taip pat naudojamas kaip katilo kuras.
Pagrindinis naftos perdirbimo būdas - įvairūs krekingo tipai, t.y. termokatalitinė alyvos sudedamųjų dalių transformacija. Yra šie pagrindiniai įtrūkimų tipai.
Terminis krekingas - angliavandeniliai suyra veikiant aukštai temperatūrai (500-700 ° C). Pavyzdžiui, iš sočiųjų angliavandenilių dekano C10H22 molekulės susidaro pentano ir penteno molekulės:
C10H22> C5H12 + C5H10
pentano pentenas
Katalitinis krekingas taip pat atliekamas esant aukštai temperatūrai, tačiau esant katalizatoriui, kuris leidžia kontroliuoti procesą ir nukreipti jį norima kryptimi. Krekingo metu susidaro nesotieji angliavandeniliai, kurie plačiai naudojami pramoninėje organinėje sintezėje.
Natūralios ir susijusios naftos dujos
Gamtinių dujų. Gamtinėse dujose daugiausia yra metano (apie 93%). Be metano, gamtinėse dujose taip pat yra kitų angliavandenilių, taip pat azoto, CO2 ir dažnai vandenilio sulfido. Gamtinės dujos degimo metu išskiria daug šilumos. Šiuo požiūriu jis yra žymiai pranašesnis už kitus degalus. Todėl 90% viso gamtinių dujų kiekio sunaudojama kaip kuras vietinėse elektrinėse, pramonės įmonėse ir kasdieniame gyvenime. Likę 10% naudojami kaip vertinga žaliava chemijos pramonei. Šiuo tikslu iš gamtinių dujų išskiriamas metanas, etanas ir kiti alkanai. Produktai, kuriuos galima gauti iš metano, turi didelę pramoninę reikšmę.
Susijusios naftos dujos. Jie spaudžiami aliejuje esant slėgiui. Kai jis patenka į paviršių, slėgis krenta ir tirpumas mažėja, dėl to iš alyvos išsiskiria dujos. Susijusiose dujose yra metano ir jo homologų, taip pat nedegių dujų - azoto, argono ir CO2. Susijusios dujos perdirbamos dujų perdirbimo įmonėse. Jie gamina metaną, etaną, propaną, butaną ir benziną, kuriame yra 5 ar daugiau anglies atomų turinčių angliavandenilių. Etanas ir propanas dehidrogenuojami, kad būtų gauti nesotieji angliavandeniliai - etilenas ir propilenas. Kaip buitinis kuras naudojamas propano ir butano (suskystintų dujų) mišinys. Benzinas pridedamas prie įprasto benzino, kad pagreitėtų jo užsidegimas užvedant vidaus degimo variklį.
Anglis
Anglis. Anglies perdirbimas atliekamas trimis pagrindinėmis kryptimis: koksavimas, hidrinimas ir nepilnas degimas. Koksavimas vyksta kokso krosnyse 1000-1200 ° C temperatūroje. Esant tokiai temperatūrai, neturint prieigos prie deguonies, anglis patiria sudėtingas chemines transformacijas, dėl kurių susidaro koksas ir lakūs produktai. Atvėsintas koksas siunčiamas į metalurgijos gamyklas. Atvėsus lakiems produktams (kokso krosnies dujoms), kondensuojasi akmens anglių degutas ir amoniako vanduo. Amoniakas, benzenas, vandenilis, metanas, CO Benzenas supilamas į tirpiklį ir pašalinamas iš tirpalo. Po to kokso krosnies dujos naudojamos kaip kuras arba kaip cheminė žaliava. Akmens anglių derva gaunama nereikšmingais kiekiais (3%). Tačiau, atsižvelgiant į gamybos mastą, akmens anglių derva laikoma žaliava daugelio organinių medžiagų gamybai. Jei iš dervos pašalinami produktai, verdantys iki 350 ° C, lieka vientisa masė - pikis. Jis naudojamas lakams gaminti. Anglies hidrinimas atliekamas esant 400–600 ° C temperatūrai, esant vandenilio slėgiui iki 25 MPa, esant katalizatoriui. Tai sudaro skystų angliavandenilių mišinį, kuris gali būti naudojamas kaip variklio kuras. Šio metodo privalumas yra galimybė hidrinti žemos kokybės rudąsias anglis. Nepilnai deginant anglį susidaro anglies monoksidas (II). Ant katalizatoriaus (nikelio, kobalto) esant normaliam arba padidintam vandenilio ir CO slėgiui, galite gauti benzino, kuriame yra sočiųjų ir nesočiųjų angliavandenilių:
nCO + (2n + 1) H2> CnH2n + 2 + nH2O;
nCO + 2nH2> CnH2n + nH2O.
Jei sausas anglių distiliavimas atliekamas 500–550 ° C temperatūroje, gaunama deguto, kuris kartu su bitumu yra naudojamas statybų versle kaip rišiklis gaminant stogo dangą, hidroizoliacines dangas (stogo veltinį, stogo veltinį, ir tt).
Šiandien yra didelis ekologinės katastrofos pavojus. Žemėje praktiškai nėra vietos, kur gamta nenukentėtų nuo pramonės įmonių veiklos ir žmogaus gyvybės. Dirbant su aliejaus distiliavimo produktais, reikia pasirūpinti, kad jie nepatektų į dirvą ir vandens telkinius. Naftos produktais prisotintas dirvožemis daugelį dešimtmečių praranda derlingumą, todėl jį atkurti labai sunku. Vien 1988 m., Kai buvo pažeisti naftotiekiai, į vieną didžiausių ežerų pateko apie 110 000 tonų naftos. Yra žinomi tragiški mazuto ir naftos išleidimo į upes atvejai, kuriuose neršia vertingos žuvų rūšys. Anglies deginamos šiluminės elektrinės kelia rimtą oro taršos pavojų - jos yra pagrindinis taršos šaltinis. Upių lygumose veikiančios hidroelektrinės neigiamai veikia vandens telkinius. Gerai žinoma, kad kelių transportas labai teršia atmosferą nepilno benzino degimo produktais. Mokslininkai susiduria su užduotimi sumažinti aplinkos taršos laipsnį.
Išvada
Natūraliame aliejuje visada yra vandens, mineralinių druskų ir įvairių mechaninių priemaišų. Todėl prieš apdorojant perdirbimui natūralus aliejus yra dehidratuojamas, gėlinamas ir atliekama daug kitų išankstinių operacijų.
Aliejaus distiliavimo ypatybės:
1. Pramoninėms sąlygoms nepriimtinas būdas naftos produktams gauti distiliuojant iš naftos vieną frakciją po kitos, panašiai kaip tai atliekama laboratorijoje.
2. Jis yra labai neproduktyvus, brangus ir nesuteikia pakankamai aiškaus angliavandenilių pasiskirstymo į frakcijas pagal jų molekulinę masę.
Visiems šiems trūkumams trūksta alyvos distiliavimo metodo nuolat veikiančiuose vamzdiniuose įrenginiuose:
1. Įrenginį sudaro vamzdinė krosnis, skirta aliejui šildyti, ir distiliavimo kolonėlė, kurioje aliejus atskiriamas į frakcijas (distiliatai), atskiri angliavandenilių mišiniai pagal jų virimo temperatūrą - benzinas, benzinas, žibalas ir kt.;
2. Vamzdinėje krosnyje ilgas vamzdis yra ritės pavidalu;
3. Krosnis šildoma deginant mazutą ar dujas;
4. Nafta nuolat tiekiama dujotiekiu, jame ji įkaista iki 320-350 ° C ir į distiliavimo kolonėlę patenka skysčio ir garų mišinio pavidalu.
Gamtinių dujų savybės.
1. Pagrindinė gamtinių dujų sudedamoji dalis yra metanas.
2. Be metano, gamtinėse dujose yra etano, propano, butano.
3. Paprastai, kuo didesnė angliavandenilio molekulinė masė, tuo mažiau jo yra gamtinėse dujose.
4. Skirtingų laukų gamtinių dujų sudėtis nevienoda. Jo vidutinė sudėtis (tūrio procentais) yra tokia: a) CH4 - 80-97; b) C2H6 - 0,5-4,0; c) C3H8 - 0,2-1,5.
5. Gamtinės dujos, kaip kuras, turi daug pranašumų prieš kietąjį ir skystąjį kurą.
6. Degimo šiluma yra daug didesnė, deginant ji nepalieka pelenų.
7. Degimo produktai yra daug ekologiškesni.
8. Gamtinės dujos plačiai naudojamos šiluminėse elektrinėse, pramoninėse katilinėse ir įvairiose pramoninėse krosnyse.
Gamtinių dujų taikymas
1. Gamtinių dujų deginimas aukštakrosnėse leidžia sumažinti kokso suvartojimą, sumažinti sieros kiekį ketaus ir žymiai padidinti krosnių produktyvumą.
2. Gamtinių dujų naudojimas buityje.
3. Šiuo metu jis pradedamas naudoti transporto priemonėse (aukšto slėgio balionuose), o tai leidžia sutaupyti benzino, sumažinti variklio nusidėvėjimą ir dėl visapusiškesnio degalų deginimo išlaikyti oro baseiną švarų.
4. Gamtinės dujos yra svarbus chemijos pramonės žaliavų šaltinis, todėl jų vaidmuo šioje srityje padidės.
5. Iš metano gaunamas vandenilis, acetilenas ir suodžiai.
Susijusių naftos dujų savybės:
1. Susijusios naftos dujos savo kilme taip pat yra gamtinės dujos;
2. Jis gavo ypatingą pavadinimą, nes yra išsidėstęs kartu su nafta - jame ištirpsta ir yra virš alyvos, suformuodama dujų „dangtelį“; 3) kai aliejus išgaunamas į paviršių, jis smarkiai sumažėjus slėgiui nuo jo atsiskiria.
Susijusių naftos dujų naudojimo būdai.
1. Anksčiau susijusios dujos nebuvo naudojamos ir iš karto sudegintos lauke.
2. Šiais laikais jis vis labiau fiksuojamas, nes, kaip ir gamtinės dujos, yra geras kuras ir vertinga cheminė žaliava.
3. Galimybės naudoti susijusias dujas yra netgi daug platesnės nei gamtinių dujų; kartu su metanu jame yra daug kitų angliavandenilių: etano, propano, butano, pentano.
Anglis:
Anglis yra vienas vertingiausių žmonijos kuro ir energijos išteklių. Kartais tai vadinama suakmenėjusia saulės šviesa. Dėl ilgalaikio negyvų medžių ir žolių milžiniškų masių irimo ir cheminio virsmo, įvykusio vadinamuoju anglies dioksido laikotarpiu-prieš 210–280 mln. viduriai. Jos pasaulio atsargos viršija 15 trilijonų tonų. Mūsų planetoje išgaunama daug daugiau anglių nei bet kuris kitas mineralas: apie 2,5 milijardo tonų per metus arba apie 700 kg kiekvienam Žemės gyventojui.
Anglies naudojimas yra labai įvairus ir platus. Jis naudojamas elektros energijai gaminti šiluminėse elektrinėse, taip pat deginamas kitiems energijos tikslams; iš jo gaunamas koksas metalurgijos gamybai, o cheminio apdorojimo metu pagaminama apie 300 kitų pramoninių produktų. Pastaruoju metu padidėjo anglių suvartojimas naujiems tikslams-akmens vaško, plastiko, dujinio didelio kaloringumo kuro, daug anglies turinčio anglies-grafito kompozicinių medžiagų, retų elementų-germanio ir galio-gamybai.
Daugelį amžių anglis buvo ir išlieka viena iš pagrindinių technologinio ir energetinio kuro rūšių, o jos, kaip chemijos pramonės žaliavos, svarba didėja. Todėl tiriama vis daugiau naujų anglių telkinių, jos gamybai statomi karjerai ir kasyklos.
Bibliografija
1. Alena Igorevna Titarenko. Ekologiškas apgaulės lapas
Paskelbta „Allbest.ur“
Panašūs dokumentai
Pagrindinės gamtinių dujų būsenos, atsirandančios žemės viduje ir dujų hidratų pavidalu žemynų vandenynuose ir amžino įšalo zonose. Gamtinių dujų cheminė sudėtis ir fizinės savybės, jų laukai ir gamyba. Susijusių naftos dujų naudojimas.
pristatymas pridėtas 2011-08-03
Susijusių naftos dujų valymo įrenginių tikslai ir uždaviniai, pagrindiniai procesai ir technologinės schemos. Dujų valymo iš dujų kondensato, alyvos, lašelių, smulkiai išsklaidytos, aerozolinės drėgmės ir mechaninių dumblo priemaišų metodai. Dujų absorbcijos valymas.
santrauka, pridėta 2013-11-01
Sintetinių dujų gamybos, anglies dujinimo metodai. Nauji anglies dujinimo inžineriniai sprendimai. Metano pavertimas sintezės dujomis. Fischer-Tropsch sintezė. Techninė ir techninė proceso konstrukcija. Produktai, gauti iš sintezės dujų.
disertacija, pridėta 2009-04-01
Fizinių ir cheminių aliejaus savybių apibūdinimas, jo gamyba, sudėtis ir frakcijos rūšys distiliavimo metu. Aliejaus valymo ypatybės, katalizinio krekingo ir koksavimo esmė. Naftos panaudojimas ir naftos perdirbimo gamyklų aplinkos problemos.
pristatymas pridėtas 2013-05-16
Gamtinės dujos yra vienas iš svarbiausių iškastinio kuro rūšių, užimantis pagrindines pozicijas daugelio šalių kuro ir energijos balanse. Susijusios naftos dujos kaip šalutiniai naftos gavybos produktai. Dujų gavyba, perdirbimas, transportavimas ir naudojimas.
pristatymas pridėtas 2012-08-01
Pagrindinių katalizatorių funkcijų, savybių ir principų tyrimas. Katalizatorių svarba perdirbant naftą ir dujas. Pagrindiniai naftos perdirbimo etapai, ypač katalizatorių naudojimas. Kietųjų katalizatorių naftos perdirbimui paruošimo pagrindai.
santrauka, pridėta 2010-10-05
Pagrindiniai ir pagrindiniai naftos perdirbimo būdai. Benzino ir kitų lengvų produktų išeigos didinimas. Naftos žaliavų destruktyvaus perdirbimo procesai. Tiesioginių lenktynių produktų sudėtis. Lūžimo proceso tipai. Įtrūkimo įrenginio technologinė schema.
kursinis darbas, pridėtas 2009 03 29
„Naftos dujų“ sąvokos esmė. Būdingas susijusių naftos dujų sudėties bruožas. Naftos ir dujų paieška. Dujų gavimo ypatybės. Dujinis benzinas, propano skaldos frakcija, sausos dujos. Susijusių naftos dujų naudojimas. APG naudojimo keliai.
pristatymas pridėtas 2011-05-18
Fizinės ir cheminės alyvos savybės. Distiliavimo metodai, jų privalumai ir trūkumai. Technologinių parametrų įtaka šiam procesui. Atmosferos vakuuminio distiliavimo įrenginyje gautų naftos produktų apibūdinimas ir panaudojimas.
kursinis darbas, pridėtas 2015-05-03
Aliejaus, kaip žaliavos organinių junginių gamybai, naudojimo istorija. Pagrindiniai regionai ir naftos telkiniai. Aliejaus frakcijos, ypač jo paruošimas perdirbimui. Krekingo esmė, naftos produktų rūšys ir benzino rūšys.
Naftos perdirbimas
Nafta yra daugiakomponentis įvairių medžiagų, daugiausia angliavandenilių, mišinys. Šie komponentai skiriasi vienas nuo kito virimo taškais. Šiuo atžvilgiu, jei aliejus kaitinamas, pirmiausia iš jo išgaruoja lengviausiai verdantys komponentai, tada junginiai su aukštesne virimo temperatūra ir kt. Šis reiškinys yra pagrįstas pirminis naftos perdirbimas susidedantis iš distiliavimas (ištaisymas) Alyva. Šis procesas vadinamas pirminiu, nes daroma prielaida, kad jo eigoje cheminės medžiagų transformacijos nevyksta, o aliejus yra padalijamas tik į frakcijas su skirtingomis virimo temperatūromis. Toliau pateikiama distiliavimo stulpelio schema su trumpu paties distiliavimo proceso aprašymu:
Prieš rektifikavimo procesą aliejus paruošiamas specialiu būdu, būtent, jie pašalina nešvarų vandenį su ištirpusiomis druskomis ir kietomis mechaninėmis priemaišomis. Taip paruoštas aliejus patenka į vamzdinę krosnį, kur įkaitinamas iki aukštos temperatūros (320-350 o C). Po kaitinimo vamzdinėje krosnyje aukštoje temperatūroje esanti alyva patenka į apatinę distiliavimo kolonėlės dalį, kur atskiros frakcijos išgarinamos ir jų garai kyla aukštyn į distiliavimo kolonėlę. Kuo aukštesnė ištaisymo stulpelio dalis, tuo žemesnė jo temperatūra. Taigi, skirtinguose aukščiuose parenkamos šios frakcijos:
1) distiliavimo dujos (paimtos pačioje kolonėlės viršuje, todėl jų virimo temperatūra neviršija 40 ° C);
2) benzino frakcija (virimo temperatūra nuo 35 iki 200 о С);
3) benzino frakcija (virimo temperatūra nuo 150 iki 250 apie C);
4) žibalo frakcija (virimo temperatūra nuo 190 iki 300 apie C);
5) dyzelino frakcija (virimo temperatūra nuo 200 iki 300 o C);
6) mazutas (virimo temperatūra virš 350 o C).
Reikėtų pažymėti, kad distiliuojant aliejų išsiskiriančios vidurinės frakcijos neatitinka degalų kokybės standartų. Be to, distiliuojant alyvą susidaro nemažas kiekis mazuto, kuris toli gražu nėra paklausiausias produktas. Šiuo atžvilgiu po pirminio naftos perdirbimo uždavinys yra padidinti brangesnių, visų pirma, benzino frakcijų išeigą, taip pat pagerinti šių frakcijų kokybę. Šios užduotys sprendžiamos naudojant įvairius procesus. antrinis naftos perdirbimas , pavyzdžiui, pvz skilinėjimas irreformuojantis .
Reikėtų pažymėti, kad antriniame naftos perdirbime naudojamų procesų skaičius yra daug didesnis, ir mes liečiame tik kai kuriuos pagrindinius. Dabar išsiaiškinkime, kokia yra šių procesų prasmė.
Įtrūkimai (terminiai arba kataliziniai)
Šis procesas skirtas padidinti benzino frakcijos išeigą. Šiuo tikslu sunkios frakcijos, pavyzdžiui, mazutas, stipriai kaitinamos, dažniausiai esant katalizatoriui. Dėl šio efekto suplyšta ilgųjų grandinių molekulės, sudarančios sunkias frakcijas, ir susidaro mažesnės molekulinės masės angliavandeniliai. Tiesą sakant, tai lemia papildomą benzino frakcijos išeigą, kuri yra vertingesnė už originalų mazutą. Šio proceso cheminę esmę atspindi lygtis:
Reformuoti
Šis procesas atlieka užduotį pagerinti benzino frakcijos kokybę, visų pirma, padidinti jo detonacinį stabilumą (oktaninį skaičių). Būtent ši benzino charakteristika nurodoma degalinėse (92, 95, 98 benzinas ir kt.).
Dėl reformavimo proceso padidėja aromatinių angliavandenilių dalis benzino frakcijoje, kuri, be kitų angliavandenilių, turi vieną didžiausių oktaninių skaičių. Toks aromatinių angliavandenilių kiekio padidėjimas daugiausia pasiekiamas dėl dehidrociklizacijos reakcijų, vykstančių reformuojant. Pavyzdžiui, esant pakankamai stipriam šildymui n-heksanas, esant platinos katalizatoriui, virsta benzenu, o n-heptanas panašiu būdu virsta toluenu:
Anglių apdirbimas
Pagrindinis bituminių anglių apdorojimo būdas yra koksavimas . Anglies koksavimas vadinamas procesu, kurio metu anglis kaitinama be oro patekimo. Tuo pačiu metu dėl tokio šildymo iš akmens anglies išskiriami keturi pagrindiniai produktai:
1) Koksas
Kieta medžiaga, kuri yra beveik gryna anglis.
2) Akmens anglių degutas
Sudėtyje yra daug įvairių daugiausia aromatinių junginių, tokių kaip benzeno homologai, fenoliai, aromatiniai alkoholiai, naftalenas, naftaleno homologai ir kt.
3) Amoniako vanduo
Nepaisant pavadinimo, šioje frakcijoje, be amoniako ir vandens, taip pat yra fenolio, vandenilio sulfido ir kai kurių kitų junginių.
4) Kokso krosnies dujos
Pagrindinės kokso krosnies dujų sudedamosios dalys yra vandenilis, metanas, anglies dioksidas, azotas, etilenas ir kt.
Ar japonai sprendžia ateities dujų kurą? 2013 m. Sausio 13 d
Japonija šiandien pradėjo bandomąją gamtinių dujų rūšies metano hidrato gamybą, kurios atsargos, pasak daugelio ekspertų, iš esmės gali išspręsti šalies energetikos problemas. Specialusis tyrimų laivas „Chikyu“ / „Earth“ / pradėjo gręžti Ramiajame vandenyne 70 km į pietus nuo Atsumi pusiasalio netoli Nagojos miesto rytinėje pagrindinės Japonijos salos Honshu pakrantėje.
Per pastaruosius metus Japonijos specialistai atliko daugybę eksperimentų, skirtų gręžti Ramiojo vandenyno dugną, ieškodami metano hidratų. Šį kartą jie ketina išbandyti visapusišką energijos išteklių gamybą ir iš jos išgauti metano dujas. Sėkmės atveju komercinė šios srities plėtra netoli Nagojos miesto prasidės 2018 m.
Metano hidratas arba metano hidratas yra metano dujų ir vandens derinys, savo išvaizda primenantis sniegą ar purų ištirpusį ledą. Šis išteklius yra plačiai paplitęs gamtoje - pavyzdžiui, amžino įšalo zonoje. Po vandenyno dugnu yra dideli metano hidratų rezervai, kuriuos iki šiol buvo laikoma nepelninga plėtoti. Tačiau japonų ekspertai teigia radę palyginti ekonomiškai efektyvias technologijas.
Skaičiuojama, kad metano hidratų atsargos tik rajone į pietus nuo Nagojos miesto yra 1 trilijonas kubinių metrų. Teoriškai jie gali visiškai patenkinti Japonijos gamtinių dujų poreikius 10 metų. Apskritai, remiantis ekspertų prognozėmis, metano hidratų nuosėdų po vandenyno dugnu gretimuose šalies regionuose pakaks maždaug 100 metų. Nepaisant to, šio kuro kaina, atsižvelgiant į perdirbimo, transportavimo ir kitas išlaidas, vis tiek yra didesnė už įprastų gamtinių dujų rinkos kainą.
Šiuo metu Japonija yra atimta iš energijos išteklių ir visiškai juos importuoja. Tokijas yra didžiausias pasaulyje suskystintų gamtinių dujų pirkėjas. Neseniai po avarijos Fukušimos-1 atominėje elektrinėje ir laipsniško visų atominių elektrinių uždarymo Japonijos energijos poreikiai padidėjo
Nepaisant to, kad buvo kuriami alternatyvūs energijos šaltiniai, iškastinis kuras vis dar išlaiko ir artimiausiu metu išlaikys svarbų vaidmenį kuro balanse planetoje. Remiantis „ExxonMobil“ ekspertų prognozėmis, energijos išteklių suvartojimas per ateinančius 30 metų planetoje padidės perpus. Mažėjant žinomų angliavandenilių telkinių produktyvumui, naujų didelių nuosėdų aptinkama vis mažiau, o anglies naudojimas kenkia aplinkai. Tačiau mažėjančius įprastinių angliavandenilių rezervus galima kompensuoti.
Tie patys „ExxonMobil“ ekspertai nėra linkę dramatizuoti situacijos. Pirma, vystosi naftos ir dujų gavybos technologijos. Šiandien, pavyzdžiui, Meksikos įlankoje nafta išgaunama iš 2,5-3 km gylio žemiau vandens paviršiaus, toks gylis buvo neįsivaizduojamas prieš 15 metų. Antra, kuriamos sudėtingų rūšių angliavandenilių (sunkiosios ir didelės sieros alyvos) ir naftos pakaitalų (bitumo, naftos smėlio) perdirbimo technologijos. Tai leidžia jums grįžti į tradicines kasybos zonas ir jas atnaujinti, taip pat pradėti kasti naujuose rajonuose. Pavyzdžiui, Tatarstane, padedant „Shell“, pradedama gaminti vadinamoji „sunkioji nafta“. Kuzbase rengiami metano gavybos iš anglių sluoksnių projektai.
Trečioji angliavandenilių gamybos lygio palaikymo kryptis siejama su būdų, kaip panaudoti jų netradicines rūšis, paieška. Tarp perspektyvių naujų angliavandenilių žaliavų rūšių mokslininkai išskiria metano hidratą, kurio atsargos planetoje, apytiksliais skaičiavimais, yra mažiausiai 250 trilijonų kubinių metrų (pagal energetinę vertę tai yra 2 kartus daugiau nei vertė visų planetos naftos, anglies ir dujų atsargų) ...
Metano hidratas yra supramolekulinis metano ir vandens junginys. Žemiau yra metano hidrato molekulinis modelis. Aplink metano molekulę susidaro vandens (ledo) molekulių gardelė. Ryšys yra stabilus esant žemai temperatūrai ir aukštam slėgiui. Pavyzdžiui, metano hidratas yra stabilus esant 0 ° C temperatūrai ir 25 barų ar didesniam slėgiui. Šis slėgis atsiranda maždaug 250 m vandenyno gylyje. Esant atmosferos slėgiui, metano hidratas išlieka stabilus esant -80 ° C temperatūrai.
Metano hidrato modelis
Jei metano hidratas kaitinamas arba slėgis mažėja, junginys skyla į vandenį ir gamtines dujas (metaną). Iš vieno kubinio metro metano hidrato esant normaliam atmosferos slėgiui galima gauti 164 kubinius metrus gamtinių dujų.
JAV energetikos departamentas apskaičiavo, kad planetos metano hidrato atsargos yra milžiniškos. Tačiau iki šiol šis junginys praktiškai nenaudojamas kaip energijos šaltinis. Departamentas sukūrė ir įgyvendina visą programą (MTTP programa), skirtą metano hidrato gamybos paieškai, vertinimui ir komercializavimui.
Metano hidrato kalva jūros dugne
Neatsitiktinai JAV yra pasirengusios skirti daug lėšų metano hidrato gavybos technologijų plėtrai. Gamtinės dujos sudaro beveik 23% šalies kuro balanso. Didžioji dalis JAV gamtinių dujų gaunama vamzdynais iš Kanados. 2007 metais gamtinių dujų suvartojimas šalyje sudarė 623 milijardus kubinių metrų. m. Iki 2030 m. jis gali išaugti 18–20%. Naudojant įprastus gamtinių dujų telkinius JAV, Kanadoje ir atviroje jūroje neįmanoma užtikrinti tokio gamybos lygio.
Bet čia, kaip sakoma, yra dar viena problema: kartu su dujomis pakils didžiulė vandens masė, iš kurios dujas reikės išvalyti su visu įmanomu uolumu. Tokių variklių nėra, trumpas būtų abejingas net 1% kuro masės chloridų ir kitų vandenyno druskų pavidalu. Pirmiausia mirs dyzeliai, šiek tiek ilgiau tarnaus turbinos. Ar tai Stirlingo išorinis degimo variklis?
Taigi dujų tiekimas tiesiai iš apatinio sluoksnio į dujotiekį jokiu būdu neveiks. Golovnikovas, valant japonai įkando virš stogo. Tada žaliosios kovos su vandenyno storio tarša dugno sluoksniais. Labiausiai tikėtina, kad smėlio ir kitų priemaišų srautas bus ištrauktas išilgai upelio ir bus matomas iš kosmoso. Kaip lėktuvas iš Bosforo sąsiaurio Marmuro jūroje.
Man šis projektas ir jo perspektyvos primena prieštaringai vertinamą ir daugiausia ginčų keliantį skalūnų dujų projektą.
šaltiniai
1. Natūralūs angliavandenilių šaltiniai: dujos, nafta, anglis. Jų apdorojimas ir praktinis pritaikymas.
Pagrindiniai natūralūs angliavandenilių šaltiniai yra nafta, natūralios ir susijusios naftos dujos bei anglis.
Natūralios ir susijusios naftos dujos.
Gamtinės dujos yra dujų mišinys, kurio pagrindinis komponentas yra metanas, likusi dalis yra etanas, propanas, butanas ir nedidelis kiekis priemaišų - azoto, anglies monoksido (IV), vandenilio sulfido ir vandens garų. 90% jo sunaudojama kaip kuras, likusieji 10% naudojami kaip žaliava chemijos pramonei: gaunamas vandenilis, etilenas, acetilenas, suodžiai, įvairūs plastikai, vaistai ir kt.
Susijusios naftos dujos taip pat yra gamtinės dujos, tačiau jos atsiranda kartu su nafta - jos yra virš alyvos arba ištirpsta jose esant slėgiui. Susijusiose dujose yra 30–50% metano, o likusią dalį sudaro jo homologai: etanas, propanas, butanas ir kiti angliavandeniliai. Be to, jame yra tų pačių priemaišų kaip ir gamtinėse dujose.
Trys susijusių dujų frakcijos:
1. Dujinis benzinas; įpilamas į benziną, siekiant pagerinti variklio užvedimą;
2. Propano-butano mišinys; naudojamas kaip buitinis kuras;
3. Sausos dujos; naudojami acilenui, vandeniliui, etilenui ir kitoms medžiagoms gauti, iš kurių gaminamos gumos, plastikai, alkoholiai, organinės rūgštys ir kt.
Alyva.
Aliejus yra geltonos arba šviesiai rudos arba juodos spalvos aliejingas skystis, turintis būdingą kvapą. Jis yra lengvesnis už vandenį ir praktiškai netirpsta jame. Aliejus yra apie 150 angliavandenilių mišinys, sumaišytas su kitomis medžiagomis, todėl jis neturi konkrečios virimo temperatūros.
90% pagamintos alyvos naudojama kaip žaliava įvairių rūšių degalams ir tepalams gaminti. Tuo pačiu metu aliejus yra vertinga žaliava chemijos pramonei.
Aš vadinu žalią naftą, išgautą iš žemės gelmių. Žalia nafta nenaudojama, ji yra perdirbama. Neapdorota nafta išgryninama iš dujų, vandens ir mechaninių priemaišų, o po to distiliuojama.
Distiliavimas yra mišinių atskyrimo į atskirus komponentus arba frakcijas procesas, atsižvelgiant į jų virimo temperatūrų skirtumą.
Distiliuojant aliejų išskiriamos kelios naftos produktų frakcijos:
1. Dujų frakcijoje (tboil = 40 ° С) yra normalių ir šakotų alkanų СН4 - С4Н10;
2. Benzino frakcijoje (virinama = 40 - 200 ° С) yra angliavandenilių С 5 Н 12 - С 11 Н 24; pakartotinio distiliavimo metu iš mišinio išsiskiria lengvi naftos produktai, verdantys žemesnių temperatūrų diapazonuose: naftos eteris, aviacinis ir motorinis benzinas;
3. Pirmojo benzino frakcija (sunkusis benzinas, bp = 150 - 250 ° C), turinti C 8 H 18 - C 14 H 30 sudėties angliavandenilių, naudojama kaip kuras traktoriams, dyzeliniams lokomotyvams, sunkvežimiams;
4. Žibalo frakcija (tboil = 180 - 300 ° C) apima angliavandenilius, kurių sudėtis C 12 H 26 - C 18 H 38; jis naudojamas kaip kuras reaktyviniams orlaiviams, raketoms;
5. Gazolis (bp = 270 - 350 ° C) naudojamas kaip dyzelinis kuras ir yra krekinguojamas dideliu mastu.
Distiliuojant frakcijas, lieka tamsus klampus skystis - mazutas. Iš mazuto išskiriami dyzeliniai tepalai, vazelinas, parafinas. Mazuto distiliavimo liekanos yra degutas, jis naudojamas kelių statybai naudojamų medžiagų gamybai.
Naftos perdirbimas grindžiamas cheminiais procesais:
1. Krekingo - didelių angliavandenilių molekulių suskaidymas į mažesnes. Atskirkite terminį ir katalizinį krekingą, kuris šiuo metu yra dažnesnis.
2. Reformavimas (aromatizavimas) yra alkanų ir cikloalkanų virsmas aromatiniais junginiais. Šis procesas atliekamas kaitinant benziną padidintu slėgiu, esant katalizatoriui. Reformavimas naudojamas aromatiniams angliavandeniliams gauti iš benzino frakcijų.
3. Naftos produktų pirolizė atliekama kaitinant naftos produktus iki 650 - 800 ° C temperatūros, pagrindiniai reakcijos produktai yra nesotieji dujiniai ir aromatiniai angliavandeniliai.
Nafta yra žaliava ne tik kuro, bet ir daugelio organinių medžiagų gamybai.
Anglis.
Bituminė anglis taip pat yra energijos šaltinis ir vertinga cheminė žaliava. Anglies sudėtyje daugiausia yra organinių medžiagų, taip pat vandens, mineralų, kurie sudegina pelenus.
Vienas iš anglies perdirbimo būdų yra koksavimas - tai anglies kaitinimo iki 1000 ° C temperatūros procesas be oro patekimo. Koksavimas anglimis atliekamas kokso krosnyse. Koksas susideda iš beveik grynos anglies. Jis naudojamas kaip redukuojanti medžiaga ketaus aukštakrosnėse metalurgijos gamyklose.
Lakieji kondensuojant anglių dervą (yra daug įvairių organinių medžiagų, kurių dauguma yra aromatinės), amoniako vandenį (yra amoniako, amonio druskų) ir kokso krosnių dujas (yra amoniako, benzeno, vandenilio, metano, anglies monoksido (II), etileno, azotas ir kitos medžiagos).
Įkeliama ...