De viktigste kildene til hydrokarboner er naturlige og tilhørende petroleumsgasser, olje, kull.
Etter reserver naturgass det første stedet i verden tilhører landet vårt. Naturgass inneholder lavmolekylære hydrokarboner. Den har følgende omtrentlige sammensetning (volum): 80–98 % metan, 2–3 % av dens nærmeste homologer - etan, propan, butan og en liten mengde urenheter - hydrogensulfid Н 2 S, nitrogen N 2, edel gasser, karbonmonoksid (IV ) CO 2 og vanndamp H 2 O . Gasssammensetningen er spesifikk for hvert felt. Det er følgende mønster: Jo høyere den relative molekylvekten til hydrokarbonet er, jo mindre er det inneholdt i naturgass.
Naturgass er mye brukt som billig drivstoff med høy brennverdi (opptil 54 400 kJ frigjøres når 1m 3 brennes). Det er en av de beste drivstofftypene for husholdnings- og industribehov. I tillegg tjener naturgass som et verdifullt råmateriale for den kjemiske industrien: for produksjon av acetylen, etylen, hydrogen, sot, ulike plaster, eddiksyre, fargestoffer, medisiner og andre produkter.
Tilknyttede petroleumsgasser er i forekomster sammen med olje: de er oppløst i den og er plassert over oljen og danner en gasshatt. Når olje utvinnes til overflaten, skilles gasser fra den på grunn av et kraftig trykkfall. Tidligere ble tilknyttede gasser ikke brukt og ble faklet under oljeproduksjon. I dag fanges de og brukes som drivstoff og verdifulle kjemiske råvarer. Tilknyttede gasser inneholder mindre metan enn naturgass, men mer etan, propan, butan og høyere hydrokarboner. I tillegg inneholder de hovedsakelig de samme urenhetene som i naturgass: H 2 S, N 2, edelgasser, H 2 O-damper, CO 2 . Individuelle hydrokarboner (etan, propan, butan, etc.) ekstraheres fra assosierte gasser, og deres prosessering gjør det mulig å oppnå umettede hydrokarboner ved dehydrogenering - propylen, butylen, butadien, hvorfra gummi og plast blir syntetisert. En blanding av propan og butan (flytende gass) brukes som husholdningsdrivstoff. Bensin (en blanding av pentan med heksan) brukes som tilsetning til bensin for bedre tenning av drivstoffet ved start av motoren. Organiske syrer, alkoholer og andre produkter oppnås ved oksidasjon av hydrokarboner.
Olje- oljeaktig brennbar væske av mørkebrun eller nesten svart farge med en karakteristisk lukt. Den er lettere enn vann (= 0,73–0,97 g / cm 3), praktisk talt uløselig i vann. Når det gjelder sammensetning, er olje en kompleks blanding av hydrokarboner med forskjellige molekylvekter, så den har ikke et spesifikt kokepunkt.
Olje består hovedsakelig av flytende hydrokarboner (faste og gassformige hydrokarboner er oppløst i dem). Vanligvis er disse alkaner (for det meste av normal struktur), sykloalkaner og arenaer, hvor forholdet mellom disse i oljer fra ulike felt varierer mye. Ural olje inneholder flere arenaer. I tillegg til hydrokarboner inneholder olje oksygen, svovel og nitrogenholdige organiske forbindelser.
Råolje brukes vanligvis ikke. For å få teknisk verdifulle produkter fra olje, bearbeides den.
Primær behandling olje består av dens destillasjon. Destillasjon utføres ved raffinerier etter separering av tilhørende gasser. Ved destillering av olje oppnås lette oljeprodukter:
bensin ( t balle = 40–200 ° С) inneholder hydrokarboner С 5 – С 11,
nafta ( t balle = 150–250 ° С) inneholder hydrokarboner С 8 – С 14,
parafin ( t balle = 180-300 ° C) inneholder hydrokarboner C 12 - C 18,
gass Olje ( t balle> 275 ° C),
og i resten - en tyktflytende svart væske - fyringsolje.
Fyringsolje videreforedles. Det destilleres under redusert trykk (for å hindre nedbrytning) og det frigjøres smøreoljer: spindel, maskin, sylinder osv. Vaselin og parafin isoleres fra fyringsolje av enkelte typer olje. Resten av fyringsoljen etter destillasjon - tjære - etter delvis oksidasjon brukes til å få asfalt. Den største ulempen med oljedestillasjon er lavt utbytte av bensin (ikke mer enn 20%).
Destillasjonsprodukter av petroleum har forskjellige bruksområder.
Bensin i store mengder brukes det som fly- og bildrivstoff. Den består vanligvis av hydrokarboner som inneholder et gjennomsnitt på 5 til 9 C-atomer i molekyler. Nafta brukes som drivstoff til traktorer, samt løsemiddel i malings- og lakkindustrien. Store mengder av det blir behandlet til bensin. Parafin det brukes som drivstoff for traktorer, jetfly og missiler, så vel som til husholdningsbehov. Sololje - gass Olje- brukes som motordrivstoff, og smøreoljer- for smøring av mekanismer. Petrolatum brukt i medisin. Den består av en blanding av flytende og faste hydrokarboner. Parafin Den brukes til å oppnå høyere karboksylsyrer, til å impregnere tre ved produksjon av fyrstikker og blyanter, til fremstilling av stearinlys, skokrem, etc. Den består av en blanding av faste hydrokarboner. Fyringsolje i tillegg til å bli behandlet til smøreoljer og bensin, brukes den som flytende brennstoff til kjele.
På sekundære behandlingsmetoder olje, er det en endring i strukturen til hydrokarboner som utgjør sammensetningen. Blant disse metodene er krakking av petroleumshydrokarboner av stor betydning for å øke utbyttet av bensin (opptil 65–70 %).
Sprekker- prosessen med nedbrytning av hydrokarboner inneholdt i olje, som resulterer i dannelse av hydrokarboner med færre C-atomer i molekylet. Det er to hovedtyper av cracking: termisk og katalytisk.
Termisk sprekkdannelse utføres ved å varme opp råstoffet (fyringsolje, etc.) ved en temperatur på 470–550 ° C og et trykk på 2–6 MPa. I dette tilfellet splittes molekyler av hydrokarboner med et stort antall C-atomer i molekyler med et mindre antall atomer av både mettede og umettede hydrokarboner. For eksempel:
(radikal mekanisme),
På denne måten oppnås hovedsakelig motorbensin. Dens produksjon fra olje når 70%. Termisk sprekkdannelse ble oppdaget av den russiske ingeniøren V.G. Shukhov i 1891.
Katalytisk sprekkdannelse utføres i nærvær av katalysatorer (vanligvis aluminosilikater) ved 450–500 ° C og atmosfærisk trykk. Denne metoden brukes til å skaffe flybensin med et utbytte på opptil 80%. Denne typen krakking brukes hovedsakelig på parafin og gassoljefraksjoner av olje. Ved katalytisk cracking, sammen med spaltningsreaksjoner, oppstår isomeriseringsreaksjoner. Som et resultat av sistnevnte dannes mettede hydrokarboner med et forgrenet karbonskjelett av molekyler, noe som forbedrer kvaliteten på bensin:
Katalytisk sprukket bensin har høyere kvalitet. Prosessen med å skaffe det går mye raskere, med mindre forbruk av termisk energi. I tillegg gir katalytisk cracking relativt mange forgrenede hydrokarboner (isoforbindelser), som har stor verdi for organisk syntese.
På t= 700 ° C og over, oppstår pyrolyse.
Pyrolyse- dekomponering av organiske stoffer uten lufttilgang ved høye temperaturer. I pyrolysen av olje er hovedreaksjonsproduktene umettede gassformige hydrokarboner (etylen, acetylen) og aromatiske hydrokarboner - benzen, toluen osv. Siden oljepyrolyse er en av de viktigste måtene å oppnå aromatiske hydrokarboner på, kalles denne prosessen ofte olje aromatisering.
Aromatisering- transformasjon av alkaner og sykloalkaner til arenaer. Når tunge fraksjoner av petroleumsprodukter varmes opp i nærvær av en katalysator (Pt eller Mo), omdannes hydrokarboner som inneholder 6–8 C-atomer i et molekyl til aromatiske hydrokarboner. Disse prosessene finner sted under reformering (raffinering av bensin).
Reformering Er aromatisering av bensin, utført ved å varme dem opp i nærvær av en katalysator, for eksempel Pt. Under disse forholdene omdannes alkaner og cykloalkaner til aromatiske hydrokarboner, som et resultat av at oktantallet til bensiner også øker betydelig. Aromatisering brukes til å oppnå individuelle aromatiske hydrokarboner (benzen, toluen) fra petroleumsbensinfraksjoner.
De siste årene har petroleumshydrokarboner blitt mye brukt som kilde til kjemiske råvarer. På ulike måter brukes de til å skaffe stoffer som er nødvendige for produksjon av plast, syntetiske tekstilfibre, syntetisk gummi, alkoholer, syrer, syntetiske vaskemidler, eksplosiver, plantevernmidler, syntetisk fett, etc.
Kull akkurat som naturgass og olje er det en energikilde og et verdifullt kjemisk råstoff.
Hovedmetoden for prosessering av bituminøst kull er koksing(tørr destillasjon). Under forkoksing (oppvarming til 1000 ° C - 1200 ° C uten lufttilgang) oppnås forskjellige produkter: koks, kulltjære, supraharpiksvann og koksovnsgass (diagram).
Opplegg
Koks brukes som reduksjonsmiddel ved produksjon av råjern ved metallurgiske anlegg.
Kulltjære tjener som en kilde til aromatiske hydrokarboner. Det utsettes for rektifikasjonsdestillasjon og får benzen, toluen, xylen, naftalen, samt fenoler, nitrogenholdige forbindelser osv. Bek - en tykk svart masse som er igjen etter destillasjonen av harpiksen, brukes til fremstilling av elektroder og taktjærepapir.
Ammoniakk, ammoniumsulfat, fenol, etc. oppnås fra supraharpiksvann.
Koksovnsgass brukes til å varme koksovner (ved forbrenning på 1m 3 frigjøres ca. 18 000 kJ), men den utsettes hovedsakelig for kjemisk prosessering. Så hydrogen frigjøres fra det for syntese av ammoniakk, som deretter brukes til å oppnå nitrogengjødsel, samt metan, benzen, toluen, ammoniumsulfat, etylen.
Send ditt gode arbeid i kunnskapsbasen er enkelt. Bruk skjemaet nedenfor
Studenter, hovedfagsstudenter, unge forskere som bruker kunnskapsbasen i studiene og arbeidet vil være deg veldig takknemlig.
Lagt ut på http://www.allbest.ru/
Budsjettfaglig utdanningsinstitusjon
Voronezh-regionen
Rossosh Medical College
Emne: "Olje, naturlig og tilhørende petroleumsgass og kull"
Utført av studenter på 101 grupper
Kovalskaya Victoria
Sjekket av lærer: Grineva N.A.
Rossosh 2015
Introduksjon
Olje, naturgasser og tilhørende gasser, kull.
Hovedkildene til hydrokarboner er naturlige og tilhørende petroleumsgasser, olje og kull.
knekking av oljegasskull
Olje er et flytende fossilt brensel av en mørkebrun farge med en tetthet på 0,70 - 1,04 g / cm?. Olje er en kompleks blanding av stoffer - hovedsakelig flytende hydrokarboner. Når det gjelder sammensetning, er oljer parafiniske, nafteniske og aromatiske. Den vanligste typen olje er imidlertid blandet. I tillegg til hydrokarboner inkluderer sammensetningen av olje urenheter av organisk oksygen og svovelforbindelser, samt vann og kalsium- og magnesiumsalter oppløst i den. Inneholdt i olje og mekaniske urenheter - sand og leire. Olje er et verdifullt råstoff for høykvalitets motordrivstoff. Etter rengjøring fra vann og andre uønskede urenheter, behandles oljen. Hovedmetoden for oljeraffinering er destillasjon. Den er basert på forskjellen i kokepunktene til hydrokarboner som utgjør oljen. Siden olje inneholder hundrevis av forskjellige stoffer, hvorav mange har lignende kokepunkter, er separasjon av individuelle hydrokarboner nesten umulig. Derfor, ved destillasjon, separeres olje i fraksjoner som koker i et ganske bredt temperaturområde. Ved destillasjon ved normalt trykk deles oljen i fire fraksjoner: bensin (30-180 ° C), parafin (120-315 ° C), diesel (180-350 ° C) og fyringsolje (rester etter destillasjon). Med en grundigere destillasjon kan hver av disse fraksjonene deles opp i flere smalere fraksjoner. Således kan petroleumseter (40-70 ° C), selve bensinen (70-120 ° C) og nafta (120-180 ° C) isoleres fra bensinfraksjonen (en blanding av C5 - C12 hydrokarboner). Petroleumseter inneholder pentan og heksan. Det er et utmerket løsningsmiddel for fett og harpiks. Bensin inneholder uforgrenede mettede hydrokarboner fra pentaner til dekaner, cykloalkaner (cyklopentan og cykloheksan) og benzen. Etter passende behandling brukes bensin som drivstoff for luftfart og bil
IS. Nafta som inneholder C8 - C14 hydrokarboner og parafin (en blanding av C12 - C18 hydrokarboner) brukes som drivstoff for husholdningsoppvarming og belysningsenheter. Parafin i store mengder (etter grundig rengjøring) brukes som drivstoff til jetfly og missiler.
Dieselfraksjon av oljeraffinering - drivstoff for dieselmotorer. Fyringsolje er en blanding av høytkokende hydrokarboner. Smøreoljer oppnås fra fyringsolje ved destillasjon under redusert trykk. Resten av destillasjonen av fyringsolje kalles tjære. Bitumen oppnås fra det. Disse produktene brukes i veibygging. Fyringsolje brukes også som kjelebrensel.
Hovedmetoden for oljeraffinering er ulike typer krakking, dvs. termokatalytisk transformasjon av oljebestanddeler. Det er følgende hovedtyper av sprekker.
Termisk cracking - nedbrytningen av hydrokarboner skjer under påvirkning av høye temperaturer (500-700 ° C). For eksempel dannes molekyler av pentan og penten fra molekylet til det mettede hydrokarbondekanet C10H22:
C10H22> C5H12 + C5H10
pentan penten
Katalytisk cracking utføres også ved høye temperaturer, men i nærvær av en katalysator, som gjør det mulig å kontrollere prosessen og lede den i ønsket retning. Under krakking av olje dannes umettede hydrokarboner, som er mye brukt i industriell organisk syntese.
Naturlige og tilhørende petroleumsgasser
Naturgass. Naturgass inneholder hovedsakelig metan (ca. 93%). I tillegg til metan inneholder naturgass også andre hydrokarboner, i tillegg til nitrogen, CO2 og ofte hydrogensulfid. Naturgass genererer mye varme under forbrenning. I så henseende er den betydelig bedre enn andre drivstoff. Derfor forbrukes 90 % av den totale mengden naturgass som drivstoff i lokale kraftverk, industribedrifter og i hverdagen. De resterende 10 % brukes som et verdifullt råstoff for kjemisk industri. Til dette formålet isoleres metan, etan og andre alkaner fra naturgass. Produktene som kan oppnås fra metan er av stor industriell betydning.
Tilknyttede petroleumsgasser. De er oppløst i olje under trykk. Når det bringes til overflaten, synker trykket og løseligheten avtar, som et resultat av at gasser frigjøres fra oljen. Tilknyttede gasser inneholder metan og dets homologer, samt ikke-brennbare gasser - nitrogen, argon og CO2. Tilknyttede gasser behandles ved gassbehandlingsanlegg. De produserer metan, etan, propan, butan og bensin som inneholder hydrokarboner med 5 eller flere karbonatomer. Etan og propan utsettes for dehydrogenering for å oppnå umettede hydrokarboner - etylen og propylen. En blanding av propan og butan (flytende gass) brukes som husholdningsdrivstoff. Bensin legges til vanlig bensin for å akselerere tenningen når forbrenningsmotoren startes.
Kull
Kull. Kullbehandling utføres i tre hovedretninger: forkoksing, hydrogenering og ufullstendig forbrenning. Koksing foregår i koksovner ved en temperatur på 1000-1200 ° C. Ved denne temperaturen, uten tilgang til oksygen, gjennomgår kull komplekse kjemiske transformasjoner, som et resultat av at det dannes koks og flyktige produkter. Den avkjølte koksen sendes til metallurgiske anlegg. Når flyktige produkter (koksovnsgass) avkjøles, kondenseres kulltjære og ammoniakkvann. Ammoniakk, benzen, hydrogen, metan, CO2, nitrogen, etylen etc. forblir ikke-kondenserte. Ved å føre disse produktene gjennom en svovelsyreløsning frigjøres ammoniumsulfat, som brukes som mineralgjødsel. Benzen tas opp i et løsningsmiddel og destilleres av fra løsningen. Deretter brukes koksovnsgassen som et brensel eller som et kjemisk råmateriale. Kulltjære fås i ubetydelige mengder (3%). Men gitt produksjonsskalaen regnes kulltjære som et råmateriale for produksjon av en rekke organiske stoffer. Hvis produkter som koker opp til 350 ° C fjernes fra harpiksen, forblir en fast masse - bek. Det brukes til å lage lakk. Hydrogenering av kull utføres ved en temperatur på 400-600 ° C under et hydrogentrykk på opptil 25 MPa i nærvær av en katalysator. Dette danner en blanding av flytende hydrokarboner, som kan brukes som motordrivstoff. Fordelen med denne metoden er evnen til å hydrogenere lavgradig brunkull. Ufullstendig forbrenning av kull gir karbonmonoksid (II). På en katalysator (nikkel, kobolt) ved normalt eller forhøyet trykk fra hydrogen og CO, kan du få bensin som inneholder mettede og umettede hydrokarboner:
nCO + (2n + 1) H2> CnH2n + 2 + nH2O;
nCO + 2nH2> CnH2n + nH2O.
Hvis tørr destillasjon av kull utføres ved 500-550 ° C, oppnås tjære, som sammen med bitumen brukes i byggebransjen som et bindemiddel ved fremstilling av taktekking, vanntettingsbelegg (takpapp, takpapp, etc.).
I dag er det en alvorlig fare for en økologisk katastrofe. Det er praktisk talt ikke noe sted på jorden hvor naturen ikke vil lide under aktivitetene til industribedrifter og menneskeliv. Når du arbeider med produkter av destillasjon av olje, må det passes på at de ikke faller ned i jord og vannmasser. Jord mettet med petroleumsprodukter mister fruktbarhet i mange tiår, og det er svært vanskelig å gjenopprette den. Bare i 1988, da oljerørledningene ble skadet, kom rundt 110 000 tonn olje inn i en av de største innsjøene. Tragiske tilfeller av fyringsolje og oljeutslipp i elver, hvor verdifulle fiskearter gytes, er kjent. Kullfyrte termiske kraftverk utgjør en alvorlig fare for luftforurensning - de er hovedkilden til forurensning. Vannkraftverk som opererer i elvesletter har en negativ innvirkning på vannforekomster. Det er velkjent at veitransport forurenser atmosfæren kraftig med produkter fra ufullstendig forbrenning av bensin. Forskere står overfor oppgaven med å minimere graden av miljøforurensning.
Konklusjon
Naturolje inneholder alltid vann, mineralsalter og ulike mekaniske urenheter. Derfor, før den behandles for prosessering, gjennomgår naturlig olje dehydrering, avsalting og en rekke andre foreløpige operasjoner.
Funksjoner ved oljedestillasjon:
1. Metoden for å oppnå petroleumsprodukter ved å destillere den ene fraksjonen etter den andre fra olje, lik hvordan den utføres i et laboratorium, er uakseptabel for industrielle forhold.
2. Det er svært uproduktivt, dyrt og gir ikke en tilstrekkelig klar fordeling av hydrokarboner i fraksjoner i henhold til deres molekylvekt.
Alle disse ulempene er fratatt metoden for destillasjon av olje på kontinuerlige rørformede installasjoner:
1. Installasjonen består av en rørformet ovn for oppvarming av olje og en destillasjonskolonne, hvor olje er separert i fraksjoner (destillater), individuelle blandinger av hydrokarboner i samsvar med deres kokepunkter - bensin, nafta, parafin, etc .;
2. I en rørformet ovn er et langt rør plassert i form av en spole;
3. Ovnen varmes opp ved å brenne fyringsolje eller gass;
4. Olje tilføres kontinuerlig gjennom rørledningen, den varmes opp til 320-350 ° C og kommer inn i destillasjonskolonnen i form av en blanding av væske og damp.
Egenskaper av naturgass.
1. Hovedbestanddelen av naturgass er metan.
2. Foruten metan inneholder naturgass etan, propan, butan.
3. Generelt, jo høyere molekylvekten til hydrokarbonet er, jo mindre er det i naturgass.
4. Sammensetningen av naturgass fra ulike felt er ikke den samme. Dens gjennomsnittlige sammensetning (i volumprosent) er som følger: a) CH4 - 80-97; b) C2H6 - 0,5-4,0; c) C3H8 - 0,2-1,5.
5. Som drivstoff har naturgass store fordeler fremfor fast og flytende brensel.
6. Forbrenningsvarmen er mye høyere, når den brennes, etterlater den ikke aske.
7. Forbrenningsprodukter er mye mer miljøvennlige.
8. Naturgass er mye brukt i termiske kraftverk, industrielle kjeleanlegg og ulike industrielle ovner.
Naturgassapplikasjoner
1. Forbrenning av naturgass i masovner gjør det mulig å redusere koksforbruket, redusere svovelinnholdet i råjern og øke ovnens produktivitet betydelig.
2. Bruk av naturgass i husholdningen.
3. For tiden begynner den å bli brukt i kjøretøy (i høytrykkssylindere), noe som gjør det mulig å spare bensin, redusere motorslitasje og, takket være mer fullstendig drivstoffforbrenning, holde luftbassenget rent.
4. Naturgass er en viktig råvarekilde for kjemisk industri, og dens rolle i denne forbindelse vil øke.
5. Hydrogen, acetylen og sot oppnås fra metan.
Egenskaper til tilhørende petroleumsgass:
1. Assosiert petroleumsgass er etter sin opprinnelse også naturgass;
2. Den fikk et spesielt navn fordi den ligger i forekomster sammen med olje - den er oppløst i den og ligger over oljen og danner en gass "hette"; 3) når olje trekkes ut til overflaten, skilles den fra den på grunn av et kraftig trykkfall.
Måter å bruke tilhørende petroleumsgass på.
1. Tidligere ble tilhørende gass ikke brukt og ble umiddelbart brent i feltet.
2. I dag fanges den i økende grad fordi den, i likhet med naturgass, er et godt drivstoff og et verdifullt kjemisk råstoff.
3. Mulighetene for å bruke assosiert gass er enda mye bredere enn naturgass; sammen med metan inneholder den betydelige mengder andre hydrokarboner: etan, propan, butan, pentan.
Kull:
Kull er en av menneskehetens mest verdifulle drivstoff- og energiressurser. Det kalles noen ganger forsteinet sollys. Som et resultat av langvarig nedbrytning og kjemisk transformasjon av gigantiske masser av døde trær og gress, som fant sted i den såkalte karbonperioden - for 210-280 millioner år siden, har det store flertallet av dagens reserver av dette råstoffet samlet seg i Tarmer. Verdensreservene overstiger 15 billioner tonn. Mye mer kull utvinnes på planeten vår enn noe annet mineral: omtrent 2,5 milliarder tonn per år, eller omtrent 700 kg for hver innbygger på jorden.
Bruken av kull er svært mangfoldig og bred. Den brukes til å generere elektrisitet i termiske kraftverk, og brennes også til andre energiformål; Det hentes koks for metallurgisk produksjon, og rundt 300 andre industriprodukter lages under kjemisk prosessering. Nylig har det vært en økning i forbruket av kull til nye formål - produksjon av steinvoks, plast, gassformig høykalorisk brensel, høykarbon karbon-grafitt komposittmaterialer, sjeldne grunnstoffer - germanium og gallium.
I mange århundrer har kull vært og er fortsatt en av hovedtypene for teknologisk og energisk brensel, og dets betydning som råstoff for den kjemiske industrien øker. Derfor utforskes flere og flere nye forekomster av kull, det bygges steinbrudd og gruver for produksjonen.
Bibliografi
1. Alena Igorevna Titarenko. Organisk jukseark
Lagt ut på Allbest.ur
Lignende dokumenter
De viktigste tilstandene av naturgass som oppstår i jordens indre og i form av gasshydrater i havene og permafrostsonene på kontinentene. Kjemisk sammensetning og fysiske egenskaper for naturgass, dens felt og produksjon. Utnyttelse av tilhørende petroleumsgass.
presentasjon lagt til 03.08.2011
Mål og mål, grunnleggende prosesser og teknologiske ordninger for tilhørende. Metoder for gassrensing fra gasskondensat, olje, dråper, fint dispergert, aerosolfuktighet og mekaniske slamforurensninger. Gassabsorpsjonsrensing.
abstrakt, lagt til 01.11.2013
Metoder for fremstilling av syntesegass, kullgassifisering. Nye tekniske løsninger innen kullgassifisering. Omdannelse av metan til syntesegass. Fischer-Tropsch syntese. Maskinvare og teknisk design av prosessen. Produkter avledet fra syntesegass.
avhandling, lagt til 01.04.2009
Karakterisering av de fysiske og kjemiske egenskapene til olje, dens produksjon, sammensetning og typer fraksjoner under destillasjon. Egenskaper ved oljeraffinering, essensen av katalytisk cracking og forkoksing. Oljepåføring og miljøproblemer ved oljeraffinerier.
presentasjon lagt til 16.05.2013
Naturgass er et av de viktigste fossile brenselene, og inntar nøkkelposisjoner i drivstoff- og energibalansen i mange land. Tilknyttede petroleumsgasser som biprodukter ved oljeproduksjon. Utvinning, prosessering, transport og bruk av gasser.
presentasjon lagt til 01.08.2012
Studie av hovedfunksjonene, egenskapene og prinsippene til katalysatorene. Viktigheten av katalysatorer i olje- og gassbehandling. De viktigste stadiene av oljeraffinering, spesielt bruken av katalysatorer. Grunnleggende om fremstilling av faste katalysatorer for oljeraffinering.
sammendrag, lagt til 05.10.2010
Primære og grunnleggende metoder for oljeraffinering. Øke utbyttet av bensin og andre lette produkter. Prosessene for destruktiv behandling av petroleumsråvarer. Sammensetning av direkte løpsprodukter. Typer sprekkeprosesser. Teknologisk skjema for sprekkenheten.
semesteroppgave, lagt til 29.03.2009
Essensen av konseptet "petroleumsgasser". Et karakteristisk trekk ved sammensetningen av tilhørende petroleumsgasser. Finne olje og gass. Funksjoner for å skaffe gass. Gass bensin, propan-ruble fraksjon, tørr gass. Anvendelse av tilhørende petroleumsgasser. APG-bruksruter.
presentasjon lagt til 18.05.2011
Fysiske og kjemiske egenskaper til olje. Destillasjonsmetoder, deres fordeler og ulemper. Påvirkning av teknologiske parametere på denne prosessen. Karakterisering og anvendelse av petroleumsprodukter oppnådd ved den atmosfæriske vakuumdestillasjonsenheten.
semesteroppgave, lagt til 03.05.2015
Historien om bruk av olje som råstoff for produksjon av organiske forbindelser. Store regioner og oljefelt. Fraksjoner av olje, trekk ved dens forberedelse for prosessering. Essensen av cracking, typer petroleumsprodukter og varianter av bensin.
Oljeraffinering
Olje er en flerkomponentblanding av ulike stoffer, hovedsakelig hydrokarboner. Disse komponentene skiller seg fra hverandre når det gjelder kokepunkter. I denne forbindelse, hvis olje varmes opp, vil først de letteste kokende komponentene fordampe fra den, deretter forbindelser med høyere kokepunkt, etc. Dette fenomenet er basert primær oljeraffinering bestående av destillasjon (retting) olje. Denne prosessen kalles primær, siden det antas at det i løpet av dens forløp ikke forekommer kjemiske omdanninger av stoffer, og olje skilles bare i fraksjoner med forskjellige kokepunkter. Nedenfor er et skjematisk diagram av destillasjonskolonnen med en kort beskrivelse av selve destillasjonsprosessen:
Før rektifiseringsprosessen tilberedes olje på en spesiell måte, nemlig at de kvitter seg med urenhetsvann med salter oppløst i det og fra faste mekaniske urenheter. Oljen tilberedt på denne måten går inn i rørovnen, hvor den varmes opp til høy temperatur (320-350 o C). Etter oppvarming i en rørformet ovn kommer olje med høy temperatur inn i den nedre delen av destillasjonskolonnen, hvor individuelle fraksjoner fordampes og deres damp stiger opp i destillasjonskolonnen. Jo høyere seksjonen av rektifikasjonssøylen er, desto lavere er temperaturen. Dermed velges følgende fraksjoner i forskjellige høyder:
1) destillasjonsgasser (tatt helt på toppen av kolonnen, og derfor overstiger ikke kokepunktet deres 40 ° C);
2) bensinfraksjon (kokepunkt fra 35 til 200 о С);
3) naftafraksjon (kokepunkt fra 150 til 250 ca. C);
4) parafinfraksjon (kokepunkt fra 190 til 300 ca. C);
5) dieselfraksjon (kokepunkt fra 200 til 300 o C);
6) fyringsolje (kokepunkt over 350 ° C).
Det skal bemerkes at mellomfraksjonene som frigjøres under destillasjon av olje ikke oppfyller standardene for kvaliteten på drivstoff. I tillegg, som et resultat av oljedestillasjon, dannes det en betydelig mengde fyringsolje, som på ingen måte er det mest etterspurte produktet. I denne forbindelse, etter primær oljeraffinering, er oppgaven å øke utbyttet av dyrere, spesielt bensinfraksjoner, samt å forbedre kvaliteten på disse fraksjonene. Disse oppgavene løses ved hjelp av ulike prosesser. sekundær oljeraffinering , for eksempel som sprekker ogreformere .
Det skal bemerkes at antallet prosesser som brukes i den sekundære oljeraffineringen er mye større, og vi berører bare noen av de viktigste. La oss nå finne ut hva meningen med disse prosessene er.
Sprekking (termisk eller katalytisk)
Denne prosessen er designet for å øke utbyttet av bensinfraksjonen. For dette formål blir tunge fraksjoner, for eksempel fyringsolje, utsatt for sterk oppvarming, oftest i nærvær av en katalysator. Som et resultat av denne effekten rives de langkjedede molekylene som utgjør de tunge fraksjonene, og det dannes hydrokarboner med lavere molekylvekt. Faktisk fører dette til et ekstra utbytte av bensinfraksjon, som er mer verdifull enn den originale fyringsoljen. Den kjemiske essensen av denne prosessen gjenspeiles av ligningen:
Reformering
Denne prosessen oppfyller oppgaven med å forbedre kvaliteten på bensinfraksjonen, spesielt øke dens detonasjonsstabilitet (oktantallet). Det er denne egenskapen til bensin som er indikert på bensinstasjoner (92., 95., 98. bensin, etc.).
Som et resultat av reformeringsprosessen øker andelen aromatiske hydrokarboner i bensinfraksjonen, som blant andre hydrokarboner har et av de høyeste oktantallene. En slik økning i andelen aromatiske hydrokarboner oppnås hovedsakelig som et resultat av dehydrocykliseringsreaksjonene som skjer under reformeringsprosessen. For eksempel med tilstrekkelig sterk oppvarming n-heksan i nærvær av en platinakatalysator, blir det til benzen, og n-heptan, på lignende måte, til toluen:
Kullbehandling
Hovedmetoden for å behandle bituminøst kull er koksing . Kullkoksing kalles en prosess der kull varmes opp uten lufttilgang. Samtidig, som et resultat av slik oppvarming, er fire hovedprodukter isolert fra kull:
1) Cola
Et fast stoff som er nesten rent karbon.
2) Kulltjære
Inneholder et stort antall forskjellige overveiende aromatiske forbindelser, slik som benzenhomologer, fenoler, aromatiske alkoholer, naftalen, naftalenhomologer, etc.;
3) Ammoniakkvann
Til tross for navnet, inneholder denne fraksjonen, i tillegg til ammoniakk og vann, også fenol, hydrogensulfid og noen andre forbindelser.
4) Koksovnsgass
Hovedkomponentene i koksovnsgass er hydrogen, metan, karbondioksid, nitrogen, etylen, etc.
Tar japanerne tak i fremtidens gassdrivstoff? 13. januar 2013
Japan startet i dag prøveproduksjon av metanhydrat, en type naturgass, hvis reserver ifølge en rekke eksperter i stor grad kan løse landets energiproblemer. Det spesielle forskningsfartøyet "Chikyu" / "Earth" / har begynt å bore i Stillehavet 70 km sør for Atsumi-halvøya nær byen Nagoya på østkysten av den japanske hovedøya Honshu.
I løpet av det siste året har japanske spesialister utført en rekke eksperimenter med å bore stillehavsbunnen på jakt etter metanhydrater. Denne gangen har de tenkt å teste fullskala produksjon av energiressurser og utvinning av metangass fra den. Hvis det lykkes, vil kommersiell utvikling av feltet nær byen Nagoya begynne i 2018.
Metanhydrat eller metanhydrat er en kombinasjon av metangass med vann, som i utseende ligner snø eller løs smeltet is. Denne ressursen er utbredt i naturen - for eksempel i permafrostsonen. Det er store reserver av metanhydrater under havbunnen, som til nå ble ansett som ulønnsomt å utvikle. Japanske eksperter hevder imidlertid at de har funnet relativt kostnadseffektive teknologier.
Reservene av metanhydrater bare i området sør for byen Nagoya er anslått til 1 billion kubikkmeter. I teorien kan de fullt ut dekke Japans naturgassbehov i 10 år. Alt i alt, ifølge prognosene til eksperter, vil forekomstene av metanhydrater under havbunnen i de tilstøtende regionene av landet være nok i omtrent 100 år. Likevel er kostnaden for dette drivstoffet, tatt i betraktning prosessering, transport og andre kostnader, fortsatt høyere enn markedsprisen for konvensjonell naturgass.
For tiden er Japan fratatt energiressurser og importerer dem fullstendig. Spesielt Tokyo er verdens største kjøper av flytende naturgass. Nylig, etter ulykken ved Fukushima-1 atomkraftverket og den gradvise nedleggelsen av alle atomkraftverk, har Japans energibehov økt.
Til tross for utviklingen av alternative energikilder, beholder fossilt brensel fortsatt og vil i overskuelig fremtid beholde en viktig rolle i planetens drivstoffbalanse. I følge prognosene til ExxonMobil-eksperter vil forbruket av energiressurser i de neste 30 årene på planeten øke med det halve. Ettersom produktiviteten til kjente hydrokarbonforekomster avtar, oppdages nye store forekomster mindre og mindre, og bruken av kull skader miljøet. De minkende reservene av konvensjonelle hydrokarboner kan imidlertid kompenseres for.
De samme ExxonMobil-ekspertene er ikke tilbøyelige til å dramatisere situasjonen. For det første utvikler olje- og gassproduksjonsteknologier seg. I dag, i Mexicogolfen, for eksempel, utvinnes olje fra et dyp på 2,5-3 km under vannoverflaten, slike dybder var utenkelige for 15 år siden. For det andre utvikles teknologier for prosessering av komplekse typer hydrokarboner (tunge og høyt svovelholdige oljer) og oljesurrogater (bitumen, oljesand). Dette lar deg gå tilbake til og gjenoppta tradisjonelle gruveområder, samt starte gruvedrift i nye områder. For eksempel, i Tatarstan, med støtte fra Shell, starter produksjonen av såkalt «tungolje». I Kuzbass utvikles prosjekter for utvinning av metan fra kullsenger.
Den tredje retningen for å opprettholde nivået av hydrokarbonproduksjon er assosiert med søket etter måter å bruke deres ukonvensjonelle typer. Blant lovende nye typer hydrokarbonråvarer skiller forskere ut metanhydrat, hvis reserver på planeten, ifølge grove estimater, er minst 250 billioner kubikkmeter (i form av energiverdi er dette 2 ganger mer enn verdien av alle reservene av olje, kull og gass på planeten til sammen) ...
Metanhydrat er en supramolekylær forbindelse av metan med vann. Nedenfor er en molekylær modell av metanhydrat. Et gitter av vann(is)molekyler dannes rundt metanmolekylet. Forbindelsen er stabil ved lave temperaturer og forhøyet trykk. For eksempel er metanhydrat stabilt ved temperaturer på 0 ° C og trykk på 25 bar og over. Dette trykket oppstår på et havdyp på omtrent 250 m. Ved atmosfærisk trykk forblir metanhydrat stabilt ved en temperatur på -80 ° C.
Metanhydratmodell
Hvis metanhydratet varmes opp eller trykket synker, spaltes forbindelsen til vann og naturgass (metan). Fra én kubikkmeter metanhydrat ved normalt atmosfærisk trykk kan man få 164 kubikkmeter naturgass.
Det amerikanske energidepartementet anslår at planetens reserver av metanhydrat er enorme. Men til nå er denne forbindelsen praktisk talt ikke brukt som en energiressurs. Avdelingen har utviklet og implementerer et helt program (FoU-program) for søk, vurdering og kommersialisering av metanhydratproduksjon.
En haug med metanhydrat på havbunnen
Det er ingen tilfeldighet at USA er klare til å bevilge betydelige midler til utvikling av teknologier for utvinning av metanhydrat. Naturgass står for nesten 23 % av landets drivstoffbalanse. Mesteparten av den amerikanske naturgassen hentes gjennom rørledninger fra Canada. I 2007 utgjorde naturgassforbruket i landet 623 milliarder kubikkmeter. m. Innen 2030 kan den vokse med 18-20%. Bruk av konvensjonelle naturgassfelt i USA, Canada og offshore er ikke mulig å sikre dette produksjonsnivået.
Men her, som de sier, er det et annet problem: sammen med gassen vil det stige en enorm vannmasse, hvorfra gassen må renses med all mulig iver. Det er ingen slike motorer, kort ville være likegyldig selv 1% av massen av drivstoff i form av klorider og andre salter av havet. Diesel vil dø først, turbiner vil vare litt lenger. Er det en Stirling EKSTERN forbrenningsmotor?
Så tilførsel av gass direkte fra bunnlaget til rørledningen vil ikke fungere på noen måte. Golovnikov, når de rengjør, biter japanerne over taket. Og så vil de grønne takle forurensningen i havets tykkelse ved bunnlagene. Mest sannsynlig vil en strøm av sand og andre urenheter bli trukket langs bekken og vil være synlig fra verdensrommet. Som et jetfly fra Bosporos i Marmarahavet.
For meg minner dette prosjektet og dets utsikter meg om det kontroversielle og stort sett kontroversielle skifergassprosjektet.
kilder
1. Naturlige kilder til hydrokarboner: gass, olje, kull. Deres behandling og praktiske anvendelse.
De viktigste naturlige kildene til hydrokarboner er olje, naturlige og tilhørende petroleumsgasser og kull.
Naturlige og tilhørende petroleumsgasser.
Naturgass er en blanding av gasser, hvor hovedkomponenten er metan, resten er etan, propan, butan og en liten mengde urenheter - nitrogen, karbonmonoksid (IV), hydrogensulfid og vanndamp. 90% av det forbrukes som drivstoff, de resterende 10% brukes som råmateriale for kjemisk industri: skaffe hydrogen, etylen, acetylen, sot, diverse plast, medisiner, etc.
Assosiert petroleumsgass er også naturgass, men den forekommer sammen med olje - den er over oljen eller oppløst i den under trykk. Assosiert gass inneholder 30-50% metan, resten står for dens homologer: etan, propan, butan og andre hydrokarboner. I tillegg inneholder den samme urenheter som i naturgass.
Tre fraksjoner av assosiert gass:
1. Gass bensin; det legges til bensin for å forbedre motorstarten;
2. Propan-butan-blanding; brukes som husholdningsdrivstoff;
3. Tørr gass; brukes til å få acitelen, hydrogen, etylen og andre stoffer, som gummier, plast, alkoholer, organiske syrer etc. produseres av.
Olje.
Olje er en gul eller lysebrun til svart oljeaktig væske med en karakteristisk lukt. Det er lettere enn vann og praktisk talt uløselig i det. Olje er en blanding av ca 150 hydrokarboner blandet med andre stoffer, så den har ikke noe spesifikt kokepunkt.
90 % av oljen som produseres brukes som råstoff til produksjon av ulike typer drivstoff og smøremidler. Samtidig er olje et verdifullt råstoff for kjemisk industri.
Jeg kaller råolje utvunnet fra jordens tarm. Råolje brukes ikke, den bearbeides. Råolje renses fra gasser, vann og mekaniske urenheter, og utsettes deretter for fraksjonert destillasjon.
Destillasjon er prosessen med å separere blandinger i individuelle komponenter, eller fraksjoner, basert på forskjellen i kokepunktene deres.
Ved destillering av olje isoleres flere fraksjoner av oljeprodukter:
1. Gassfraksjon (tkoke = 40 ° С) inneholder normale og forgrenede alkaner СН4 - С4Н10;
2. Bensinfraksjon (bp = 40 - 200 ° С) inneholder hydrokarboner С 5 Н 12 - С 11 Н 24; under gjentatt destillasjon frigjøres lette oljeprodukter fra blandingen, kokende i lavere temperaturområder: petroleumseter, luftfart og motorbensin;
3. Naftafraksjonen (tung bensin, bp = 150 - 250 ° C), inneholder hydrokarboner med sammensetningen C 8 H 18 - C 14 H 30, brukes som drivstoff for traktorer, diesellokomotiver, lastebiler;
4. Parafinfraksjonen (oppkok = 180 - 300 ° C) inkluderer hydrokarboner med sammensetningen C12H26-C18H38; det brukes som drivstoff for jetfly, missiler;
5. Gassolje (bp = 270 - 350 ° C) brukes som diesel og er sprukket i stor skala.
Etter destillering av fraksjonene gjenstår en mørk viskøs væske - fyringsolje. Dieseloljer, vaselin, parafin er isolert fra fyringsolje. Resten fra destillasjonen av fyringsolje er tjære, den brukes i produksjon av materialer for veibygging.
Oljegjenvinning er basert på kjemiske prosesser:
1. Cracking - spaltning av store hydrokarbonmolekyler til mindre. Skille mellom termisk og katalytisk cracking, som er mer vanlig for tiden.
2. Reformering (aromatisering) er transformasjon av alkaner og cykloalkaner til aromatiske forbindelser. Denne prosessen utføres ved å varme opp bensin ved forhøyet trykk i nærvær av en katalysator. Reformering brukes til å oppnå aromatiske hydrokarboner fra bensinfraksjoner.
3. Pyrolyse av petroleumsprodukter utføres ved å varme opp petroleumsprodukter til en temperatur på 650 - 800 ° C, de viktigste reaksjonsproduktene er umettede gassformige og aromatiske hydrokarboner.
Olje er et råmateriale for produksjon av ikke bare drivstoff, men også mange organiske stoffer.
Kull.
Bituminøst kull er også en energikilde og et verdifullt kjemisk råstoff. Sammensetningen av kull inneholder hovedsakelig organiske stoffer, samt vann, mineraler som danner aske ved forbrenning.
En av typene kullbehandling er koks - dette er prosessen med å varme kull til en temperatur på 1000 ° C uten lufttilgang. Kullkoking utføres i koksovner. Koks består av nesten rent karbon. Det brukes som reduksjonsmiddel i masovnsproduksjon av støpejern i metallurgiske anlegg.
Flyktige stoffer under kondensering kulltjære (inneholder mange forskjellige organiske stoffer, de fleste av dem er aromatiske), ammoniakkvann (inneholder ammoniakk, ammoniumsalter) og koksovnsgass (inneholder ammoniakk, benzen, hydrogen, metan, karbonmonoksid (II), etylen , nitrogen og andre stoffer).
Laster inn ...