الهيدروكربونات ومصادرها ومنتجاتها. المصادر الطبيعية للهيدروكربونات

أصل الوقود الأحفوري.

بالإضافة إلى أن جميع الكائنات الحية تتكون من مواد عضوية، فإن المصادر الرئيسية للمركبات العضوية هي: النفط، والفحم، والغازات الطبيعية والبترولية المصاحبة.

النفط والفحم والغاز الطبيعي هي مصادر الهيدروكربونات.

وتستخدم هذه الموارد الطبيعية:

· كوقود (مصدر للطاقة والحرارة) – وهذا هو الاحتراق التقليدي.

· في شكل مواد خام لمزيد من المعالجة – وهذا هو التوليف العضوي.

نظريات أصل المواد العضوية:

1- نظرية المنشأ العضوي.

وبحسب هذه النظرية فإن الرواسب تكونت من بقايا كائنات نباتية وحيوانية منقرضة، والتي تحولت إلى خليط من الهيدروكربونات في سمك القشرة الأرضية تحت تأثير البكتيريا والضغط العالي ودرجة الحرارة.

2- نظرية الأصل المعدني (البركاني) للنفط.

ووفقاً لهذه النظرية، فقد تشكل النفط والفحم والغاز الطبيعي خلال المرحلة الأولية لتكوين كوكب الأرض. في هذه الحالة، تتحد المعادن مع الكربون لتشكل الكربيدات. ونتيجة تفاعل الكربيدات مع بخار الماء في أعماق الكوكب، تشكلت الهيدروكربونات الغازية، وخاصة الميثان والأسيتيلين. وتحت تأثير الحرارة والإشعاع والمحفزات تشكلت منها مركبات أخرى موجودة في الزيت. في الطبقات العليافي الغلاف الصخري، تبخرت مكونات الزيت السائل، وتكاثف السائل، وتحول إلى أسفلت ومن ثم إلى فحم.

تم التعبير عن هذه النظرية لأول مرة بواسطة D. I. Mendeleev، ثم في القرن العشرين، قام العالم الفرنسي P. Sabatier بمحاكاة العملية الموصوفة في المختبر وحصل على خليط من الهيدروكربونات المشابهة للنفط.

المكون الرئيسي غاز طبيعيهو الميثان. كما أنه يحتوي على الإيثان والبروبان والبيوتان. كلما زاد الوزن الجزيئي للهيدروكربون، قل محتواه في الغاز الطبيعي.

طلب:عندما يحترق الغاز الطبيعي، فإنه يطلق الكثير من الحرارة، لذلك فهو بمثابة وقود موفر للطاقة ورخيص الثمن في الصناعة. يعد الغاز الطبيعي أيضًا مصدرًا للمواد الخام للصناعة الكيميائية: إنتاج الأسيتيلين والإيثيلين والهيدروجين والسخام والمواد البلاستيكية المختلفة وحمض الأسيتيك والأصباغ والأدوية وغيرها من المنتجات.

الغازات البترولية المصاحبةتوجد في الطبيعة فوق الزيت أو تذوب فيه تحت الضغط. في السابق، لم يكن يتم استخدام الغازات النفطية المصاحبة، بل كان يتم حرقها. حاليًا، يتم التقاطها واستخدامها كوقود ومواد خام كيميائية قيمة. تحتوي الغازات المصاحبة على كمية أقل من الميثان مقارنة بالغاز الطبيعي، ولكنها تحتوي على نسبة أكبر بكثير من نظائره. ويتم فصل الغازات البترولية المرتبطة إلى تركيبة أضيق.

على سبيل المثال: بنزين الغاز - يضاف خليط من البنتان والهكسان والهيدروكربونات الأخرى إلى البنزين لتحسين بدء تشغيل المحرك؛ يستخدم جزء البروبان البيوتان في شكل غاز مسال كوقود. يُستخدم الغاز الجاف - المشابه في تركيبه للغاز الطبيعي - لإنتاج الأسيتيلين والهيدروجين وأيضًا كوقود، وفي بعض الأحيان تخضع غازات البترول المصاحبة لفصل أكثر شمولاً ويتم استخراج الهيدروكربونات الفردية منها، والتي يتم بعد ذلك الحصول على الهيدروكربونات غير المشبعة.

يبقى أحد أكثر أنواع الوقود والمواد الخام شيوعًا للتوليف العضوي فحم. ما هي أنواع الفحم الموجودة، ومن أين يأتي الفحم وما هي المنتجات المستخدمة لإنتاجه - هذه هي الأسئلة الرئيسية التي سننظر فيها في درس اليوم. كمصدر المواد الكيميائيةبدأ استخدام الفحم قبل النفط والغاز الطبيعي.

الفحم ليس مادة فردية. وتشمل تركيبتها: الكربون الحر (حتى 10%)، مواد عضوية تحتوي، بالإضافة إلى الكربون والهيدروجين، على الأكسجين والكبريت والنيتروجين، المعادنوالتي تبقى على شكل خبث عند حرق الفحم.

الفحم هو معدن صلب قابل للاشتعال من أصل عضوي. وبحسب الفرضية الحيوية فإنها تشكلت من نباتات ميتة نتيجة النشاط الحيوي للكائنات الحية الدقيقة في العصر الكربوني عصر حقب الحياة القديمة(منذ حوالي 300 مليون سنة). الفحم أرخص من النفط ويتم توزيعه بشكل أكثر توازناً قشرة الأرضفاحتياطياتها الطبيعية تفوق احتياطيات النفط بكثير، ولن تنضب، بحسب العلماء، إلا بعد قرن آخر.

يتم تكوين الفحم من بقايا النباتات (التفحم) على عدة مراحل: الجفت – الفحم البني – الفحم الصلب – الأنثراسيت.

تتكون عملية الكربنة من زيادة تدريجية في المحتوى النسبي للكربون في المادة العضوية نتيجة لاستنفاده في الأكسجين والهيدروجين. يحدث تكوين الخث والفحم البني نتيجة التحلل الكيميائي الحيوي لبقايا النباتات دون الوصول إلى الأكسجين. يحدث انتقال الفحم البني إلى الحجر تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة والضغوط المرتبطة بتكوين الجبال والعمليات البركانية.

المصادر الطبيعية للهيدروكربونات ومعالجتها

1. الاتجاهات الرئيسية للمعالجة الصناعية للغاز الطبيعي

أ) الوقود ومصدر الطاقة

ب) الحصول على البارافينات

ب) الحصول على البوليمرات

د) الحصول على المذيبات.

2. ما هي الطريقة الكيميائية المستخدمة؟ المعالجة الأوليةزيت؟

أ) حرق

ب) التحلل

ب) التقطير التجزيئي

د) تكسير.

3. ما هي الهيدروكربونات التي تأتي من قطران الفحم؟

أ) المتطرفة

ب) العطرية

ب) غير محدود

د) البارافينات الحلقية.

4. لماذا تسمى معالجة الفحم بالتقطير الجاف؟

أ) يتم تنفيذه دون الوصول إلى الهواء

ب) عدم الحصول على الماء

ب) المنتجات الجافة

د) المقطر بالبخار الجاف.

5. المكون الرئيسي للغاز الطبيعي

أ) الإيثان

ب) البيوتان

ب) البنزين

د) الميثان.

6. النوع الرئيسي لمعالجة الغاز الطبيعي:

أ) إنتاج الغاز الاصطناعي

ب) كوقود

ب) إنتاج الأسيتيلين

د) الحصول على البنزين

7. الوقود المربح اقتصادياً والصديق للبيئة..

أ) الفحم

ب) الغاز الطبيعي

ب) الخث

د) الزيت

8. يعتمد تقطير الزيت على:

أ) على درجات حرارة مختلفةغليان المكونات المكونة

ب) على الفرق في كثافة المكونات المكونة

ب) على ذوبان مختلفة من المكونات المكونة

د) عند ذوبان مختلفة في الماء

9. ما الذي يسبب تآكل الأنابيب أثناء تكرير النفط وتكريره؟

أ) وجود الرمل في الزيت

ب) الطين

ب) الكبريت

د) النيتروجين

10. تسمى عملية معالجة المنتجات البترولية لإنتاج هيدروكربونات ذات وزن جزيئي أقل:

أ) الانحلال الحراري

ب) تكسير

ب) التحلل

د) الهدرجة

11. التكسير التحفيزي يسمح لك بالحصول على الهيدروكربونات:

أ) عادي (هيكل غير متفرع)

ب) متفرعة

ب) العطرية

د) غير محدود

12. يستخدم ما يلي كعامل مضاد للخبط في الوقود:

أ) كلوريد الألومنيوم

ب) رباعي إيثيل الرصاص

ب) كلوريد الرصاص

د) خلات الكالسيوم

13. الغاز الطبيعيغير مستعمل كيف:

أ) المواد الخام لإنتاج أسود الكربون

ب) المواد الخام في التركيب العضوي

ب) كاشف في عملية التمثيل الضوئي

د) الوقود المنزلي

14. من وجهة نظر كيميائية، التغويز هو...

أ) توصيل الغاز المنزلي للمستهلكين

ب) مد أنابيب الغاز

ب) تحويل الفحم الأحفوري إلى غاز

د) معالجة الغاز للمواد

15. غير قابل للتطبيق إلى أجزاء تقطير الزيت

أ) الكيروسين

ب) زيت الوقود

ب) الراتنج

د) زيت الغاز

16. الاسم، الذي لا علاقة له بوقود السيارات، هو...

أ) البنزين

ب) الكيروسين

كن نحيفا

د) زيت الغاز

17. عند تكسير الأوكتان يتكون ألكان عدد ذرات الكربون في الجزيء يساوي ...

أ) 8

ب) 6

في 4

د) 2

18. عند تكسير البيوتان، يتكون الأوليفين -

أ) الأوكتين

ب) البيوتين

ب) البروبين

د) الإيثين

19. تكسير المنتجات البترولية هو

أ) فصل الهيدروكربونات النفطية إلى أجزاء

ب) تحويل الهيدروكربونات الزيتية المشبعة إلى هيدروكربونات عطرية

ب) التحلل الحراري أو التحفيزي للمنتجات البترولية مما يؤدي إلى تكوين هيدروكربونات ذات ذرات كربون أقل في الجزيء

د) تحويل الهيدروكربونات العطرية من الزيت إلى هيدروكربونات مشبعة

20. المصادر الطبيعية الرئيسية للهيدروكربونات المشبعة هي...

أ)مستنقع الغاز والفحم.

ب)النفط والغاز الطبيعي.

في)الأسفلت والبنزين.

د) فحم الكوك والبولي ايثيلين.

21. ما هي الهيدروكربونات الموجودة في الغاز النفطي المصاحب؟أ) الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان
ب) البروبان والبيوتان
ب) الإيثان والبروبان
د) الميثان والإيثان

22. ما هي منتجات الانحلال الحراري للفحم؟
أ) فحم الكوك، غاز فرن فحم الكوك
ب) فحم الكوك والقطران الحجري
ج) فحم الكوك وغاز فرن فحم الكوك وقطران الفحم والأمونيا ومحلول كبريتيد الهيدروجين
د) فحم الكوك، غاز فرن فحم الكوك، قطران الفحم

23. بيان الطريقة الفيزيائية لتكرير النفط

أ) الإصلاح

ب) التقطير التجزيئي

ب) التكسير الحفزي

د) التكسير الحراري

الإجابات:

1 ___

2 ___

3 ___

4 ___

5 ___

6 ___

7 ___

8 ___

9 ___

10___

11___

12___

13___

14___

15___

16___

17___

18___

19___

20___

21___

22___

23___

معايير التقييم:

9 – 12 نقطة – “3”

13 - 16 نقطة - "4"

17 – 23 نقطة – “5”

مركبات تتكون من ذرات الكربون والهيدروجين فقط.

تنقسم الهيدروكربونات إلى مركبات حلقية (مركبات كربو حلقية) وغير حلقية.

الحلقية (الحلقية الكربونية) هي مركبات تحتوي على دورة واحدة أو أكثر تتكون من ذرات الكربون فقط (على عكس المركبات الحلقية غير المتجانسة التي تحتوي على ذرات غير متجانسة - النيتروجين والكبريت والأكسجين وما إلى ذلك). وتنقسم المركبات الحلقية بدورها إلى مركبات عطرية وغير عطرية (أليسيكليك).

تشتمل الهيدروكربونات اللاحلقية على مركبات عضوية تكون جزيئات هيكلها الكربوني عبارة عن سلاسل مفتوحة.

يمكن أن تتكون هذه السلاسل من روابط أحادية (ألكانات)، أو تحتوي على رابطة مزدوجة واحدة (ألكينات)، أو رابطتين مزدوجتين أو أكثر (دين أو بوليينات)، أو رابطة ثلاثية واحدة (ألكينات).

كما تعلمون، سلاسل الكربون هي جزء من معظم المواد العضوية. وبالتالي فإن دراسة الهيدروكربونات لها أهمية خاصة، حيث أن هذه المركبات هي الأساس الهيكلي للفئات الأخرى من المركبات العضوية.

وبالإضافة إلى ذلك فإن الهيدروكربونات، وخاصة الألكانات، هي المصادر الطبيعية الرئيسية للمركبات العضوية وأساس أهم التخليقات الصناعية والمخبرية (مخطط 1).

أنت تعلم بالفعل أن الهيدروكربونات هي أهم نوع من المواد الخام المستخدمة في الصناعة الكيميائية. وفي المقابل، فإن الهيدروكربونات منتشرة على نطاق واسع في الطبيعة ويمكن عزلها عن مصادر طبيعية مختلفة: النفط والنفط المصاحب والغاز الطبيعي والفحم. دعونا نلقي نظرة فاحصة عليهم.

زيت- خليط طبيعي معقد من الهيدروكربونات، وخاصة الألكانات ذات البنية الخطية والمتفرعة، التي تحتوي على 5 إلى 50 ذرة كربون في الجزيئات، مع مواد عضوية أخرى. يعتمد تركيبه بشكل كبير على مكان استخلاصه (ترسبه)؛ بالإضافة إلى الألكانات، قد يحتوي على ألكانات حلقية و الهيدروكربونات العطرية.

تذوب المكونات الغازية والصلبة للزيت في مكوناته السائلة، مما يحدد حالة تجمعه. الزيت سائل زيتي ذو لون داكن (بني إلى أسود) ذو رائحة مميزة، غير قابل للذوبان في الماء. كثافته أقل من كثافة الماء، لذلك عندما يدخل الزيت فيه ينتشر على السطح، مما يمنع ذوبان الأكسجين والغازات الهوائية الأخرى في الماء. ومن الواضح أنه عندما يدخل النفط إلى المسطحات المائية الطبيعية فإنه يتسبب في موت الكائنات الحية الدقيقة والحيوانات، مما يؤدي إلى كوارث بيئية وحتى كوارث. هناك بكتيريا يمكنها استخدام المكونات الزيتية كغذاء، وتحولها إلى منتجات غير ضارة لنشاطها الحيوي. ومن الواضح أن استخدام مزارع هذه البكتيريا هو الطريقة الأكثر أمانا وواعدة من الناحية البيئية لمكافحة التلوث البيئي بالنفط أثناء إنتاجه ونقله وتكريره.

في الطبيعة، يملأ النفط والغاز النفطي المصاحب له، والذي سيتم مناقشته أدناه، تجاويف باطن الأرض. كونه خليط من مواد مختلفة، لا يوجد زيت درجة حرارة ثابتةالغليان. ومن الواضح أن كل مكون من مكوناته يحتفظ بخصائصه الفردية في الخليط. الخصائص الفيزيائيةمما يجعل من الممكن فصل الزيت إلى مكوناته. وللقيام بذلك، يتم تنقيته من الشوائب الميكانيكية والمركبات المحتوية على الكبريت وإخضاعه لما يسمى بالتقطير التجزيئي، أو التصحيح.

التقطير التجزيئي هو طريقة فيزيائية لفصل خليط من المكونات ذات نقاط غليان مختلفة.

يتم التقطير في المنشآت الخاصة- أعمدة التقطير، حيث تتكرر دورات تكثيف وتبخر المواد السائلة الموجودة في الزيت (الشكل 9).

يتم إثراء الأبخرة المتكونة عندما يغلي خليط من المواد بمكون ذو غليان أقل (أي درجة حرارة منخفضة). يتم جمع هذه الأبخرة وتكثيفها (تبريدها إلى ما دون نقطة الغليان) ثم إعادتها إلى درجة الغليان. في هذه الحالة، يتم تشكيل الأبخرة، والتي هي أكثر إثراء بمادة منخفضة الغليان. ومن خلال تكرار هذه الدورات عدة مرات، من الممكن تحقيق فصل شبه كامل للمواد الموجودة في الخليط.

يستقبل عمود التقطير الزيت المسخن في فرن أنبوبي إلى درجة حرارة 320-350 درجة مئوية. يحتوي عمود التقطير على أقسام أفقية بها ثقوب - ما يسمى بالصواني التي يحدث عليها تكثيف أجزاء الزيت. تتراكم الكسور منخفضة الغليان في الأجزاء الأعلى، والكسور ذات الغليان العالي - في الأجزاء السفلية.

أثناء عملية التصحيح ينقسم الزيت إلى الأجزاء التالية:

الغازات التصحيحية عبارة عن خليط من الهيدروكربونات ذات الوزن الجزيئي المنخفض، وخاصة البروبان والبيوتان، مع نقطة غليان تصل إلى 40 درجة مئوية؛

جزء البنزين (البنزين) - الهيدروكربونات ذات التركيبة من C 5 H 12 إلى C 11 H 24 (نقطة الغليان 40-200 درجة مئوية)؛ مع فصل أدق لهذا الجزء، يتم الحصول على البنزين (الأثير البترولي، 40-70 درجة مئوية) والبنزين (70-120 درجة مئوية)؛

جزء النافتا - الهيدروكربونات ذات التركيب من C8H18 إلى C14H30 (نقطة الغليان 150-250 درجة مئوية)؛

جزء الكيروسين - الهيدروكربونات ذات التركيبة من C12H26 إلى C18H38 (نقطة الغليان 180-300 درجة مئوية)؛

وقود الديزل - الهيدروكربونات ذات التركيبة من C13H28 إلى C19H36 (نقطة الغليان 200-350 درجة مئوية).

ما تبقى من تقطير النفط هو زيت الوقود- يحتوي على هيدروكربونات بعدد ذرات الكربون من 18 إلى 50. عن طريق التقطير تحت ضغط مخفض من زيت الوقود وزيت الديزل (C18H28-C25H52) وزيوت التشحيم (C28H58-C38H78) والفازلين والبارافين يتم الحصول على مخاليط منخفضة الذوبان من الهيدروكربونات الصلبة. تُستخدم البقايا الصلبة الناتجة عن تقطير زيت الوقود - القطران ومنتجات معالجته - البيتومين والأسفلت في تصنيع أسطح الطرق.

تخضع المنتجات التي يتم الحصول عليها نتيجة لتصحيح الزيت للمعالجة الكيميائية، والتي تتضمن عددًا من العمليات المعقدة. واحد منهم هو تكسير المنتجات البترولية. أنت تعلم بالفعل أن زيت الوقود يتم فصله إلى مكونات تحت ضغط منخفض. ويفسر ذلك حقيقة أنه متى الضغط الجويوتبدأ مكوناته بالتحلل قبل الوصول إلى درجة الغليان. هذا هو بالضبط أساس التكسير.

تكسير - التحلل الحراري للمنتجات البترولية مما يؤدي إلى تكوين الهيدروكربونات بعدد أقل من ذرات الكربون في الجزيء.

هناك عدة أنواع من التكسير: التكسير الحراري، والتكسير الحفزي، والتكسير عالي الضغط، والتكسير الاختزالي.

يتضمن التكسير الحراري تقسيم جزيئات الهيدروكربون ذات سلسلة الكربون الطويلة إلى جزيئات أقصر تحت تأثير درجة الحرارة المرتفعة (470-550 درجة مئوية). خلال هذا الانقسام، يتم تشكيل الألكينات جنبا إلى جنب مع الألكانات.

في منظر عاميمكن كتابة رد الفعل هذا على النحو التالي:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
ألكان ألكان ألكين
مع سلسلة طويلة

يمكن تكسير الهيدروكربونات الناتجة مرة أخرى لتكوين ألكانات وألكينات بسلسلة أقصر من ذرات الكربون في الجزيء:

ينتج التكسير الحراري التقليدي الكثير من الهيدروكربونات الغازية ذات الوزن الجزيئي المنخفض، والتي يمكن استخدامها كمواد خام لإنتاج الكحولات والأحماض الكربوكسيلية والمركبات ذات الوزن الجزيئي العالي (على سبيل المثال، البولي إيثيلين).

التكسير الحفزييحدث في وجود المحفزات التي تستخدم سيليكات الألمنيوم الطبيعية ذات التركيبة RA1203" T8Iu2-

يؤدي التكسير باستخدام المحفزات إلى تكوين هيدروكربونات ذات سلسلة متفرعة أو مغلقة من ذرات الكربون في الجزيء. يزيد محتوى الهيدروكربونات في هذا الهيكل في وقود المحرك من جودته بشكل كبير، وفي المقام الأول مقاومة التفجير - رقم الأوكتان للبنزين.

يحدث تكسير المنتجات البترولية عند درجات حرارة عالية، لذلك غالبًا ما تتشكل رواسب الكربون (السخام)، مما يؤدي إلى تلويث سطح المحفز، مما يقلل بشكل حاد من نشاطه.

يعد تنظيف سطح المحفز من رواسب الكربون - تجديده - هو الشرط الرئيسي للتنفيذ العملي للتكسير الحفزي. إن أبسط وأرخص طريقة لتجديد المحفز هي تحميصه، حيث تتأكسد رواسب الكربون بالأكسجين الجوي. تتم إزالة منتجات الأكسدة الغازية (بشكل رئيسي ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت) من سطح المحفز.

التكسير الحفزي هو عملية غير متجانسة تشارك فيها المواد الصلبة (المحفزة) والغازية (بخار الهيدروكربون). ومن الواضح أن تجديد المحفز - وهو تفاعل السخام الصلب مع الأكسجين الجوي - هو أيضًا عملية غير متجانسة.

ردود الفعل غير المتجانسة(الغاز - الصلب) يتدفق بشكل أسرع مع زيادة مساحة السطح صلب. لذلك، يتم سحق المحفز، ويتم تجديده وتكسير الهيدروكربونات في "طبقة مميعة"، مألوفة لك من إنتاج حمض الكبريتيك.

تدخل المواد الخام المتكسرة، مثل زيت الغاز، إلى مفاعل مخروطي الشكل. الجزء السفلي من المفاعل لديه قطر أصغر، وبالتالي فإن معدل تدفق بخار المواد الخام مرتفع للغاية. يلتقط الغاز المتحرك بسرعة عالية جزيئات المحفز ويحملها بعيدًا إلى الداخل الجزء العلويالمفاعل، حيث أنه بسبب زيادة قطره ينخفض ​​معدل التدفق. تحت تأثير الجاذبية، تسقط جزيئات المحفز في الجزء السفلي والأضيق من المفاعل، ومن هناك يتم حملها إلى الأعلى مرة أخرى. وهكذا، فإن كل حبة من المحفز تكون في حركة مستمرة ويتم غسلها من جميع الجوانب بواسطة كاشف غازي.

تدخل بعض حبيبات المحفز إلى الخارج أكثر جزء واسعالمفاعل، ودون مواجهة مقاومة لتدفق الغاز، ينزلون إلى الجزء السفلي، حيث يتم التقاطهم بواسطة تدفق الغاز ونقلهم إلى المجدد. وهناك، في وضع "الطبقة المميعة"، يتم إطلاق المحفز وإعادته إلى المفاعل.

وبالتالي، يدور المحفز بين المفاعل والمجدد، ويتم إزالة المنتجات الغازية للتكسير والتحميص منها.

يتيح استخدام محفزات التكسير زيادة طفيفة في معدل التفاعل وتقليل درجة حرارته وتحسين جودة منتجات التكسير.

تحتوي الهيدروكربونات الناتجة من جزء البنزين بشكل أساسي على بنية خطية، مما يؤدي إلى انخفاض مقاومة التفجير للبنزين الناتج.

سننظر في مفهوم "مقاومة الضرب" لاحقًا، بينما سنلاحظ فقط أن الهيدروكربونات ذات الجزيئات ذات البنية المتفرعة تتمتع بمقاومة تفجير أكبر بكثير. من الممكن زيادة نسبة الهيدروكربونات المتفرعة الأيزوميرية في الخليط المتكون أثناء التكسير عن طريق إضافة محفزات الأيزومرية إلى النظام.

تحتوي حقول النفط، كقاعدة عامة، على تراكمات كبيرة مما يسمى بالغاز النفطي المصاحب، والذي يتجمع فوق النفط في القشرة الأرضية ويذوب فيه جزئياً تحت ضغط الصخور التي تغطيه. مثل النفط، يعد الغاز النفطي المصاحب مصدرًا طبيعيًا قيمًا للهيدروكربونات. يحتوي بشكل أساسي على الألكانات التي تحتوي جزيئاتها من 1 إلى 6 ذرات كربون. ومن الواضح أن تركيبة الغاز النفطي المصاحب أفقر بكثير من تركيبة النفط. ومع ذلك، على الرغم من ذلك، فإنه يستخدم أيضًا على نطاق واسع كوقود وكمادة خام للصناعة الكيميائية. قبل بضعة عقود فقط، كان يتم حرق الغاز النفطي المصاحب في معظم حقول النفط باعتباره مكملاً عديم الفائدة للنفط. حاليًا، على سبيل المثال، في سورجوت، أغنى احتياطي للنفط في روسيا، يتم توليد أرخص كهرباء في العالم باستخدام الغاز النفطي المصاحب كوقود.

وكما ذكرنا سابقًا، فإن الغاز النفطي المصاحب، مقارنة بالغاز الطبيعي، أكثر ثراءً في التركيب في الهيدروكربونات المختلفة. وبتقسيمهم إلى كسور نحصل على:

بنزين الغاز عبارة عن خليط شديد التطاير يتكون بشكل رئيسي من اللينثان والهكسان.

خليط من البروبان والبيوتان، يتكون، كما يوحي الاسم، من البروبان والبيوتان ويتحول بسهولة إلى الحالة السائلة عند زيادة الضغط؛

الغاز الجاف عبارة عن خليط يحتوي بشكل رئيسي على الميثان والإيثان.

البنزين الغازي، كونه خليط من المكونات المتطايرة ذات الوزن الجزيئي الصغير، يتبخر جيدا حتى عند درجات الحرارة المنخفضة. وهذا يجعل من الممكن استخدام بنزين الغاز كوقود لمحركات الاحتراق الداخلي في أقصى الشمال وكمضاف لوقود المحركات، مما يسهل تشغيل المحركات في ظروف الشتاء.

يتم استخدام خليط البروبان والبيوتان على شكل غاز مسال كوقود منزلي (اسطوانات الغاز المألوفة في منزلك) ولملء الولاعات. النقل التدريجي للنقل البري إلى الغاز المسال- إحدى الطرق الرئيسية للتغلب على أزمة الوقود العالمية وحل المشاكل البيئية.

كما يستخدم الغاز الجاف، القريب في تكوينه من الغاز الطبيعي، على نطاق واسع كوقود.

ومع ذلك، فإن استخدام الغاز النفطي المصاحب ومكوناته كوقود ليس الطريقة الواعدة لاستخدامه.

يعد استخدام مكونات الغاز البترولي المصاحب كمواد خام لإنتاج المواد الكيميائية أكثر كفاءة. من الألكانات التي تشكل غاز البترول المصاحب يتم الحصول على الهيدروجين والأسيتيلين والهيدروكربونات غير المشبعة والعطرية ومشتقاتها.

لا يمكن للهيدروكربونات الغازية أن تصاحب النفط في القشرة الأرضية فحسب، بل تشكل أيضًا تراكمات مستقلة - رواسب الغاز الطبيعي.

غاز طبيعي - خليط من الهيدروكربونات الغازية المشبعة ذات الوزن الجزيئي المنخفض. المكون الرئيسي للغاز الطبيعي هو غاز الميثان، الذي تتراوح حصته، حسب الحقل، من 75 إلى 99٪ من حيث الحجم. بالإضافة إلى الميثان، يشمل الغاز الطبيعي الإيثان والبروبان والبيوتان والأيزوبيوتان، وكذلك النيتروجين وثاني أكسيد الكربون.

مثل النفط المصاحب، يستخدم الغاز الطبيعي كوقود وكمادة خام لإنتاج مجموعة متنوعة من المواد العضوية وغير العضوية. أنت تعلم بالفعل أن الهيدروجين والأسيتيلين وكحول الميثيل والفورمالدهيد وحمض الفورميك والعديد من المواد العضوية الأخرى يتم الحصول عليها من الميثان، المكون الرئيسي للغاز الطبيعي. يستخدم الغاز الطبيعي كوقود في محطات توليد الطاقة، وفي أنظمة الغلايات لتسخين المياه في المباني السكنية والصناعية، وفي الأفران العالية وصناعات الموقد المفتوح. من خلال إشعال عود ثقاب وإشعال الغاز في موقد غاز المطبخ في أحد منازل المدينة، فإنك "تطلق" سلسلة من ردود الفعل لأكسدة الألكانات التي تشكل الغاز الطبيعي. بالإضافة إلى النفط والغازات النفطية الطبيعية والمرتبطة بها، يعد الفحم مصدرًا طبيعيًا للهيدروكربونات. 0n تشكل طبقات سميكة في أحشاء الأرض، واحتياطياتها المؤكدة تتجاوز احتياطيات النفط بشكل كبير. مثل النفط، يحتوي الفحم عدد كبير منالمواد العضوية المختلفة. بالإضافة إلى المواد العضوية، فإنه يحتوي أيضا على مواد غير عضوية، مثل الماء والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين، وبالطبع الكربون نفسه - الفحم. إحدى الطرق الرئيسية لمعالجة الفحم هي فحم الكوك - التكليس دون الوصول إلى الهواء. نتيجة لعملية التكويك التي تتم عند درجة حرارة حوالي 1000 درجة مئوية يتكون ما يلي:

غاز فرن فحم الكوك، الذي يحتوي على الهيدروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ومخاليط الأمونيا والنيتروجين والغازات الأخرى؛
قطران الفحم الذي يحتوي على عدة مئات من المرات من المواد العضوية الشخصية، بما في ذلك البنزين ومماثلاته، والفينول والكحوليات العطرية، والنفثالين ومختلف المركبات الحلقية غير المتجانسة؛
سوبراسين، أو ماء الأمونيا، يحتوي، كما يوحي الاسم، على الأمونيا الذائبة، وكذلك الفينول وكبريتيد الهيدروجين ومواد أخرى؛
فحم الكوك عبارة عن بقايا صلبة من فحم الكوك، وهو عبارة عن كربون نقي تقريبًا.

يستخدم فحم الكوكفي إنتاج الحديد والصلب والأمونيا - في إنتاج النيتروجين والأسمدة المركبة، ولا يمكن المبالغة في تقدير أهمية منتجات فحم الكوك العضوية.

وبالتالي، فإن النفط والغاز الطبيعي المصاحب والفحم ليس فقط المصادر الأكثر قيمة للهيدروكربونات، ولكنه أيضًا جزء من مخزن فريد من الموارد الطبيعية التي لا يمكن تعويضها، والتي يعد استخدامها الدقيق والمعقول شرطًا ضروريًا للتنمية التدريجية للمجتمع البشري.

1. اذكر المصادر الطبيعية الرئيسية للهيدروكربونات. ما هي المواد العضوية المدرجة في كل منها؟ ما هو الشيء المشترك في مؤلفاتهم؟

2. وصف الخصائص الفيزيائية للزيت. لماذا لا يكون له نقطة غليان ثابتة؟

3. تلخيص التقارير الإعلامية ووصف الكوارث البيئية الناجمة عن التسربات النفطية وسبل التغلب على عواقبها.

4. ما هو التصحيح؟ على ماذا تعتمد هذه العملية؟ قم بتسمية الكسور التي تم الحصول عليها نتيجة لتصحيح الزيت. كيف يختلفون عن بعضهم البعض؟

5. ما هو التشقق؟ أعط معادلات لثلاثة تفاعلات تقابل تكسير المنتجات البترولية.

6. ما هي أنواع التشققات التي تعرفها؟ ما هو القاسم المشترك بين هذه العمليات؟ كيف يختلفون عن بعضهم البعض؟ ما هو الفرق الأساسي بين الأنواع المختلفة لمنتجات التكسير؟

7. لماذا يحمل الغاز النفطي المصاحب هذا الاسم؟ وما هي مكوناته الرئيسية واستخداماته؟

8. كيف يختلف الغاز الطبيعي عن غاز البترول المصاحب؟ ما هو الشيء المشترك في مؤلفاتهم؟ أعط معادلات تفاعل الاحتراق لجميع مكونات الغاز البترولي المصاحب المعروفة لديك.

9. أعط معادلات التفاعل التي يمكن استخدامها للحصول على البنزين من الغاز الطبيعي. حدد شروط هذه التفاعلات.

10. ما هو فحم الكوك؟ وما هي منتجاتها وتركيبتها؟ أعط معادلات التفاعلات المميزة لمنتجات فحم الكوك المعروفة لديك.

11. اشرح لماذا يعد حرق النفط والفحم والغاز النفطي المصاحب بعيدًا عن الطريقة الأكثر عقلانية لاستخدامها.

خلال الدرس ستتمكن من دراسة الموضوع " ينابيع طبيعيةالهيدروكربونات. تكرير النفط". يتم الحصول على أكثر من 90٪ من إجمالي الطاقة التي تستهلكها البشرية حاليًا من المركبات العضوية الطبيعية الأحفورية. سوف تتعرف على الموارد الطبيعية (الغاز الطبيعي، النفط، الفحم)، وماذا يحدث للنفط بعد استخراجه.

الموضوع: الهيدروكربونات المشبعة

درس: المصادر الطبيعية للهيدروكربونات

يتم توليد حوالي 90٪ من الطاقة التي تستهلكها الحضارة الحديثة عن طريق حرق الوقود الأحفوري الطبيعي - الغاز الطبيعي والنفط والفحم.

روسيا دولة غنية باحتياطيات الوقود الأحفوري الطبيعي. هناك احتياطيات كبيرة من النفط والغاز الطبيعي سيبيريا الغربيةوالأورال. يتم استخراج الفحم في أحواض كوزنتسك وجنوب ياكوتسك ومناطق أخرى.

غاز طبيعييتكون في المتوسط ​​من 95% من الميثان من حيث الحجم.

بالإضافة إلى الميثان، يحتوي الغاز الطبيعي من مجالات مختلفة على النيتروجين وثاني أكسيد الكربون والهيليوم وكبريتيد الهيدروجين، بالإضافة إلى الألكانات الخفيفة الأخرى - الإيثان والبروبان والبيوتان.

يتم استخراج الغاز الطبيعي من الرواسب الموجودة تحت الأرض حيث يكون تحت ضغط مرتفع. يتشكل الميثان والهيدروكربونات الأخرى من مواد عضوية ذات أصل نباتي وحيواني أثناء تحللها دون الوصول إلى الهواء. يتشكل الميثان باستمرار نتيجة لنشاط الكائنات الحية الدقيقة.

اكتشاف غاز الميثان على الكواكب النظام الشمسيورفاقهم.

الميثان النقي ليس له رائحة. ومع ذلك، فإن الغاز المستخدم في الحياة اليومية له رائحة كريهة مميزة. هذه هي رائحة الإضافات الخاصة - المركابتان. تسمح لك رائحة المركابتان باكتشاف تسرب الغاز المنزلي في الوقت المناسب. مخاليط الميثان مع الهواء قابلة للانفجارفي نطاق واسع من النسب - من 5 إلى 15٪ غاز من حيث الحجم. لذلك، إذا شممت رائحة غاز في الغرفة، فلا يجب عليك إشعال النار فحسب، بل يجب أيضًا عدم استخدام المفاتيح الكهربائية. أدنى شرارة يمكن أن تسبب انفجارا.

أرز. 1. النفط من حقول مختلفة

زيت- سائل كثيف يشبه الزيت . ويتراوح لونه من الأصفر الفاتح إلى البني والأسود.

أرز. 2. حقول النفط

يختلف تكوين النفط من الحقول المختلفة بشكل كبير. أرز. 1. الجزء الرئيسي من النفط هو الهيدروكربونات التي تحتوي على 5 ذرات كربون أو أكثر. في الأساس، يتم تصنيف هذه الهيدروكربونات على أنها محدودة، أي. الألكانات. أرز. 2.

كما يحتوي الزيت على مركبات عضوية تحتوي على الكبريت والأكسجين والنيتروجين، كما يحتوي الزيت على ماء وشوائب غير عضوية.

الغازات التي تنطلق أثناء إنتاجه تذوب في الزيت - الغازات البترولية المصاحبة. هذه هي الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان مع خليط من النيتروجين وثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين.

فحممثل النفط، فهو خليط معقد. تبلغ نسبة الكربون فيه 80-90٪. والباقي عبارة عن الهيدروجين والأكسجين والكبريت والنيتروجين وبعض العناصر الأخرى. في الفحم البنينسبة الكربون والمواد العضوية أقل منها في الحجر. حتى المواد العضوية أقل في الصخر الزيتي.

في الصناعة، يتم تسخين الفحم إلى 900-1100 درجة مئوية دون وصول الهواء. هذه العملية تسمى فحم الكوك. والنتيجة هي فحم الكوك الذي يحتوي على نسبة عالية من الكربون، وهو ضروري لعلم المعادن، وغاز فرن فحم الكوك، وقطران الفحم. يتم إطلاق العديد من المواد العضوية من الغاز والقطران. أرز. 3.

أرز. 3. بناء فرن فحم الكوك

يعتبر الغاز الطبيعي والنفط من أهم مصادر المواد الخام لصناعة الكيماويات. من الصعب استخدام النفط كما يتم استخراجه، أو "النفط الخام"، حتى كوقود. لذلك، يتم تقسيم النفط الخام إلى كسور (من "الكسر" الإنجليزي - "الجزء")، وذلك باستخدام الاختلافات في نقاط غليان المواد المكونة له.

تسمى طريقة فصل الزيت بناءً على نقاط الغليان المختلفة للهيدروكربونات المكونة له بالتقطير أو التقطير. أرز. 4.

أرز. 4. المنتجات البترولية

يسمى الجزء الذي يقطر من 50 إلى 180 درجة مئوية تقريبًا الغازولين.

الكيروسينيغلي عند درجات حرارة 180-300 درجة مئوية.

تسمى بقايا سوداء سميكة لا تحتوي على مواد متطايرة زيت الوقود.

هناك أيضًا عدد من الأجزاء الوسيطة التي تغلي في نطاقات أضيق - إثيرات البترول (40-70 درجة مئوية و70-100 درجة مئوية)، والروح البيضاء (149-204 درجة مئوية)، وزيت الغاز (200-500 درجة مئوية). . يتم استخدامها كمذيبات. يمكن تقطير زيت الوقود تحت ضغط منخفض لإنتاج زيوت التشحيم والبارافين. البقايا الصلبة الناتجة عن تقطير زيت الوقود - أسفلت. يتم استخدامه لإنتاج أسطح الطرق.

تعد معالجة الغازات البترولية المصاحبة صناعة منفصلة وتنتج عددًا من المنتجات القيمة.

تلخيص الدرس

لقد درست خلال الدرس موضوع "المصادر الطبيعية للهيدروكربونات. تكرير النفط". يتم الحصول على أكثر من 90٪ من إجمالي الطاقة التي تستهلكها البشرية حاليًا من المركبات العضوية الطبيعية الأحفورية. تعلمت عن الموارد الطبيعية (الغاز الطبيعي، النفط، الفحم)، وماذا يحدث للنفط بعد استخراجه.

فهرس

1. رودزيتيس ج. كيمياء. أساسيات الكيمياء العامة. الصف العاشر: كتاب مدرسي لمؤسسات التعليم العام: المستوى الأساسي / G. E. Rudzitis، F.G. فيلدمان. - الطبعة الرابعة عشرة. - م: التربية، 2012.

2. الكيمياء. الصف 10. المستوى الشخصي: أكاديمي. للتعليم العام المؤسسات/ ف.ف. إرمين، إن.إي. كوزمينكو، ف. لونين وآخرون - م: بوستارد، 2008. - 463 ص.

3. الكيمياء. الصف 11. المستوى الشخصي: أكاديمي. للتعليم العام المؤسسات/ ف.ف. إرمين، إن.إي. كوزمينكو، ف. لونين وآخرون - م: بوستارد، 2010. - 462 ص.

4. خومشينكو جي.بي.، خومشينكو آي.جي. مجموعة من المشاكل في الكيمياء للمقبلين على الجامعات. - الطبعة الرابعة. - م: ريا "الموجة الجديدة": الناشر أوميرينكوف، 2012. - 278 ص.

العمل في المنزل

1. رقم 3، 6 (ص 74) رودزيتس جي إي، فيلدمان إف جي. الكيمياء: الكيمياء العضوية. الصف العاشر: كتاب مدرسي لمؤسسات التعليم العام: المستوى الأساسي / G. E. Rudzitis، F.G. فيلدمان. - الطبعة الرابعة عشرة. - م: التربية، 2012.

2. كيف يختلف غاز البترول المصاحب عن الغاز الطبيعي؟

3. كيف يتم تقطير الزيت؟

تتمتع الهيدروكربونات بأهمية اقتصادية كبيرة، لأنها بمثابة أهم نوع من المواد الخام لإنتاج جميع منتجات صناعة التخليق العضوي الحديثة تقريبًا وتستخدم على نطاق واسع لأغراض الطاقة. ويبدو أنها تراكمت حرارة الشمسوالطاقة التي تنطلق عند حرقها. يحتوي الخث والفحم والصخر الزيتي والنفط والغازات الطبيعية والغازات البترولية المرتبطة بها على الكربون، والذي يكون مزيجه مع الأكسجين أثناء الاحتراق مصحوبًا بإطلاق الحرارة.

فحم	الخث	زيت	غاز طبيعي
صلب	صلب	سائل	غاز
بدون رائحة	بدون رائحة	راءحة قوية	بدون رائحة
تكوين متجانس	تكوين متجانس	خليط من المواد	خليط من المواد
صخرة داكنة اللون تحتوي على نسبة عالية من المواد القابلة للاشتعال الناتجة عن دفن تراكمات النباتات المختلفة في الطبقات الرسوبية	تراكم المواد النباتية نصف المتعفنة المتراكمة في قاع المستنقعات والبحيرات المتضخمة	سائل زيتي طبيعي قابل للاشتعال، ويتكون من خليط من الهيدروكربونات السائلة والغازية	خليط من الغازات التي تتكون في أحشاء الأرض أثناء التحلل اللاهوائي للمواد العضوية، ينتمي الغاز إلى مجموعة الغازات الرسوبية الصخور
القيمة الحرارية - عدد السعرات الحرارية المنطلقة عند حرق 1 كجم من الوقود
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

فحم.

لقد كان الفحم دائمًا مادة خام واعدة لإنتاج الطاقة والعديد من المنتجات الكيميائية.

كان النقل هو أول مستهلك رئيسي للفحم منذ القرن التاسع عشر، ثم بدأ استخدام الفحم لإنتاج الكهرباء، وفحم الكوك المعدني، وإنتاج منتجات مختلفة من خلال المعالجة الكيميائية، والمواد الهيكلية الكربونية والجرافيتية، والبلاستيك، والشمع الصخري، والمواد الاصطناعية، الوقود السائل والغازي عالي السعرات الحرارية، والأحماض النيتروزية العالية لإنتاج الأسمدة

الفحم عبارة عن خليط معقد من المركبات عالية الجزيئية، والتي تشمل العناصر التالية: C، H، N، O، S. يحتوي الفحم، مثل الزيت، على عدد كبير من المواد العضوية المتنوعة، بالإضافة إلى المواد غير العضوية، مثل الماء. والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وبالطبع الكربون نفسه - الفحم.

تتم معالجة الفحم في ثلاثة اتجاهات رئيسية: فحم الكوك، والهدرجة، والاحتراق غير الكامل. إحدى الطرق الرئيسية لمعالجة الفحم هي فحم الكوك– التكليس دون وصول الهواء في أفران فحم الكوك عند درجة حرارة 1000-1200 درجة مئوية. عند درجة الحرارة هذه، وبدون الوصول إلى الأكسجين، يخضع الفحم لتحولات كيميائية معقدة، مما يؤدي إلى تكوين فحم الكوك والمنتجات المتطايرة:

1. غاز فرن فحم الكوك (الهيدروجين والميثان وأول أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون ومخاليط الأمونيا والنيتروجين والغازات الأخرى)؛

2. قطران الفحم (عدة مئات من المواد العضوية المختلفة، بما في ذلك البنزين ومماثلاته، والفينول والكحوليات العطرية، والنفثالين ومختلف المركبات الحلقية غير المتجانسة)؛

3. القطران أو الأمونيا والماء (الأمونيا المذابة وكذلك الفينول وكبريتيد الهيدروجين ومواد أخرى) ؛

4. فحم الكوك (بقايا فحم الكوك الصلبة، الكربون النقي تقريبا).

يتم إرسال فحم الكوك المبرد إلى مصانع المعادن.

عندما يتم تبريد المنتجات المتطايرة (غاز فرن فحم الكوك)، يتكثف قطران الفحم وماء الأمونيا.

عن طريق تمرير المنتجات غير المكثفة (الأمونيا والبنزين والهيدروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون والنيتروجين والإيثيلين، وما إلى ذلك) من خلال محلول حمض الكبريتيك، يتم إطلاق كبريتات الأمونيوم، والتي تستخدم كأسمدة معدنية. يمتص البنزين في المذيب ويقطر من المحلول. بعد ذلك، يتم استخدام غاز فرن فحم الكوك كوقود أو كمادة خام كيميائية. ويتم الحصول على قطران الفحم بكميات صغيرة (3%). ولكن نظرا لحجم الإنتاج، يعتبر قطران الفحم مادة خام لإنتاج عدد من المواد العضوية. إذا قمت بإزالة المنتجات المغلية عند درجة حرارة 350 درجة مئوية من الراتنج، فإن ما يتبقى هو كتلة صلبة - قار. يتم استخدامه لصنع الورنيش.

تتم هدرجة الفحم عند درجة حرارة 400-600 درجة مئوية تحت ضغط هيدروجين يصل إلى 25 ميجا باسكال في وجود محفز. وينتج عن ذلك خليط من الهيدروكربونات السائلة، والتي يمكن استخدامها وقود السيارات. إنتاج الوقود السائل من الفحم. الوقود الاصطناعي السائل هو البنزين عالي الأوكتان والديزل ووقود الغلايات. للحصول على الوقود السائل من الفحم، من الضروري زيادة محتواه من الهيدروجين من خلال الهدرجة. يتم تنفيذ الهدرجة باستخدام الدورة الدموية المتعددة، مما يسمح لك بتحويل الكتلة العضوية الكاملة للفحم إلى سائل وغازات. وميزة هذه الطريقة هي إمكانية هدرجة الفحم البني منخفض الدرجة.

سيسمح تغويز الفحم باستخدام الفحم البني والصلب منخفض الجودة في محطات الطاقة الحرارية دون تلويث بيئةمركبات الكبريت. هذه هي الطريقة الوحيدة لإنتاج أول أكسيد الكربون المركز (أول أكسيد الكربون) CO. ينتج عن الاحتراق غير الكامل للفحم أول أكسيد الكربون (II). باستخدام المحفز (النيكل والكوبالت) عند الضغط الطبيعي أو المتزايد، يمكن الحصول على البنزين المحتوي على هيدروكربونات مشبعة وغير مشبعة من الهيدروجين وثاني أكسيد الكربون:

nCO + (2n+1)H 2 → C n H 2n+2 + nH 2 O؛

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

إذا تم إجراء التقطير الجاف للفحم عند درجة حرارة 500-550 درجة مئوية، فسيتم الحصول على القطران، والذي يستخدم مع البيتومين في صناعة البناء والتشييد كمواد ربط في تصنيع طلاءات الأسقف والعزل المائي (لباد الأسقف ولباد الأسقف ، إلخ.).

يوجد الفحم الصلب في الطبيعة في المناطق التالية: منطقة موسكو، حوض جنوب ياكوتسك، كوزباس، دونباس، حوض بيتشورا، حوض تونجوسكا، حوض لينا.

غاز طبيعي.

الغاز الطبيعي عبارة عن خليط من الغازات، المكون الرئيسي منها هو الميثان CH 4 (من 75 إلى 98٪ حسب الحقل)، والباقي عبارة عن الإيثان والبروبان والبيوتان وكمية صغيرة من الشوائب - النيتروجين وأول أكسيد الكربون (IV). )، كبريتيد الهيدروجين وأبخرة الماء، ودائمًا تقريبًا كبريتيد الهيدروجينوالمركبات البترولية العضوية - المركابتان. فهي التي تعطي الغاز رائحة كريهة معينة، وعند حرقها تؤدي إلى تكوين ثاني أكسيد الكبريت السام SO 2 .

عادة، كلما زاد الوزن الجزيئي للهيدروكربون، قل وجوده في الغاز الطبيعي. تكوين الغاز الطبيعي من الحقول المختلفة ليس هو نفسه. متوسط ​​تكوينه بالنسبة المئوية من حيث الحجم هو كما يلي:

الفصل 4	ج2ح6	ج3ح8	ج4ح10	N2 والغازات الأخرى
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

يتشكل الميثان أثناء التخمر اللاهوائي (دون الوصول إلى الهواء) للمخلفات النباتية والحيوانية، وبالتالي يتشكل في الرواسب السفلية ويسمى غاز "المستنقع".

رواسب الميثان في شكل بلوري مائي، ما يسمى هيدرات الميثانوجدت تحت الطبقة التربة الصقيعيةوفي أعماق كبيرة من المحيطات. عند درجات الحرارة المنخفضة (-800 درجة مئوية) والضغوط العالية، توجد جزيئات الميثان في فراغات الشبكة البلورية لجليد الماء. وفي الفراغات الجليدية التي تحتوي على متر مكعب واحد من هيدرات الميثان، يتم "تعليب" 164 مترًا مكعبًا من الغاز.

تبدو قطع هيدرات الميثان مثل الجليد القذر، ولكنها تحترق في الهواء بلهب أصفر مزرق. تشير التقديرات إلى أن الكوكب يخزن ما بين 10.000 و15.000 جيجا طن من الكربون على شكل هيدرات الميثان (“الجيجا” تساوي مليارًا). هذه الكميات أكبر بعدة مرات من جميع احتياطيات الغاز الطبيعي المعروفة حاليًا.

الغاز الطبيعي متجدد مصدر طبيعيلأنه يتم تصنيعه في الطبيعة بشكل مستمر. ويسمى أيضًا "الغاز الحيوي". ولذلك، يربط العديد من علماء البيئة اليوم احتمالات الوجود المزدهر للبشرية باستخدام الغاز كوقود بديل.

كوقود، يتمتع الغاز الطبيعي بمزايا كبيرة مقارنة بالوقود الصلب والسائل. حرارة احتراقه أعلى بكثير، وعندما يحترق لا يترك أي رماد، ومنتجات الاحتراق أكثر نظافة من الناحية البيئية. لذلك، يتم حرق حوالي 90٪ من إجمالي حجم الغاز الطبيعي المستخرج كوقود في محطات الطاقة الحرارية وبيوت الغلايات، وفي العمليات الحرارية في المؤسسات الصناعية وفي الحياة اليومية. يتم استخدام حوالي 10٪ من الغاز الطبيعي كمواد خام قيمة للصناعة الكيميائية: لإنتاج الهيدروجين والأسيتيلين والسخام والمواد البلاستيكية المختلفة والأدوية. يتم فصل الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان عن الغاز الطبيعي. المنتجات التي يمكن الحصول عليها من الميثان لها أهمية صناعية كبيرة. يستخدم الميثان لتخليق العديد من المواد العضوية - غاز التوليف ومزيد من تخليق الكحوليات بناءً عليه ؛ المذيبات (رابع كلوريد الكربون، كلوريد الميثيلين، وما إلى ذلك)؛ الفورمالديهايد. الأسيتيلين والسخام.

يشكل الغاز الطبيعي رواسب مستقلة. تقع الرواسب الرئيسية للغازات الطبيعية القابلة للاحتراق في شمال وغرب سيبيريا، وحوض الفولغا-الأورال، وشمال القوقاز (ستافروبول)، وجمهورية كومي، ومنطقة أستراخان، وبحر بارنتس.