Резюме: Природни източници на въглеводороди. Резюме по химия на тема „Въглеводороди и техните естествени източници“ Какви природни източници на въглеводороди знаете
Основните източници на въглеводороди са нефтът, природните и свързаните с тях нефтени газове и въглищата. Техните резерви не са неограничени. Според учените при сегашните темпове на производство и потребление те ще стигнат: петролът за 30-90 години, газът за 50 години, въглищата за 300 години.
Масло и неговият състав:
Маслото е мазна течност от светлокафяв до тъмнокафяв, почти черен цвят с характерна миризма, не се разтваря във вода, образува филм на повърхността на водата, който не пропуска въздуха. Маслото е мазна течност от светлокафяв до тъмнокафяв, почти черен цвят, с характерна миризма, не се разтваря във вода, образува филм на повърхността на водата, който не пропуска въздуха. Маслото е сложна смес от наситени и ароматни въглеводороди, циклопарафин, както и някои органични съединения, съдържащи хетероатоми - кислород, сяра, азот и др. Хората дадоха толкова много ентусиазирани имена на петрола: „Черно злато“ и „Кръвта на Земята“. Петролът наистина заслужава нашето възхищение и благородство.
По състав маслото бива: парафиново – състои се от алкани с права и разклонена верига; нафтен - съдържа наситени циклични въглеводороди; ароматен - включва ароматни въглеводороди (бензен и неговите хомолози). Въпреки сложния компонентен състав, елементният състав на маслата е повече или по-малко еднакъв: средно 82-87% въглеводороди, 11-14% водород, 2-6% други елементи (кислород, сяра, азот).
Малко история .
През 1859 г. в САЩ, в щата Пенсилвания, 40-годишният Едуин Дрейк, с помощта на собствената си упоритост, пари от петролна компания и стара парна машина, пробива кладенец с дълбочина 22 метра и извлича първия масло от него.
Приоритетът на Дрейк като пионер в нефтените сондажи е оспорван, но името му все още се свързва с началото на петролната ера. Нефтът е открит в много части на света. Човечеството най-накрая се сдоби в големи количества с отличен източник на изкуствено осветление...
Какъв е произходът на петрола?
Сред учените доминират две основни концепции: органични и неорганични. Според първата концепция органичните останки, заровени в седименти, се разлагат с течение на времето, превръщайки се в нефт, въглища и природен газ; по-мобилен нефт и газ след това се натрупват в горните слоеве на седиментни скали, които имат пори. Други учени твърдят, че нефтът се образува на „големи дълбочини в мантията на Земята“.
Руският учен химик Д. И. Менделеев беше привърженик на неорганичната концепция. През 1877 г. той предлага минерална (карбидна) хипотеза, според която появата на нефт е свързана с проникването на вода в дълбините на Земята по разломи, където под въздействието й върху „въглеродни метали“ се получават въглеводороди.
Ако имаше хипотеза за космическия произход на петрола - от въглеводороди, съдържащи се в газовата обвивка на Земята по време на нейното звездно състояние.
Природният газ е „синьо злато“.
Страната ни е на първо място в света по запаси от природен газ. Най-важните находища на това ценно гориво се намират в Западен Сибир (Уренгойское, Заполярное), във Волго-Уралския басейн (Вуктилское, Оренбургское) и в Северен Кавказ (Ставрополское).
За производството на природен газ обикновено се използва методът на потока. За да започне газът да тече към повърхността, достатъчно е да се отвори кладенец, пробит в газоносна формация.
Природният газ се използва без предварително разделяне, тъй като се пречиства преди транспортиране. По-специално, от него се отстраняват механични примеси, водни пари, сероводород и други агресивни компоненти ... И също така повечетопропан, бутан и по-тежки въглеводороди. Останалият практически чист метан се консумира, първо, като гориво: висока калоричност; екологичен; удобен за добив, транспортиране, изгаряне, тъй като агрегатното състояние е газ.
Второ, метанът става суровина за производството на ацетилен, сажди и водород; за производство на ненаситени въглеводороди, предимно етилен и пропилен; за органичен синтез: метилов алкохол, формалдехид, ацетон, оцетна киселина и много други.
Свързан петролен газ
Свързаният петролен газ също е природен газ по произход. Получава специално име, защото се намира в находища заедно с петрола – той се разтваря в него. Когато маслото се извлича на повърхността, то се отделя от нея поради рязък спад на налягането. Русия заема едно от първите места по отношение на запасите от съпътстващ газ и неговия добив.
Съставът на свързания нефтен газ се различава от природния газ, той съдържа много повече етан, пропан, бутан и други въглеводороди. В допълнение, той съдържа такива редки газове на Земята като аргон и хелий.
Свързаният нефтен газ е ценна химическа суровина, от която могат да се получат повече вещества, отколкото от природния газ. Отделни въглеводороди също се извличат за химическа преработка: етан, пропан, бутан и др. От тях чрез реакция на дехидрогениране се получават ненаситени въглеводороди.
Въглища
Запасите от въглища в природата значително надвишават запасите от нефт и газ. Въглищата са сложна смес от вещества, състояща се от различни съединения на въглерод, водород, кислород, азот и сяра. Съставът на въглищата включва такива минерални вещества, съдържащи съединения на много други елементи.
Черните въглища имат състав: въглерод - до 98%, водород - до 6%, азот, сяра, кислород - до 10%. Но в природата има и кафяви въглища. Техният състав: въглерод - до 75%, водород - до 6%, азот, кислород - до 30%.
Основният метод за обработка на въглищата е пиролизата (кокосиране) - разлагането на органични вещества без достъп на въздух при високи температури (около 1000 С). Получават се следните продукти: кокс (високоякостно изкуствено твърдо гориво, широко използвано в металургията); въглищен катран (използван в химическата промишленост); кокосов газ (използван в химическата промишленост и като гориво.)
Коксов газ
Летливите съединения (коксов газ), образувани при термичното разлагане на въглищата, постъпват в общ събирателен резервоар. Тук коксовият газ се охлажда и преминава през електрически утаители за отделяне на въглищния катран. В газовия колектор едновременно със смолата се кондензира вода, в която се разтварят амоняк, сероводород, фенол и други вещества. Водородът се изолира от некондензиран коксов газ за различни синтези.
След дестилация на каменовъглен катран остава твърдо– смола, която се използва за подготовка на електроди и покривен филц.
Рафиниране на нефт
Рафинирането на нефт или ректификацията е процес на термично разделяне на нефт и нефтопродукти на фракции въз основа на точката на кипене.
Дестилацията е физически процес.
Има два метода за рафиниране на петрол: физически ( първична обработка) и химически (рециклиране).
Първичното рафиниране на нефт се извършва в дестилационна колона - апарат за разделяне на течни смеси от вещества, които се различават по точка на кипене.
Маслени фракции и основни области на тяхното използване:
Бензин - автомобилно гориво;
Керосин - авиационно гориво;
Нафта - производство на пластмаси, суровини за рециклиране;
Газьол - дизелово и котелно гориво, суровини за рециклиране;
Мазут - заводско гориво, парафини, смазочни масла, битум.
Методи за почистване на нефтени разливи :
1) Абсорбция - всички познавате слама и торф. Те абсорбират масло, след което могат да бъдат внимателно събрани и отстранени, последвано от унищожаване. Този метод е подходящ само в спокойни условия и само за малки петна. Методът е много популярен в напоследъкпоради ниската си цена и висока ефективност.
Резултат: Методът е евтин в зависимост от външните условия.
2) Самоликвидация: - този метод се използва, ако маслото е разлято далеч от бреговете и петното е малко (в този случай е по-добре изобщо да не пипате петното). Постепенно ще се разтвори във вода и частично ще се изпари. Понякога маслото не изчезва дори след няколко години, малки петна достигат брега под формата на парчета хлъзгава смола.
В крайна сметка: не се използват химикали; Маслото остава на повърхността дълго време.
3) Биологичен: Технология, базирана на използването на микроорганизми, способни да окисляват въглеводороди.
Резултат: минимални щети; отстраняване на масло от повърхността, но методът е трудоемък и отнема много време.
Запомнете: дестилацията (дестилация) е метод за разделяне на смес от летливи течности чрез постепенно изпаряване, последвано от кондензация.
Масло. Дестилация на масло
Много от органичните вещества, с които се занимавате Ежедневието,—пластмаси, бои, детергенти, лекарства, лакове, разтворители—се синтезират от въглеводороди. В природата има три основни източника на въглеводороди - нефт, природен газ и въглища.
Петролът е един от най-важните минерални ресурси. Невъзможно е да си представим нашия живот без нефт и неговите продукти. Не напразно богатите на петрол страни играят важна роляв глобалната икономика.
Маслото е тъмна маслена течност, намираща се в земната кора(фиг. 29.1). Това е хомогенна смес от няколкостотин вещества - главно наситени въглеводороди с брой въглеродни атоми в молекулата от 1 до 40.
За обработката на тази смес се използват както физични, така и химични методи. Първо, маслото се разделя на прости смеси - фракции - чрез дестилация (дестилация или ректификация), въз основа на факта, че различни вещества в маслото кипят при различни температури(Таблица 12). Дестилацията се извършва в дестилационна колона при значително нагряване (фиг. 29.2). Фракции с най-много високи температурикипене, което се разлага при високи температури, се дестилира при понижено налягане.
Таблица 12. Фракции от дестилация на масло
|
Броят на въглеродните атоми в молекулите |
Точка на кипене, °C |
Приложение |
|
|
Над 200 o C |
|||
|
Автомобилно гориво |
|||
|
Гориво, суровини за синтез |
|||
|
Авиационен бензин |
|||
|
Дизелово гориво |
|||
|
Тежък газьол (мазут) |
Гориво за ТЕЦ |
||
|
Разлага се при нагряване, дестилира се при понижено налягане |
Производство на асфалт, битум, парафин, смазочни материали, гориво за котелни |
Украйна е доста богата на петролни запаси. Основните находища са съсредоточени в три нефтени и газови района: източен (Сумска, Полтавска, Черниговска и Харковска област), западен (Лвовска и Ивано-Франковска област) и южен (Черноморски регион, шелфовете на Азовско и Черно море). Запасите от нефт в Украйна се оценяват на около 2 милиарда тона, но значителна част от тях е съсредоточена на големи дълбочини (5-7 км). Годишното производство на петрол в Украйна е около 2 милиона тона при търсене от 16 милиона тона, така че, за съжаление, Украйна все още е принудена да внася значителни количества петрол.
Химическо рафиниране на петролни продукти
Някои продукти от петролна дестилация могат да се използват веднага, без допълнителна обработка, като бензин и керосин, но те съставляват само 20-30% от петрола. Освен това след дестилация бензинът е с ниско качество (с ниско октаново число, т.е. когато се компресира в двигателя, той избухва, а не изгаря). Двигател, работещ с такова гориво, издава характерен шум и бързо се поврежда. За да се подобри качеството на бензина и да се увеличи неговия добив, маслото се подлага на химическа обработка.
Един от най-важните методи за химическо рафиниране на нефт е крекингът (от английското to crack - да се раздели, счупи, тъй като по време на крекинг въглеродните вериги се разрушават) (фиг. 29.3). При нагряване до 500 °C без достъп на въздух в присъствието на специални катализатори, дългите алканови молекули се разделят на по-малки. При крекинг на наситени въглеводороди се образува смес от леки наситени и ненаситени въглеводороди, например:
Благодарение на този процес се увеличава добивът на бензин и керосин. Този тип бензин понякога се нарича крекинг бензин.
Една от характеристиките, които определят качеството на бензина, е октановото число, което показва възможността за детонация (експлозия) на гориво-въздушната смес в двигателя. Колкото по-високо е октановото число, толкова по-малка е вероятността от детонация и следователно толкова по-високо е качеството на бензина. Хептанът е неподходящ като моторно гориво, по-вероятно е да детонира, докато изооктанът (2,2,4-триметилпентан) има обратни свойства - почти не детонира в двигателя. Тези две вещества станаха основата на скалата за определяне на качеството на бензина - скалата на октановото число. По тази скала хептанът получава стойност 0, а изооктанът - 100. Според тази скала бензинът с октаново число 95 има същите детонационни свойства като смес от 95% изооктан и 5% хептан.
Рафинирането на петрол се извършва в специални предприятия - петролни рафинерии. Там те извършват както ректификация на суров нефт, така и химическа обработка на получените петролни продукти. В Украйна има шест петролни рафинерии: в Одеса, Кременчуг, Херсон, Лисичанск, Надворнянск и Дрогобич. Общият капацитет на всички украински петролни предприятия надхвърля 52 милиона тона годишно.
Природен газ
Вторият по важност източник на въглеводороди е природният газ, чийто основен компонент е метанът (93-99%). Природният газ се използва предимно като ефективно гориво. При изгаряне не се образува нито пепел, нито отровен въглероден оксид, така че природният газ се счита за екологично чисто гориво.
Големи количества природен газ се използват от химическата промишленост. Преработката на природен газ се свежда главно до производството на ненаситени въглеводороди и синтез газ. Етиленът и ацетиленът се образуват чрез елиминиране на водород от нисши алкани:
Синтезният газ - смес от въглероден (II) оксид и водород - се получава чрез нагряване на метан с водна пара:
От тази смес с помощта на различни катализатори се синтезират кислородсъдържащи съединения - метилов алкохол, оцетна киселина и др.
Когато премине през кобалтов катализатор, синтезният газ се превръща в смес от алкани, която е синтетичен бензин:
Въглища
Друг източник на въглеводороди са въглищата. В химическата промишленост се обработва чрез коксуване - нагряване до 1000 ° C без достъп на въздух (фиг. 29.5, стр. 170). В този случай се образуват кокс и въглищен катран, чиято маса е само няколко процента от масата на въглищата. Коксът се използва като редуциращ агент в металургията (например за получаване на желязо от неговите оксиди).
Въглищният катран съдържа няколкостотин органични съединения, главно ароматни въглеводороди, които се получават от него чрез дестилация.
Въглищата също се използват като гориво, но това създава големи екологични проблеми. Първо, въглищата съдържат незапалими примеси, които се превръщат в шлака по време на изгарянето на горивото; второ, въглищата съдържат малки количества серни и азотни съединения, чието изгаряне произвежда оксиди, които замърсяват атмосферата. Украйна е на едно от първите места в света по запаси от въглища. На територия, равна на 0,4% от територията на света, Украйна съдържа около 5% от световните запаси от енергийни суровини, 95% от които са въглища (около 54 милиарда тона). През 2015 г. производството на въглища възлиза на 40 млн. тона, което е почти наполовина по-малко от 2011 г. Днес в Украйна има 300 въглищни мини, като 40% от тях произвеждат коксуващи се въглища (които могат да бъдат преработени в кокс). Производството е съсредоточено главно в Донецка, Луганска, Днепропетровска и Волинска области.
Лингвистична задача
На гръцки пиро означава „огън“, а лизис означава „разлагане“. Защо мислите, че термините „крекинг“ и „пиролиза“ често се използват взаимозаменяемо?
Ключова идея
Основните източници на въглеводороди за промишлеността са нефт, въглища и природен газ. За по-ефективно използване тези природни ресурси трябва да бъдат обработени, за да се изолират отделни вещества или смеси.
Контролни въпроси
334. Посочете основните естествени изворивъглеводороди.
335. На какво се основава физическият метод за разделяне на маслото на фракции?
336. На какви фракции се разделя маслото по време на дестилацията? Опишете тяхното използване. Кой петролен продукт е най-ценният за съвременното общество?
337. Как се различават най-важните петролни продукти по химичен състав?
338. Използвайки информацията от този и предходните параграфи, опишете използването на природен газ в химическата промишленост.
339. Кои са основните продукти, произвеждани от коксуващи се въглища?
340. Защо въглищата се нагряват по време на обработка без достъп на въздух?
341. Защо природният газ е по-добър от въглищата като гориво?
342. Какви вещества и материали се получават при преработката на въглища и природен газ?
Задачи за усвояване на материала
343. В процеса на крекинг на въглеводорода C 20 H 42 се образуват два продукта с еднакъв брой въглеродни атоми в молекулите. Напишете уравнение за реакцията.
344. Каква е основната разлика между крекинг на масло и ректификация?
345. Защо мислите, че при директна дестилация на петрол не е възможно да се преработят повече от 20% от него в бензин?
346. Анализирайте фиг. 29.2 и опишете как протича дестилацията на нефт.
347. Напишете уравнения за реакциите на получаване на етилен и ацетилен от компоненти на природен газ.
348. Един от компонентите на бензина е въглеводородът C 8 H 18. Напишете уравнение за реакцията на неговото получаване от въглероден (I) оксид и водород.
349. Когато бензинът изгори напълно, в двигателя се образува въглероден диоксид и вода. Напишете уравнение за реакцията на изгаряне на бензина, като приемете, че той се състои от въглеводороди със състав C 8 H 18.
350. Автомобилните изгорели газове съдържат токсични вещества: въглероден (N) оксид и азотен (N) оксид. Обясни защо химична реакцияте бяха образувани.
351. Колко пъти ще се увеличи обемът на гориво-въздушната смес, състояща се от 40 ml октанови пари и 3 литра въздух при запалване? Когато правите изчисления, приемете, че въздухът съдържа 20% кислород (по обем).
352. Бензин, продаван в страни с топъл климат, се състои от въглеводороди с по-високо молекулно тегло от бензина, който се продава в страни със студен климат. Познайте защо петролните рафинерии правят това.
353*. Маслото съдържа толкова много ценни органични вещества, че Д. И. Менделеев каза: „Изгарянето на масло в пещ е почти същото като изгарянето на банкноти“. Как разбирате това твърдение? Предложете начини рационално използванеестествени източници на въглеводороди.
354*. В допълнителни източници намерете информация за материали и вещества, чиито суровини са нефт, природен газ или въглища. Могат ли да бъдат направени без използване на естествени източници на въглеводороди? Възможно ли е човечеството да спре да използва тези материали? Обосновете отговора си.
355*. Използвайки знанията, получени в уроците по география в 8 и 9 клас, опишете настоящите и перспективни басейни и райони за производство на въглища, нефт и природен газ в Украйна. Местоположението на преработвателните предприятия за тези въглеводородни източници съгласувано ли е с техните находища?
Това е материал от учебника
Естествени източници на въглеводороди са изкопаемите горива - нефт и
газ, въглища и торф. Залежите от суров нефт и газ са възникнали преди 100-200 милиона години
обратно от микроскопични морски растенияи животни, които се оказаха
включени в седиментни скали, образувани на морското дъно, За разлика от
Тези въглища и торф са започнали да се образуват преди 340 милиона години от растения,
отглеждане на земя.
Природният газ и суровият петрол обикновено се срещат с вода
нефтени пластове, разположени между слоевете скали(фиг. 2). Срок
„природен газ“ също се отнася за газове, които се образуват в природни
условия, произтичащи от разлагането на въглищата. Природен газ и суров нефт
се развиват на всички континенти, с изключение на Антарктида. Най-голямата
Производители на природен газ в света са Русия, Алжир, Иран и
Съединени щати. Най-големите производители на суров петрол са
Венецуела, Саудитска Арабия, Кувейт и Иран.
Природният газ се състои главно от метан (Таблица 1).
Суровият петрол е мазна течност, чийто цвят може
бъде много разнообразна - от тъмно кафяво или зелено до почти
безцветен. Съдържа голямо числоалкани. Сред тях има
прави алкани, разклонени алкани и циклоалкани с брой атоми
въглерод от пет до 40. Промишленото наименование на тези циклоалкани е nachta. IN
суровото масло също съдържа приблизително 10% аромат
въглеводороди, както и малки количества от други съединения, съдържащи
сяра, кислород и азот.
Таблица 1 Състав на природния газ
Въглищата са най-старият източник на енергия, с който сме запознати
човечеството. Това е минерал (фиг. 3), който е образуван от
растителна материя в процес на метаморфизъм. Метаморфен
се наричат скали, чийто състав е претърпял промени в условията
високо налягане, както и високи температури. Продуктът от първия етап в
процесът на образуване на въглища е торф, който е
разложена органична материя. Въглищата се образуват от торф след
покрит е със седиментни скали. Тези седиментни скали се наричат
претоварени. Претоварената утайка намалява съдържанието на влага в торфа.
При класификацията на въглищата се използват три критерия: чистота (определ
относително въглеродно съдържание в проценти); тип (дефиниран
състав на оригиналната растителна материя); степен (в зависимост от
степен на метаморфизъм).
Таблица 2 Въглеродно съдържание на някои горива и тяхната калоричност
способност
Най-нискокачествените видове изкопаеми въглища са кафяви въглища и
лигнит (Таблица 2). Те са най-близки до торфа и се характеризират относително
характеризира се с по-ниско съдържание на влага и се използва широко в
индустрия. Най-сухият и твърд вид въглища е антрацитът. Неговата
използвани за отопление на жилища и готвене.
Напоследък, благодарение на технологичния напредък, става все по-често
икономична газификация на въглища. Продуктите за газификация на въглища включват
въглероден оксид, въглероден диоксид, водород, метан и азот. Те се използват в
като газообразно гориво или като суровина за производството на различни
химически продукти и торове.
Въглищата, както е посочено по-долу, са важен източник на суровина за производството на
ароматни съединения. Въглищата представляват
сложна смес химически вещества, които съдържат въглерод,
водород и кислород, както и малки количества азот, сяра и други примеси
елементи. В допълнение, съставът на въглищата, в зависимост от вида им, включва
различно количество влага и различни минерали.
Въглеводородите се срещат естествено не само в изкопаемите горива, но и в
в някои материали от биологичен произход. Естествен каучук
е пример за естествен въглеводороден полимер. молекула каучук
се състои от хиляди структурни единици, представляващи метил бута-1,3-диен
(изопрен);
Естествен каучук.Приблизително 90% естествен каучук, който
в момента се добива по целия свят, получен от Бразилия
каучуково дърво Hevea brasiliensis, култивирано главно в
екваториалните страни на Азия. Сокът от това дърво, който е латекс
(колоиден воден разтвор на полимер), събран от разрези, направени с нож
кора Латексът съдържа приблизително 30% каучук. Малките му парченца
суспендиран във вода. Сокът се излива в алуминиеви съдове, където се добавя киселина,
причинявайки коагулация на гумата.
Много други природни съединения също съдържат изопренови структури.
фрагменти. Например лимоненът съдържа две изопренови единици. Лимонен
е основният интегрална частмасла, извлечени от цитрусови кори,
като лимони и портокали. Тази връзка принадлежи към класа връзки
наречени терпени. Терпените съдържат 10 въглеродни атома (C) в своите молекули
10-съединения) и включват два изопренови фрагмента, свързани един с друг
един друг последователно („глава до опашка“). Съединения с четири изопрен
фрагменти (С 20 съединения) се наричат дитерпени, а с шест
изопренови фрагменти - тритерпени (С 30 съединения). сквален,
който се съдържа в маслото от черен дроб на акула е тритерпен.
Тетратерпените (С 40 съединения) съдържат осем изопрен
фрагменти. Тетратерпените се намират в пигменти на растителни и животински мазнини
произход. Цветът им се дължи на наличието на дълга конюгатна система
двойни връзки. Например β-каротинът е отговорен за характерния оранжев цвят
оцветяване на моркови.
Технология за преработка на нефт и въглища
В края на 19в. Под влияние на напредъка в областта на топлоенергетиката, транспорта, машиностроенето, военната и редица други индустрии, търсенето се увеличи неизмеримо и възникна спешна нужда от нови видове горива и химически продукти.
По това време се ражда и бързо се развива нефтопреработвателната индустрия. Огромен тласък за развитието на нефтопреработвателната промишленост даде изобретяването и бързото разпространение на двигателя с вътрешно горене, работещ с петролни продукти. Интензивно се развива и технологията за преработка на въглища, които не само служат като един от основните видове гориво, но, което е особено важно, се превърнаха в необходима суровина за химическата промишленост през разглеждания период. Основна роля в този въпрос принадлежи на коксохимията. Коксовите заводи, които преди това доставяха кокс за желязната и стоманодобивната промишленост, се превърнаха в коксохимически предприятия, които също произвеждаха редица ценни химически продукти: коксов газ, суров бензол, каменовъглен катран и амоняк.
Въз основа на продуктите от преработката на нефт и въглища започва да се развива производството на синтетични органични вещества и материали. Те се използват широко като суровини и полуфабрикати в различни отрасли на химическата промишленост.
Билет №10
Трябва да се отбележи, че въглеводородите са широко разпространени в природата. Повечето органични вещества се получават от естествени източници. В процеса на синтез на органични съединения като суровини се използват природни и съпътстващи газове, въглища и кафяви въглища, нефт, торф, продукти от животински и растителен произход.
Природни източници на въглеводороди: природни газове.
Природните газове са природни смеси от въглеводороди с различна структура и някои газови примеси (сероводород, водород, въглероден диоксид), които запълват скалите в земната кора. Тези съединения се образуват в резултат на хидролизата на органични вещества на голяма дълбочина в Земята. Те се намират в свободно състояние под формата на огромни натрупвания - газ, газов кондензат и нефтени и газови находища.
Основният структурен компонент на горими природни газовее CH4 (метан - 98%), C₂H6 (етан - 4,5%), пропан (C3H₈ - 1,7%), бутан (C4H10 - 0,8%), пентан (C5H12 - 0,6%). Свързаният нефтен газ е част от нефта в разтворено състояние и се освобождава от него поради намаляване на налягането, когато нефтът се издига на повърхността. В газови и нефтени находища един тон нефт съдържа от 30 до 300 кв. м газ. Естествените източници на въглеводороди са ценно гориво и суровини за индустрията за органичен синтез. Газът се доставя в газопреработвателни заводи, където може да бъде преработен (нефт, нискотемпературна адсорбция, кондензация и ректификация). Той е разделен на отделни компоненти, всеки от които се използва за определени цели. Например от метан синтез газ, който е основната суровина за производството на други въглеводороди, ацетилен, метанол, метанал, хлороформ.
Естествени източници на въглеводороди: нефт.
Нефтът е сложна смес, която се състои предимно от нафтенови, парафинови и ароматни въглеводороди. Съставът на маслото включва асфалтово-смолисти вещества, моно- и дисулфиди, меркаптани, тиофен, тиофан, сероводород, пиперидин, пиридин и неговите хомолози, както и други вещества. На базата на продуктите чрез методи на нефтохимичен синтез се получават повече от 3000 различни продукта, вкл. етилен, бензен, пропилей, дихлороетан, винилхлорид, стирен, етанол, изопропанол, бутилени, различни пластмаси, химически влакна, багрила, детергенти, лекарства, експлозиви и др.
Торфът е седиментна скала от растителен произход. Това вещество се използва като гориво (главно за топлоелектрически централи), химически суровини (за синтеза на много органични вещества), антисептична постеля във ферми, особено в птицеферми, и компонент на торове за градинарство и полево отглеждане.
Естествени източници на въглеводороди: ксилема или дърво.
Ксилема - тъкан висши растения, по която вода и разтворен хранителни веществаидват от коренището на системата до листата, както и други органи на растението. Състои се от клетки с втвърдена обвивка, които имат съдова проводна система. В зависимост от вида на дървесината съдържа различно количество пектинови вещества и минерални съединения (предимно калциеви соли), липиди и етерични масла. Дървото се използва като гориво, от него могат да се синтезират метилов алкохол, ацетатна киселина, целулоза и други вещества. Някои видове дървесина се използват за производство на багрила (сандалово дърво, дървен материал), танини (дъб), смоли и балсами (кедър, бор, смърч), алкалоиди (растения от семействата нощница, мак, лютикови и чадърникови). Някои алкалоиди се използват като лекарства(хитин, кофеин), хербициди (анабазин), инсектициди (никотин).
– състои се (основно) от метан и (в по-малки количества) неговите най-близки хомолози - етан, пропан, бутан, пентан, хексан и др.; наблюдавани в свързания нефтен газ, т.е. природен газ, открит в природата над нефт или разтворен в него под налягане.
Масло
е маслена запалима течност, състояща се от алкани, циклоалкани, арени (преобладаващи), както и съединения, съдържащи кислород, азот и сяра.
Въглища
– твърдо гориво минерално от органичен произход. Съдържа малко графит и много сложни циклични съединения, включително елементите C, H, O, N и S. Срещат се антрацит (почти безводен), въглища (-4% влага) и кафяви въглища (50-60% влага). Използвайки метода на коксуване, въглищата се превръщат във въглеводороди (газообразни, течни и твърди) и кокс (сравнително чист графит).
Коксуване на въглища
Нагряването на въглища без достъп на въздух до 900-1050 ° C води до тяхното термично разлагане с образуването на летливи продукти (въглищен катран, амонячна вода и коксов газ) и твърд остатък - кокс.
Основни продукти: кокс - 96-98% въглерод; коксов газ -60% водород, 25% метан, 7% въглероден окис (II) и др.
Странични продукти: въглищен катран (бензен, толуен), амоняк (от коксов газ) и др.
Рафиниране на нефт чрез ректификационен метод
Предварително рафинираното масло се подлага на атмосферна (или вакуумна) дестилация на фракции с определени диапазони на точка на кипене в непрекъснати дестилационни колони.
Основни продукти: лек и тежък бензин, керосин, газьол, смазочни масла, мазут, катран.
Рафиниране на нефт чрез каталитичен крекинг
Суровини: висококипящи маслени фракции (керосин, газьол и др.)
Спомагателни материали: катализатори (модифицирани алумосиликати).
Основен химичен процес: при температура 500-600 °C и налягане 5·10 5 Pa въглеводородните молекули се разделят на по-малки молекули, каталитичният крекинг се придружава от реакции на ароматизация, изомеризация и алкилиране.
Продукти: смес от нискокипящи въглеводороди (горива, суровини за нефтохимия).
C 16. H 34 → C 8 H 18 + C 8 H 16
C 8 H 18 → C 4 H 10 + C 4 H 8
C 4 H 10 → C 2 H 6 + C 2 H 4
