Нефть, на газ і продукти їх переработки

Нефть й освоєно основні її переработки.

Нафта — масляниста рідина темно-бурого чи вводити майже чорного кольору, з характерним запахом. Вона легше води (щільність 0,73…0,97 г/см3), у питній воді практично нерастворима.

По складу нафту — складна суміш вуглеводнів різної молекулярної маси, переважно рідких (у яких растворены тверді і газоподібні вуглеводні). Зазвичай це вуглеводні парафінові, циклоалканы, ароматні, співвідношення що у нефтях різних родовищ коливається в межах. Крім вуглеводнів нафту містить кисневі, сірчисті і азотисті органічні соединения.

Вогка нафту звичайно застосовується. Для отримання з нафти технічно цінних продуктів її піддають переработке.

Первинна переробка залежить від її перегонці. Перегонку виробляють на нафтопереробних заводах після відділення попутних газів. При перегонці нафти отримують світлі нафтопродукти: бензин (т. стосів. від 40 до 150… 200°С), нафта (т. стосів. 120…240°С), гас (т. стосів. 150…300 °З), газойль—соляровое олію (т. стосів. вище 300 °З), а залишку — в’язку чорну рідина мазут. Мазут піддають подальшої переробці. Його переганяють під зменшеним тиском (щоб запобігти розкладання) і виділяють мастила: веретенное, машинне, цилиндровое та інших. З мазуту деяких сортів нафти виділяють вазелін і парафін. Залишок мазуту після отгонки називають нафтовим пеком чи гудроном.

Продукти перегонки нафти мають різне застосування. Бензин у великих кількостях використовують як авіаційне і автомобільне паливо. Вона складається зазвичай з вуглеводнів, які у молекулах загалом від 5 до 9 атомів углерода.

Нафта служить паливом для дизельних двигунів, і навіть розчинником в лакофарбової промисловості. Великі кількості його переробляють в бензин.

Гас застосовують як пальне для реактивних і тракторних двигунів, і навіть для побутових потреб. Він з вуглеводнів, які у молекулах загалом від 9 до 16 атомів углерода.

Соляровое олію використовують як моторне паливо, а мастила — для мастила механизмов.

Вазелін використав медицині. Він з суміші рідких i твердих углеводородов.

Парафін застосовують щоб одержати вищих карбонових кислот, для просочення деревини у виробництві сірників і олівців, виготовлення свічок, гуталіну тощо. Він з суміші твердих углеводородов.

Гудрон — нелетучая темна маса, після часткового окислення його застосовують щоб одержати асфальта.

Мазут крім переробки на мастила і бензин використав ролі котельного рідкого топлива.

При вторинних методах переробки неф-т й відбувається зміна структури вуглеводнів, які входять у її складу. Серед цих методів велике значення має тут тріщання (розщеплення) вуглеводнів нафти, проведений для підвищення виходу бензина.

Термічний тріщання проводиться при нагріванні вихідного сировини (мазуту та інших.) за нормальної температури 450…550 °З повагою та тиску 2…7 МПа. У цьому молекули вуглеводнів з великою кількістю атомів вуглецю розщеплюються на молекули з меншою кількістю атомів як граничних, і непредельных вуглеводнів. Например:

[pic].

У такий спосіб отримують переважно автомобільний бензин. Вихід його з нафти сягає 70%. Термічний тріщання відкритий російським інженером В. Г. Шуховым в 1891 г.

Каталітичний тріщання виробляється у присутності каталізаторів (зазвичай алюмосиликатов) при 450 °З повагою та атмосферному тиску. В такий спосіб отримують авіаційний бензин після виходу до 80%. Такому виду крекінгу піддається переважно гасова і газойлевая фракції нафти. При каталітичному крекінгу поруч із реакціями розщеплення протікають реакції ізомеризації. Через війну останніх утворюються граничні вуглеводні з розгалуженою вуглецевим скелетом молекул, що покращує якість бензина.

Важливим каталітичним процесом є ароматизация вуглеводнів, т. е. перетворення парафінів і циклопарафинов в ароматні вуглеводні. При нагріванні важких фракцій нафтопродуктів на присутності каталізатора (платини чи молібдену) вуглеводні, містять 6…8 атомів вуглецю в молекулі, перетворюються на ароматні вуглеводні. Ці процеси протікають при риформінгу (облагороджування бензинов).

При крекинг-процессах утворюється велика кількість газів (гази крекінгу), які містять переважно граничні і непредельные вуглеводні. Ці гази використовують як сировини для хімічної промышленности.

При температурах 700…1000 °З проводять піроліз (термічне розкладання) нафтопродуктів, у результаті якого отримують переважно легкі алкены — етилен, пропілен та інших. і ароматні вуглеводні. При піролізі можливо перебіг наступних реакций:

[pic].

Заради покращання властивостей бензинових фракцій нафти вони піддаються каталитическому риформингу, який проводять присутності каталізаторів з платини чи платини і ренію. При каталітичному риформінгу бензинів відбувається освіту ароматичних з'єднання з алканов, например:

[pic].

Циклоалканы перетворюються на ароматичні сполуки, піддаються ізомеризації, гидрированию, например

[pic].

Ароматичні вуглеводні втрачають при риформінгу бічні ланцюга, например

[pic].

Останніми роками (поряд зі збільшенням вироблення палива й масел) вуглеводні нафти широко використовують як джерело хімічного сировини. В різні способи їх отримують речовини, необхідних виробництва пластмас, синтетичного текстильного волокна, синтетичного каучуку, спиртів, кислот, синтетичних мийних засобів, вибухових речовин, отрутохімікатів, синтетичних жирів і т.д.

Природные гази та його использование.

Природні гази, нафту й війни кам’яне вугілля — основні джерела вуглеводнів. По запасам газу перше місце світі належить нашій країні, де відоме понад 200 месторождений.

У природному газі містяться вуглеводні з низькою відносної молекулярної масою. Вона має наступний приблизний склад (за обсягом): 80…90% метану, 2…3% його найближчих гомологов — етана, пропану, бутану і невеличке зміст домішок — сірководню, азоту, шляхетних газів, оксиду вуглецю (IV) і водяної пари. Приміром, газ Ставропольського родовища містить 97,7% метану і 2,3% інших газів, газ Саратовського месторождения—93,4% метану, 3,6% етана, пропану, бутану і трьох% негорючих газов.

До природним газам належить і звані попутні гази, які зазвичай растворены не в нафті і виділяються у її видобутку. У попутних газах міститься менше метану, але мені більше етана, пропану, бутану та вищих вуглеводнів. З іншого боку, у яких є у основному самі домішки, що та інших природних газах, які пов’язані з покладами нафти, саме: сірководень, азот, шляхетні гази, пари води, вуглекислий газ.

Раніше попутні гази не знаходили застосування і за видобутку нафти і спалювалися факельним способом. Нині їх прагнуть вловлювати і використовувати як у вигляді палива, і головним чином ролі цінного хімічного сировини. З попутних газів, і навіть газів крекінгу нафти шляхом перегонки при низьких температурах отримують індивідуальні вуглеводні. З пропану і бутану шляхом дегидрирования отримують непредельные вуглеводні — пропілен, бутилен і бутадиен, із яких потім синтезують каучуки і пластмассы.

Природний газ широко використовують як дешеве пальне з високої теплотворної здатністю (під час спалювання 1 м³ виділяється до 54 400 кДж). Це одну з найкращих видів палива для побутових й управління промислових потреб. З іншого боку, природного газу служить цінним сировиною для хімічної промышленности.

Розроблено багато способів переробки природних газів. Головне завдання цієї переробки — перетворення граничних вуглеводнів на більш активні — непредельные, які потім переводять їх у синтетичні полімери (каучук, пластмаси). З іншого боку, окисленням вуглеводнів отримують органічні кислоти, спирти та інші продукты.

Останніми роками значно зросла виробництво газів шляхом переробки кам’яних вугілля, торфу і сланців. Вугілля, як і і природні гази і, є джерелом енергії і цінним хімічним сырьем.

Основний метод переробки кам’яного вугілля — коксування (суха перегонка). При коксовании (нагріванні до 1000…1200°С без доступу повітря) одержують різноманітні продукти: кокс, кам’яновугільна смола, аміачна вода і коксовий газ. Приблизний їх склад косового газу: 60% водню, 25% метану, 5% оксиду вуглецю (II), 4% азоту, 2% оксиду азоту (IV), 2% етилену і 2% інших газов.

Коксовий газ застосовують для обігрівання коксових печей (при згорянні 1 м³ виділяється 18 000 кДж), але переважно його піддають хімічної переробці. Так, потім із нього виділяють водень для синтезу аміаку, використовуваного потім щоб одержати азотних удобрений.

Кам’яновугільна смола є джерелом ароматичних вуглеводнів. Її піддають ректифікаційної перегонці й отримують бензол, толуолу, ксилол, нафталін, і навіть феноли, азотомісткі з'єднання заліза і ін. Пік — густа чорна маса, що залишилося після перегонки смоли, використовують із приготування електродів і покрівельного толя.

———————————- Ковчегин Ігор 11б.