ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΥΔΡΟΑΝΘΡΑΚΩΝ

Οι υδρογονάνθρακες είναι όλοι τόσο διαφορετικοί -
Υγρό, στερεό και αέριο.
Γιατί υπάρχουν τόσα πολλά από αυτά στη φύση;
Είναι ακόρεστος άνθρακας.

Πράγματι, αυτό το στοιχείο, όπως κανένα άλλο, δεν είναι «ακόρεστο»: προσπαθεί να σχηματίσει αλυσίδες, ευθείες και διακλαδισμένες, μετά δακτυλίους και μετά πλέγματα από ένα πλήθος ατόμων του. Εξ ου και οι πολλές ενώσεις ατόμων άνθρακα και υδρογόνου.

Οι υδρογονάνθρακες είναι και φυσικό αέριο - μεθάνιο, και ένα άλλο οικιακό εύφλεκτο αέριο, το οποίο είναι γεμάτο με κυλίνδρους - προπάνιο C 3 H 8. Οι υδρογονάνθρακες είναι το πετρέλαιο, η βενζίνη και η κηροζίνη. Και επίσης - ένας οργανικός διαλύτης C 6 H 6, παραφίνη, από την οποία κατασκευάζονται τα κεριά της Πρωτοχρονιάς, βαζελίνη από ένα φαρμακείο και ακόμη και μια πλαστική σακούλα για τη συσκευασία τροφίμων ...

Οι πιο σημαντικές φυσικές πηγές υδρογονανθράκων είναι τα ορυκτά - άνθρακας, πετρέλαιο, φυσικό αέριο.

ΚΑΡΒΟΥΝΟ

Πιο γνωστό σε όλο τον κόσμο 36 χίλιαλεκάνες και κοιτάσματα άνθρακα, που μαζί καταλαμβάνουν 15% εδάφη του πλανήτη. Τα κοιτάσματα άνθρακα μπορούν να εκτείνονται για χιλιάδες χιλιόμετρα. Συνολικά, τα γενικά γεωλογικά αποθέματα άνθρακα στον πλανήτη είναι 5 τρισ 500 δισεκατομμύρια τόνους, συμπεριλαμβανομένων των εξερευνημένων κοιτασμάτων - 1 τρισ 750 δισεκατομμύρια τόνους.

Υπάρχουν τρεις κύριοι τύποι ορυκτών άνθρακα. Όταν καίγεται καφές άνθρακας, ανθρακίτης, η φλόγα είναι αόρατη, η καύση είναι χωρίς καπνό και ο άνθρακας κάνει ένα δυνατό ράγισμα όταν καίγεται.

Ανθρακίτηςείναι ο αρχαιότερος απολιθωμένος άνθρακας. Διαφέρει σε μεγάλη πυκνότητα και γυαλάδα. Περιέχει έως 95% άνθρακας.

Κάρβουνο- περιέχει έως 99% άνθρακας. Από όλα τα ορυκτά κάρβουνα, είναι ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος.

Λιγνίτης- περιέχει έως 72% άνθρακας. Έχει καφέ χρώμα. Ως ο νεότερος απολιθωμένος άνθρακας, συχνά διατηρεί ίχνη της δομής του δέντρου από το οποίο σχηματίστηκε. Διαφέρει σε υψηλή υγροσκοπικότητα και υψηλή περιεκτικότητα σε τέφρα ( από 7% σε 38%),Ως εκ τούτου, χρησιμοποιείται μόνο ως τοπικό καύσιμο και ως πρώτη ύλη για χημική επεξεργασία. Συγκεκριμένα, πολύτιμοι τύποι υγρών καυσίμων λαμβάνονται με υδρογόνωση: βενζίνη και κηροζίνη.

Ο άνθρακας είναι το κύριο συστατικό του άνθρακα 99% ), καφέ άνθρακα ( έως 72%). Η προέλευση της ονομασίας άνθρακας, δηλαδή «άνθρακας που φέρει». Ομοίως, η λατινική ονομασία «carboneum» στη βάση περιέχει τη ρίζα carbo-coal.

Όπως το πετρέλαιο, ο άνθρακας περιέχει ένας μεγάλος αριθμός απόοργανικές ουσίες. Εκτός από οργανικές ουσίες, περιλαμβάνει και ανόργανες ουσίες, όπως νερό, αμμωνία, υδρόθειο και, φυσικά, τον ίδιο τον άνθρακα - άνθρακα. Ένας από τους κύριους τρόπους επεξεργασίας του άνθρακα είναι η οπτανθρακοποίηση - φρύξη χωρίς πρόσβαση αέρα. Ως αποτέλεσμα της οπτανθρακοποίησης, η οποία πραγματοποιείται σε θερμοκρασία 1000 0 C, σχηματίζεται το εξής:

αέριο φούρνου οπτάνθρακα- αποτελείται από υδρογόνο, μεθάνιο, μονοξείδιο του άνθρακα και διοξείδιο του άνθρακα, ακαθαρσίες αμμωνίας, αζώτου και άλλων αερίων.

Λιθανθρακόπισσα - περιέχει αρκετές εκατοντάδες διαφορετικές οργανικές ουσίες, συμπεριλαμβανομένου του βενζολίου και των ομολόγων του, φαινόλης και αρωματικών αλκοολών, ναφθαλίνη και διάφορες ετεροκυκλικές ενώσεις.

Τοπ-πίσσα ή νερό αμμωνίας - που περιέχει, όπως υποδηλώνει το όνομα, διαλυμένη αμμωνία, καθώς και φαινόλη, υδρόθειο και άλλες ουσίες.

Κοκ– στερεό υπόλειμμα οπτάνθρακα, πρακτικά καθαρός άνθρακας.

Ο οπτάνθρακας χρησιμοποιείται στην παραγωγή σιδήρου και χάλυβα, η αμμωνία χρησιμοποιείται στην παραγωγή αζώτου και συνδυασμένων λιπασμάτων και η σημασία των οργανικών προϊόντων οπτανθρακοποίησης δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί. Ποια είναι η γεωγραφία κατανομής αυτού του ορυκτού;

Το κύριο μέρος των πόρων άνθρακα πέφτει στο βόρειο ημισφαίριο - Ασία, Βόρεια Αμερική, Ευρασία. Ποιες χώρες ξεχωρίζουν σε αποθέματα και παραγωγή άνθρακα;

Κίνα, ΗΠΑ, Ινδία, Αυστραλία, Ρωσία.

Οι χώρες είναι οι κύριοι εξαγωγείς άνθρακα.

ΗΠΑ, Αυστραλία, Ρωσία, Νότια Αφρική.

κύρια εισαγωγικά κέντρα.

Ιαπωνία, Υπερπόντια Ευρώπη.

Είναι ένα πολύ περιβαλλοντικά βρώμικο καύσιμο. Εκρήξεις και πυρκαγιές μεθανίου συμβαίνουν κατά την εξόρυξη άνθρακα και προκύπτουν ορισμένα περιβαλλοντικά προβλήματα.

Μόλυνση του περιβάλλοντος - πρόκειται για οποιαδήποτε ανεπιθύμητη αλλαγή στην κατάσταση αυτού του περιβάλλοντος ως αποτέλεσμα ανθρώπινων δραστηριοτήτων. Αυτό συμβαίνει και στο mining. Φανταστείτε μια κατάσταση σε μια περιοχή εξόρυξης άνθρακα. Μαζί με τον άνθρακα, μια τεράστια ποσότητα απορριμμάτων πετρωμάτων ανεβαίνει στην επιφάνεια, η οποία, ως περιττή, απλώς στέλνεται σε χωματερές. Σταδιακά σχηματίστηκε σωρούς απορριμμάτων- τεράστια, ύψους δεκάδων μέτρων, κωνικά βουνά από άχρηστα πετρώματα, που αλλοιώνουν την όψη του φυσικού τοπίου. Και όλος ο άνθρακας που βγαίνει στην επιφάνεια θα εξαχθεί αναγκαστικά στον καταναλωτή; Φυσικά και όχι. Άλλωστε η διαδικασία δεν είναι ερμητική. Μια τεράστια ποσότητα σκόνης άνθρακα εγκαθίσταται στην επιφάνεια της γης. Ως αποτέλεσμα, η σύνθεση των εδαφών και των υπόγειων υδάτων αλλάζει, κάτι που αναπόφευκτα θα επηρεάσει το ζώο και φυτικό κόσμοπεριοχή.

Ο άνθρακας περιέχει ραδιενεργό άνθρακα - C, αλλά μετά την καύση του καυσίμου, η επικίνδυνη ουσία, μαζί με τον καπνό, εισέρχεται στον αέρα, το νερό, το έδαφος και ψήνεται σε σκωρία ή τέφρα, η οποία χρησιμοποιείται για την παραγωγή οικοδομικών υλικών. Ως αποτέλεσμα, στα κτίρια κατοικιών, οι τοίχοι και οι οροφές «λάμπουν» και αποτελούν απειλή για την ανθρώπινη υγεία.

ΛΑΔΙ

Το λάδι είναι γνωστό στην ανθρωπότητα από την αρχαιότητα. Στις όχθες του Ευφράτη εξορύχθηκε

6-7 χιλιάδες χρόνια π.Χ ε . Χρησιμοποιήθηκε για το φωτισμό κατοικιών, για την παρασκευή κονιαμάτων, ως φάρμακα και αλοιφές και για ταρίχευση. Το πετρέλαιο στον αρχαίο κόσμο ήταν ένα τρομερό όπλο: πύρινα ποτάμια χύνονταν στα κεφάλια εκείνων που εισέβαλαν στα τείχη του φρουρίου, και καίγοντας βέλη βουτηγμένα σε λάδι πετούσαν στις πολιορκημένες πόλεις. Το πετρέλαιο ήταν αναπόσπαστο μέρος του εμπρηστικού παράγοντα που έμεινε στην ιστορία με το όνομα «Ελληνική φωτιά»Στο Μεσαίωνα χρησιμοποιήθηκε κυρίως για φωτισμό δρόμων.

Περισσότερες από 600 λεκάνες πετρελαίου και φυσικού αερίου έχουν εξερευνηθεί, 450 αναπτύσσονται , και ο συνολικός αριθμός των κοιτασμάτων πετρελαίου φτάνει τις 50 χιλιάδες.

Διακρίνετε το ελαφρύ και το βαρύ λάδι. Το ελαφρύ λάδι εξάγεται από το υπέδαφος με αντλίες ή με τη μέθοδο της βρύσης. Κυρίως η βενζίνη και η κηροζίνη παρασκευάζονται από τέτοιο λάδι. Μερικές φορές εξάγονται βαριές ποιότητες λαδιού ακόμη και με τη μέθοδο του ορυχείου (στη Δημοκρατία της Κόμι) και από αυτό παρασκευάζεται άσφαλτος, μαζούτ και διάφορα λάδια.

Το λάδι είναι το πιο ευέλικτο καύσιμο, με πολλές θερμίδες. Η εξόρυξή του είναι σχετικά απλή και φθηνή, γιατί κατά την εξόρυξη πετρελαίου δεν χρειάζεται να κατεβάζουμε ανθρώπους κάτω από τη γη. Η μεταφορά πετρελαίου μέσω αγωγών δεν είναι μεγάλο πρόβλημα. Το κύριο μειονέκτημα αυτού του τύπου καυσίμου είναι η χαμηλή διαθεσιμότητα πόρων (περίπου 50 χρόνια ) . Τα γενικά γεωλογικά αποθέματα ανέρχονται σε 500 δισεκατομμύρια τόνους, συμπεριλαμβανομένων των 140 δισεκατομμυρίων τόνων που έχουν εξερευνηθεί .

ΣΕ 2007 Ρώσοι επιστήμονες απέδειξαν στην παγκόσμια κοινότητα ότι οι υποθαλάσσιες κορυφογραμμές του Lomonosov και του Mendeleev, που βρίσκονται στον Αρκτικό Ωκεανό, αποτελούν ράφι της ηπειρωτικής χώρας και επομένως ανήκουν στη Ρωσική Ομοσπονδία. Ο δάσκαλος χημείας θα πει για τη σύνθεση του λαδιού, τις ιδιότητές του.

Το λάδι είναι μια «δέσμη ενέργειας». Με μόνο 1 ml από αυτό, μπορείτε να ζεστάνετε έναν ολόκληρο κουβά νερό κατά ένα βαθμό και για να βράσετε ένα σαμοβάρι κουβά, χρειάζεστε λιγότερο από μισό ποτήρι λάδι. Όσον αφορά τη συγκέντρωση ενέργειας ανά μονάδα όγκου, το λάδι κατέχει την πρώτη θέση μεταξύ των φυσικών ουσιών. Ακόμη και τα ραδιενεργά μεταλλεύματα δεν μπορούν να το ανταγωνιστούν από αυτή την άποψη, καθώς η περιεκτικότητα σε ραδιενεργές ουσίες σε αυτά είναι τόσο μικρή που μπορεί να εξαχθεί 1 mg. πυρηνικά καύσιμα πρέπει να υποβάλλονται σε επεξεργασία τόνοι πετρωμάτων.

Το πετρέλαιο δεν είναι μόνο η βάση του συμπλέγματος καυσίμων και ενέργειας οποιουδήποτε κράτους.

Εδώ, τα περίφημα λόγια του D. I. Mendeleev είναι στη θέση τους «Η καύση λαδιού είναι ίδια με τη θέρμανση ενός φούρνου τραπεζογραμμάτια". Κάθε σταγόνα λαδιού περιέχει περισσότερα από 900 διάφορες χημικές ενώσεις, περισσότερα από τα μισά χημικά στοιχεία του Περιοδικού Πίνακα. Αυτό είναι πραγματικά ένα θαύμα της φύσης, η βάση της πετροχημικής βιομηχανίας. Περίπου το 90% του συνόλου του παραγόμενου λαδιού χρησιμοποιείται ως καύσιμο. Παρά “ κατέχω το 10%” , Η πετροχημική σύνθεση παρέχει πολλές χιλιάδες οργανικές ενώσεις που ικανοποιούν τις επείγουσες ανάγκες της σύγχρονης κοινωνίας. Δεν είναι περίεργο που οι άνθρωποι αποκαλούν με σεβασμό το πετρέλαιο «μαύρο χρυσό», «το αίμα της γης».

Το λάδι είναι ένα ελαιώδες σκούρο καφέ υγρό με κοκκινωπή ή πρασινωπή απόχρωση, μερικές φορές μαύρη, κόκκινη, μπλε ή ανοιχτή και ακόμη και διαφανές με χαρακτηριστική πικάντικη οσμή. Μερικές φορές το πετρέλαιο είναι λευκό ή άχρωμο, όπως το νερό (για παράδειγμα, στο πεδίο Surukhanskoye στο Αζερμπαϊτζάν, σε ορισμένα κοιτάσματα στην Αλγερία).

Η σύνθεση του λαδιού δεν είναι η ίδια. Αλλά όλα αυτά περιέχουν συνήθως τρεις τύπους υδρογονανθράκων - αλκάνια (κυρίως κανονική δομή), κυκλοαλκάνια και αρωματικούς υδρογονάνθρακες. Η αναλογία αυτών των υδρογονανθράκων στο πετρέλαιο διαφορετικών πεδίων είναι διαφορετική: για παράδειγμα, το πετρέλαιο Mangyshlak είναι πλούσιο σε αλκάνια και το πετρέλαιο στην περιοχή του Μπακού είναι πλούσιο σε κυκλοαλκάνια.

Τα κύρια αποθέματα πετρελαίου βρίσκονται στο βόρειο ημισφαίριο. Σύνολο 75 χώρες του κόσμου παράγουν πετρέλαιο, αλλά το 90% της παραγωγής του πέφτει στο μερίδιο μόνο 10 χωρών. Κοντά ? Τα παγκόσμια αποθέματα πετρελαίου βρίσκονται στις αναπτυσσόμενες χώρες. (Ο δάσκαλος καλεί και δείχνει στον χάρτη).

Κύριες χώρες παραγωγής:

Σαουδική Αραβία, ΗΠΑ, Ρωσία, Ιράν, Μεξικό.

Ταυτόχρονα περισσότερο 4/5 Η κατανάλωση πετρελαίου μειώνεται στο μερίδιο των οικονομικά ανεπτυγμένων χωρών, οι οποίες είναι οι κύριες χώρες εισαγωγής:

Ιαπωνία, Υπερπόντια Ευρώπη, ΗΠΑ.

Το λάδι στην ακατέργαστη μορφή του δεν χρησιμοποιείται πουθενά, αλλά χρησιμοποιούνται εξευγενισμένα προϊόντα.

Διύλιση πετρελαίου

Ένα σύγχρονο εργοστάσιο αποτελείται από έναν κλίβανο θέρμανσης πετρελαίου και μια στήλη απόσταξης όπου διαχωρίζεται το λάδι φατρίες -μεμονωμένα μείγματα υδρογονανθράκων ανάλογα με τα σημεία βρασμού τους: βενζίνη, νάφθα, κηροζίνη. Ο κλίβανος έχει ένα μακρύ σωλήνα κουλουριασμένο σε πηνίο. Ο κλίβανος θερμαίνεται από τα προϊόντα καύσης μαζούτ ή αερίου. Το λάδι τροφοδοτείται συνεχώς στο πηνίο: εκεί θερμαίνεται στους 320 - 350 0 C με τη μορφή μείγματος υγρού και ατμού και εισέρχεται στη στήλη απόσταξης. Η στήλη απόσταξης είναι μια χαλύβδινη κυλινδρική συσκευή με ύψος περίπου 40 μέτρα. Έχει μέσα αρκετές δεκάδες οριζόντια χωρίσματα με τρύπες - τις λεγόμενες πλάκες. Οι ατμοί λαδιού, εισερχόμενοι στη στήλη, ανεβαίνουν και περνούν μέσα από τις τρύπες στις πλάκες. Καθώς σταδιακά κρυώνουν καθώς κινούνται προς τα πάνω, υγροποιούνται μερικώς. Λιγότεροι πτητικοί υδρογονάνθρακες υγροποιούνται ήδη στις πρώτες πλάκες, σχηματίζοντας ένα κλάσμα πετρελαίου αερίου. Περισσότεροι πτητοί υδρογονάνθρακες συλλέγονται παραπάνω και σχηματίζουν ένα κλάσμα κηροζίνης. ακόμη υψηλότερο - κλάσμα νάφθας. Οι πιο πτητικές υδρογονάνθρακες φεύγουν από τη στήλη ως ατμοί και, μετά τη συμπύκνωση, σχηματίζουν βενζίνη. Μέρος της βενζίνης τροφοδοτείται πίσω στη στήλη για «άρδευση», γεγονός που συμβάλλει σε καλύτερο τρόπο λειτουργίας. (Εισαγωγή σε τετράδιο). Βενζίνη - περιέχει υδρογονάνθρακες C5 - C11, που βράζουν στην περιοχή από 40 0 ​​° C έως 200 0 C. νάφθα - περιέχει υδρογονάνθρακες C8 - C14 με σημείο βρασμού από 120 0 C έως 240 0 C, κηροζίνη - περιέχει υδρογονάνθρακες C12 - C18, που βράζουν σε θερμοκρασία 180 0 C έως 300 0 C. πετρέλαιο εσωτερικής καύσης - περιέχει υδρογονάνθρακες C13 - C15, αποσταγμένους σε θερμοκρασία 230 0 C έως 360 0 C. λιπαντικά - C16 - C28, βράζουμε σε θερμοκρασία 350 0 C και πάνω.

Μετά την απόσταξη ελαφρών προϊόντων από λάδι, παραμένει ένα παχύρρευστο μαύρο υγρό - μαζούτ. Είναι ένα πολύτιμο μείγμα υδρογονανθράκων. Τα λιπαντικά έλαια λαμβάνονται από το μαζούτ με πρόσθετη απόσταξη. Το μη αποσταγτικό μέρος του μαζούτ ονομάζεται πίσσα, το οποίο χρησιμοποιείται στις οικοδομές και στην πλακόστρωση δρόμων (Επίδειξη αποσπάσματος βίντεο). Το πιο πολύτιμο κλάσμα της άμεσης απόσταξης λαδιού είναι η βενζίνη. Ωστόσο, η απόδοση αυτού του κλάσματος δεν υπερβαίνει το 17-20% κατά βάρος του αργού πετρελαίου. Ανακύπτει το πρόβλημα: πώς να καλυφθούν οι συνεχώς αυξανόμενες ανάγκες της κοινωνίας σε καύσιμα αυτοκινήτου και αεροπορίας; Η λύση βρέθηκε στα τέλη του 19ου αιώνα από έναν Ρώσο μηχανικό Βλαντιμίρ Γκριγκόριεβιτς Σούχοφ. ΣΕ 1891 έτος, πραγματοποίησε για πρώτη φορά μια βιομηχανική ράγισμακλάσμα κηροζίνης του πετρελαίου, το οποίο κατέστησε δυνατή την αύξηση της απόδοσης της βενζίνης στο 65-70% (υπολογιζόμενη ως αργό πετρέλαιο). Μόνο για την ανάπτυξη της διαδικασίας θερμικής πυρόλυσης των προϊόντων πετρελαίου, η ευγνώμων ανθρωπότητα έγραψε το όνομα αυτού του μοναδικού προσώπου στην ιστορία του πολιτισμού με χρυσά γράμματα.

Τα προϊόντα που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα της διόρθωσης λαδιού υπόκεινται σε χημική επεξεργασία, η οποία περιλαμβάνει μια σειρά από περίπλοκες διεργασίες, μία από αυτές είναι η πυρόλυση προϊόντων πετρελαίου (από το αγγλικό "Cracking"-splitting). Υπάρχουν διάφοροι τύποι πυρόλυσης: θερμική, καταλυτική, πυρόλυση υψηλής πίεσης, αναγωγή. Η θερμική πυρόλυση συνίσταται στη διάσπαση μορίων υδρογονανθράκων με μακριά αλυσίδα σε μικρότερες υπό την επίδραση υψηλής θερμοκρασίας (470-550 0 C). Κατά τη διαδικασία αυτής της διάσπασης, μαζί με τα αλκάνια, σχηματίζονται αλκένια:

Επί του παρόντος, η καταλυτική πυρόλυση είναι η πιο κοινή. Εκτελείται σε θερμοκρασία 450-500 0 C, αλλά σε υψηλότερη ταχύτητα και σας επιτρέπει να πάρετε βενζίνη υψηλότερης ποιότητας. Υπό τις συνθήκες της καταλυτικής πυρόλυσης, μαζί με τις αντιδράσεις διάσπασης, λαμβάνουν χώρα και αντιδράσεις ισομερισμού, δηλαδή η μετατροπή υδρογονανθράκων κανονικής δομής σε διακλαδισμένους υδρογονάνθρακες.

Ο ισομερισμός επηρεάζει την ποιότητα της βενζίνης, αφού η παρουσία διακλαδισμένων υδρογονανθράκων αυξάνει πολύ τον αριθμό οκτανίων της. Η πυρόλυση αναφέρεται στις λεγόμενες δευτερογενείς διεργασίες διύλισης πετρελαίου. Μια σειρά από άλλες καταλυτικές διεργασίες, όπως η αναμόρφωση, ταξινομούνται επίσης ως δευτερεύουσες. Μεταρρύθμιση- αυτός είναι ο αρωματισμός των βενζινών με θέρμανση με την παρουσία ενός καταλύτη, για παράδειγμα, πλατίνας. Κάτω από αυτές τις συνθήκες, τα αλκάνια και τα κυκλοαλκάνια μετατρέπονται σε αρωματικούς υδρογονάνθρακες, με αποτέλεσμα να αυξάνεται σημαντικά και ο αριθμός οκτανίων της βενζίνης.

Οικολογία και κοιτάσματα πετρελαίου

Για την πετροχημική παραγωγή, το πρόβλημα του περιβάλλοντος είναι ιδιαίτερα σημαντικό. Η παραγωγή πετρελαίου συνδέεται με το ενεργειακό κόστος και τη ρύπανση του περιβάλλοντος. Μια επικίνδυνη πηγή ρύπανσης των ωκεανών είναι η υπεράκτια παραγωγή πετρελαίου και οι ωκεανοί μολύνονται επίσης κατά τη μεταφορά πετρελαίου. Καθένας από εμάς έχει δει στην τηλεόραση τις συνέπειες των ατυχημάτων με πετρελαιοφόρα. Μαύρες ακτές καλυμμένες με λάδι, μαύρο σερφ, πνιχτά δελφίνια, Πουλιά των οποίων τα φτερά είναι σε παχύρρευστο μαζούτ, άνθρωποι με προστατευτικές στολές που μαζεύουν λάδι με φτυάρια και κουβάδες. Θα ήθελα να αναφέρω τα δεδομένα μιας σοβαρής περιβαλλοντικής καταστροφής που συνέβη στο στενό του Κερτς τον Νοέμβριο του 2007. 2.000 τόνοι προϊόντων πετρελαίου και περίπου 7.000 τόνοι θείου μπήκαν στο νερό. Το Tuzla Spit, που βρίσκεται στη διασταύρωση της Μαύρης και της Αζοφικής Θάλασσας, και το Chushka Spit υπέστησαν τα περισσότερα εξαιτίας της καταστροφής. Μετά το ατύχημα, το μαζούτ κατακάθισε στον πυθμένα, το οποίο σκότωσε ένα μικρό σε σχήμα κοχυλιού, την κύρια τροφή των κατοίκων της θάλασσας. Θα χρειαστούν 10 χρόνια για να αποκατασταθεί το οικοσύστημα. Περισσότερα από 15 χιλιάδες πουλιά πέθαναν. Ένα λίτρο λάδι, έχοντας πέσει στο νερό, απλώνεται στην επιφάνειά του σε σημεία 100 τ.μ. Το φιλμ λαδιού, αν και πολύ λεπτό, σχηματίζει ένα ανυπέρβλητο εμπόδιο στη διαδρομή του οξυγόνου από την ατμόσφαιρα στη στήλη του νερού. Ως αποτέλεσμα, το καθεστώς οξυγόνου και ο ωκεανός διαταράσσονται. "πνίγομαι".Το πλαγκτόν, που είναι η ραχοκοκαλιά της τροφικής αλυσίδας των ωκεανών, πεθαίνει. Επί του παρόντος, περίπου το 20% της έκτασης του Παγκόσμιου Ωκεανού καλύπτεται από πετρελαιοκηλίδες και η περιοχή που επηρεάζεται από την πετρελαϊκή ρύπανση αυξάνεται. Εκτός από το γεγονός ότι ο Παγκόσμιος Ωκεανός είναι καλυμμένος με ένα φιλμ λαδιού, μπορούμε να το παρατηρήσουμε και στην ξηρά. Για παράδειγμα, σε κοιτάσματα πετρελαίου Δυτική Σιβηρίαπερισσότερο πετρέλαιο χύνεται ετησίως από ό,τι μπορεί να χωρέσει το δεξαμενόπλοιο - έως και 20 εκατομμύρια τόνους. Περίπου το ήμισυ αυτού του πετρελαίου καταλήγει στο έδαφος ως αποτέλεσμα ατυχημάτων, το υπόλοιπο είναι «προγραμματισμένα» σιντριβάνια και διαρροές κατά την έναρξη λειτουργίας φρεατίων, τις εξερευνητικές γεωτρήσεις και τις επισκευές αγωγών. Η μεγαλύτερη περιοχή μολυσμένης από πετρέλαιο γης, σύμφωνα με την Επιτροπή για το Περιβάλλον της Αυτόνομης Περιφέρειας Yamalo-Nenets, πέφτει στην περιοχή Purovsky.

ΦΥΣΙΚΟ ΚΑΙ ΣΥΝΔΕΧΟΜΕΝΟ ΑΕΡΙΟ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ

Το φυσικό αέριο περιέχει υδρογονάνθρακες με χαμηλή μοριακό βάρος, τα κύρια συστατικά είναι μεθάνιο. Η περιεκτικότητά του στο αέριο διαφόρων πεδίων κυμαίνεται από 80% έως 97%. Εκτός από το μεθάνιο - αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο. Ανόργανο: άζωτο - 2%; CO2; H2O; H2S, ευγενή αέρια. Όταν καίγεται φυσικό αέριο, απελευθερώνεται πολλή θερμότητα.

Ως προς τις ιδιότητές του, το φυσικό αέριο ως καύσιμο ξεπερνά ακόμη και το πετρέλαιο, είναι πιο θερμιδικό. Αυτός είναι ο νεότερος κλάδος της βιομηχανίας καυσίμων. Το αέριο είναι ακόμα πιο εύκολο στην εξόρυξη και τη μεταφορά. Είναι το πιο οικονομικό από όλα τα καύσιμα. Είναι αλήθεια ότι υπάρχουν και μειονεκτήματα: η περίπλοκη διηπειρωτική μεταφορά φυσικού αερίου. Τα βυτιοφόρα - κοπριά μεθανίου, που μεταφέρουν αέριο σε υγροποιημένη κατάσταση, είναι εξαιρετικά περίπλοκες και ακριβές κατασκευές.

Χρησιμοποιείται ως: αποτελεσματικό καύσιμο, πρώτη ύλη στη χημική βιομηχανία, στην παραγωγή ακετυλενίου, αιθυλενίου, υδρογόνου, αιθάλης, πλαστικών, οξικού οξέος, βαφών, φαρμάκων κ.λπ. Το πετρελαϊκό αέριο περιέχει λιγότερο μεθάνιο, αλλά περισσότερο προπάνιο, βουτάνιο και άλλους υψηλότερους υδρογονάνθρακες. Πού παράγεται το αέριο;

Περισσότερες από 70 χώρες του κόσμου έχουν εμπορικά αποθέματα φυσικού αερίου. Επιπλέον, όπως και στην περίπτωση του πετρελαίου, οι αναπτυσσόμενες χώρες διαθέτουν πολύ μεγάλα αποθέματα. Όμως η παραγωγή φυσικού αερίου πραγματοποιείται κυρίως από ανεπτυγμένες χώρες. Έχουν ευκαιρίες να το χρησιμοποιήσουν ή έναν τρόπο να πουλήσουν φυσικό αέριο σε άλλες χώρες που βρίσκονται στην ίδια ήπειρο με αυτές. Το διεθνές εμπόριο φυσικού αερίου είναι λιγότερο ενεργό από το εμπόριο πετρελαίου. Περίπου το 15% του παγκόσμιου παραγόμενου φυσικού αερίου εισέρχεται στη διεθνή αγορά. Σχεδόν τα 2/3 της παγκόσμιας παραγωγής φυσικού αερίου παρέχονται από τη Ρωσία και τις ΗΠΑ. Αναμφίβολα, η κορυφαία περιοχή παραγωγής φυσικού αερίου όχι μόνο στη χώρα μας, αλλά και στον κόσμο είναι η Yamalo-Nenets αυτόνομη περιφέρειαόπου αυτή η βιομηχανία αναπτύσσεται εδώ και 30 χρόνια. Η πόλη μας Novy Urengoy αναγνωρίζεται δικαιωματικά ως η πρωτεύουσα του φυσικού αερίου. Τα μεγαλύτερα κοιτάσματα περιλαμβάνουν Urengoyskoye, Yamburgskoye, Medvezhye, Zapolyarnoye. Το πεδίο Urengoy περιλαμβάνεται στο βιβλίο των ρεκόρ Γκίνες. Τα αποθέματα και η παραγωγή του κοιτάσματος είναι μοναδικά. Τα εξερευνημένα αποθέματα ξεπερνούν τα 10 τρισ. m 3, 6 trln. m 3. Το 2008 η JSC "Gazprom" σχεδιάζει να παράγει 598 δισεκατομμύρια m 3 "μπλε χρυσού" στο κοίτασμα Urengoy.

Αέριο και οικολογία

Η ατέλεια της τεχνολογίας παραγωγής πετρελαίου και φυσικού αερίου, η μεταφορά τους προκαλεί τη συνεχή καύση του όγκου του αερίου στις θερμικές μονάδες των σταθμών συμπίεσης και σε φωτοβολίδες. Οι σταθμοί συμπίεσης αντιπροσωπεύουν περίπου το 30% αυτών των εκπομπών. Περίπου 450.000 τόνοι φυσικού και συναφούς αερίου καίγονται ετησίως σε εγκαταστάσεις φωτοβολίδων, ενώ περισσότεροι από 60.000 τόνοι ρύπων εισέρχονται στην ατμόσφαιρα.

Το πετρέλαιο, το φυσικό αέριο, ο άνθρακας είναι πολύτιμες πρώτες ύλες για τη χημική βιομηχανία. Στο άμεσο μέλλον θα βρουν αντικαταστάτη στο συγκρότημα καυσίμων και ενέργειας της χώρας μας. Επί του παρόντος, οι επιστήμονες αναζητούν τρόπους χρήσης ηλιακής και αιολικής ενέργειας, πυρηνικών καυσίμων προκειμένου να αντικαταστήσουν πλήρως το πετρέλαιο. Το υδρογόνο είναι το πιο υποσχόμενο καύσιμο του μέλλοντος. Η μείωση της χρήσης του πετρελαίου στη μηχανική θερμικής ενέργειας είναι ο δρόμος όχι μόνο για την πιο ορθολογική χρήση του, αλλά και για τη διατήρηση αυτής της πρώτης ύλης για τις μελλοντικές γενιές. Οι πρώτες ύλες υδρογονανθράκων θα πρέπει να χρησιμοποιούνται μόνο στη βιομηχανία μεταποίησης για την απόκτηση ποικιλίας προϊόντων. Δυστυχώς, η κατάσταση δεν αλλάζει ακόμη και έως και το 94% του παραγόμενου λαδιού χρησιμοποιείται ως καύσιμο. Ο D. I. Mendeleev είπε σοφά: «Η καύση λαδιού είναι το ίδιο με τη θέρμανση του φούρνου με τραπεζογραμμάτια».

Οι σημαντικότερες φυσικές πηγές υδρογονανθράκων είναι λάδι , φυσικό αέριο Και κάρβουνο . Σχηματίζουν πλούσια κοιτάσματα σε διάφορες περιοχές της Γης.

Προηγουμένως, τα εξαγόμενα φυσικά προϊόντα χρησιμοποιούνταν αποκλειστικά ως καύσιμο. Επί του παρόντος, έχουν αναπτυχθεί και χρησιμοποιούνται ευρέως μέθοδοι επεξεργασίας τους, οι οποίες καθιστούν δυνατή την απομόνωση πολύτιμων υδρογονανθράκων, οι οποίοι χρησιμοποιούνται τόσο ως καύσιμο υψηλής ποιότητας όσο και ως πρώτες ύλες για διάφορες οργανικές συνθέσεις. Επεξεργασία φυσικών πηγών πρώτων υλών πετροχημική βιομηχανία . Θα αναλύσουμε τις κύριες μεθόδους επεξεργασίας φυσικούς υδρογονάνθρακες.

Η πιο πολύτιμη πηγή φυσικών πρώτων υλών - λάδι . Είναι ένα ελαιώδες υγρό σκούρου καφέ ή μαύρου χρώματος με χαρακτηριστική οσμή, πρακτικά αδιάλυτο στο νερό. Η πυκνότητα του λαδιού είναι 0,73–0,97 g/cm3.Το πετρέλαιο είναι ένα σύνθετο μείγμα διαφόρων υγρών υδρογονανθράκων στο οποίο διαλύονται αέριοι και στερεοί υδρογονάνθρακες και η σύνθεση του πετρελαίου από διαφορετικά πεδία μπορεί να διαφέρει. Αλκάνια, κυκλοαλκάνια, αρωματικοί υδρογονάνθρακες, καθώς και οργανικές ενώσεις που περιέχουν οξυγόνο, θείο και άζωτο μπορούν να υπάρχουν σε διάφορες αναλογίες στη σύνθεση του ελαίου.

Το αργό πετρέλαιο πρακτικά δεν χρησιμοποιείται, αλλά υποβάλλεται σε επεξεργασία.

Διακρίνω πρωτογενής διύλιση πετρελαίου (απόσταξη ), δηλ. χωρίζοντας το σε κλάσματα με διαφορετικά σημεία βρασμού και ανακύκλωση (ράγισμα ), κατά την οποία αλλάζει η δομή των υδρογονανθράκων

dov που περιλαμβάνεται στη σύνθεσή του.

Πρωτογενής διύλιση λαδιούΒασίζεται στο γεγονός ότι το σημείο βρασμού των υδρογονανθράκων είναι όσο μεγαλύτερο, τόσο μεγαλύτερη είναι η μοριακή τους μάζα. Το λάδι περιέχει ενώσεις με σημεία βρασμού από 30 έως 550°C. Ως αποτέλεσμα της απόσταξης, το λάδι διαχωρίζεται σε κλάσματα που βράζουν σε διαφορετικές θερμοκρασίες και περιέχουν μείγματα υδρογονανθράκων με διαφορετικές μοριακή μάζα. Αυτά τα κλάσματα βρίσκουν ποικίλες χρήσεις (βλ. πίνακα 10.2).

Πίνακας 10.2. Προϊόντα πρωτογενούς διύλισης πετρελαίου.

Κλάσμα	Σημείο βρασμού, °C	Χημική ένωση	Εφαρμογή
Υγροποιημένο αέριο	<30	Υδρογονάνθρακες С 3 -С 4	Αέρια καύσιμα, πρώτες ύλες για τη χημική βιομηχανία
Βενζίνη	40-200	Υδρογονάνθρακες C 5 - C 9	Καύσιμα αεροσκαφών και αυτοκινήτων, διαλυτικό
Νέφτι	150-250	Υδρογονάνθρακες C 9 - C 12	Καύσιμο κινητήρα ντίζελ, διαλύτης
Πετρέλαιο	180-300	Υδρογονάνθρακες С 9 -С 16	Καύσιμο κινητήρα ντίζελ, οικιακό καύσιμο, καύσιμο φωτισμού
πετρέλαιο εσωτερικής καύσης	250-360	Υδρογονάνθρακες С 12 -С 35	Καύσιμο ντίζελ, πρώτη ύλη για καταλυτική πυρόλυση
καύσιμο	> 360	Υψηλότεροι υδρογονάνθρακες, ουσίες που περιέχουν O-, N-, S-, Me	Καύσιμο για λεβητοστάσια και βιομηχανικούς κλιβάνους, πρώτη ύλη για περαιτέρω απόσταξη

Το μερίδιο του μαζούτ αντιπροσωπεύει περίπου το ήμισυ της μάζας του πετρελαίου. Επομένως, υπόκειται και σε θερμική επεξεργασία. Για να αποφευχθεί η αποσύνθεση, το μαζούτ αποστάζεται υπό μειωμένη πίεση. Σε αυτή την περίπτωση, λαμβάνονται πολλά κλάσματα: υγροί υδρογονάνθρακες, οι οποίοι χρησιμοποιούνται ως λιπαντικά ; μείγμα υγρών και στερεών υδρογονανθράκων - αλοιφή εξ αποστάξεως πετρελαίου χρησιμοποιείται στην παρασκευή αλοιφών. μείγμα στερεών υδρογονανθράκων - παραφίνη , πηγαίνοντας στην παραγωγή βερνικιών παπουτσιών, κεριών, σπίρτων και μολυβιών, καθώς και για τον εμποτισμό ξύλου. μη πτητικό υπόλειμμα πίσσα χρησιμοποιείται για την παραγωγή πίσσας για δρόμους, κατασκευές και στέγες.

Διύλιση πετρελαίουπεριλαμβάνει χημικές αντιδράσεις που αλλάζουν τη σύσταση και χημική δομήυδρογονάνθρακες. Η ποικιλία του

ty - θερμική πυρόλυση, καταλυτική πυρόλυση, καταλυτική αναμόρφωση.

Θερμική πυρόλυσησυνήθως υποβάλλονται σε μαζούτ και άλλα κλάσματα βαρέος πετρελαίου. Σε θερμοκρασία 450–550°C και πίεση 2–7 MPa, ο μηχανισμός ελεύθερων ριζών διασπά τα μόρια υδρογονάνθρακα σε θραύσματα με μικρότερο αριθμό ατόμων άνθρακα και σχηματίζονται κορεσμένες και ακόρεστες ενώσεις:

C 16 N 34 ¾® C 8 N 18 + C 8 N 16

C 8 H 18 ¾® C 4 H 10 + C 4 H 8

Με αυτόν τον τρόπο λαμβάνεται βενζίνη αυτοκινήτου.

καταλυτική πυρόλυσηπραγματοποιείται παρουσία καταλυτών (συνήθως αργιλοπυριτικών) στο ατμοσφαιρική πίεσηκαι θερμοκρασία 550 - 600°C. Ταυτόχρονα, η βενζίνη των αερομεταφορών λαμβάνεται από κηροζίνη και κλάσματα πετρελαίου πετρελαίου.

Η διάσπαση των υδρογονανθράκων παρουσία αργιλοπυριτικών προχωρά σύμφωνα με τον ιοντικό μηχανισμό και συνοδεύεται από ισομερισμό, δηλ. ο σχηματισμός ενός μείγματος κορεσμένων και ακόρεστων υδρογονανθράκων με διακλαδισμένο σκελετό άνθρακα, για παράδειγμα:

CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3

Γάτα., t||

C 16 H 34 ¾¾® CH 3 -C -C-CH 3 + CH 3 -C \u003d C - CH-CH 3

καταλυτική αναμόρφωση διεξήχθη σε θερμοκρασία 470-540°C και πίεση 1-5 MPa χρησιμοποιώντας καταλύτες πλατίνας ή πλατίνας-ρηνίου που εναποτίθενται σε βάση ΑΙ2Ο3. Υπό αυτές τις συνθήκες, ο μετασχηματισμός των παραφινών και

κυκλοπαραφίνες πετρελαίου σε αρωματικούς υδρογονάνθρακες

Γάτα., t, p

¾¾¾¾® + 3H 2

Γάτα., t, p

C 6 H 14 ¾¾¾¾® + 4H 2

Οι καταλυτικές διεργασίες καθιστούν δυνατή την απόκτηση βενζίνης βελτιωμένης ποιότητας λόγω της υψηλής περιεκτικότητας σε διακλαδισμένους και αρωματικούς υδρογονάνθρακες σε αυτήν. Η ποιότητα της βενζίνης χαρακτηρίζεται από την βαθμολογία οκτανίων. Όσο περισσότερο συμπιέζεται το μείγμα καυσίμου και αέρα από τα έμβολα, τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς του κινητήρα. Ωστόσο, η συμπίεση μπορεί να πραγματοποιηθεί μόνο μέχρι ένα ορισμένο όριο, πάνω από το οποίο συμβαίνει έκρηξη (έκρηξη).

μείγμα αερίου, προκαλώντας υπερθέρμανση και πρόωρη φθορά του κινητήρα. Η χαμηλότερη αντίσταση στην έκρηξη σε κανονικές παραφίνες. Με μείωση του μήκους της αλυσίδας, αύξηση στη διακλάδωσή της και τον αριθμό των διπλών

ny συνδέσεις, αυξάνεται. έχει ιδιαίτερα υψηλή περιεκτικότητα σε αρωματικούς υδατάνθρακες.

πριν γεννήσει. Για να εκτιμηθεί η αντίσταση στην έκρηξη διαφόρων ποιοτήτων βενζίνης, συγκρίνονται με παρόμοιους δείκτες για ένα μείγμα ισοοκτάνιο Και n-επτάνιο με διαφορετική αναλογία εξαρτημάτων. ο αριθμός οκτανίου είναι ίσος με το ποσοστό ισοοκτανίου σε αυτό το μείγμα. Όσο μεγαλύτερη είναι, τόσο υψηλότερη είναι η ποιότητα της βενζίνης. Ο αριθμός οκτανίων μπορεί επίσης να αυξηθεί προσθέτοντας ειδικούς αντικρουστικούς παράγοντες, για παράδειγμα, τετρααιθυλο μόλυβδος Pb(C 2 H 5) 4 , ωστόσο, αυτή η βενζίνη και τα προϊόντα καύσης της είναι τοξικά.

Εκτός από τα υγρά καύσιμα, με καταλυτικές διεργασίες λαμβάνονται κατώτεροι αέριοι υδρογονάνθρακες, οι οποίοι στη συνέχεια χρησιμοποιούνται ως πρώτες ύλες για την οργανική σύνθεση.

Μια άλλη σημαντική φυσική πηγή υδρογονανθράκων, η σημασία της οποίας αυξάνεται συνεχώς - φυσικό αέριο. Περιέχει έως και 98% κατ' όγκο μεθάνιο, 2–3% κατ' όγκο. τα πλησιέστερα ομόλογά του, καθώς και ακαθαρσίες υδρόθειου, αζώτου, διοξειδίου του άνθρακα, ευγενών αερίων και νερού. Αέρια που απελευθερώνονται κατά την παραγωγή πετρελαίου ( πέρασμα ), περιέχουν λιγότερο μεθάνιο, αλλά περισσότερα από τα ομόλογά του.

Το φυσικό αέριο χρησιμοποιείται ως καύσιμο. Επιπλέον, μεμονωμένοι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες απομονώνονται από αυτό με απόσταξη, καθώς και αέριο σύνθεσης , που αποτελείται κυρίως από CO και υδρογόνο. χρησιμοποιούνται ως πρώτες ύλες για διάφορες οργανικές συνθέσεις.

ΣΕ μεγάλες ποσότητεςεξορύσσεται κάρβουνο - ανομοιογενές συμπαγές υλικό μαύρου ή γκρι-μαύρου χρώματος. Είναι ένα πολύπλοκο μείγμα από διάφορες μακρομοριακές ενώσεις.

Ο άνθρακας χρησιμοποιείται ως στερεό καύσιμο και υπόκειται επίσης σε οπτάνθρακα – ξηρή απόσταξη χωρίς πρόσβαση αέρα στους 1000-1200°C. Ως αποτέλεσμα αυτής της διαδικασίας σχηματίζονται: κοκ , ο οποίος είναι ένας λεπτώς διαιρεμένος γραφίτης και χρησιμοποιείται στη μεταλλουργία ως αναγωγικός παράγοντας. λιθανθρακόπισσα , το οποίο υποβάλλεται σε απόσταξη και λαμβάνονται αρωματικοί υδρογονάνθρακες (βενζόλιο, τολουόλιο, ξυλόλιο, φαινόλη κ.λπ.) και πίσσα , πηγαίνοντας στην προετοιμασία της στέγης στέγης? αμμωνιακό νερό Και αέριο φούρνου οπτάνθρακα που περιέχει περίπου 60% υδρογόνο και 25% μεθάνιο.

Έτσι, οι φυσικές πηγές υδρογονανθράκων παρέχουν

η χημική βιομηχανία με ποικίλες και σχετικά φθηνές πρώτες ύλες για οργανικές συνθέσεις, οι οποίες καθιστούν δυνατή τη λήψη πολυάριθμων οργανικών ενώσεων που δεν βρίσκονται στη φύση, αλλά είναι απαραίτητες για τον άνθρωπο.

Το γενικό σχήμα για τη χρήση φυσικών πρώτων υλών για την κύρια οργανική και πετροχημική σύνθεση μπορεί να αναπαρασταθεί ως εξής.

Arenas Syngas Acetylene AlkenesAlkanes

Βασική οργανική και πετροχημική σύνθεση

Έλεγχος εργασιών.

1222. Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της πρωτογενούς διύλισης λαδιού και της δευτερογενούς διύλισης;

1223. Ποιες ενώσεις καθορίζουν υψηλή ποιότηταβενζίνη?

1224. Προτείνετε μια μέθοδο που επιτρέπει, ξεκινώντας από το λάδι, να λαμβάνετε αιθυλική αλκοόλη.

Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα

Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.

Δημοσιεύτηκε στις http://www.allbest.ru/

ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΜΟΣΧΑΣ

ΝΟΤΙΟ ΑΝΑΤΟΛΙΚΟ ΕΠΑΡΧΕΙΟ

Μεσαίο ολοκληρωμένο σχολείο№506 με μια εις βάθος μελέτη των οικονομικών

ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ ΥΔΡΟΑΝΘΡΑΚΩΝ, ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΤΟΥΣ

Κοβτσέγκιν Ιγκόρ 11β

Tishchenko Vitaliy 11β

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ

1.1 Προέλευση ορυκτών καυσίμων

1.2 Πετρώματα αερίου και πετρελαίου

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΥΔΡΟΑΝΘΡΑΚΩΝ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. ΔΙΥΛΙΣΗ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ

4.1 Κλασματική απόσταξη

4.2 Ράγισμα

4.3 Μεταρρύθμιση

4.4 Αποθείωση

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΥΔΡΟΑΝΘΡΑΚΩΝ

5.1 Αλκάνια

5.2 Αλκένια

5.3 Αλκίνια

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 7. ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΙ ΚΥΡΙΕΣ ΤΑΣΕΙΣ ΣΤΗ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑ ΕΛΑΙΟΥ

ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΗΜΕΝΗΣ ΛΟΓΟΤΕΧΝΙΑΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1. ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ ΚΑΙ ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ

1 .1 Προέλευση ορυκτών καυσίμων

Οι πρώτες θεωρίες, που εξέταζαν τις αρχές που καθορίζουν την εμφάνιση κοιτασμάτων πετρελαίου, περιορίζονταν συνήθως κυρίως στο ερώτημα πού συσσωρεύεται. Ωστόσο, τα τελευταία 20 χρόνια έχει καταστεί σαφές ότι για να απαντηθεί αυτό το ερώτημα, είναι απαραίτητο να κατανοήσουμε γιατί, πότε και σε ποιες ποσότητες σχηματίστηκε λάδι σε μια συγκεκριμένη λεκάνη, καθώς και να κατανοήσουμε και να καθιερώσουμε τις διαδικασίες ως αποτέλεσμα της οποίας προήλθε, μετανάστευσε και συσσωρεύτηκε. Αυτές οι πληροφορίες είναι απαραίτητες για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας της εξερεύνησης πετρελαίου.

Ο σχηματισμός πόρων υδρογονανθράκων, σύμφωνα με τις σύγχρονες απόψεις, συνέβη ως αποτέλεσμα μιας πολύπλοκης αλληλουχίας γεωχημικών διεργασιών (βλ. Εικ. 1) μέσα στα αρχικά πετρώματα αερίου και πετρελαίου. Σε αυτές τις διεργασίες, τα συστατικά διαφόρων βιολογικών συστημάτων (ουσίες φυσικής προέλευσης) μετατράπηκαν σε υδρογονάνθρακες και, σε μικρότερο βαθμό, σε πολικές ενώσεις με διαφορετική θερμοδυναμική σταθερότητα - ως αποτέλεσμα της καθίζησης ουσιών φυσικής προέλευσης και της επακόλουθης επικάλυψης τους. από ιζηματογενή πετρώματα, υπό την επίδραση της αυξημένης θερμοκρασίας και της αυξημένης πίεσης στα επιφανειακά στρώματα φλοιός της γης. Η πρωταρχική μετανάστευση υγρών και αέριων προϊόντων από το αρχικό στρώμα αερίου-πετρελαίου και η επακόλουθη δευτερογενής μετανάστευση τους (μέσω οριζόντων ρουλεμάν, μετατοπίσεων κ.λπ.) σε πορώδη πετρώματα κορεσμένα με πετρέλαιο οδηγεί στο σχηματισμό εναποθέσεων υλικών υδρογονανθράκων, στην περαιτέρω μετανάστευση που αποτρέπεται με το κλείδωμα των αποθέσεων μεταξύ μη πορωδών στρωμάτων πετρωμάτων.

Σε εκχυλίσματα οργανικής ύλης από ιζηματογενή πετρώματα βιογενούς προέλευσης, έχουν ενώσεις με την ίδια χημική δομή με τις ενώσεις που εξάγονται από πετρέλαιο. Για τη γεωχημεία, ορισμένες από αυτές τις ενώσεις έχουν ιδιαίτερη σημασία και θεωρούνται «βιολογικοί δείκτες» («χημικά απολιθώματα»). Τέτοιοι υδρογονάνθρακες έχουν πολλά κοινά με τις ενώσεις που βρίσκονται σε βιολογικά συστήματα (π.χ. λιπίδια, χρωστικές και μεταβολίτες) από τα οποία προέρχεται το λάδι. Αυτές οι ενώσεις όχι μόνο καταδεικνύουν τη βιογενή προέλευση των φυσικών υδρογονανθράκων, αλλά παρέχουν επίσης πολύ σημαντικές πληροφορίες για τα πετρώματα που φέρουν αέριο και πετρέλαιο, καθώς και τη φύση ωρίμανσης και προέλευσης, μετανάστευσης και βιοαποδόμησης που οδήγησαν στο σχηματισμό ειδικών κοιτασμάτων αερίου και πετρελαίου.

Σχήμα 1 Γεωχημικές διεργασίες που οδηγούν στο σχηματισμό ορυκτών υδρογονανθράκων.

1. 2 Πετρέλαιο και φυσικό αέριο

Ως πέτρωμα αερίου-πετρελαίου θεωρείται ένα ιζηματογενές πέτρωμα λεπτώς διασκορπισμένο που, κατά τη φυσική καθίζηση, έχει οδηγήσει ή θα μπορούσε να οδηγήσει στο σχηματισμό και την απελευθέρωση σημαντικών ποσοτήτων πετρελαίου και (ή) αερίου. Η ταξινόμηση τέτοιων πετρωμάτων βασίζεται στην περιεκτικότητα και τον τύπο της οργανικής ύλης, την κατάσταση της μεταμόρφωσης της (χημικοί μετασχηματισμοί που συμβαίνουν σε θερμοκρασίες περίπου 50-180 ° C), καθώς και τη φύση και την ποσότητα των υδρογονανθράκων που μπορούν να ληφθούν από αυτό. Οργανική ουσία κερογόνο Το κερογόνο (από το ελληνικό keros, που σημαίνει «κερί» και γονίδιο, που σημαίνει «σχηματισμός») είναι μια οργανική ουσία διασπαρμένη σε πετρώματα, αδιάλυτη σε οργανικούς διαλύτες, μη οξειδωτικά ορυκτά οξέα και βάσεις. σε ιζηματογενή πετρώματα βιογενούς προέλευσης, μπορεί να βρεθεί σε μεγάλη ποικιλία μορφών, αλλά μπορεί να χωριστεί σε τέσσερις κύριους τύπους.

1) Λιπτινίτες- έχουν πολύ υψηλή περιεκτικότητα σε υδρογόνο, αλλά χαμηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο. η σύνθεσή τους οφείλεται στην παρουσία αλειφατικών αλυσίδων άνθρακα. Υποτίθεται ότι οι λιπτινίτες σχηματίστηκαν κυρίως από φύκια (συνήθως υποβάλλονται σε βακτηριακή αποσύνθεση). Έχουν υψηλή ικανότητα να μετατρέπονται σε λάδι.

2) Εξόδους- έχουν υψηλή περιεκτικότητα σε υδρογόνο (ωστόσο, χαμηλότερη από αυτή των λιπτινιτών), πλούσια σε αλειφατικές αλυσίδες και κορεσμένα ναφθένια (αλεικυκλικοί υδρογονάνθρακες), καθώς και σε αρωματικούς δακτυλίους και λειτουργικές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο. Αυτή η οργανική ύλη σχηματίζεται από φυτικά υλικά όπως σπόρια, γύρη, πετσάκια και άλλα δομικά μέρη φυτών. Οι εξινίτες έχουν καλή ικανότητα να μετατρέπονται σε συμπύκνωμα πετρελαίου και αερίου.Το συμπύκνωμα είναι ένα μείγμα υδρογονανθράκων που είναι αέριο στο πεδίο, αλλά συμπυκνώνεται σε υγρό όταν εξάγεται στην επιφάνεια. και στα υψηλότερα στάδια της μεταμορφικής εξέλιξης σε αέριο.

3) Vitrshity- έχουν χαμηλή περιεκτικότητα σε υδρογόνο, υψηλή περιεκτικότητα σε οξυγόνο και αποτελούνται κυρίως από αρωματικές δομές με κοντές αλειφατικές αλυσίδες που συνδέονται με λειτουργικές ομάδες που περιέχουν οξυγόνο. Σχηματίζονται από δομημένα ξυλώδη (λιγνοκυτταρινικά) υλικά και έχουν περιορισμένη ικανότητα να μετατρέπονται σε πετρέλαιο, αλλά καλή ικανότητα να μετατρέπονται σε αέριο.

4) Αδράνειαείναι μαύρα, αδιαφανή κλαστικά πετρώματα (με υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα και χαμηλή περιεκτικότητα σε υδρογόνο) που σχηματίστηκαν από πολύ αλλοιωμένους ξυλώδεις πρόδρομους. Δεν έχουν τη δυνατότητα να μετατραπούν σε πετρέλαιο και φυσικό αέριο.

Οι κύριοι παράγοντες με τους οποίους αναγνωρίζεται το πετρέλαιο αερίου είναι η περιεκτικότητά του σε κερογόνο, ο τύπος της οργανικής ύλης σε κερογόνο και το στάδιο της μεταμορφικής εξέλιξης αυτής της οργανικής ύλης. Καλά πετρώματα πετρελαίου και αερίου είναι αυτά που περιέχουν 2-4% οργανική ύλη του τύπου από την οποία μπορούν να σχηματιστούν και να απελευθερωθούν οι αντίστοιχοι υδρογονάνθρακες. Κάτω από ευνοϊκές γεωχημικές συνθήκες, ο σχηματισμός πετρελαίου μπορεί να συμβεί από ιζηματογενή πετρώματα που περιέχουν οργανική ύλη όπως ο λιπτινίτης και ο εξινίτης. Ο σχηματισμός κοιτασμάτων αερίου συμβαίνει συνήθως σε πετρώματα πλούσια σε βιτρινίτη ή ως αποτέλεσμα θερμικής πυρόλυσης του αρχικά σχηματισθέντος πετρελαίου.

Ως αποτέλεσμα της επακόλουθης ταφής ιζημάτων οργανικής ύλης κάτω από τα ανώτερα στρώματα ιζηματογενών πετρωμάτων, αυτή η ουσία εκτίθεται σε ολοένα και υψηλότερες θερμοκρασίες, γεγονός που οδηγεί στη θερμική αποσύνθεση του κερογόνου και στο σχηματισμό πετρελαίου και αερίου. Ο σχηματισμός πετρελαίου σε ποσότητες που ενδιαφέρουν τη βιομηχανική ανάπτυξη του κοιτάσματος συμβαίνει υπό ορισμένες συνθήκες σε χρόνο και θερμοκρασία (βάθος εμφάνισης) και ο χρόνος σχηματισμού είναι όσο μεγαλύτερος, τόσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία (αυτό είναι εύκολο να το καταλάβουμε αν Ας υποθέσουμε ότι η αντίδραση εξελίσσεται σύμφωνα με την πρώτη εξίσωση και έχει εξάρτηση Arrhenius από τη θερμοκρασία). Για παράδειγμα, η ίδια ποσότητα λαδιού που σχηματίστηκε στους 100°C σε περίπου 20 εκατομμύρια χρόνια θα πρέπει να σχηματιστεί στους 90°C σε 40 εκατομμύρια χρόνια και στους 80°C σε 80 εκατομμύρια χρόνια. Ο ρυθμός σχηματισμού υδρογονανθράκων από το κερογόνο διπλασιάζεται περίπου για κάθε αύξηση της θερμοκρασίας κατά 10°C. Ωστόσο χημική σύνθεσηκερογόνο. μπορεί να είναι εξαιρετικά ποικιλόμορφη και επομένως η υποδεικνυόμενη σχέση μεταξύ του χρόνου ωρίμανσης του λαδιού και της θερμοκρασίας αυτής της διαδικασίας μπορεί να θεωρηθεί μόνο ως βάση για κατά προσέγγιση εκτιμήσεις.

Οι σύγχρονες γεωχημικές μελέτες δείχνουν ότι στην υφαλοκρηπίδα Βόρεια ΘάλασσαΚάθε αύξηση βάθους κατά 100 m συνοδεύεται από αύξηση της θερμοκρασίας περίπου 3°C, που σημαίνει ότι τα πλούσια σε οργανικά ιζηματογενή πετρώματα σχημάτισαν υγρούς υδρογονάνθρακες σε βάθος 2500-4000 m για 50-80 εκατομμύρια χρόνια. Ελαφρά λάδια και συμπυκνώματα φαίνεται να έχουν σχηματιστεί σε βάθη 4000-5000 m και μεθάνιο (ξηρό αέριο) σε βάθη άνω των 5000 m.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. ΦΥΣΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ

Φυσικές πηγές υδρογονανθράκων είναι τα ορυκτά καύσιμα - πετρέλαιο και αέριο, άνθρακας και τύρφη. Τα κοιτάσματα αργού πετρελαίου και φυσικού αερίου προήλθαν πριν από 100-200 εκατομμύρια χρόνια από μικροσκοπικά θαλάσσια φυτά και ζώα που ενσωματώθηκαν σε ιζηματογενή πετρώματα που σχηματίστηκαν στον βυθό της θάλασσας, αντίθετα, ο άνθρακας και η τύρφη άρχισαν να σχηματίζονται πριν από 340 εκατομμύρια χρόνια από φυτά που αναπτύσσονταν στην ξηρά.

Το φυσικό αέριο και το αργό πετρέλαιο βρίσκονται συνήθως μαζί με το νερό σε πετρελαιοφόρους στιβάδες που βρίσκονται μεταξύ των πετρωμάτων (Εικ. 2). Ο όρος "φυσικό αέριο" ισχύει επίσης για αέρια που σχηματίζονται σε φυσικές συνθήκεςαπό την αποσύνθεση του άνθρακα. Φυσικό αέριο και αργό πετρέλαιο αναπτύσσονται σε κάθε ήπειρο εκτός από την Ανταρκτική. Οι μεγαλύτεροι παραγωγοί φυσικού αερίου στον κόσμο είναι η Ρωσία, η Αλγερία, το Ιράν και οι Ηνωμένες Πολιτείες. Οι μεγαλύτεροι παραγωγοί αργού πετρελαίου είναι η Βενεζουέλα, η Σαουδική Αραβία, το Κουβέιτ και το Ιράν.

Το φυσικό αέριο αποτελείται κυρίως από μεθάνιο (Πίνακας 1).

Το αργό πετρέλαιο είναι ένα ελαιώδες υγρό που μπορεί να ποικίλλει σε χρώμα από σκούρο καφέ ή πράσινο έως σχεδόν άχρωμο. Περιέχει μεγάλο αριθμό αλκανίων. Μεταξύ αυτών είναι μη διακλαδισμένα αλκάνια, διακλαδισμένα αλκάνια και κυκλοαλκάνια με αριθμό ατόμων άνθρακα από πέντε έως 40. Η βιομηχανική ονομασία αυτών των κυκλοαλκανίων είναι γνωστή. Το αργό πετρέλαιο περιέχει επίσης περίπου 10% αρωματικούς υδρογονάνθρακες, καθώς και μικρές ποσότητες άλλων ενώσεων που περιέχουν θείο, οξυγόνο και άζωτο.

Εικόνα 2 Το φυσικό αέριο και το αργό πετρέλαιο βρίσκονται παγιδευμένα ανάμεσα σε στρώματα βράχου.

Πίνακας 1 Σύνθεση φυσικού αερίου

Κάρβουνοείναι αρχαία πηγήενέργεια με την οποία είναι εξοικειωμένη η ανθρωπότητα. Είναι ένα ορυκτό (Εικ. 3), το οποίο σχηματίστηκε από φυτική ύλη κατά τη διαδικασία μεταμόρφωση.Μεταμορφωμένα πετρώματα ονομάζονται πετρώματα, η σύσταση των οποίων έχει υποστεί αλλαγές σε συνθήκες υψηλών πιέσεων, καθώς και υψηλών θερμοκρασιών. Το προϊόν του πρώτου σταδίου στο σχηματισμό του άνθρακα είναι τύρφη,η οποία είναι αποσυντεθειμένη οργανική ύλη. Ο άνθρακας σχηματίζεται από τύρφη αφού καλυφθεί με ιζηματογενή πετρώματα. Αυτά τα ιζηματογενή πετρώματα ονομάζονται υπερφορτωμένα. Η υπερφορτωμένη βροχόπτωση μειώνει την περιεκτικότητα σε υγρασία της τύρφης.

Για την ταξινόμηση των άνθρακα χρησιμοποιούνται τρία κριτήρια: καθαρότητα(καθορίζεται από τη σχετική περιεκτικότητα σε άνθρακα σε ποσοστό). τύπος(καθορίζεται από τη σύνθεση της αρχικής φυτικής ύλης). Βαθμός(ανάλογα με το βαθμό μεταμόρφωσης).

Πίνακας 2. Περιεκτικότητα σε άνθρακα σε ορισμένα καύσιμα και η θερμογόνος τους αξία

Οι χαμηλότερης ποιότητας ορυκτά κάρβουνα είναι λιγνίτηςΚαι λιγνίτης(Πίνακας 2). Είναι πιο κοντά στην τύρφη και χαρακτηρίζονται από σχετικά χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα και υψηλή περιεκτικότητα σε υγρασία. Κάρβουνοχαρακτηρίζεται από χαμηλότερη περιεκτικότητα σε υγρασία και χρησιμοποιείται ευρέως στη βιομηχανία. Η πιο ξηρή και σκληρότερη ποιότητα άνθρακα είναι ανθρακίτης.Χρησιμοποιείται για οικιακή θέρμανση και μαγείρεμα.

ΣΕ Πρόσφαταγίνεται όλο και πιο οικονομικό χάρη στις τεχνικές εξελίξεις αεριοποίηση άνθρακα.Τα προϊόντα αεριοποίησης άνθρακα περιλαμβάνουν μονοξείδιο του άνθρακα, διοξείδιο του άνθρακα, υδρογόνο, μεθάνιο και άζωτο. Χρησιμοποιούνται ως αέριο καύσιμο ή ως πρώτη ύλη για την παραγωγή διαφόρων χημικών προϊόντων και λιπασμάτων.

Ο άνθρακας, όπως συζητείται παρακάτω, είναι μια σημαντική πηγή πρώτων υλών για την παραγωγή αρωματικών ενώσεων.

Σχήμα 3 Παραλλαγή του μοριακού μοντέλου άνθρακα χαμηλής ποιότητας. Ο άνθρακας είναι ένα πολύπλοκο μείγμα χημικών ουσιών, που περιλαμβάνει άνθρακα, υδρογόνο και οξυγόνο, καθώς και μικρές ποσότητες αζώτου, θείου και ακαθαρσίες άλλων στοιχείων. Επιπλέον, η σύνθεση του άνθρακα, ανάλογα με την ποιότητά του, περιλαμβάνει διαφορετική ποσότητα υγρασίας και διάφορα ορυκτά.

Εικόνα 4 Υδρογονάνθρακες που βρίσκονται σε βιολογικά συστήματα.

Οι υδρογονάνθρακες απαντώνται φυσικά όχι μόνο στα ορυκτά καύσιμα, αλλά και σε ορισμένα υλικά βιολογικής προέλευσης. Το φυσικό καουτσούκ είναι ένα παράδειγμα φυσικού πολυμερούς υδρογονάνθρακα. Το μόριο του καουτσούκ αποτελείται από χιλιάδες δομικές μονάδες, οι οποίες είναι το μεθυλβουτα-1,3-διένιο (ισοπρένιο). Η δομή του φαίνεται σχηματικά στο Σχ. 4. Το μεθυλβουτα-1,3-διένιο έχει την ακόλουθη δομή:

φυσικό καουτσούκ.Περίπου το 90% του φυσικού καουτσούκ που εξορύσσεται σήμερα παγκοσμίως προέρχεται από το βραζιλιάνικο καουτσούκ Hevea brasiliensis, που καλλιεργείται κυρίως στις ισημερινές χώρες της Ασίας. Ο χυμός αυτού του δέντρου, που είναι ένα λατέξ (κολλοειδές υδατικό διάλυμα πολυμερούς), συλλέγεται από τομές που γίνονται με ένα μαχαίρι στον φλοιό. Το λάτεξ περιέχει περίπου 30% καουτσούκ. Τα μικροσκοπικά σωματίδια του αιωρούνται στο νερό. Ο χυμός χύνεται σε δοχεία αλουμινίου, όπου προστίθεται οξύ, το οποίο προκαλεί την πήξη του καουτσούκ.

Πολλές άλλες φυσικές ενώσεις περιέχουν επίσης δομικά θραύσματα ισοπρενίου. Για παράδειγμα, το λιμονένιο περιέχει δύο τμήματα ισοπρενίου. Το λιμονένιο είναι το κύριο συστατικό των ελαίων που εξάγονται από τη φλούδα των εσπεριδοειδών όπως τα λεμόνια και τα πορτοκάλια. Αυτή η ένωση ανήκει σε μια κατηγορία ενώσεων που ονομάζονται τερπένια. Τα τερπένια περιέχουν 10 άτομα άνθρακα στα μόριά τους (ενώσεις C 10) και περιλαμβάνουν δύο θραύσματα ισοπρενίου συνδεδεμένα μεταξύ τους σε σειρά («κεφαλή στην ουρά»). Οι ενώσεις με τέσσερα θραύσματα ισοπρενίου (ενώσεις C 20) ονομάζονται διτερπένια και με έξι θραύσματα ισοπρενίου - τριτερπένια (ενώσεις C 30). Το σκουαλένιο, που βρίσκεται στο έλαιο από συκώτι καρχαρία, είναι ένα τριτερπένιο. Τα τετρατερπένια (ενώσεις C 40) περιέχουν οκτώ θραύσματα ισοπρενίου. Τα τετρατερπένια βρίσκονται στις χρωστικές των φυτικών και ζωικών λιπών. Το χρώμα τους οφείλεται στην παρουσία ενός μακρού συζευγμένου συστήματος διπλών δεσμών. Για παράδειγμα, το β-καροτένιο είναι υπεύθυνο για το χαρακτηριστικό πορτοκαλί χρώμα των καρότων.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΚΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΥΔΡΟΑΝΘΡΑΚΩΝ

Τα αλκάνια, τα αλκένια, τα αλκίνια και τα αρένια λαμβάνονται με διύλιση πετρελαίου (βλ. παρακάτω). Ο άνθρακας είναι επίσης σημαντική πηγή πρώτων υλών για την παραγωγή υδρογονανθράκων. Για το σκοπό αυτό, ο άνθρακας θερμαίνεται χωρίς πρόσβαση αέρα σε έναν κλίβανο αποστακτήρα. Το αποτέλεσμα είναι οπτάνθρακας, λιθανθρακόπισσα, αμμωνία, υδρόθειο και αέριο άνθρακα. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται καταστροφική απόσταξη άνθρακα. Με περαιτέρω κλασματική απόσταξη λιθανθρακόπισσας, λαμβάνονται διάφορες αρένες (Πίνακας 3). Όταν ο οπτάνθρακας αλληλεπιδρά με τον ατμό, λαμβάνεται αέριο νερού:

Πίνακας 3 Μερικές αρωματικές ενώσεις που λαμβάνονται με κλασματική απόσταξη λιθανθρακόπισσας (πίσσα)

Τα αλκάνια και τα αλκένια μπορούν να ληφθούν από αέριο νερού χρησιμοποιώντας τη διαδικασία Fischer-Tropsch. Για να γίνει αυτό, το αέριο νερού αναμιγνύεται με υδρογόνο και περνά πάνω από την επιφάνεια ενός καταλύτη σιδήρου, κοβαλτίου ή νικελίου σε αυξημένη θερμοκρασίακαι υπό πίεση 200-300 atm.

Η διαδικασία Fischer-Tropsch καθιστά επίσης δυνατή τη λήψη μεθανόλης και άλλων οργανικών ενώσεων που περιέχουν οξυγόνο από αέριο νερού:

Αυτή η αντίδραση διεξάγεται παρουσία ενός καταλύτη οξειδίου του χρωμίου (III) σε θερμοκρασία 300°C και υπό πίεση 300 atm.

Στις βιομηχανικές χώρες, υδρογονάνθρακες όπως το μεθάνιο και το αιθυλένιο παράγονται όλο και περισσότερο από τη βιομάζα. Το βιοαέριο αποτελείται κυρίως από μεθάνιο. Το αιθυλένιο μπορεί να ληφθεί με αφυδάτωση της αιθανόλης, η οποία σχηματίζεται σε διαδικασίες ζύμωσης.

Το δικαρβίδιο του ασβεστίου λαμβάνεται επίσης από το κωκ με θέρμανση του μείγματος του με οξείδιο του ασβεστίου σε θερμοκρασίες άνω των 2000 ° C σε ηλεκτρικό κλίβανο:

Όταν το δικαρβίδιο του ασβεστίου αντιδρά με το νερό, σχηματίζεται ακετυλένιο. Μια τέτοια διαδικασία ανοίγει μια άλλη δυνατότητα για τη σύνθεση ακόρεστων υδρογονανθράκων από το κοκ.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. ΔΙΥΛΙΣΗ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ

Το αργό πετρέλαιο είναι ένα σύνθετο μείγμα υδρογονανθράκων και άλλων ενώσεων. Σε αυτή τη μορφή, χρησιμοποιείται ελάχιστα. Πρώτον, μεταποιείται σε άλλα προϊόντα που έχουν πρακτική χρήση. Ως εκ τούτου, το αργό πετρέλαιο μεταφέρεται με δεξαμενόπλοια ή μέσω αγωγών στα διυλιστήρια.

Η διύλιση λαδιού περιλαμβάνει μια σειρά από φυσικές και χημικές διεργασίες: κλασματική απόσταξη, πυρόλυση, αναμόρφωση και αποθείωση.

4.1 Κλασματική απόσταξη

Το αργό πετρέλαιο διαχωρίζεται σε πολλά συστατικά, υποβάλλοντάς το σε απλή, κλασματική απόσταξη και υπό κενό. Η φύση αυτών των διεργασιών, καθώς και ο αριθμός και η σύνθεση των κλασμάτων πετρελαίου που προκύπτουν, εξαρτώνται από τη σύνθεση του αργού πετρελαίου και από τις απαιτήσεις για τα διάφορα κλάσματα του.

Από το αργό πετρέλαιο, πρώτα απ 'όλα, οι ακαθαρσίες αερίων που είναι διαλυμένες σε αυτό αφαιρούνται υποβάλλοντάς το σε απλή απόσταξη. Το λάδι στη συνέχεια υποβάλλεται σε πρωτογενής απόσταξη, με αποτέλεσμα να χωρίζεται σε αέριο, ελαφρά και μεσαία κλάσματα και μαζούτ. Περαιτέρω κλασματική απόσταξη ελαφρών και μεσαίων κλασμάτων, καθώς και απόσταξη πετρελαίου υπό κενό, οδηγεί στο σχηματισμό μεγάλου αριθμού κλασμάτων. Στον πίνακα. Το σχήμα 4 δείχνει το εύρος του σημείου βρασμού και τη σύνθεση διαφόρων κλασμάτων ελαίου, και στο σχ. Το σχήμα 5 δείχνει ένα διάγραμμα της διάταξης της στήλης πρωτογενούς απόσταξης (ανόρθωσης) για απόσταξη λαδιού. Ας στραφούμε τώρα στην περιγραφή των ιδιοτήτων μεμονωμένων κλασμάτων λαδιού.

Πίνακας 4 Τυπικά κλάσματα απόσταξης λαδιού

	Σημείο βρασμού, °C	Αριθμός ατόμων άνθρακα σε ένα μόριο
νάφθα (νάφθα)
Λιπαντικό λάδι και κερί

Εικόνα 5 Πρωτογενής απόσταξη αργού πετρελαίου.

κλάσμα αερίου.Τα αέρια που λαμβάνονται κατά τη διύλιση πετρελαίου είναι τα απλούστερα μη διακλαδισμένα αλκάνια: αιθάνιο, προπάνιο και βουτάνια. Αυτό το κλάσμα έχει τη βιομηχανική ονομασία διυλιστήριο (πετρελαίου) αέριο. Αφαιρείται από το αργό πετρέλαιο πριν υποβληθεί σε πρωτογενή απόσταξη ή διαχωρίζεται από το κλάσμα βενζίνης μετά την αρχική απόσταξη. Το αέριο του διυλιστηρίου χρησιμοποιείται ως αέριο καύσιμο ή υποβάλλεται σε υγροποίηση υπό πίεση για να ληφθεί υγροποιημένο αέριο πετρελαίου. Το τελευταίο κυκλοφορεί ως υγρό καύσιμο ή χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την παραγωγή αιθυλενίου σε μονάδες πυρόλυσης.

κλάσμα βενζίνης.Αυτό το κλάσμα χρησιμοποιείται για τη λήψη διαφόρων ποιοτήτων καυσίμου κινητήρα. Είναι ένα μείγμα από διάφορους υδρογονάνθρακες, συμπεριλαμβανομένων των ευθύγραμμων και διακλαδισμένων αλκανίων. Τα χαρακτηριστικά καύσης των μη διακλαδισμένων αλκανίων δεν ταιριάζουν ιδανικά σε κινητήρες εσωτερικής καύσης. Επομένως, το κλάσμα της βενζίνης συχνά αναμορφώνεται θερμικά για να μετατρέψει μη διακλαδισμένα μόρια σε διακλαδισμένα. Πριν από τη χρήση, αυτό το κλάσμα συνήθως αναμιγνύεται με διακλαδισμένα αλκάνια, κυκλοαλκάνια και αρωματικές ενώσεις που λαμβάνονται από άλλα κλάσματα με καταλυτική πυρόλυση ή αναμόρφωση.

Η ποιότητα της βενζίνης ως καυσίμου κινητήρα καθορίζεται από τον αριθμό οκτανίων της. Υποδεικνύει το ποσοστό κατ' όγκο του 2,2,4-τριμεθυλοπεντανίου (ισοοκτανίου) σε ένα μείγμα 2,2,4-τριμεθυλοπεντανίου και επτανίου (αλκάνιο ευθείας αλυσίδας) που έχει τα ίδια χαρακτηριστικά καύσης έκρηξης με τη βενζίνη δοκιμής.

Ένα φτωχό καύσιμο κινητήρα έχει βαθμολογία οκτανίων μηδέν, ενώ ένα καλό καύσιμο έχει βαθμολογία οκτανίων 100. Ο αριθμός οκτανίων του κλάσματος βενζίνης που λαμβάνεται από το αργό πετρέλαιο είναι συνήθως μικρότερος από 60. Τα χαρακτηριστικά καύσης της βενζίνης βελτιώνονται με την προσθήκη ένα αντικρουστικό πρόσθετο, το οποίο χρησιμοποιείται ως μόλυβδος τετρααιθυλίου (IV) , Рb (С 2 Н 5) 4 . Ο τετρααιθυλικός μόλυβδος είναι ένα άχρωμο υγρό που λαμβάνεται με θέρμανση χλωροαιθανίου με κράμα νατρίου και μολύβδου:

Κατά την καύση της βενζίνης που περιέχει αυτό το πρόσθετο, σχηματίζονται σωματίδια μολύβδου και οξειδίου του μολύβδου(II). Επιβραδύνουν ορισμένα στάδια της καύσης του καυσίμου βενζίνης και έτσι εμποδίζουν την έκρηξή του. Μαζί με τον τετρααιθυλικό μόλυβδο, προστίθεται 1,2-διβρωμοαιθάνιο στη βενζίνη. Αντιδρά με τον μόλυβδο και τον μόλυβδο (II) για να σχηματίσει βρωμιούχο μόλυβδο (II). Δεδομένου ότι το βρωμιούχο μόλυβδο (II) είναι μια πτητική ένωση, αφαιρείται από τον κινητήρα του αυτοκινήτου με καυσαέρια.

Νάφθα (νάφθα).Αυτό το κλάσμα απόσταξης λαδιού λαμβάνεται στο διάστημα μεταξύ των κλασμάτων βενζίνης και κηροζίνης. Αποτελείται κυρίως από αλκάνια (Πίνακας 5).

Η νάφθα λαμβάνεται επίσης με κλασματική απόσταξη ενός κλάσματος ελαφρού ελαίου που λαμβάνεται από λιθανθρακόπισσα (Πίνακας 3). Η νάφθα λιθανθρακόπισσας έχει υψηλή περιεκτικότητα σε αρωματικούς υδρογονάνθρακες.

Το μεγαλύτερο μέρος της νάφθας που παράγεται από τη διύλιση του αργού πετρελαίου μετασχηματίζεται σε βενζίνη. Ωστόσο, σημαντικό μέρος του χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την παραγωγή άλλων χημικών.

Πίνακας 5 Σύνθεση υδρογονανθράκων του κλάσματος νάφθας ενός τυπικού ελαίου της Μέσης Ανατολής

Πετρέλαιο. Το κλάσμα κηροζίνης της απόσταξης λαδιού αποτελείται από αλειφατικά αλκάνια, ναφθαλίνια και αρωματικούς υδρογονάνθρακες. Μέρος του εξευγενίζεται για χρήση ως πηγή κορεσμένων υδρογονανθράκων παραφίνης και το άλλο τμήμα πυρολύεται για να μετατραπεί σε βενζίνη. Ωστόσο, το μεγαλύτερο μέρος της κηροζίνης χρησιμοποιείται ως καύσιμο για αεριωθούμενα αεροσκάφη.

πετρέλαιο εσωτερικής καύσης. Αυτό το κλάσμα της διύλισης πετρελαίου είναι γνωστό ως καύσιμο ντίζελ. Κάποια από αυτά είναι ραγισμένα για την παραγωγή αερίου και βενζίνης διυλιστηρίου. Ωστόσο, το πετρέλαιο εσωτερικής καύσης χρησιμοποιείται κυρίως ως καύσιμο για κινητήρες ντίζελ. Σε έναν κινητήρα ντίζελ, το καύσιμο αναφλέγεται με την αύξηση της πίεσης. Επομένως, κάνουν χωρίς μπουζί. Το πετρέλαιο εσωτερικής καύσης χρησιμοποιείται επίσης ως καύσιμο για βιομηχανικούς κλιβάνους.

καύσιμο. Αυτό το κλάσμα παραμένει μετά την αφαίρεση όλων των άλλων κλασμάτων από το λάδι. Το μεγαλύτερο μέρος του χρησιμοποιείται ως υγρό καύσιμο για τη θέρμανση λεβήτων και την παραγωγή ατμού σε βιομηχανικές εγκαταστάσεις, σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και κινητήρες πλοίων. Ωστόσο, μέρος του μαζούτ υποβάλλεται σε απόσταξη υπό κενό για να ληφθούν λιπαντικά έλαια και κερί παραφίνης. Τα λιπαντικά έλαια εξευγενίζονται περαιτέρω με εκχύλιση με διαλύτη. Το σκούρο παχύρρευστο υλικό που παραμένει μετά την απόσταξη του πετρελαίου υπό κενό ονομάζεται «άσφαλτος», ή «άσφαλτος». Χρησιμοποιείται για την κατασκευή οδοστρωμάτων.

Έχουμε συζητήσει πώς η κλασματική απόσταξη και η απόσταξη κενού, μαζί με την εκχύλιση με διαλύτη, μπορούν να διαχωρίσουν το αργό πετρέλαιο σε διάφορα κλάσματα πρακτικής σημασίας. Όλες αυτές οι διαδικασίες είναι φυσικές. Αλλά χημικές διεργασίες χρησιμοποιούνται επίσης για τη διύλιση του πετρελαίου. Αυτές οι διαδικασίες μπορούν να χωριστούν σε δύο τύπους: πυρόλυση και αναμόρφωση.

4.2 Ράγισμα

Σε αυτή τη διαδικασία, τα μεγάλα μόρια των κλασμάτων του αργού πετρελαίου με υψηλό σημείο βρασμού διασπώνται σε μικρότερα μόρια που αποτελούν τα κλάσματα χαμηλού σημείου βρασμού. Η πυρόλυση είναι απαραίτητη επειδή η ζήτηση για κλάσματα πετρελαίου χαμηλού σημείου βρασμού - ιδιαίτερα βενζίνη - συχνά ξεπερνά την ικανότητα λήψης τους από την κλασματική απόσταξη αργού πετρελαίου.

Ως αποτέλεσμα της πυρόλυσης, εκτός από τη βενζίνη, λαμβάνονται και αλκένια, τα οποία είναι απαραίτητα ως πρώτες ύλες για τη χημική βιομηχανία. Η πυρόλυση, με τη σειρά της, χωρίζεται σε τρεις βασικούς τύπους: υδροπυρόλυση, καταλυτική πυρόλυση και θερμική πυρόλυση.

Υδροπυρόλυση. Αυτός ο τύπος πυρόλυσης καθιστά δυνατή τη μετατροπή κλασμάτων λαδιού υψηλού βρασμού (κεριά και βαριά λάδια) σε κλάσματα χαμηλού σημείου βρασμού. Η διεργασία υδρογονοπυρόλυσης συνίσταται στο γεγονός ότι το προς διάσπαση κλάσμα θερμαίνεται υπό πολύ υψηλή πίεση σε ατμόσφαιρα υδρογόνου. Αυτό οδηγεί σε ρήξη μεγάλων μορίων και προσθήκη υδρογόνου στα θραύσματά τους. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται κορεσμένα μόρια μικρού μεγέθους. Η υδροπυρόλυση χρησιμοποιείται για την παραγωγή πετρελαίου εσωτερικής καύσης και βενζίνης από βαρύτερα κλάσματα.

καταλυτική πυρόλυση.Αυτή η μέθοδος έχει ως αποτέλεσμα ένα μείγμα κορεσμένων και ακόρεστων προϊόντων. Η καταλυτική πυρόλυση πραγματοποιείται σε σχετικά χαμηλές θερμοκρασίες και ως καταλύτης χρησιμοποιείται μίγμα πυριτίου και αλουμίνας. Με αυτόν τον τρόπο, βενζίνη υψηλής ποιότητας και ακόρεστοι υδρογονάνθρακες λαμβάνονται από κλάσματα βαρέος πετρελαίου.

Θερμική πυρόλυση.Μεγάλα μόρια υδρογονανθράκων που περιέχονται σε κλάσματα βαρέος πετρελαίου μπορούν να διασπαστούν σε μικρότερα μόρια θερμαίνοντας αυτά τα κλάσματα σε θερμοκρασίες πάνω από το σημείο βρασμού τους. Όπως και στην καταλυτική πυρόλυση, στην περίπτωση αυτή λαμβάνεται ένα μείγμα κορεσμένων και ακόρεστων προϊόντων. Για παράδειγμα,

Η θερμική πυρόλυση είναι ιδιαίτερα σημαντική για την παραγωγή ακόρεστων υδρογονανθράκων όπως το αιθυλένιο και το προπένιο. Οι κροτίδες ατμού χρησιμοποιούνται για θερμική πυρόλυση. Σε αυτές τις μονάδες, η πρώτη ύλη υδρογονανθράκων θερμαίνεται πρώτα σε κλίβανο στους 800°C και στη συνέχεια αραιώνεται με ατμό. Αυτό αυξάνει την απόδοση των αλκενίων. Αφού τα μεγάλα μόρια των αρχικών υδρογονανθράκων χωριστούν σε μικρότερα μόρια, τα θερμά αέρια ψύχονται στους 400 °C περίπου με νερό, το οποίο μετατρέπεται σε συμπιεσμένο ατμό. Στη συνέχεια τα ψυχθέντα αέρια εισέρχονται στην στήλη απόσταξης (κλασματική), όπου ψύχονται στους 40°C. Η συμπύκνωση μεγαλύτερων μορίων οδηγεί στο σχηματισμό βενζίνης και πετρελαίου εσωτερικής καύσης. Τα μη συμπυκνωμένα αέρια συμπιέζονται σε έναν συμπιεστή ο οποίος κινείται από τον συμπιεσμένο ατμό που λαμβάνεται από το στάδιο ψύξης αερίου. Ο τελικός διαχωρισμός των προϊόντων πραγματοποιείται σε στήλες κλασματικής απόσταξης.

Πίνακας 6 Απόδοση προϊόντων πυρόλυσης με ατμό από διάφορες πρώτες ύλες υδρογονανθράκων (wt %)

Προϊόντα	Πρώτες ύλες υδρογονανθράκων
Buta-1,3-diene
Υγρό καύσιμο

ΣΕ ΕΥΡΩΠΑΙΚΕΣ ΧΩΡΕΣΗ νάφθα είναι η κύρια πρώτη ύλη για την παραγωγή ακόρεστων υδρογονανθράκων με καταλυτική πυρόλυση. Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το αιθάνιο είναι η κύρια πρώτη ύλη για το σκοπό αυτό. Λαμβάνεται εύκολα σε διυλιστήρια ως συστατικό υγραερίου ή φυσικού αερίου, καθώς και από πηγάδια πετρελαίουως ένα από τα συστατικά των φυσικών συνοδευτικών αερίων. Το προπάνιο, το βουτάνιο και το πετρέλαιο εσωτερικής καύσης χρησιμοποιούνται επίσης ως πρώτη ύλη για την πυρόλυση με ατμό. Τα προϊόντα πυρόλυσης αιθανίου και νάφθας παρατίθενται στον πίνακα. 6.

Οι αντιδράσεις πυρόλυσης προχωρούν με ριζικό μηχανισμό.

4.3 Μεταρρύθμιση

Σε αντίθεση με τις διεργασίες πυρόλυσης, οι οποίες συνίστανται στο διαχωρισμό μεγαλύτερων μορίων σε μικρότερα, οι διαδικασίες αναμόρφωσης οδηγούν σε αλλαγή στη δομή των μορίων ή στη σύνδεσή τους σε μεγαλύτερα μόρια. Το Reforming χρησιμοποιείται στη διύλιση αργού πετρελαίου για τη μετατροπή των κοπών βενζίνης χαμηλής ποιότητας σε κοπές υψηλής ποιότητας. Επιπλέον, χρησιμοποιείται για την απόκτηση πρώτων υλών για την πετροχημική βιομηχανία. Οι διαδικασίες αναμόρφωσης μπορούν να ταξινομηθούν σε τρεις τύπους: ισομερισμό, αλκυλίωση και κυκλοποίηση και αρωματοποίηση.

Ισομερισμός. Σε αυτή τη διαδικασία, τα μόρια ενός ισομερούς υφίστανται μια αναδιάταξη για να σχηματίσουν ένα άλλο ισομερές. Η διαδικασία ισομερισμού είναι πολύ σημαντική για τη βελτίωση της ποιότητας του κλάσματος βενζίνης που λαμβάνεται μετά την πρωτογενή απόσταξη του αργού πετρελαίου. Έχουμε ήδη επισημάνει ότι αυτό το κλάσμα περιέχει πάρα πολλά μη διακλαδισμένα αλκάνια. Μπορούν να μετατραπούν σε διακλαδισμένα αλκάνια με θέρμανση αυτού του κλάσματος στους 500-600°C υπό πίεση 20-50 atm. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται θερμική αναμόρφωση.

Για τον ισομερισμό αλκανίων ευθείας αλυσίδας μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί καταλυτική αναμόρφωση. Για παράδειγμα, το βουτάνιο μπορεί να ισομεριστεί σε 2-μεθυλοπροπάνιο χρησιμοποιώντας έναν καταλύτη χλωριούχου αργιλίου στους 100°C ή υψηλότερους:

Αυτή η αντίδραση έχει έναν ιοντικό μηχανισμό, ο οποίος πραγματοποιείται με τη συμμετοχή καρβοκατιόντων.

Αλκυλίωση. Σε αυτή τη διαδικασία, τα αλκάνια και τα αλκένια που σχηματίζονται από την πυρόλυση ανασυνδυάζονται για να σχηματίσουν βενζίνες υψηλής ποιότητας. Τέτοια αλκάνια και αλκένια έχουν τυπικά δύο έως τέσσερα άτομα άνθρακα. Η διαδικασία πραγματοποιείται σε χαμηλή θερμοκρασία χρησιμοποιώντας έναν ισχυρό όξινο καταλύτη όπως το θειικό οξύ:

Η αντίδραση αυτή προχωρά σύμφωνα με τον ιοντικό μηχανισμό με τη συμμετοχή του καρβοκατιόντος (CH 3) 3 C +.

Κυκλοποίηση και αρωματισμός.Όταν κλάσματα βενζίνης και νάφθας που λαμβάνονται ως αποτέλεσμα της πρωτογενούς απόσταξης αργού πετρελαίου περνούν πάνω από την επιφάνεια καταλυτών όπως η πλατίνα ή το οξείδιο του μολυβδαινίου (VI), σε υπόστρωμα οξειδίου του αλουμινίου, σε θερμοκρασία 500°C και υπό πίεση των 10–20 atm, η κυκλοποίηση λαμβάνει χώρα με επακόλουθο αρωματισμό του εξανίου και άλλων αλκανίων με μεγαλύτερες ευθείες αλυσίδες:

Η αποβολή του υδρογόνου από το εξάνιο και στη συνέχεια από το κυκλοεξάνιο ονομάζεται αφυδρογόνωση. Αυτός ο τύπος μεταρρύθμισης είναι ουσιαστικά μία από τις διαδικασίες διάσπασης. Ονομάζεται platforming, καταλυτική αναμόρφωση ή απλώς αναμόρφωση. Σε ορισμένες περιπτώσεις, το υδρογόνο εισάγεται στο σύστημα αντίδρασης για να αποτρέψει την πλήρη αποσύνθεση του αλκανίου σε άνθρακα και να διατηρήσει τη δραστηριότητα του καταλύτη. Σε αυτή την περίπτωση, η διαδικασία ονομάζεται υδρομορφοποίηση.

4.4 Αφαίρεση θείου

Το αργό πετρέλαιο περιέχει υδρόθειο και άλλες ενώσεις που περιέχουν θείο. Η περιεκτικότητα του πετρελαίου σε θείο εξαρτάται από το πεδίο. Το πετρέλαιο, το οποίο λαμβάνεται από την υφαλοκρηπίδα της Βόρειας Θάλασσας, έχει χαμηλή περιεκτικότητα σε θείο. Κατά την απόσταξη του αργού πετρελαίου διασπώνται οργανικές ενώσεις που περιέχουν θείο και ως αποτέλεσμα σχηματίζεται επιπλέον υδρόθειο. Το υδρόθειο εισέρχεται στο αέριο του διυλιστηρίου ή στο κλάσμα LPG. Δεδομένου ότι το υδρόθειο έχει τις ιδιότητες ενός ασθενούς οξέος, μπορεί να αφαιρεθεί με επεξεργασία προϊόντων πετρελαίου με κάποιο είδος ασθενούς βάσης. Το θείο μπορεί να ανακτηθεί από το υδρόθειο που λαμβάνεται έτσι με την καύση υδρόθειου στον αέρα και τη διέλευση των προϊόντων καύσης πάνω από την επιφάνεια ενός καταλύτη αλουμίνας σε θερμοκρασία 400°C. Η συνολική αντίδραση αυτής της διαδικασίας περιγράφεται από την εξίσωση

Περίπου το 75% του συνόλου του θείου που χρησιμοποιείται σήμερα από τη βιομηχανία μη σοσιαλιστικών χωρών εξάγεται από αργό πετρέλαιο και φυσικό αέριο.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΥΔΡΟΑΝΘΡΑΚΩΝ

Περίπου το 90% του συνόλου του παραγόμενου λαδιού χρησιμοποιείται ως καύσιμο. Αν και το κλάσμα του πετρελαίου που χρησιμοποιείται για την παραγωγή πετροχημικών είναι μικρό, αυτά τα προϊόντα έχουν πολύ μεγάλης σημασίας. Πολλές χιλιάδες οργανικές ενώσεις λαμβάνονται από προϊόντα απόσταξης λαδιού (Πίνακας 7). Με τη σειρά τους, χρησιμοποιούνται για την παραγωγή χιλιάδων προϊόντων που ικανοποιούν όχι μόνο τις επείγουσες ανάγκες της σύγχρονης κοινωνίας, αλλά και τις ανάγκες για άνεση (Εικ. 6).

Πίνακας 7 Πρώτες ύλες υδρογονανθράκων για τη χημική βιομηχανία

	Χημικά προϊόντα
	Μεθανόλη, οξικό οξύ, χλωρομεθάνιο, αιθυλένιο
	Αιθυλοχλωρίδιο, τετρααιθυλομόλυβδος (IV)
	Μεταλλική, αιθανάλη
	Πολυαιθυλένιο, πολυχλωροαιθυλένιο (χλωριούχο πολυβινύλιο), πολυεστέρες, αιθανόλη, αιθανάλη (ακεταλδεΰδη)
	Πολυπροπυλένιο, προπανόνη (ακετόνη), προπενάλη, προπανο-1,2,3-τριόλη (γλυκερίνη), προπενιτρίλιο (ακρυλονιτρίλιο), εποξειδικό προπάνιο
	Συνθετικό λάστιχο
Ασετυλίνη	Χλωροαιθυλένιο (βινυλοχλωρίδιο), 1,1,2,2-τετραχλωροαιθάνιο
	(1-Μεθυλ)βενζόλιο, φαινόλη, πολυφαινυλαιθυλένιο

Αν και οι διάφορες ομάδες χημικών προϊόντων που φαίνονται στο Σχ. 6 αναφέρονται ευρέως ως πετροχημικά επειδή προέρχονται από πετρέλαιο, πρέπει να σημειωθεί ότι πολλά οργανικά προϊόντα, ειδικά τα αρωματικά, προέρχονται βιομηχανικά από λιθανθρακόπισσα και άλλες πηγές πρώτης ύλης. Και όμως, περίπου το 90% όλων των πρώτων υλών για τη βιολογική βιομηχανία προέρχεται από λάδι.

Μερικά χαρακτηριστικά παραδείγματα που δείχνουν τη χρήση υδρογονανθράκων ως πρώτων υλών για τη χημική βιομηχανία θα εξεταστούν παρακάτω.

Εικόνα 6 Εφαρμογές πετροχημικών προϊόντων.

5.1 Αλκάνια

Το μεθάνιο δεν είναι μόνο ένα από τα πιο σημαντικά καύσιμα, αλλά έχει και πολλές άλλες χρήσεις. Χρησιμοποιείται για την απόκτηση του λεγόμενου αέριο σύνθεσης, ή syngas. Όπως το αέριο νερού, το οποίο παράγεται από οπτάνθρακα και ατμό, το αέριο σύνθεσης είναι ένα μείγμα μονοξειδίου του άνθρακα και υδρογόνου. Το αέριο σύνθεσης παράγεται με θέρμανση μεθανίου ή νάφθας στους περίπου 750°C σε πίεση περίπου 30 atm παρουσία καταλύτη νικελίου:

Το αέριο σύνθεσης χρησιμοποιείται για την παραγωγή υδρογόνου στη διαδικασία Haber (σύνθεση αμμωνίας).

Το αέριο σύνθεσης χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή μεθανόλης και άλλων οργανικών ενώσεων. Κατά τη διαδικασία λήψης μεθανόλης, το αέριο σύνθεσης διέρχεται πάνω από την επιφάνεια ενός οξειδίου ψευδαργύρου και καταλύτη χαλκού σε θερμοκρασία 250°C και πίεση 50–100 atm, η οποία οδηγεί στην αντίδραση

Το αέριο σύνθεσης που χρησιμοποιείται για αυτή τη διαδικασία πρέπει να καθαρίζεται επιμελώς από ακαθαρσίες.

Η μεθανόλη υποβάλλεται εύκολα σε καταλυτική αποσύνθεση, κατά την οποία λαμβάνεται και πάλι αέριο σύνθεσης από αυτήν. Είναι πολύ βολικό στη χρήση για μεταφορά αερίου συνθέσεως. Η μεθανόλη είναι μια από τις σημαντικότερες πρώτες ύλες για την πετροχημική βιομηχανία. Χρησιμοποιείται, για παράδειγμα, για τη λήψη οξικού οξέος:

Ο καταλύτης για αυτή τη διαδικασία είναι ένα διαλυτό σύμπλοκο ανιονικού ροδίου. Αυτή η μέθοδος χρησιμοποιείται για τη βιομηχανική παραγωγή οξικού οξέος, η ζήτηση του οποίου υπερβαίνει την κλίμακα παραγωγής του ως αποτέλεσμα της διαδικασίας ζύμωσης.

Οι διαλυτές ενώσεις ροδίου μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο μέλλον ως ομοιογενείς καταλύτες για την παραγωγή αιθανο-1,2-διόλης από αέριο σύνθεσης:

Αυτή η αντίδραση προχωρά σε θερμοκρασία 300°C και πίεση περίπου 500-1000 atm. Επί του παρόντος, αυτή η διαδικασία δεν είναι οικονομικά βιώσιμη. Το προϊόν αυτής της αντίδρασης (η ασήμαντη ονομασία του είναι αιθυλενογλυκόλη) χρησιμοποιείται ως αντιψυκτικό και για την παραγωγή διαφόρων πολυεστέρων, όπως το τερυλένιο.

Το μεθάνιο χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή χλωρομεθανίων, όπως το τριχλωρομεθάνιο (χλωροφόρμιο). Τα χλωρομεθάνια έχουν ποικίλες χρήσεις. Για παράδειγμα, το χλωρομεθάνιο χρησιμοποιείται στην παραγωγή σιλικόνης.

Τέλος, το μεθάνιο χρησιμοποιείται όλο και περισσότερο για την παραγωγή ακετυλενίου.

Αυτή η αντίδραση προχωρά στους περίπου 1500°C. Για να θερμανθεί το μεθάνιο σε αυτή τη θερμοκρασία, καίγεται υπό συνθήκες περιορισμένης πρόσβασης αέρα.

Το αιθάνιο έχει επίσης μια σειρά από σημαντικές χρήσεις. Χρησιμοποιείται στη διαδικασία λήψης χλωροαιθανίου (αιθυλοχλωρίδιο). Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το αιθυλοχλωρίδιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή τετρααιθυλομόλυβδου (IV). Στις Ηνωμένες Πολιτείες, το αιθάνιο είναι μια σημαντική πρώτη ύλη για την παραγωγή αιθυλενίου (Πίνακας 6).

Το προπάνιο παίζει σημαντικό ρόλο στη βιομηχανική παραγωγή αλδεΰδων όπως η μεθανάλη (φορμαλδεΰδη) και η αιθανάλη (οξική αλδεΰδη). Αυτές οι ουσίες είναι ιδιαίτερα σημαντικές στη βιομηχανία πλαστικών. Το βουτάνιο χρησιμοποιείται για την παραγωγή βουτα-1,3-διενίου, το οποίο, όπως θα περιγραφεί παρακάτω, χρησιμοποιείται για την παραγωγή συνθετικού καουτσούκ.

5.2 Αλκένια

Αιθυλένιο. Ένα από τα σημαντικότερα αλκένια και, γενικά, ένα από τα σημαντικότερα προϊόντα της πετροχημικής βιομηχανίας είναι το αιθυλένιο. Είναι πρώτη ύλη για πολλά πλαστικά. Ας τους απαριθμήσουμε.

Πολυαιθυλένιο. Το πολυαιθυλένιο είναι ένα προϊόν πολυμερισμού του αιθυλενίου:

Πολυχλωροαιθυλένιο. Αυτό το πολυμερές ονομάζεται επίσης πολυβινυλοχλωρίδιο (PVC). Λαμβάνεται από χλωροαιθυλένιο (βινυλοχλωρίδιο), το οποίο με τη σειρά του λαμβάνεται από αιθυλένιο. Συνολική αντίδραση:

Το 1,2-διχλωροαιθάνιο λαμβάνεται με τη μορφή υγρού ή αερίου, χρησιμοποιώντας ως καταλύτη χλωριούχο ψευδάργυρο ή χλωριούχο σίδηρο (III).

Όταν το 1,2-διχλωροαιθάνιο θερμαίνεται σε θερμοκρασία 500°C υπό πίεση 3 atm παρουσία ελαφρόπετρας, σχηματίζεται χλωροαιθυλένιο (βινυλοχλωρίδιο).

Μια άλλη μέθοδος για την παραγωγή χλωροαιθυλενίου βασίζεται στη θέρμανση ενός μείγματος αιθυλενίου, υδροχλωρίου και οξυγόνου στους 250°C παρουσία χλωριούχου χαλκού (II) (καταλύτης):

πολυεστερική ίνα.Ένα παράδειγμα τέτοιας ίνας είναι το τερυλένιο. Λαμβάνεται από αιθανο-1,2-διόλη, η οποία με τη σειρά της συντίθεται από εποξυαιθάνιο (αιθυλενοξείδιο) ως εξής:

Η αιθανο-1,2-διόλη (αιθυλενογλυκόλη) χρησιμοποιείται επίσης ως αντιψυκτικό και σε συνθετικά απορρυπαντικά.

Η αιθανόλη λαμβάνεται με ενυδάτωση αιθυλενίου χρησιμοποιώντας φωσφορικό οξύ σε υπόστρωμα πυριτίας ως καταλύτη:

Η αιθανόλη χρησιμοποιείται για την παραγωγή αιθανάλης (ακεταλδεΰδης). Επιπλέον, χρησιμοποιείται ως διαλύτης για βερνίκια και βερνίκια, καθώς και στη βιομηχανία καλλυντικών.

Τέλος, το αιθυλένιο χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή χλωροαιθανίου, το οποίο, όπως προαναφέρθηκε, χρησιμοποιείται για την παρασκευή τετρααιθυλενίου (IV), ενός αντικρουστικού πρόσθετου για τη βενζίνη.

προπένιο. Το προπένιο (προπυλένιο), όπως και το αιθυλένιο, χρησιμοποιείται για τη σύνθεση διαφόρων χημικών προϊόντων. Πολλά από αυτά χρησιμοποιούνται στην παραγωγή πλαστικών και καουτσούκ.

Πολυπροπένιο. Το πολυπροπένιο είναι ένα προϊόν πολυμερισμού του προπενίου:

Προπανόνη και προπενάλη.Η προπανόνη (ακετόνη) χρησιμοποιείται ευρέως ως διαλύτης και χρησιμοποιείται επίσης στην κατασκευή ενός πλαστικού γνωστού ως plexiglass (μεθακρυλικός πολυμεθυλεστέρας). Η προπανόνη λαμβάνεται από (1-μεθυλαιθυλ) βενζόλιο ή από προπαν-2-όλη. Το τελευταίο λαμβάνεται από το προπένιο ως εξής:

Η οξείδωση του προπενίου παρουσία καταλύτη οξειδίου του χαλκού (II) σε θερμοκρασία 350°C οδηγεί στην παραγωγή προπενάλης (ακρυλική αλδεΰδη): υδρογονάνθρακας επεξεργασίας λαδιού

Προπάνιο-1,2,3-τριόλη.Η προπαν-2-όλη, το υπεροξείδιο του υδρογόνου και η προπενάλη που λαμβάνονται με τη διαδικασία που περιγράφεται παραπάνω μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη λήψη προπαν-1,2,3-τριόλης (γλυκερόλη):

Η γλυκερίνη χρησιμοποιείται στην παραγωγή φιλμ σελοφάν.

προπενιτρίλιο (ακρυλονιτρίλιο).Αυτή η ένωση χρησιμοποιείται για την παραγωγή συνθετικών ινών, καουτσούκ και πλαστικών. Λαμβάνεται περνώντας ένα μείγμα προπενίου, αμμωνίας και αέρα πάνω από την επιφάνεια ενός καταλύτη μολυβδαινικού σε θερμοκρασία 450°C:

Μεθυλβουτα-1,3-διένιο (ισοπρένιο).Τα συνθετικά λάστιχα λαμβάνονται με τον πολυμερισμό του. Το ισοπρένιο παράγεται χρησιμοποιώντας την ακόλουθη διαδικασία πολλαπλών σταδίων:

Εποξειδικό προπάνιοχρησιμοποιείται για την παραγωγή αφρού πολυουρεθάνης, πολυεστέρων και συνθετικών απορρυπαντικών. Συντίθεται ως εξής:

But-1-ene, but-2-ene και buta-1,2-dieneχρησιμοποιείται για την παραγωγή συνθετικών καουτσούκ. Εάν τα βουτένια χρησιμοποιούνται ως πρώτες ύλες για αυτή τη διαδικασία, πρώτα μετατρέπονται σε βουτ-1,3-διένιο με αφυδρογόνωση παρουσία καταλύτη - μείγμα οξειδίου του χρωμίου (III) με οξείδιο του αργιλίου:

5. 3 Αλκίνια

Ο σημαντικότερος εκπρόσωπος ενός αριθμού αλκυνίων είναι το αιθύλιο (ακετυλένιο). Το ακετυλένιο έχει πολλές χρήσεις, όπως:

- ως καύσιμο σε φακούς οξυ-ακετυλενίου για κοπή και συγκόλληση μετάλλων. Όταν το ακετυλένιο καίγεται σε καθαρό οξυγόνο, στη φλόγα του αναπτύσσονται θερμοκρασίες έως και 3000°C.

- για τη λήψη χλωροαιθυλενίου (βινυλοχλωρίδιο), αν και το αιθυλένιο γίνεται επί του παρόντος η πιο σημαντική πρώτη ύλη για τη σύνθεση του χλωροαιθυλενίου (βλ. παραπάνω).

- να ληφθεί ένας διαλύτης 1,1,2,2-τετραχλωροαιθανίου.

5.4 Αρένες

Το βενζόλιο και το μεθυλοβενζόλιο (τολουόλιο) παράγονται σε μεγάλες ποσότητες στη διύλιση του αργού πετρελαίου. Δεδομένου ότι το μεθυλοβενζόλιο λαμβάνεται σε αυτή την περίπτωση ακόμη και σε μεγαλύτερες ποσότητες από τις αναγκαίες, μέρος του μετατρέπεται σε βενζόλιο. Για το σκοπό αυτό, ένα μείγμα μεθυλοβενζολίου με υδρογόνο περνά πάνω από την επιφάνεια ενός καταλύτη πλατίνας που υποστηρίζεται από οξείδιο του αργιλίου σε θερμοκρασία 600°C υπό πίεση:

Αυτή η διαδικασία ονομάζεται υδροαλκυλίωση.

Το βενζόλιο χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για μια σειρά πλαστικών.

(1-Μεθυλαιθυλ)βενζόλιο(κουμένιο ή 2-φαινυλοπροπάνιο). Χρησιμοποιείται για την παραγωγή φαινόλης και προπανόνης (ακετόνη). Η φαινόλη χρησιμοποιείται στη σύνθεση διαφόρων καουτσούκ και πλαστικών. Τα τρία στάδια στη διαδικασία παραγωγής φαινόλης παρατίθενται παρακάτω.

Πολυ(φαινυλαιθυλένιο)(πολυστυρένιο). Το μονομερές αυτού του πολυμερούς είναι φαινυλ-αιθυλένιο (στυρόλιο). Λαμβάνεται από το βενζόλιο:

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6. ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ ΤΗΣ ΒΙΟΜΗΧΑΝΙΑΣ ΠΕΤΡΕΛΑΙΟΥ

Το μερίδιο της Ρωσίας στην παγκόσμια παραγωγή ορυκτών πρώτων υλών παραμένει υψηλό και ανέρχεται σε 11,6% για το πετρέλαιο, 28,1% για το φυσικό αέριο και 12-14% για τον άνθρακα. Όσον αφορά τα εξερευνημένα αποθέματα ορυκτών, η Ρωσία κατέχει ηγετική θέση στον κόσμο. Με ένα κατεχόμενο έδαφος 10%, το 12-13% των παγκόσμιων αποθεμάτων πετρελαίου, το 35% του φυσικού αερίου και το 12% του άνθρακα συγκεντρώνονται στα έγκατα της Ρωσίας. Στη δομή της βάσης ορυκτών πόρων της χώρας, περισσότερο από το 70% των αποθεμάτων πέφτει στους πόρους του συμπλέγματος καυσίμων και ενέργειας (πετρέλαιο, φυσικό αέριο, άνθρακας). Το συνολικό κόστος των εξερευνημένων και εκτιμώμενων ορυκτών πόρων είναι 28,5 τρισεκατομμύρια δολάρια, που είναι μια τάξη μεγέθους υψηλότερο από το κόστος όλων των ιδιωτικοποιημένων ακινήτων στη Ρωσία.

Πίνακας 8 Σύμπλεγμα καυσίμων και ενέργειας της Ρωσικής Ομοσπονδίας

Το συγκρότημα καυσίμων και ενέργειας είναι η ραχοκοκαλιά της εγχώριας οικονομίας: το μερίδιο του συμπλέγματος καυσίμων και ενέργειας στις συνολικές εξαγωγές το 1996 θα ανέλθει σε σχεδόν 40% (25 δισεκατομμύρια δολάρια). Περίπου το 35% όλων των εσόδων του ομοσπονδιακού προϋπολογισμού για το 1996 (121 από τα 347 τρισεκατομμύρια ρούβλια) σχεδιάζεται να ληφθούν από τις δραστηριότητες των επιχειρήσεων του συγκροτήματος. Το μερίδιο του συμπλέγματος καυσίμων και ενέργειας στον συνολικό όγκο των εμπορεύσιμων προϊόντων που σχεδιάζουν να παράγουν οι ρωσικές επιχειρήσεις το 1996 είναι εμφανές. Από τα 968 τρισεκατομμύρια ρούβλια. εμπορεύσιμα προϊόντα (σε τρέχουσες τιμές), το μερίδιο των επιχειρήσεων καυσίμων και ενέργειας θα ανέλθει σε σχεδόν 270 τρισεκατομμύρια ρούβλια, ή περισσότερο από 27% (Πίνακας 8). Το συγκρότημα καυσίμων και ενέργειας παραμένει το μεγαλύτερο βιομηχανικό συγκρότημα, πραγματοποιώντας επενδύσεις κεφαλαίου (πάνω από 71 τρισεκατομμύρια ρούβλια το 1995) και προσελκύοντας επενδύσεις (1,2 δισεκατομμύρια δολάρια μόνο από την Παγκόσμια Τράπεζα τα τελευταία δύο χρόνια) σε επιχειρήσεις όλων των βιομηχανιών τους.

Η βιομηχανία πετρελαίου της Ρωσικής Ομοσπονδίας έχει αναπτυχθεί εκτενώς για μεγάλο χρονικό διάστημα. Αυτό επιτεύχθηκε μέσω της ανακάλυψης και θέσης σε λειτουργία στη δεκαετία του 50-70 μεγάλων πεδίων υψηλής παραγωγικότητας στην περιοχή Ural-Volga και τη Δυτική Σιβηρία, καθώς και με την κατασκευή νέων και την επέκταση υπαρχόντων διυλιστηρίων πετρελαίου. Η υψηλή παραγωγικότητα των κοιτασμάτων κατέστησε δυνατή την αύξηση της παραγωγής πετρελαίου κατά 20-25 εκατομμύρια τόνους ετησίως με ελάχιστες συγκεκριμένες επενδύσεις κεφαλαίου και σχετικά χαμηλό κόστος υλικών και τεχνικών πόρων. Ωστόσο, την ίδια στιγμή, η ανάπτυξη των κοιτασμάτων πραγματοποιήθηκε με απαράδεκτα υψηλό ρυθμό (από 6 έως 12% της απόσυρσης από τα αρχικά αποθέματα) και όλα αυτά τα χρόνια οι υποδομές και η κατασκευή κατοικιών υστερούν σοβαρά στο πετρέλαιο- παραγωγικές περιοχές. Το 1988, η μέγιστη ποσότητα πετρελαίου και συμπυκνώματος φυσικού αερίου παρήχθη στη Ρωσία - 568,3 εκατομμύρια τόνοι, ή το 91% της συνολικής παραγωγής πετρελαίου της Ένωσης. Τα σπλάχνα της επικράτειας της Ρωσίας και οι παρακείμενες υδάτινες περιοχές των θαλασσών περιέχουν περίπου το 90% των αποδεδειγμένων αποθεμάτων πετρελαίου όλων των δημοκρατιών που ήταν προηγουμένως μέρος της ΕΣΣΔ. Σε όλο τον κόσμο, η βάση των ορυκτών πόρων αναπτύσσεται σύμφωνα με το σχέδιο της επέκτασης της αναπαραγωγής. Δηλαδή, ετησίως χρειάζεται να μεταφέρονται 10-15% περισσότερα στους ψαράδες νέων κοιτασμάτων από αυτά που παράγουν. Αυτό είναι απαραίτητο για τη διατήρηση μιας ισορροπημένης δομής παραγωγής, ώστε η βιομηχανία να μην βιώνει λιμοκτονία πρώτων υλών. Στα χρόνια των μεταρρυθμίσεων έγινε οξύ το θέμα των επενδύσεων στην εξερεύνηση. Η ανάπτυξη ενός εκατομμυρίου τόνων πετρελαίου απαιτεί επενδύσεις ύψους δύο έως πέντε εκατομμυρίων δολαρίων ΗΠΑ. Επιπλέον, αυτά τα κεφάλαια θα δώσουν απόδοση μόνο μετά από 3-5 χρόνια. Εν τω μεταξύ, για να αντισταθμιστεί η πτώση της παραγωγής, είναι απαραίτητο να αναπτυχθούν 250-300 εκατομμύρια τόνοι πετρελαίου ετησίως. Τα τελευταία πέντε χρόνια, 324 κοιτάσματα πετρελαίου και φυσικού αερίου έχουν εξερευνηθεί, 70-80 κοιτάσματα έχουν τεθεί σε λειτουργία. Μόνο το 0,35% του ΑΕΠ δαπανήθηκε για γεωλογία το 1995 (στην πρώην ΕΣΣΔ, το κόστος αυτό ήταν τρεις φορές υψηλότερο). Υπάρχει περιορισμένη ζήτηση για τα προϊόντα των γεωλόγων - εξερευνημένων κοιτασμάτων. Ωστόσο, το 1995, το Γεωλογικό Ινστιτούτο κατάφερε ακόμα να σταματήσει τη μείωση της παραγωγής στον κλάδο του. Ο όγκος των γεωτρήσεων βαθιάς εξερεύνησης το 1995 αυξήθηκε κατά 9% σε σύγκριση με το 1994. Από τα 5,6 τρισεκατομμύρια ρούβλια χρηματοδότησης, τα 1,5 τρισεκατομμύρια ρούβλια παραλήφθηκαν από γεωλόγους κεντρικά. Ο προϋπολογισμός της Roskomnedra για το 1996 είναι 14 τρισεκατομμύρια ρούβλια, εκ των οποίων τα 3 τρισεκατομμύρια είναι κεντρικές επενδύσεις. Αυτό είναι μόνο το ένα τέταρτο των επενδύσεων της πρώην ΕΣΣΔ στη γεωλογία της Ρωσίας.

Η βάση πόρων της Ρωσίας, με την επιφύλαξη του σχηματισμού των κατάλληλων οικονομικών συνθηκών για την ανάπτυξη της γεωλογικής εξερεύνησης, μπορεί να παρέχει για σχετικά μακρά περίοδο τα επίπεδα παραγωγής που είναι απαραίτητα για την κάλυψη των αναγκών της χώρας σε πετρέλαιο. Πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι στη Ρωσική Ομοσπονδία μετά τη δεκαετία του εβδομήντα δεν ανακαλύφθηκε ούτε ένα μεγάλο πεδίο υψηλής παραγωγικότητας και τα πρόσφατα αυξημένα αποθέματα επιδεινώνονται απότομα όσον αφορά τις συνθήκες τους. Έτσι, για παράδειγμα, λόγω γεωλογικών συνθηκών, ο μέσος ρυθμός ροής ενός νέου πηγαδιού στην περιοχή Tyumen μειώθηκε από 138 τόνους το 1975 σε 10-12 τόνους το 1994, δηλαδή πάνω από 10 φορές. Αυξήθηκε σημαντικά το κόστος των οικονομικών και υλικοτεχνικών πόρων για τη δημιουργία 1 τόνου νέας χωρητικότητας. Η κατάσταση ανάπτυξης μεγάλων κοιτασμάτων υψηλής παραγωγικότητας χαρακτηρίζεται από την ανάπτυξη αποθεμάτων σε ποσοστό 60-90% των αρχικών ανακτήσιμων αποθεμάτων, που προκαθόρισε τη φυσική πτώση της παραγωγής πετρελαίου.

Λόγω της υψηλής εξάντλησης των μεγάλων υψηλής παραγωγικότητας κοιτασμάτων, η ποιότητα των αποθεμάτων έχει αλλάξει προς το χειρότερο, γεγονός που απαιτεί τη συμμετοχή σημαντικά μεγαλύτερων οικονομικών και υλικοτεχνικών πόρων για την ανάπτυξή τους. Λόγω της μείωσης της χρηματοδότησης, ο όγκος των εργασιών εξερεύνησης μειώθηκε απαράδεκτα, με αποτέλεσμα να μειωθεί η αύξηση των αποθεμάτων πετρελαίου. Αν το 1986-1990. στη Δυτική Σιβηρία, η αύξηση των αποθεμάτων ήταν 4,88 δισεκατομμύρια τόνοι, στη συνέχεια το 1991-1995. λόγω μείωσης του όγκου των εξερευνητικών γεωτρήσεων, η αύξηση αυτή σχεδόν μειώθηκε στο μισό και ανήλθε σε 2,8 δισ. τόνους.Στις παρούσες συνθήκες, για να καλυφθούν οι ανάγκες της χώρας, έστω και βραχυπρόθεσμα, είναι απαραίτητο να ληφθούν κυβερνητικά μέτρα για αύξηση η δεξαμενή πόρων.

Η μετάβαση στις σχέσεις της αγοράς υπαγορεύει την ανάγκη αλλαγής προσεγγίσεων για τη δημιουργία οικονομικών συνθηκών για τη λειτουργία των επιχειρήσεων που σχετίζονται με τις μεταλλευτικές βιομηχανίες. Στην πετρελαϊκή βιομηχανία, η οποία χαρακτηρίζεται από μη ανανεώσιμους πόρους πολύτιμων ορυκτών πρώτων υλών - πετρελαίου, οι υπάρχουσες οικονομικές προσεγγίσεις αποκλείουν σημαντικό μέρος των αποθεμάτων από την ανάπτυξη λόγω της αναποτελεσματικότητας της ανάπτυξής τους σύμφωνα με τα τρέχοντα οικονομικά κριτήρια. Οι εκτιμήσεις δείχνουν ότι, για οικονομικούς λόγους, μεμονωμένες εταιρείες πετρελαίου δεν μπορούν να πραγματοποιήσουν οικονομικό κύκλο εργασιών από 160 έως 1057 εκατομμύρια τόνους αποθεμάτων πετρελαίου.

Η βιομηχανία πετρελαίου, έχοντας σημαντικά αποθέματα ισοζυγίου, σε τα τελευταία χρόνιαβλάπτει την απόδοση. Κατά μέσο όρο, η μείωση της παραγωγής πετρελαίου ετησίως για το τρέχον ταμείο εκτιμάται σε 20%. Για το λόγο αυτό, προκειμένου να διατηρηθεί το επίπεδο παραγωγής πετρελαίου που έχει επιτευχθεί στη Ρωσία, είναι απαραίτητο να εισαχθούν νέες δυναμικότητες 115-120 εκατομμυρίων τόνων ετησίως, που απαιτεί γεώτρηση 62 εκατομμυρίων μέτρων παραγωγικών πηγαδιών και μάλιστα το 1991 27,5 εκατομμύρια μέτρα τρυπήθηκαν και το 1995 - 9,9 εκατομμύρια m.

Η έλλειψη κεφαλαίων οδήγησε σε απότομη μείωση του όγκου των βιομηχανικών και αστικών κατασκευών, ειδικά στη Δυτική Σιβηρία. Ως αποτέλεσμα, σημειώθηκε μείωση των εργασιών για την ανάπτυξη κοιτασμάτων πετρελαίου, την κατασκευή και ανακατασκευή συστημάτων συλλογής και μεταφοράς πετρελαίου, την κατασκευή κατοικιών, σχολείων, νοσοκομείων και άλλων εγκαταστάσεων, κάτι που ήταν ένας από τους λόγους για την τεταμένη κοινωνική κατάσταση στις πετρελαιοπαραγωγικές περιοχές. Το πρόγραμμα για την κατασκευή συναφών εγκαταστάσεων αξιοποίησης φυσικού αερίου διακόπηκε. Ως αποτέλεσμα, περισσότερα από 10 δισεκατομμύρια m3 πετρελαϊκού αερίου αναφλέγονται ετησίως. Λόγω της αδυναμίας ανακατασκευής συστημάτων αγωγών πετρελαίου, συμβαίνουν συνεχώς πολυάριθμες ρήξεις αγωγών στα χωράφια. Μόνο το 1991 χάθηκαν πάνω από 1 εκατομμύριο τόνοι πετρελαίου για αυτόν τον λόγο και έγινε μεγάλη ζημιά στο περιβάλλον. Η μείωση των παραγγελιών κατασκευής οδήγησε στη διάλυση ισχυρών κατασκευαστικών οργανισμών στη Δυτική Σιβηρία.

Ένας από τους κύριους λόγους για την κρίση στη βιομηχανία πετρελαίου είναι επίσης η έλλειψη του απαραίτητου εξοπλισμού πεδίου και σωλήνων. Κατά μέσο όρο, το έλλειμμα στην παροχή υλικών και τεχνικών πόρων στον κλάδο ξεπερνά το 30%. Τα τελευταία χρόνια δεν έχει δημιουργηθεί ούτε μία νέα μεγάλη μονάδα παραγωγής για την παραγωγή εξοπλισμού πετρελαιοπηγών, επιπλέον, πολλά εργοστάσια αυτού του προφίλ έχουν μειώσει την παραγωγή και τα διατιθέμενα κεφάλαια για αγορές ξένου συναλλάγματος δεν επαρκούν.

Λόγω της κακής υλικοτεχνικής υποστήριξης, ο αριθμός των ρελαντί γεωτρήσεων παραγωγής ξεπέρασε τις 25.000, συμπεριλαμβανομένων των 12.000 ρελαντί γεωτρήσεων. Περίπου 100.000 τόνοι πετρελαίου χάνονται κάθε μέρα σε πηγάδια που βρίσκονται σε αδράνεια πάνω από τον κανόνα.

Ένα οξύ πρόβλημα για την περαιτέρω ανάπτυξη της βιομηχανίας πετρελαίου παραμένει η ανεπαρκής προμήθεια μηχανημάτων και εξοπλισμού υψηλής απόδοσης για την παραγωγή πετρελαίου και φυσικού αερίου. Μέχρι το 1990, η μισή βιομηχανία τεχνικά μέσαείχε φθορά άνω του 50%, μόνο το 14% των μηχανημάτων και του εξοπλισμού αντιστοιχούσε σε παγκόσμιο επίπεδο, η ζήτηση για τους κύριους τύπους προϊόντων ικανοποιήθηκε κατά μέσο όρο κατά 40-80%. Αυτή η κατάσταση με την παροχή εξοπλισμού της βιομηχανίας ήταν συνέπεια της κακής ανάπτυξης της βιομηχανίας πετρελαιομηχανικών της χώρας. Οι εισαγωγικές προμήθειες στο συνολικό όγκο του εξοπλισμού έφτασαν το 20%, και για ορισμένους τύπους φτάνουν έως και το 40%. Η αγορά σωλήνων φτάνει το 40 - 50%.

...

Παρόμοια Έγγραφα

Οδηγίες χρήσης υδρογονανθράκων, οι καταναλωτικές τους ιδιότητες. Εισαγωγή τεχνολογίας για τη βαθιά επεξεργασία υδρογονανθράκων, τη χρήση τους ως ψυκτικά μέσα, το λειτουργικό ρευστό αισθητήρων στοιχειωδών σωματιδίων, για τον εμποτισμό δοχείων και υλικών συσκευασίας.

έκθεση, προστέθηκε 07/07/2015


Τύποι και σύνθεση αερίων που σχηματίζονται κατά την αποσύνθεση των υδρογονανθράκων του πετρελαίου στις διαδικασίες επεξεργασίας του. Χρήση εγκαταστάσεων διαχωρισμού κορεσμένων και ακόρεστων αερίων και κινητών εγκαταστάσεων βενζίνης. Βιομηχανική εφαρμογή αερίων επεξεργασίας.

περίληψη, προστέθηκε 02/11/2014


Η έννοια των αερίων που σχετίζονται με το πετρέλαιο ως μείγμα υδρογονανθράκων που απελευθερώνονται λόγω μείωσης της πίεσης όταν το πετρέλαιο ανεβαίνει στην επιφάνεια της Γης. Η σύνθεση του σχετικού αερίου πετρελαίου, τα χαρακτηριστικά επεξεργασίας και χρήσης του, οι κύριες μέθοδοι χρήσης.

παρουσίαση, προστέθηκε 10/11/2015


Χαρακτηριστικό γνώρισμα τελευταίας τεχνολογίαςβιομηχανία πετρελαίου και φυσικού αερίου στη Ρωσία. Στάδια διεργασίας πρωτογενούς διύλισης λαδιού και δευτερογενούς απόσταξης κλασμάτων βενζίνης και ντίζελ. Θερμικές διεργασίες τεχνολογίας διύλισης πετρελαίου και τεχνολογίας επεξεργασίας αερίου.

δοκιμή, προστέθηκε 05/02/2011


Καθήκοντα των βιομηχανιών διύλισης πετρελαίου και πετροχημικών. Χαρακτηριστικά της ανάπτυξης της βιομηχανίας διύλισης πετρελαίου στον κόσμο. Χημική φύση, σύνθεση και φυσικές ιδιότητες του πετρελαίου και των συμπυκνωμάτων αερίου. Βιομηχανικές εγκαταστάσεις πρωτογενούς διύλισης πετρελαίου.

μάθημα διαλέξεων, προστέθηκε 31/10/2012


Σημασία της διαδικασίας καταλυτικής αναμόρφωσης των βενζινών στη σύγχρονη διύλιση και πετροχημεία πετρελαίου. Μέθοδοι για την παραγωγή αρωματικών υδρογονανθράκων με αναμόρφωση σε καταλύτες πλατίνας ως μέρος συμπλεγμάτων για την επεξεργασία πετρελαίου και συμπυκνωμάτων αερίου.

θητεία, προστέθηκε 16/06/2015


Φυσικά και χημικά χαρακτηριστικά του λαδιού. Πρωτογενείς και δευτερογενείς διεργασίες διύλισης πετρελαίου, ταξινόμηση τους. Αναμόρφωση και υδρογονοκατεργασία λαδιού. Καταλυτική πυρόλυση και υδροπυρόλυση. Οπτάνθρακα και ισομερισμός λαδιού. Εκχύλιση αρωματικών ως διύλιση λαδιού.

θητεία, προστέθηκε 13/06/2012


Η καμπύλη των πραγματικών σημείων βρασμού του λαδιού και η ισορροπία υλικών της μονάδας για την πρωτογενή επεξεργασία του λαδιού. Πιθανή περιεκτικότητα κλασμάτων στο λάδι Vasilyevskaya. Χαρακτηριστικά βενζίνης πρωτογενούς διύλισης λαδιού, θερμική και καταλυτική πυρόλυση.

εργαστηριακές εργασίες, προστέθηκε 14/11/2010


Χαρακτηριστικά και οργανωτική δομή της CJSC "Pavlodar Petrochemical Plant". Η διαδικασία προετοιμασίας του λαδιού για επεξεργασία: διαλογή του, καθαρισμός από ακαθαρσίες, αρχές πρωτογενούς διύλισης λαδιού. Η διάταξη και η λειτουργία των στηλών απόσταξης, τα είδη τους, τα είδη σύνδεσης.

έκθεση πρακτικής, προστέθηκε 29/11/2009


Γενικά χαρακτηριστικά λαδιού, προσδιορισμός της πιθανής περιεκτικότητας σε προϊόντα πετρελαίου. Επιλογή και αιτιολόγηση μιας από τις επιλογές διύλισης πετρελαίου, υπολογισμός υπολοίπων υλικών μονάδων διεργασίας και ισοζυγίου εμπορευμάτων διυλιστηρίου πετρελαίου.

1. φυσικές πηγέςυδρογονάνθρακες: αέριο, πετρέλαιο, άνθρακας. Η επεξεργασία και η πρακτική εφαρμογή τους.

Οι κύριες φυσικές πηγές υδρογονανθράκων είναι το πετρέλαιο, τα φυσικά και συναφή αέρια πετρελαίου και ο άνθρακας.

Φυσικά και συναφή αέρια πετρελαίου.

Το φυσικό αέριο είναι ένα μείγμα αερίων, το κύριο συστατικό του οποίου είναι το μεθάνιο, το υπόλοιπο είναι αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο και μια μικρή ποσότητα ακαθαρσιών - άζωτο, μονοξείδιο του άνθρακα (IV), υδρόθειο και υδρατμοί. Το 90% του καταναλώνεται ως καύσιμο, το υπόλοιπο 10% χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για τη χημική βιομηχανία: παραγωγή υδρογόνου, αιθυλενίου, ακετυλενίου, αιθάλης, διαφόρων πλαστικών, φαρμάκων κ.λπ.

Το σχετικό πετρελαϊκό αέριο είναι επίσης φυσικό αέριο, αλλά εμφανίζεται μαζί με το πετρέλαιο - βρίσκεται πάνω από το πετρέλαιο ή διαλύεται σε αυτό υπό πίεση. Το σχετικό αέριο περιέχει 30-50% μεθάνιο, το υπόλοιπο είναι τα ομόλογά του: αιθάνιο, προπάνιο, βουτάνιο και άλλοι υδρογονάνθρακες. Επιπλέον, περιέχει τις ίδιες ακαθαρσίες όπως στο φυσικό αέριο.

Τρία κλάσματα σχετικού αερίου:

1. Βενζίνη; προστίθεται στη βενζίνη για να βελτιώσει την εκκίνηση του κινητήρα.

2. Μίγμα προπανίου-βουτανίου. χρησιμοποιείται ως οικιακό καύσιμο.

3. Ξηρό αέριο. χρησιμοποιείται για την παραγωγή ακυλενίου, υδρογόνου, αιθυλενίου και άλλων ουσιών, από τις οποίες με τη σειρά τους παράγονται καουτσούκ, πλαστικά, αλκοόλες, οργανικά οξέα κ.λπ.

Λάδι.

Το λάδι είναι ένα ελαιώδες υγρό από κίτρινο ή ανοιχτό καφέ έως μαύρο χρώμα με χαρακτηριστική οσμή. Είναι ελαφρύτερο από το νερό και πρακτικά αδιάλυτο σε αυτό. Το λάδι είναι ένα μείγμα 150 περίπου υδρογονανθράκων αναμεμειγμένο με άλλες ουσίες, άρα δεν έχει συγκεκριμένο σημείο βρασμού.

Το 90% του παραγόμενου λαδιού χρησιμοποιείται ως πρώτη ύλη για την παραγωγή διάφορα είδηκαύσιμα και λιπαντικά. Ταυτόχρονα, το πετρέλαιο είναι μια πολύτιμη πρώτη ύλη για τη χημική βιομηχανία.

Το πετρέλαιο που εξάγεται από τα έγκατα της γης, το ονομάζω ακατέργαστο. Το αργό πετρέλαιο δεν χρησιμοποιείται, είναι επεξεργασμένο. Το αργό πετρέλαιο καθαρίζεται από αέρια, νερό και μηχανικές ακαθαρσίες και στη συνέχεια υποβάλλεται σε κλασματική απόσταξη.

Η απόσταξη είναι η διαδικασία διαχωρισμού των μιγμάτων σε μεμονωμένα συστατικά, ή κλάσματα, με βάση τις διαφορές στα σημεία βρασμού τους.

Κατά την απόσταξη του λαδιού, απομονώνονται πολλά κλάσματα προϊόντων πετρελαίου:

1. Το αέριο κλάσμα (tboil = 40°C) περιέχει κανονικά και διακλαδισμένα αλκάνια CH4 - C4H10.

2. Το κλάσμα βενζίνης (tboil = 40 - 200°C) περιέχει υδρογονάνθρακες C 5 H 12 - C 11 H 24; κατά την επανααπόσταξη, απελευθερώνονται ελαφρά προϊόντα λαδιού από το μείγμα, που βράζουν σε χαμηλότερες θερμοκρασίες: πετρελαϊκός αιθέρας, βενζίνη αεροσκαφών και κινητήρων.

3. Το κλάσμα νάφθας (βαριά βενζίνη, σημείο βρασμού = 150 - 250 ° C), περιέχει υδρογονάνθρακες της σύνθεσης C 8 H 18 - C 14 H 30, που χρησιμοποιούνται ως καύσιμο για τρακτέρ, μηχανές ντίζελ, φορτηγά.

4. Το κλάσμα κηροζίνης (tboil = 180 - 300°C) περιλαμβάνει υδρογονάνθρακες της σύνθεσης C 12 H 26 - C 18 H 38; χρησιμοποιείται ως καύσιμο για αεριωθούμενα αεροπλάνα, πυραύλους.

5. Το πετρέλαιο εσωτερικής καύσης (tboil = 270 - 350°C) χρησιμοποιείται ως καύσιμο ντίζελ και ραγίζεται σε μεγάλη κλίμακα.

Μετά την απόσταξη των κλασμάτων, παραμένει ένα σκούρο παχύρρευστο υγρό - μαζούτ. Τα ηλιακά λάδια, η βαζελίνη, η παραφίνη απομονώνονται από το μαζούτ. Το υπόλειμμα από την απόσταξη του μαζούτ είναι πίσσα, χρησιμοποιείται στην παραγωγή υλικών οδοποιίας.

Η ανακύκλωση λαδιού βασίζεται σε χημικές διεργασίες:

1. Σπάσιμο - η διάσπαση μεγάλων μορίων υδρογονανθράκων σε μικρότερα. Να γίνει διάκριση μεταξύ θερμικής και καταλυτικής πυρόλυσης, η οποία είναι πιο συνηθισμένη επί του παρόντος.

2. Αναμόρφωση (αρωματοποίηση) είναι η μετατροπή αλκανίων και κυκλοαλκανίων σε αρωματικές ενώσεις. Αυτή η διαδικασία πραγματοποιείται με θέρμανση της βενζίνης σε υψηλή πίεση παρουσία καταλύτη. Το Reforming χρησιμοποιείται για τη λήψη αρωματικών υδρογονανθράκων από κλάσματα βενζίνης.

3. Η πυρόλυση των προϊόντων πετρελαίου πραγματοποιείται με θέρμανση των προϊόντων πετρελαίου σε θερμοκρασία 650 - 800°C, τα κύρια προϊόντα αντίδρασης είναι ακόρεστοι αέριοι και αρωματικοί υδρογονάνθρακες.

Το λάδι είναι μια πρώτη ύλη για την παραγωγή όχι μόνο καυσίμων, αλλά και πολλών οργανικών ουσιών.

Κάρβουνο.

Ο άνθρακας είναι επίσης πηγή ενέργειας και πολύτιμη χημική πρώτη ύλη. Η σύνθεση του άνθρακα είναι κυρίως οργανική ύλη, καθώς και νερό, μέταλλα, τα οποία σχηματίζουν στάχτη όταν καίγονται.

Ένας από τους τύπους επεξεργασίας σκληρού άνθρακα είναι η οπτανθρακοποίηση - αυτή είναι η διαδικασία θέρμανσης άνθρακα σε θερμοκρασία 1000 ° C χωρίς πρόσβαση αέρα. Η οπτανθρακοποίηση του άνθρακα πραγματοποιείται σε φούρνους οπτανθρακοποίησης. Το κοκ αποτελείται από σχεδόν καθαρό άνθρακα. Χρησιμοποιείται ως αναγωγικός παράγοντας στην παραγωγή χυτοσιδήρου σε υψικαμίνους σε μεταλλουργικές μονάδες.

Πτητικές ουσίες κατά τη συμπύκνωση λιθανθρακόπισσα (περιέχει πολλές διαφορετικές οργανικές ουσίες, οι περισσότερες από τις οποίες είναι αρωματικές), αμμωνιακό νερό (περιέχει αμμωνία, άλατα αμμωνίου) και αέριο φούρνου οπτάνθρακα (περιέχει αμμωνία, βενζόλιο, υδρογόνο, μεθάνιο, μονοξείδιο του άνθρακα (II), αιθυλένιο άζωτο και άλλες ουσίες).

Φυσική πηγή υδρογονανθράκων	Τα κύρια χαρακτηριστικά του
Λάδι	Μίγμα πολλαπλών συστατικών που αποτελείται κυρίως από υδρογονάνθρακες. Οι υδρογονάνθρακες αντιπροσωπεύονται κυρίως από αλκάνια, κυκλοαλκάνια και αρένες.
Σχετικό αέριο πετρελαίου	Ένα μείγμα που αποτελείται σχεδόν αποκλειστικά από αλκάνια με μακρά αλυσίδα άνθρακα από 1 έως 6 άτομα άνθρακα, σχηματίζεται μαζί με την εξόρυξη λαδιού, εξ ου και η προέλευση του ονόματος. Υπάρχει μια τάση: όσο χαμηλότερο είναι το μοριακό βάρος του αλκανίου, τόσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό του σε σχετικό αέριο πετρελαίου.
Φυσικό αέριο	Ένα μείγμα που αποτελείται κυρίως από αλκάνια χαμηλού μοριακού βάρους. Το κύριο συστατικό του φυσικού αερίου είναι το μεθάνιο. Το ποσοστό του, ανάλογα με το κοίτασμα φυσικού αερίου, μπορεί να είναι από 75 έως 99%. Στη δεύτερη θέση ως προς τη συγκέντρωση με μεγάλη διαφορά βρίσκεται το αιθάνιο, το προπάνιο περιέχεται ακόμη λιγότερο κ.λπ. Θεμελιώδης διαφοράΤο φυσικό αέριο από το σχετικό αέριο πετρελαίου είναι ότι η αναλογία προπανίου και ισομερών βουτανίων στο σχετικό αέριο πετρελαίου είναι πολύ υψηλότερη.
Κάρβουνο	Μίγμα πολλαπλών συστατικών από διάφορες ενώσεις άνθρακα, υδρογόνου, οξυγόνου, αζώτου και θείου. Επίσης, η σύνθεση του άνθρακα περιλαμβάνει σημαντική ποσότητα ανόργανων ουσιών, η αναλογία των οποίων είναι σημαντικά υψηλότερη από ό,τι στο πετρέλαιο.

Διύλιση πετρελαίου

Το λάδι είναι ένα πολυσυστατικό μείγμα διαφόρων ουσιών, κυρίως υδρογονανθράκων. Αυτά τα συστατικά διαφέρουν μεταξύ τους σε σημεία βρασμού. Από αυτή την άποψη, εάν το λάδι θερμανθεί, τότε τα συστατικά με το πιο ελαφρύ βρασμό θα εξατμιστούν πρώτα από αυτό, στη συνέχεια οι ενώσεις με υψηλότερο σημείο βρασμού κ.λπ. Με βάση αυτό το φαινόμενο πρωτογενής διύλιση πετρελαίου , που αποτελείται από απόσταξη (διόρθωση) λάδι. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται πρωτογενής, καθώς θεωρείται ότι κατά τη διάρκεια της πορείας της δεν συμβαίνουν χημικοί μετασχηματισμοί ουσιών και το λάδι διαχωρίζεται μόνο σε κλάσματα με διαφορετικά σημεία βρασμού. Ακολουθεί ένα σχηματικό διάγραμμα μιας στήλης απόσταξης με μια σύντομη περιγραφή της ίδιας της διαδικασίας απόσταξης:

Πριν από τη διαδικασία διόρθωσης, το λάδι παρασκευάζεται με ειδικό τρόπο, δηλαδή αφαιρείται από το ακάθαρτο νερό με άλατα διαλυμένα σε αυτό και από τις στερεές μηχανικές ακαθαρσίες. Το λάδι που παρασκευάζεται με αυτόν τον τρόπο εισέρχεται στον σωληνωτό κλίβανο, όπου θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία (320-350 o C). Αφού θερμανθεί σε έναν σωληνωτό κλίβανο, το λάδι υψηλής θερμοκρασίας εισέρχεται στο κάτω μέρος της στήλης απόσταξης, όπου εξατμίζονται μεμονωμένα κλάσματα και οι ατμοί τους ανεβαίνουν στη στήλη απόσταξης. Όσο υψηλότερο είναι το τμήμα της στήλης απόσταξης, τόσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία της. Έτσι, λαμβάνονται τα ακόλουθα κλάσματα σε διαφορετικά ύψη:

1) αέρια απόσταξης (λαμβανόμενα από την κορυφή της στήλης και επομένως το σημείο βρασμού τους δεν υπερβαίνει τους 40 ° C).

2) κλάσμα βενζίνης (σημείο βρασμού από 35 έως 200 o C).

3) κλάσμα νάφθας (σημεία βρασμού από 150 έως 250 o C).

4) κλάσμα κηροζίνης (σημεία βρασμού από 190 έως 300 o C).

5) κλάσμα ντίζελ (σημείο βρασμού από 200 έως 300 o C).

6) μαζούτ (σημείο βρασμού πάνω από 350 o C).

Πρέπει να σημειωθεί ότι τα μέσα κλάσματα που απομονώνονται κατά τη διόρθωση του λαδιού δεν πληρούν τα πρότυπα ποιότητας καυσίμου. Επιπλέον, ως αποτέλεσμα της απόσταξης λαδιού, σχηματίζεται σημαντική ποσότητα μαζούτ - κάθε άλλο παρά το πιο απαιτητικό προϊόν. Από αυτή την άποψη, μετά την πρωτογενή επεξεργασία του πετρελαίου, το καθήκον είναι να αυξηθεί η απόδοση των πιο ακριβών, ιδίως, κλασμάτων βενζίνης, καθώς και να βελτιωθεί η ποιότητα αυτών των κλασμάτων. Αυτές οι εργασίες επιλύονται χρησιμοποιώντας διάφορες διαδικασίες. διύλιση πετρελαίου , όπως ράγισμαΚαιμεταρρύθμιση .

Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ο αριθμός των διεργασιών που χρησιμοποιούνται σε ανακύκλωσηλάδι, πολλά άλλα, και θίγουμε μόνο μερικά από τα κύρια. Ας καταλάβουμε τώρα ποιο είναι το νόημα αυτών των διαδικασιών.

Ρηγμάτωση (θερμική ή καταλυτική)

Αυτή η διαδικασία έχει σχεδιαστεί για να αυξάνει την απόδοση του κλάσματος βενζίνης. Για το σκοπό αυτό, βαριά κλάσματα, όπως το μαζούτ, υποβάλλονται σε ισχυρή θέρμανση, τις περισσότερες φορές παρουσία καταλύτη. Ως αποτέλεσμα αυτής της δράσης, μόρια μακράς αλυσίδας που αποτελούν μέρος των βαρέων κλασμάτων σχίζονται και σχηματίζονται υδρογονάνθρακες με χαμηλότερο μοριακό βάρος. Στην πραγματικότητα, αυτό οδηγεί σε πρόσθετη απόδοση ενός πιο πολύτιμου κλάσματος βενζίνης από το αρχικό μαζούτ. Η χημική ουσία αυτής της διαδικασίας αντικατοπτρίζεται από την εξίσωση:

Μεταρρύθμιση

Αυτή η διαδικασία εκτελεί το έργο της βελτίωσης της ποιότητας του κλάσματος βενζίνης, ιδίως, αυξάνοντας την αντίσταση κρούσης (αριθμός οκτανίου). Είναι αυτό το χαρακτηριστικό των βενζινών που υποδεικνύεται στα πρατήρια (92η, 95η, 98η βενζίνη κ.λπ.).

Ως αποτέλεσμα της διαδικασίας αναμόρφωσης, αυξάνεται η αναλογία των αρωματικών υδρογονανθράκων στο κλάσμα της βενζίνης, το οποίο μεταξύ άλλων υδρογονανθράκων έχει έναν από τους υψηλότερους αριθμούς οκτανίων. Μια τέτοια αύξηση στην αναλογία των αρωματικών υδρογονανθράκων επιτυγχάνεται κυρίως ως αποτέλεσμα των αντιδράσεων αφυδροκυκλοποίησης που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια της διαδικασίας αναμόρφωσης. Για παράδειγμα, όταν θερμαίνεται επαρκώς n-εξάνιο, παρουσία καταλύτη πλατίνας, μετατρέπεται σε βενζόλιο και το ν-επτάνιο με παρόμοιο τρόπο - σε τολουόλιο:

Επεξεργασία άνθρακα

Η κύρια μέθοδος επεξεργασίας άνθρακα είναι οπτάνθρακα . Οπτάνθρακαονομάζεται η διαδικασία κατά την οποία ο άνθρακας θερμαίνεται χωρίς πρόσβαση στον αέρα. Ταυτόχρονα, ως αποτέλεσμα μιας τέτοιας θέρμανσης, τέσσερα κύρια προϊόντα απομονώνονται από τον άνθρακα:

1) οπτάνθρακα

Μια στερεή ουσία που είναι σχεδόν καθαρός άνθρακας.

2) Λιθανθρακόπισσα

Περιέχει μεγάλο αριθμό από διάφορες κυρίως αρωματικές ενώσεις, όπως βενζόλιο, τα ομόλογά του, φαινόλες, αρωματικές αλκοόλες, ναφθαλίνιο, ομόλογα ναφθαλίνης κ.λπ.

3) Αμμωνιακό νερό

Παρά το όνομά του, αυτό το κλάσμα, εκτός από αμμωνία και νερό, περιέχει επίσης φαινόλη, υδρόθειο και κάποιες άλλες ενώσεις.

4) Αέριο φούρνου οπτάνθρακα

Τα κύρια συστατικά του αερίου του φούρνου οπτάνθρακα είναι το υδρογόνο, το μεθάνιο, το διοξείδιο του άνθρακα, το άζωτο, το αιθυλένιο κ.λπ.