Природные источники углеводородов, их переработка

Нефть

Нефть – это природная маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом, темно-коричневого (черного, красного, синего, белого) цвета или бесцветная, состоящая из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы (алканов, циклоалканов, аренов) и ряда других химических соединений.

из них: разведано

Различают два вида нефти, в зависимости от плотности и содержания серы:

  1. Легкая – извлекается насосами или фонтанным способом. Массовая доля серы – незначительно, вследствие чего ценность продукта выше. Используется для производства горючих продуктов — бензина и керосина.
  2. Тяжелая – добывается шахтным способом. Из-за содержания примесей данный вид горючего ископаемого требует дополнительной очистки. Применяется для изготовления различных масел, мазута.

К преимуществам применения топлива можно отнести – простоту, дешевизну добычи и беспроблемность транспортировки.

К недостаткам – низкую ресурсообеспеченность, то есть соотношение между количеством ресурсов и размерами их использования.

Природные источники углеводородов

Характеристики

Нефть

Смесь состоящая из большого количества компонентов, основными из которых являются алканы, циклоалканы и арены.

Попутный нефтяной газ

Смесь состоящая в основном из алканов. Большая часть состоит из пропана.

Природный газ

Смесь, состоящая из низкомолекулярных алканов. Основная составная часть – метан.

Каменный уголь

Смесь, состоящая из разного соотношения соединений углерода, водорода, серы. Неорганические вещества состоят наибольшую часть каменного угля.

Природный газ

Природный газ — это смесь газов, образовавшихся в недрах земли посредством анаэробного разложения органических веществ. Содержание углеводородов в природном ресурсе низкое, 80- 97% составляет метан и незначительный процент – пропан, бутан, этан.

Преимущества данного вида топлива – простота добычи и транспортировки, экономичность.

Недостатки – сложность межконтинентальной транспортировки с помощью дорогостоящих танкеров.

Природный газ не имеет запаха, но для обнаружения протечек вещества в быту, в него добавляют специальные компоненты – меркаптаны. Это связано с тем, что смесь метана с воздухом взрывоопасна, небольшая искра способна спровоцировать происшествие.

Попутный нефтяной газ

Попутный нефтяной газ – это смесь газообразных углеводородов, содержащихся в нефти и выделяющихся при ее добыче и подготовке. Чем ниже молекулярная масса алкана, тем выше его концентрация в природном ресурсе.

Смесь бутана и пропана образует сжиженный газ, который применяется в качестве бытового топлива.

В зависимости от содержания углеводорода попутный газ делится на следующие группы:

  • чистый (95–100%);
  • углеводородный с примесью углекислого газа 4-20%;
  • углеводородный с примесью азота 3-15%;
  • углеводородно-азотный, содержанием примесей до 50% соответственно.
Читать еще:  Город порту расположен на берегу реки. Чем заняться в Порту: главные достопримечательности города и советы путешественникам. Полюбоваться на океан и попробовать морепродукты в одном из лучших ресторанов

Каменный уголь

Данный вид горючего ископаемого относится к твердым, и представляет собой многокомпонентную смесь углеводородов, азота, серы, кислорода и неорганических веществ. Доля углерода составляет 80 %, остальные 20% — органические и неорганические компоненты. Чем выше содержание газа, тем большей теплотворностью обладает вещество, чем ниже – тем дольше уголь может храниться.

Образование данного вида горючего ископаемого проходит в два этапа:

  1. Появление торфа из остатков растений и живых организмов.
  2. Формирование твердого угля.

Данный вид топлива является достаточно перспективным для получения ряда химических продуктов и энергии.

Переработка нефти

Нефть представляет собой многокомпонентную смесь различных веществ преимущественно углеводородов. Данные компоненты отличаются друг от друга по температурам кипения. В связи с этим, если нагревать нефть, то сначала из нее будут улетучиваться наиболее легкокипящие компоненты, затем соединения с более высокой температурой кипения и т.д. На данном явлении основана первичная переработка нефти, заключающаяся в перегонке (ректификации) нефти. Данный процесс называют первичным, поскольку предполагается, что при его протекании не происходят химические превращения веществ, а нефть лишь разделяется на фракции с различными температурами кипения. Ниже представлена принципиальная схема ректификационной колонны с кратким описанием самого процесса перегонки:

Перед процессом ректификации нефть специальным образом подготавливают, а именно, избавляют от примесной воды с растворенными в ней солями и от твердых механических примесей. Подготовленная таким образом нефть поступает в трубчатую печь, где нагревается до высокой температуры (320-350 о С). После нагревания в трубчатой печи нефть, обладающая высокой температурой, поступает в нижнюю часть ректификационной колонны, где происходит испарение отдельных фракций и подъем их паров вверх по ректификационной колонне. Чем выше находится участок ректификационной колонны, тем его температура ниже. Таким образом, на разной высоте отбирают следующие фракции:

1) ректификационные газы (отбирают в самой верхней части колонны, в связи с чем их температура кипения не превышает 40 о С);

2) бензиновая фракция (температуры кипения от 35 до 200 о С);

3) лигроиновая фракция (температуры кипения от 150 до 250 о С);

4) керосиновая фракция (температуры кипения от 190 до 300 о С);

5) дизельную фракцию (температуры кипения от 200 до 300 о С);

6) мазут (температуры кипения более 350 о С).

Следует отметить, что средние фракции, выделяемые при ректификации нефти, не удовлетворяют стандартам, предъявляемым к качествам топлив. Кроме того, в результате перегонки нефти образуется немалое количество мазута — далеко не самого востребованного продукта. В связи с этим после первичной переработки нефти стоит задача повышения выхода более дорогих, в частности, бензиновых фракций, а также повышения качества этих фракций. Эти задачи решаются с применением различных процессов вторичной переработки нефти, например, таких как крекинг и риформинг.

Следует отметить, что количество процессов, используемых при вторичной переработке нефти, значительно больше, и мы затрагиваем лишь одни из основных. Давайте теперь разберемся, в чем же заключается смысл этих процессов.

Читать еще:  Алла вебер в программе синдеева. Биография вербер аллы константиновны. В какой момент вы поняли, что все правильно сделали
Крекинг (термический или каталитический)

Данный процесс предназначен для повышения выхода бензиновой фракции. Для этой цели тяжелые фракции, например, мазут подвергают сильному нагреванию чаще всего в присутствии катализатора. В результате такого воздействия длинноцепочечные молекулы, входящие в состав тяжелых фракций, рвутся и образуются углеводороды с меньшей молекулярной массой. Фактически это приводит к дополнительному выходу более ценной, чем исходный мазут, бензиновой фракции. Химическую суть данного процесса отражает уравнение:

Риформинг

Данный процесс выполняет задачу улучшения качества бензиновой фракции, в частности повышения ее детонационной устойчивости (октанового числа). Именно эта характеристика бензинов указывается на бензозаправках (92-й, 95-й, 98-й бензин и т.д.).

В результате процесса риформинга повышается доля ароматических углеводородов в бензиновой фракции, имеющих среди прочих углеводородов одни из самых высоких октановых чисел. Достигается такое увеличение доли ароматических углеводородов в основном в результате протекания при процессе риформинга реакций дегидроциклизации. Например, при достаточно сильном нагревании н-гексана в присутствии платинового катализатора он превращается в бензол, а н-гептан аналогичным образом — в толуол:

Природные источники УВ и их переработка

Основные источники УВ:

— природный и попутный нефтяной газы;

Природный и попутный нефтяной газы

Природный и попутный нефтяной газы различаются по своему нахождению в природе, составу и применению.

Попутный нефтяной газ встречается в месторождениях вместе с нефтью (над нефтью или растворен в ней).

Основной частью природного газа является метан, в среднем его содержится по объему 80—98%. В попутном нефтяном газе содержится значительно меньше метана (30—50%), но больше его ближайших гомологов: этана, пропана, бутана, пентана (до 20% каждого) и других предельных углеводородов.

Природный и попутный нефтяной газы представляют собой дешевое топливо и ценное химическое сырье. Возможность использования попутного нефтяного газа даже шире, так как наряду с метаном в нем содержатся значительные количества других УВ. Из них получают непредельные углеводороды, из которых в свою очередь производят пластмассы, каучуки, резины, органические кислоты, спирты и т. д.

Нефть и нефтепродукты

Нефть — маслянистая жидкость с характерным запахом, от светло-бурого до черного цвета; представляет собой смесь различных углеводородов (около 150) с примесями других веществ.

Перегонка нефти (ректификация)

Фракционную перегонку нефти проводят при атмосферном давлении и постепенном повышении температуры до 400 о С. Число отбираемых фракций зависит от состава нефти и их применения.

Читать еще:  Генетическое исследование эмбриона при эко. Преимплантационная генетическая диагностика (ПГД) Для ЭКОшечек. Этапы проведения ПГД

Кроме использования в качестве топлива, все эти фракции служат сырьем для нефтехимической промышленности, из них получают пластмассы, краски, растворители, резину, моющие и лекарственные средства и т. д.

При перегонке нефти наиболее ценная бензиновая фракция составляет от 5 до 20%.

Крекинг нефтепродуктов

При температуре более 400 о С начинается распад углеводородов. Некоторые тяжелые фракции прямой перегонки и мазут подвергаются частичному разложению. Это позволяет получить дополнительное количество углеводородов с короткой цепью (жидкое топливо). Выход бензина из нефти за счет крекинга увеличивается до 70%.

Обычно расщепление крупных молекул происходит примерно в центре углеродной цепи.

Детонационная устойчивость – способность горючего выдерживать сильное сжатие в двигателе (без преждевременного сгорания).

Неустойчивы к детонации – алканы нормального строения.

Риформинг

В отличие от процессов крекинга, которые заключаются в расщеплении более крупных молекул на менее крупные, процессы риформинга приводят к изменению структуры молекул или к их объединению в более крупные. Путем риформинга получают:

— УВ разветвленного строения.

Таким образом, низкокачественные бензиновые фракции превращаются в высококачественные, т. е. увеличивается детонационная устойчивость горючего. Кроме того, риформинг используется с целью получения сырья для нефтехимической промышленности.

1) Циклизация и ароматизация:

2) Изомеризация:

3) Алкилирование:

Коксохимическое производство

Уголь – твердое горючее полезное ископаемое органического происхождения.

1) свободный углерод – до 100%;

2) циклические органические соединения, содержащие C, H, O, N, S;

3) неорганические вещества (зола);

Коксование – нагревание каменного угля (t o = 1000 о ) без доступа воздуха.

Скачать:

Скачать бесплатно реферат на тему: «Нефть» НЕФТЬ.docx (206 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Нефть — жидкое топливо» Нефть-–-жидкое-топливо.docx (198 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Атмосферная перегонка нефти» Атмосферная-перегонка-нефти.docx (220 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Газы нефтяные попутные» Газы-нефтяные-попутные.docx (212 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Катализаторы в нефтепереработке» Катализаторы-в-нефтепереработке.docx (187 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Кокс и коксование» КОКС-И-КОКСОВАНИЕ.docx (195 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Нефтехимия-и-безотходная-технология» Нефтехимия-и-безотходная-технология.docx (202 Загрузки)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Природные источники углеводородов» Природные-источники-углеводородов.docx (230 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Природный газ» Природный-газ.docx (205 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: » Происхождение углей» Происхождение-углей.docx (196 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Ректификация» Ректификация.docx (187 Загрузок)

Скачать бесплатно реферат на тему: «Физико-химические свойства нефтей» Физико-химические-свойства-нефтей.docx (190 Загрузок)

Скачать рефераты по другим темам можно здесь

Похожее

Добавить комментарий Отменить ответ

Репетитор по химии. Занятия проходят онлайн по Скайпу. По всем вопросам пишите в Ватсапп: +7 928 285 70 42

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector