Lernziele:

Lehrreich:

• Entwickeln Sie die kognitive Aktivität der Schüler.
• Schüler mit natürlichen Kohlenwasserstoffquellen vertraut machen: Öl, Erdgas, Kohle, deren Zusammensetzung und Verarbeitungsmethoden.
• Untersuchung der wichtigsten Vorkommen dieser Ressourcen weltweit und in Russland.
• Zeigen Sie ihre Bedeutung für die Volkswirtschaft.
• Berücksichtigen Sie Schutzfragen Umfeld.

Lehrreich:

• Interesse am Studium des Themas wecken, Sprachkultur im Chemieunterricht vermitteln.

Lehrreich:

• Entwickeln Sie Aufmerksamkeit, Beobachtungsgabe, Zuhörfähigkeiten und das Ziehen von Schlussfolgerungen.

Pädagogische Methoden und Techniken:

• Wahrnehmungsansatz.
• Gnostischer Ansatz.
• Kybernetischer Ansatz.

Ausrüstung: Interaktives Whiteboard, Multimedia, elektronische Lehrbücher der MarSTU, Internet, Sammlungen „Öl und die wichtigsten Produkte seiner Verarbeitung“, „Kohle und die wichtigsten Produkte seiner Verarbeitung“.

Während des Unterrichts

I. Organisatorischer Moment.

Ich stelle den Zweck und die Ziele dieser Lektion vor.

II. Hauptteil.

Die wichtigsten natürlichen Quellen für Kohlenwasserstoffe sind: Öl, Kohle, natürliche und assoziierte Erdölgas S.

Öl – „schwarzes Gold“ (Ich führe die Schüler in die Herkunft des Öls, die wichtigsten Reserven, die Produktion, die Zusammensetzung des Öls, seine physikalischen Eigenschaften und raffinierte Produkte ein.)

Bei der Rektifikation wird das Öl in folgende Fraktionen aufgeteilt:

Ich zeige Bruchproben aus der Sammlung (Vorführung mit Erklärung).

• Destillationsgase– ein Gemisch aus niedermolekularen Kohlenwasserstoffen, hauptsächlich Propan und Butan, mit einer Siedetemperatur von bis zu 40 °C,
• Benzinanteil (Benzin)– HC-Zusammensetzung C 5 H 12 bis C 11 H 24 (Siedepunkt 40-200°C, mit einer feineren Trennung dieser Fraktion erhält man Gasöl(Petrolether, 40 - 70°C) und Benzin(70 - 120°C),
• Naphtha-Fraktion– HC-Zusammensetzung von C 8 H 18 bis C 14 H 30 (Siedetemperatur 150 - 250°C),
• Kerosin-Fraktion– HC-Zusammensetzung von C 12 H 26 bis C 18 H 38 (Siedetemperatur 180 - 300°C),
• Dieselkraftstoff– HC-Zusammensetzung von C 13 H 28 bis C 19 H 36 (Siedetemperatur 200 - 350°C)

Rückstände aus der Ölraffinierung – Heizöl– enthält Kohlenwasserstoffe mit der Anzahl der Kohlenstoffatome von 18 bis 50. Durch Destillation unter vermindertem Druck aus Heizöl entsteht Solaröl(C 18 H 28 – C 25 H 52), Schmieröle(C 28 H 58 – C 38 H 78), Vaseline Und Paraffin– niedrig schmelzende Gemische fester Kohlenwasserstoffe. Fester Rückstand aus der Heizöldestillation – Teer und Produkte seiner Verarbeitung - Bitumen Und Asphalt zur Herstellung von Straßenbelägen verwendet.

Die bei der Ölrektifikation gewonnenen Produkte werden einer chemischen Verarbeitung unterzogen. Einer von ihnen ist knacken.

Beim Cracken handelt es sich um die thermische Zersetzung von Erdölprodukten, die zur Bildung von Kohlenwasserstoffen mit einer geringeren Anzahl an Kohlenstoffatomen im Molekül führt. (Ich verwende das elektronische Lehrbuch MarSTU, in dem es um die Arten des Knackens geht).

Die Studierenden vergleichen thermisches und katalytisches Cracken. (Folie Nr. 16)

Thermisches Cracken.

Der Abbau von Kohlenwasserstoffmolekülen erfolgt bei einer höheren Temperatur (470–5500 °C). Der Prozess verläuft langsam, es entstehen Kohlenwasserstoffe mit einer unverzweigten Kette von Kohlenstoffatomen. Durch thermisches Cracken gewonnenes Benzin enthält neben gesättigten Kohlenwasserstoffen viele ungesättigte Kohlenwasserstoffe. Daher weist dieses Benzin eine höhere Detonationsbeständigkeit auf als rein destilliertes Benzin. Thermisch gecracktes Benzin enthält viele ungesättigte Kohlenwasserstoffe, die leicht oxidieren und polymerisieren. Daher ist dieses Benzin während der Lagerung weniger stabil. Wenn es brennt, können verschiedene Teile des Motors verstopfen.

Katalytische Zersetzung.

Die Spaltung von Kohlenwasserstoffmolekülen erfolgt in Gegenwart von Katalysatoren und bei einer niedrigeren Temperatur (450–5000 °C). Der Schwerpunkt liegt auf Benzin. Sie versuchen, mehr davon zu bekommen, und zwar auf jeden Fall beste Qualität. Das katalytische Cracken entstand gerade als Ergebnis des langjährigen, anhaltenden Kampfes der Ölarbeiter um die Verbesserung der Benzinqualität. Im Vergleich zum thermischen Cracken läuft der Prozess viel schneller ab und es kommt nicht nur zur Spaltung der Kohlenwasserstoffmoleküle, sondern auch zu deren Isomerisierung, d. h. Es entstehen Kohlenwasserstoffe mit einer verzweigten Kette von Kohlenstoffatomen. Katalytisch gecracktes Benzin ist noch detonationsbeständiger als thermisch gecracktes Benzin.

Kohle. (Ich führe die Schüler in die Ursprünge ein Kohle, Hauptreserven, Produktion, physikalische Eigenschaften, verarbeitete Produkte).

Herkunft: (Ich verwende das elektronische Lehrbuch der MarSTU, in dem es um die Herkunft der Kohle geht).

Hauptreserven: (Folie Nummer 18) Auf der Karte zeige ich den Schülern die gemessen am Produktionsvolumen größten Kohlevorkommen Russlands – das sind die Becken Tunguska, Kusnezk und Petschora.

Produktion:(Ich verwende das elektronische Lehrbuch MarSTU, in dem es um Kohlebergbau geht).

• Koksgas– dazu gehören H 2, CH 4, CO, CO 2, Verunreinigungen von NH 3, N 2 und andere Gase,
• Kohlenteer– enthält mehrere hundert verschiedene organische Substanz, einschließlich Benzol und seine Homologen, Phenol und aromatische Alkohole, Naphthalin und verschiedene heterozyklische Verbindungen,
• Nadsmolnaja, oder Ammoniakwasser– enthält gelöstes Ammoniak sowie Phenol, Schwefelwasserstoff und andere Stoffe,
• Koks– fester Verkokungsrückstand, nahezu reiner Kohlenstoff.

Natürliche und Erdölbegleitgase. (Ich führe die Studierenden in die wichtigsten Reserven, Produktion, Zusammensetzung und verarbeitete Produkte ein).

III. Verallgemeinerung.

Im zusammenfassenden Teil der Lektion habe ich einen Test mit dem Turning Point-Programm erstellt. Die Schüler bewaffneten sich mit Fernbedienungen. Wenn eine Frage auf dem Bildschirm erscheint, wählen sie durch Drücken der entsprechenden Taste die richtige Antwort aus.

1. Die Hauptbestandteile von Erdgas sind:

• Ethan;
• Propan;
• Methan;
• Butan.

2. Welche Fraktion der Erdöldestillation enthält 4 bis 9 Kohlenstoffatome pro Molekül?

• Naphtha;
• Gasöl;
• Benzin;
• Kerosin.

3. Was ist der Zweck des Crackens schwerer Erdölprodukte?

• Methanproduktion;
• Gewinnung von Benzinfraktionen mit hoher Detonationsfestigkeit;
• Herstellung von Synthesegas;
• Wasserstoffproduktion.

4. Welcher Prozess hat nichts mit der Ölraffinierung zu tun?

• Verkokung;
• Fraktionierte Destillation;
• Katalytische Zersetzung;
• Thermisches Cracken.

5. Welches der folgenden Ereignisse ist für aquatische Ökosysteme am gefährlichsten?

• Verletzung der Dichtheit der Ölpipeline;
• Ölpest infolge eines Tankerunglücks;
• Technologieverstoß bei der Erdölförderung an Land;
• Transport von Kohle auf dem Seeweg.

6. Aus der Bildung von Methan Erdgas, erhalten:

• Synthesegas;
• Ethylen;
• Acetylen;
• Butadien.

7. Welche Merkmale unterscheiden katalytisches Crackbenzin von rein destilliertem Benzin?

• Vorhandensein von Alkenen;
• Vorhandensein von Alkinen;
• Das Vorhandensein von Kohlenwasserstoffen mit einer verzweigten Kette von Kohlenstoffatomen;
• Hohe Detonationsfestigkeit.

Das Testergebnis ist sofort auf dem Bildschirm sichtbar.

Hausaufgaben:§ 10, Bsp. 1 – 8

Literatur:

1. L. Yu. Alikberova „Unterhaltsame Chemie“. – M.: „AST-Press“, 1999.
2. O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov „Handbuch für Chemielehrer, Klasse 10.“
3. O.S. Gabrielyan, F.N. Maskaev, S.Yu. Terenin „Chemie 10. Klasse“, 2003.

Trockendestillation von Kohle.

Aromatische Kohlenwasserstoffe werden hauptsächlich aus der Trockendestillation von Kohle gewonnen. Beim Erhitzen von Kohle in Retorten oder Koksöfen ohne Luftzugang bei 1000–1300 °C zersetzen sich die organischen Stoffe der Kohle unter Bildung fester, flüssiger und gasförmiger Produkte.

Das feste Produkt der Trockendestillation – Koks – ist eine poröse Masse, die aus Kohlenstoff mit einer Beimischung von Asche besteht. Cola wird in großen Mengen produziert und hauptsächlich konsumiert metallurgische Industrie als Reduktionsmittel bei der Herstellung von Metallen (hauptsächlich Eisen) aus Erzen.

Die flüssigen Produkte der Trockendestillation sind schwarzer viskoser Teer (Kohlenteer) und die wässrige Schicht, die Ammoniak enthält, ist Ammoniakwasser. Kohlenteer wird im Durchschnitt mit 3 Gew.-% der ursprünglichen Kohle gewonnen. Ammoniakwasser ist eine der wichtigsten Ammoniakquellen. Die gasförmigen Produkte der Trockendestillation von Kohle werden Koksofengas genannt. Koksofengas hat je nach Kohleart, Verkokungsmodus usw. eine unterschiedliche Zusammensetzung. Das in Koksofenbatterien erzeugte Koksofengas wird durch eine Reihe von Absorbern geleitet, die Teer, Ammoniak und Leichtöldämpfe auffangen. Durch Kondensation aus Kokereigas gewonnenes Leichtöl enthält 60 % Benzol, Toluol und andere Kohlenwasserstoffe. Der größte Teil des Benzols (bis zu 90 %) wird auf diese Weise gewonnen und nur ein kleiner Teil wird durch Fraktionierung von Steinkohlenteer gewonnen.

Verarbeitung von Kohlenteer. Kohlenteer hat das Aussehen einer schwarzen, harzigen Masse mit einem charakteristischen Geruch. Derzeit wurden über 120 verschiedene Produkte aus Steinkohlenteer isoliert. Darunter sind aromatische Kohlenwasserstoffe sowie aromatische sauerstoffhaltige Stoffe saurer Natur (Phenole), stickstoffhaltige Stoffe basischer Natur (Pyridin, Chinolin), schwefelhaltige Stoffe (Thiophen) usw.

Kohlenteer wird einer fraktionierten Destillation unterzogen, wodurch mehrere Fraktionen entstehen.

Leichtöl enthält Benzol, Toluol, Xylole und einige andere Kohlenwasserstoffe.

Mittleres oder karbolisches Öl enthält eine Reihe von Phenolen.

Schwer- oder Kreosotöl: Von den Kohlenwasserstoffen enthält Schweröl Naphthalin.

Gewinnung von Kohlenwasserstoffen aus Öl

Öl ist eine der Hauptquellen aromatischer Kohlenwasserstoffe. Die meisten Ölsorten enthalten nur sehr wenig Nicht große Menge aromatische Kohlenwasserstoffe. Unter den heimischen Ölen ist das Öl aus dem Ural-(Perm-)Feld reich an aromatischen Kohlenwasserstoffen. Das zweite Baku-Öl enthält bis zu 60 % aromatische Kohlenwasserstoffe.

Aufgrund der Knappheit aromatischer Kohlenwasserstoffe wird heute die „Ölaromatisierung“ eingesetzt: Erdölprodukte werden auf eine Temperatur von etwa 700 °C erhitzt, wodurch 15–18 % der aromatischen Kohlenwasserstoffe aus Erdölzersetzungsprodukten gewonnen werden können.

• 
  Quittung aromatisch Kohlenwasserstoffe. Natürlich Quellen
  Quittung Kohlenwasserstoffe aus Öl. Öl ist eines der wichtigsten Quellen aromatisch Kohlenwasserstoffe.


• 
  Quittung aromatisch Kohlenwasserstoffe. Natürlich Quellen. Trockendestillation von Kohle. Aromatisch Kohlenwasserstoffe werden hauptsächlich mit gewonnen. Nomenklatur und Isomerie aromatisch Kohlenwasserstoffe.


• 
  Quittung aromatisch Kohlenwasserstoffe. Natürlich Quellen. Trockendestillation von Kohle. Aromatisch Kohlenwasserstoffe werden hauptsächlich mit gewonnen.


• 
  Quittung aromatisch Kohlenwasserstoffe. Natürlich Quellen.
  1. Synthese aus aromatisch Kohlenwasserstoffe und Halo-Derivate der Fettreihe in Gegenwart von Katalyse... mehr ».


• 
  Zur Gruppe aromatisch Verbindungen umfassten eine Reihe von Substanzen erhalten aus natürlich Harze, Balsame und ätherische Öle.
  Rationale Namen aromatisch Kohlenwasserstoffe meist vom Namen abgeleitet. Aromatisch Kohlenwasserstoffe.


• 
  Natürlich Quellen Grenze Kohlenwasserstoffe. Gase, Flüssigkeiten und Feststoffe sind in der Natur weit verbreitet. Kohlenwasserstoffe, in den meisten Fällen nicht in Form reiner Verbindungen, sondern in Form verschiedener, teilweise sehr komplexer Gemische.


• 
  Isomerie, natürlich Quellen und Wege Empfang Olefine Die Isomerie von Olefinen hängt von der Isomerie der Kohlenstoffatomkette ab, d. h. davon, ob die Kette n ist. Ungesättigt (ungesättigt) Kohlenwasserstoffe.


• 
  Kohlenwasserstoffe. Kohlenhydrate sind in der Natur weit verbreitet und spielen eine sehr wichtige Rolle große Rolle Im menschlichen Leben. Sie sind Bestandteil der Nahrung und in der Regel wird der Energiebedarf des Menschen bei der Ernährung größtenteils durch Kohlenhydrate gedeckt.


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  Das aus Ethylen erzeugte H2C=CH-Radikal wird üblicherweise als Vinyl bezeichnet; Der aus Propylen erzeugte Rest H2C=CH-CH2- wird Allyl genannt. Natürlich Quellen und Wege Empfang Olefine


• 
  Natürlich Quellen Grenze Kohlenwasserstoffe Es gibt auch einige Produkte der Trockendestillation von Holz, Torf, Braun- und Steinkohle sowie Ölschiefer. Synthetische Methoden Empfang Grenze Kohlenwasserstoffe.

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Kohlenwasserstoffe sind von großer wirtschaftlicher Bedeutung, da sie als wichtigster Rohstoff für die Herstellung nahezu aller Produkte dienen moderne Industrie organische Synthese und werden häufig für Energiezwecke verwendet. Sie scheinen Sonnenwärme und Energie zu speichern, die bei der Verbrennung freigesetzt werden. Torf, Kohle, Ölschiefer, Öl, natürliche und Erdölbegleitgase enthalten Kohlenstoff, dessen Verbindung mit Sauerstoff bei der Verbrennung mit der Freisetzung von Wärme einhergeht.

Kohle	Torf	Öl	Erdgas
solide	solide	flüssig	Gas
ohne Geruch	ohne Geruch	Starker Geruch	ohne Geruch
homogene Zusammensetzung	homogene Zusammensetzung	Stoffgemisch	Stoffgemisch
dunkel gefärbtes Gestein mit einem hohen Gehalt an brennbaren Stoffen, das aus der Einlagerung in Sedimentschichten von Ansammlungen resultiert verschiedene Pflanzen	Ansammlung von halbverrottetem Pflanzenmaterial, das sich am Grund von Sümpfen und überwucherten Seen ansammelt	natürliche brennbare ölige Flüssigkeit, bestehend aus einer Mischung flüssiger und gasförmiger Kohlenwasserstoffe	Ein Gasgemisch, das im Erdinneren bei der anaeroben Zersetzung organischer Substanzen entsteht. Das Gas gehört zur Gruppe der Sedimentgesteine
Brennwert – die Anzahl der Kalorien, die bei der Verbrennung von 1 kg Kraftstoff freigesetzt werden
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Kohle.

Kohle war schon immer ein vielversprechender Rohstoff für die Produktion von Energie und vielen chemischen Produkten.

Der erste große Kohleverbraucher seit dem 19. Jahrhundert war der Transport, dann wurde Kohle für die Stromerzeugung, Hüttenkoks, die Herstellung verschiedener Produkte durch chemische Verarbeitung, Kohlenstoff-Graphit-Strukturmaterialien, Kunststoffe, Steinwachs, synthetische, flüssige und gasförmige hochkalorische Brennstoffe, hoch salpetrige Säuren für die Herstellung von Düngemitteln

Kohle ist ein komplexes Gemisch hochmolekularer Verbindungen, zu denen die folgenden Elemente gehören: C, H, N, O, S. Kohle enthält wie Öl eine Vielzahl verschiedener organischer Stoffe, aber auch anorganische Stoffe, wie zum Beispiel Wasser , Ammoniak, Schwefelwasserstoff und natürlich Kohlenstoff selbst – Kohle.

Die Kohleverarbeitung erfolgt in drei Hauptrichtungen: Verkokung, Hydrierung und unvollständige Verbrennung. Eine der Hauptmethoden zur Verarbeitung von Kohle ist Verkokung– Kalzinierung ohne Luftzugang in Koksöfen bei einer Temperatur von 1000–1200 °C. Bei dieser Temperatur und ohne Zugang zu Sauerstoff durchläuft Kohle komplexe chemische Umwandlungen, die zur Bildung von Koks und flüchtigen Produkten führen:

1. Koksofengas (Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, Beimischungen von Ammoniak, Stickstoff und anderen Gasen);

2. Kohlenteer (mehrere hundert verschiedene organische Stoffe, darunter Benzol und seine Homologen, Phenol und aromatische Alkohole, Naphthalin und verschiedene heterozyklische Verbindungen);

3. Teer oder Ammoniak, Wasser (gelöstes Ammoniak sowie Phenol, Schwefelwasserstoff und andere Substanzen);

4. Koks (fester Koksrückstand, nahezu reiner Kohlenstoff).

Der abgekühlte Koks wird an Hüttenwerke geschickt.

Beim Abkühlen flüchtiger Produkte (Koksofengas) kondensieren Kohlenteer und Ammoniakwasser.

Durch das Leiten nicht kondensierter Produkte (Ammoniak, Benzol, Wasserstoff, Methan, CO 2, Stickstoff, Ethylen usw.) durch eine Schwefelsäurelösung wird Ammoniumsulfat freigesetzt, das als Mineraldünger verwendet wird. Benzol wird vom Lösungsmittel absorbiert und aus der Lösung destilliert. Anschließend wird das Koksofengas als Brennstoff oder als chemischer Rohstoff genutzt. Kohlenteer wird in gewonnen Kleinmengen(3%). Aufgrund des Produktionsumfangs gilt Kohlenteer jedoch als Rohstoff für die Herstellung einer Reihe organischer Stoffe. Entfernt man bei 350°C siedende Produkte aus dem Harz, bleibt eine feste Masse zurück – Pech. Es wird zur Herstellung von Lacken verwendet.

Die Hydrierung von Kohle erfolgt bei einer Temperatur von 400–600 °C und einem Wasserstoffdruck von bis zu 25 MPa in Gegenwart eines Katalysators. Dabei entsteht ein Gemisch flüssiger Kohlenwasserstoffe, das als Kraftstoff verwendet werden kann. Herstellung von flüssigem Brennstoff aus Kohle. Flüssiger synthetischer Kraftstoff ist Benzin, Diesel und Kesselbrennstoff mit hoher Oktanzahl. Um aus Kohle flüssigen Brennstoff zu gewinnen, ist es notwendig, den Wasserstoffgehalt durch Hydrierung zu erhöhen. Die Hydrierung erfolgt im Mehrfachkreislauf, wodurch die gesamte organische Masse der Kohle in Flüssigkeit und Gase umgewandelt werden kann. Der Vorteil dieser Methode ist die Möglichkeit der Hydrierung minderwertiger Braunkohle.

Durch die Kohlevergasung wird es möglich, minderwertige Braun- und Steinkohle in Wärmekraftwerken zu nutzen, ohne die Umwelt mit Schwefelverbindungen zu belasten. Dies ist die einzige Methode zur Herstellung von konzentriertem Kohlenmonoxid (Kohlenmonoxid) CO. Bei der unvollständigen Verbrennung von Kohle entsteht Kohlenmonoxid. Unter Verwendung eines Katalysators (Nickel, Kobalt) bei normalem oder erhöhtem Druck ist es möglich, Benzin mit Grenzwerten und zu erhalten ungesättigte Kohlenwasserstoffe:

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

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Bei der Trockendestillation von Kohle bei 500–550 °C entsteht Teer, der zusammen mit Bitumen in der Bauindustrie als Bindemittel bei der Herstellung von Dach- und Abdichtungsbeschichtungen (Dachpappe, Dachpappe) verwendet wird , usw.).

In der Natur kommt Steinkohle in folgenden Regionen vor: Region Moskau, Südjakutsk-Becken, Kusbass, Donbass, Petschora-Becken, Tunguska-Becken, Lena-Becken.

Erdgas.

Erdgas ist ein Gasgemisch, dessen Hauptbestandteil Methan CH 4 ist (von 75 bis 98 %, je nach Fachgebiet), der Rest ist Ethan, Propan, Butan und eine kleine Menge an Verunreinigungen – Stickstoff, Kohlenmonoxid (IV ), Schwefelwasserstoff und Dämpfe Wasser, und fast immer Schwefelwasserstoff und organische Erdölverbindungen – Mercaptane. Sie verleihen dem Gas einen spezifischen unangenehmen Geruch und führen bei der Verbrennung zur Bildung von giftigem Schwefeldioxid SO 2 .

Typischerweise gilt: Je höher das Molekulargewicht eines Kohlenwasserstoffs, desto weniger davon kommt im Erdgas vor. Die Zusammensetzung von Erdgas aus verschiedenen Lagerstätten ist nicht gleich. Seine durchschnittliche Zusammensetzung in Volumenprozent ist wie folgt:

CH 4	C 2 H 6	C 3 H 8	C 4 H 10	N 2 und andere Gase
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

Methan entsteht bei der anaeroben (ohne Zugang zu Luft) Fermentation pflanzlicher und tierischer Rückstände, daher entsteht es in Bodensedimenten und wird „Sumpfgas“ genannt.

Ablagerungen von Methan in hydratisierter kristalliner Form, den sogenannten Methanhydrat unter der Schicht gefunden Permafrost und weiter große Tiefen Ozeane. Bei niedrigen Temperaturen (−800 °C) und hohen Drücken befinden sich Methanmoleküle in Hohlräumen Kristallgitter Wassereis. In den Eishohlräumen eines Kubikmeters Methanhydrat sind 164 Kubikmeter Gas „eingemacht“.

Methanhydratbrocken sehen aus wie schmutziges Eis, aber an der Luft brennen sie mit einer gelb-blauen Flamme. Schätzungen zufolge speichert der Planet zwischen 10.000 und 15.000 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von Methanhydrat („Giga“ entspricht 1 Milliarde). Diese Mengen sind um ein Vielfaches größer als alle derzeit bekannten Erdgasreserven.

Erdgas ist erneuerbar natürliche Ressource, da es in der Natur kontinuierlich synthetisiert wird. Es wird auch „Biogas“ genannt. Daher verbinden viele Umweltwissenschaftler heute die Aussichten auf eine wohlhabende Existenz der Menschheit mit der Nutzung von Gas als alternativem Kraftstoff.

Erdgas hat als Brennstoff große Vorteile gegenüber festen und flüssigen Brennstoffen. Seine Verbrennungswärme ist viel höher, bei der Verbrennung hinterlässt es keine Asche und die Verbrennungsprodukte sind viel umweltfreundlicher. Daher werden etwa 90 % der Gesamtmenge des geförderten Erdgases als Brennstoff in Wärmekraftwerken und Kesselhäusern, in thermischen Prozessen, verbrannt Industrieunternehmen und im Alltag. Etwa 10 % des Erdgases wird als wertvoller Rohstoff genutzt Chemieindustrie: zur Herstellung von Wasserstoff, Acetylen, Ruß, verschiedenen Kunststoffen, Medikamenten. Methan, Ethan, Propan und Butan werden aus Erdgas abgetrennt. Produkte, die aus Methan gewonnen werden können, sind von großer industrieller Bedeutung. Methan wird für die Synthese vieler organischer Substanzen verwendet – Synthesegas und darauf basierende weitere Synthese von Alkoholen; Lösungsmittel (Tetrachlorkohlenstoff, Methylenchlorid usw.); Formaldehyd; Acetylen und Ruß.

Erdgas bildet eigenständige Lagerstätten. Die Hauptvorkommen natürlicher brennbarer Gase befinden sich im Norden und Westsibirien, Wolga-Ural-Becken, im Nordkaukasus (Stawropol), in der Republik Komi, Region Astrachan, Barencevo-Meer.

Die wichtigsten Quellen für Kohlenwasserstoffe sind natürliche und Erdölbegleitgase, Öl und Kohle.

Nach Reserven Erdgas Der erste Platz auf der Welt gehört unserem Land. Erdgas enthält Kohlenwasserstoffe mit niedrigem Molekulargewicht. Es hat die folgende ungefähre Zusammensetzung (nach Volumen): 80–98 % Methan, 2–3 % seiner nächsten Homologen – Ethan, Propan, Butan und eine kleine Menge an Verunreinigungen – Schwefelwasserstoff H 2 S, Stickstoff N 2, Edelgase , Kohlenmonoxid (IV) CO 2 und Wasserdampf H 2 O . Die Zusammensetzung des Gases ist für jedes Feld spezifisch. Es zeigt sich folgendes Muster: Je höher das relative Molekulargewicht des Kohlenwasserstoffs, desto weniger ist er im Erdgas enthalten.

Erdgas wird häufig als günstiger Brennstoff mit hohem Heizwert verwendet (bis zu 54.400 kJ werden bei der Verbrennung von 1 m 3 freigesetzt). Dies ist einer von beste aussichten Brennstoffe für den häuslichen und industriellen Bedarf. Darüber hinaus dient Erdgas als wertvoller Rohstoff für die chemische Industrie: zur Herstellung von Acetylen, Ethylen, Wasserstoff, Ruß, verschiedenen Kunststoffen, Essigsäure, Farbstoffen, Medikamenten und anderen Produkten.

Erdölbegleitgase befinden sich zusammen mit Öl in Ablagerungen: Sie sind darin gelöst und befinden sich über dem Öl und bilden eine Gas-„Kappe“. Wenn Öl an die Oberfläche gefördert wird, werden aufgrund eines starken Druckabfalls Gase daraus abgeschieden. Bisher wurden Begleitgase nicht verwendet und bei der Ölförderung abgefackelt. Derzeit werden sie aufgefangen und als Brennstoff und wertvolle chemische Rohstoffe verwendet. Begleitgase enthalten weniger Methan als Erdgas, dafür aber mehr Ethan, Propan, Butan und höhere Kohlenwasserstoffe. Darüber hinaus enthalten sie grundsätzlich die gleichen Verunreinigungen wie Erdgas: H 2 S, N 2, Edelgase, H 2 O-Dämpfe, CO 2 . Aus Begleitgasen werden einzelne Kohlenwasserstoffe (Ethan, Propan, Butan etc.) gewonnen; deren Verarbeitung ermöglicht die Gewinnung ungesättigter Kohlenwasserstoffe – Propylen, Butylen, Butadien, aus denen dann Kautschuke und Kunststoffe synthetisiert werden. Als Haushaltsbrennstoff wird ein Gemisch aus Propan und Butan (Flüssiggas) verwendet. Gasbenzin (eine Mischung aus Pentan und Hexan) wird als Zusatz zu Benzin verwendet, um den Kraftstoff beim Starten des Motors besser zu entzünden. Bei der Oxidation von Kohlenwasserstoffen entstehen organische Säuren, Alkohole und andere Produkte.

Öl– eine ölige, brennbare Flüssigkeit von dunkelbrauner oder fast schwarzer Farbe mit charakteristischem Geruch. Es ist leichter als Wasser (= 0,73–0,97 g/cm3) und in Wasser praktisch unlöslich. Von der Zusammensetzung her ist Öl ein komplexes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen unterschiedlichen Molekulargewichts und weist daher keinen bestimmten Siedepunkt auf.

Öl besteht hauptsächlich aus flüssigen Kohlenwasserstoffen (in ihnen sind feste und gasförmige Kohlenwasserstoffe gelöst). Typischerweise handelt es sich dabei um Alkane (meist normaler Struktur), Cycloalkane und Arene, deren Verhältnis in Ölen aus verschiedenen Bereichen stark schwankt. Uralöl enthält mehr Arene. Öl enthält neben Kohlenwasserstoffen auch Sauerstoff, Schwefel und stickstoffhaltige organische Verbindungen.

Rohöl wird normalerweise nicht verwendet. Um aus Öl technisch wertvolle Produkte zu gewinnen, wird es einer Verarbeitung unterzogen.

PrimärverarbeitungÖl besteht aus seiner Destillation. Die Destillation erfolgt in Ölraffinerien nach Abtrennung der Begleitgase. Bei der Destillation von Öl werden leichte Erdölprodukte gewonnen:

Benzin ( T Siedepunkt = 40–200 °C) enthält Kohlenwasserstoffe C 5 – C 11,

Naphtha ( T Siedepunkt = 150–250 °C) enthält Kohlenwasserstoffe C 8 – C 14,

Kerosin ( T Siedepunkt = 180–300 °C) enthält Kohlenwasserstoffe C 12 – C 18,

Gasöl ( T kip > 275 °C),

und der Rest ist eine viskose schwarze Flüssigkeit – Heizöl.

Heizöl unterzogen wird weitere Bearbeitung. Es wird unter reduziertem Druck destilliert (um eine Zersetzung zu verhindern) und Schmieröle werden isoliert: Spindel, Maschine, Zylinder usw. Vaseline und Paraffin werden aus dem Heizöl einiger Ölsorten isoliert. Der Rest des Heizöls nach der Destillation – Teer – wird nach teilweiser Oxidation zur Herstellung von Asphalt verwendet. Der Hauptnachteil der Öldestillation ist die geringe Benzinausbeute (nicht mehr als 20 %).

Erdöldestillationsprodukte haben verschiedene Verwendungszwecke.

Benzin Es wird in großen Mengen als Flug- und Autotreibstoff verwendet. Es besteht meist aus Kohlenwasserstoffen, deren Moleküle durchschnittlich 5 bis 9 C-Atome enthalten. Naphtha Es wird als Kraftstoff für Traktoren und auch als Lösungsmittel in der Farben- und Lackindustrie verwendet. Große Mengen es wird zu Benzin verarbeitet. Kerosin Es wird als Treibstoff für Traktoren, Düsenflugzeuge und Raketen sowie für den häuslichen Bedarf verwendet. Solaröl – Gasöl– als Kraftstoff verwendet und Schmieröle– zur Schmierung von Mechanismen. Vaseline in der Medizin verwendet. Es besteht aus einer Mischung flüssiger und fester Kohlenwasserstoffe. Paraffin Wird zur Herstellung höherer Carbonsäuren, zum Imprägnieren von Holz bei der Herstellung von Streichhölzern und Bleistiften, zur Herstellung von Kerzen, Schuhcreme usw. verwendet. Es besteht aus einer Mischung fester Kohlenwasserstoffe. Heizöl Neben der Verarbeitung zu Schmierölen und Benzin wird es als flüssiger Kesselbrennstoff verwendet.

Bei sekundäre VerarbeitungsmethodenÖl verändert sich die Struktur der in seiner Zusammensetzung enthaltenen Kohlenwasserstoffe. Unter diesen Methoden sehr wichtig wird das Cracken von Erdölkohlenwasserstoffen durchgeführt, um die Benzinausbeute (bis zu 65–70 %) zu erhöhen.

Knacken– der Prozess der Spaltung von im Öl enthaltenen Kohlenwasserstoffen, der zur Bildung von Kohlenwasserstoffen mit einer geringeren Anzahl von C-Atomen im Molekül führt. Es gibt zwei Hauptarten des Crackens: thermisches und katalytisches Cracken.

Thermisches Cracken erfolgt durch Erhitzen des Ausgangsmaterials (Heizöl usw.) auf eine Temperatur von 470–550 °C und einen Druck von 2–6 MPa. Gleichzeitig werden Kohlenwasserstoffmoleküle mit eine große Anzahl C-Atome werden in Moleküle mit einer geringeren Anzahl von Atomen sowohl gesättigter als auch ungesättigter Kohlenwasserstoffe aufgespalten. Zum Beispiel:

(Radikalmechanismus),

Mit diesem Verfahren wird hauptsächlich Motorenbenzin hergestellt. Seine Ölausbeute beträgt 70 %. Das thermische Cracken wurde 1891 vom russischen Ingenieur V.G. Schuchow entdeckt.

Katalytische Zersetzung durchgeführt in Gegenwart von Katalysatoren (meist Alumosilikaten) bei 450–500 °C und Luftdruck. Mit dieser Methode entsteht Flugbenzin mit einer Ausbeute von bis zu 80 %. Diese Art des Crackens betrifft hauptsächlich Kerosin- und Gasölfraktionen von Öl. Beim katalytischen Cracken treten neben Spaltungsreaktionen auch Isomerisierungsreaktionen auf. Dadurch entstehen gesättigte Kohlenwasserstoffe mit einem verzweigten Kohlenstoffgerüst aus Molekülen, was die Benzinqualität verbessert:

Katalytisch gecracktes Benzin hat eine höhere Qualität. Der Gewinnungsprozess verläuft viel schneller und erfordert weniger Wärmeenergie. Darüber hinaus entstehen beim katalytischen Cracken relativ viele verzweigtkettige Kohlenwasserstoffe (Isoverbindungen), die für die organische Synthese von großem Wert sind.

Bei T= 700 °C und darüber kommt es zur Pyrolyse.

Pyrolyse– Zersetzung organischer Substanzen ohne Luftzugang bei hohen Temperaturen. Bei der Pyrolyse von Öl sind die Hauptreaktionsprodukte ungesättigte gasförmige Kohlenwasserstoffe (Ethylen, Acetylen) und aromatische Kohlenwasserstoffe – Benzol, Toluol usw. Da die Ölpyrolyse eine der wichtigsten Methoden zur Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe ist, wird dieser Prozess oft als Öl bezeichnet Aromatisierung.

Aromatisierung– Umwandlung von Alkanen und Cycloalkanen in Arene. Wenn schwere Fraktionen von Erdölprodukten in Gegenwart eines Katalysators (Pt oder Mo) erhitzt werden, werden Kohlenwasserstoffe mit 6–8 C-Atomen pro Molekül in aromatische Kohlenwasserstoffe umgewandelt. Diese Prozesse finden beim Reformieren (Benzinaufbereitung) statt.

Reformieren- Dies ist die Aromatisierung von Benzin, die durch Erhitzen in Gegenwart eines Katalysators, beispielsweise Pt, durchgeführt wird. Unter diesen Bedingungen werden Alkane und Cycloalkane in aromatische Kohlenwasserstoffe umgewandelt, wodurch auch die Oktanzahl von Benzin deutlich ansteigt. Durch Aromatisierung werden aus Benzinfraktionen von Öl einzelne aromatische Kohlenwasserstoffe (Benzol, Toluol) gewonnen.

In den letzten Jahren wurden Erdölkohlenwasserstoffe in großem Umfang als Quelle chemischer Rohstoffe genutzt. Verschiedene Wege aus ihnen gewinnen wir Stoffe, die für die Herstellung von Kunststoffen, synthetischen Textilfasern, synthetischem Kautschuk, Alkoholen, Säuren, synthetischen Reinigungsmitteln, Sprengstoffen, Pestiziden, synthetischen Fetten usw. notwendig sind.

Kohle Ebenso wie Erdgas und Erdöl ist es eine Energiequelle und wertvolle chemische Rohstoffe.

Die Hauptmethode der Kohleverarbeitung ist Verkokung(Trockendestillation). Bei der Verkokung (Erhitzen auf 1000 °C – 1200 °C ohne Luftzutritt) entstehen verschiedene Produkte: Koks, Steinkohlenteer, Teerwasser und Koksofengas (Diagramm).

Planen

Koks wird als Reduktionsmittel bei der Herstellung von Gusseisen in Hüttenwerken verwendet.

Kohlenteer dient als Quelle aromatischer Kohlenwasserstoffe. Es wird einer Rektifikationsdestillation unterzogen und Benzol, Toluol, Xylol, Naphthalin sowie Phenole, stickstoffhaltige Verbindungen usw. werden erhalten. Pech ist eine dicke schwarze Masse, die nach der Destillation des Harzes zurückbleibt und zur Herstellung von Elektroden verwendet wird Teerpappe.

Aus Teerwasser werden Ammoniak, Ammoniumsulfat, Phenol usw. gewonnen.

Koksofengas wird zum Beheizen von Koksöfen verwendet (bei der Verbrennung von 1 m 3 werden etwa 18.000 kJ freigesetzt), es wird jedoch hauptsächlich einer chemischen Verarbeitung unterzogen. So wird daraus Wasserstoff für die Synthese von Ammoniak isoliert, der dann zur Herstellung von Stickstoffdüngern sowie Methan, Benzol, Toluol, Ammoniumsulfat und Ethylen verwendet wird.

Ziel. Wissen über natürliche Quellen organischer Verbindungen und deren Verarbeitung zusammenfassen; zeigen Sie die Erfolge und Perspektiven für die Entwicklung der Petrochemie und Kokschemie sowie ihre Rolle im technischen Fortschritt des Landes auf; Kenntnisse aus dem Kurs vertiefen Wirtschaftsgeographieüber die Gasindustrie, moderne Richtungen Gasaufbereitungs-, Rohstoff- und Energieprobleme; Entwickeln Sie Unabhängigkeit im Umgang mit Lehrbüchern, Nachschlagewerken und populärwissenschaftlicher Literatur.

PLANEN

Natürliche Quellen Kohlenwasserstoffe. Erdgas. Erdölbegleitgase.
Öl und Erdölprodukte, ihre Anwendung.
Thermisches und katalytisches Cracken.
Koksproduktion und das Problem der Gewinnung von flüssigem Brennstoff.
Aus der Entwicklungsgeschichte von OJSC Rosneft - KNOS.
Produktionskapazität der Anlage. Hergestellte Produkte.
Kommunikation mit dem Chemielabor.
Umweltschutz im Werk.
Anlagenpläne für die Zukunft.

Natürliche Kohlenwasserstoffquellen.
Erdgas. Erdölbegleitgase

Vor dem Großen Vaterländischen Krieg Industriereserven Erdgas waren in der Karpatenregion, im Kaukasus, in der Wolgaregion und im Norden (Komi ASSR) bekannt. Die Untersuchung von Erdgasreserven war nur mit der Ölexploration verbunden. Die industriellen Erdgasreserven beliefen sich 1940 auf 15 Milliarden m3. Dann wurden Gasvorkommen im Nordkaukasus, Transkaukasien, der Ukraine, der Wolgaregion, Zentralasien, Westsibirien usw. entdeckt Fernost. An
1 января 1976 г. разведанные запасы природного газа составляли 25,8 трлн м 3 , из них в европейской части СССР – 4,2 трлн м 3 (16,3%), на Востоке – 21,6 трлн м 3 (83,7 %), einschließlich
18,2 Billionen m3 (70,5 %) – in Sibirien und Fernost, 3,4 Billionen m3 (13,2 %) – in Zentralasien und Kasachstan. Zum 1. Januar 1980 beliefen sich die potenziellen Erdgasreserven auf 80–85 Billionen m3, die erkundeten Reserven auf 34,3 Billionen m3. Darüber hinaus stiegen die Reserven vor allem aufgrund der Entdeckung von Lagerstätten im Osten des Landes – nachgewiesene Reserven lagen dort bei etwa
30,1 Billionen m 3, was 87,8 % der Gesamtmenge der Union entspricht.
Heute verfügt Russland über 35 % der weltweiten Erdgasreserven, die sich auf mehr als 48 Billionen m3 belaufen. Die Hauptgebiete des Erdgasvorkommens in Russland und den GUS-Staaten (Vorkommen):

Westsibirische Öl- und Gasprovinz:
Urengoiskoje, Jamburgskoje, Zapoljarnoje, Medweschje, Nadymskoje, Tasowskoje – Autonomer Kreis der Jamal-Nenzen;
Pokhromskoye, Igrimskoye – Gasführendes Gebiet Beresowski;
Meldzhinskoe, Luginetskoe, Ust-Silginskoe – gasführende Region Vasyugan.
Öl- und Gasprovinz Wolga-Ural:
Das bedeutendste ist Vuktylskoye in der Öl- und Gasregion Timan-Petschora.
Zentralasien und Kasachstan:
das bedeutendste in Zentralasien ist Gazlinskoye im Fergana-Tal;
Kyzylkum, Bayram-Ali, Darvazin, Achak, Shatlyk.
Nordkaukasus und Transkaukasien:
Karadag, Duvanny – Aserbaidschan;
Lichter von Dagestan – Dagestan;
Severo-Stavropolskoye, Pelachiadinskoye - Stawropol-Territorium;
Leningradskoje, Maikopskoje, Staro-Minskoje, Berezanskoje – Region Krasnodar.

Auch in der Ukraine, auf Sachalin und im Fernen Osten sind Erdgasvorkommen bekannt.
Westsibirien zeichnet sich durch Erdgasreserven aus (Urengoiskoje, Jamburgskoje, Zapolyarnoje, Medweschje). Die industriellen Reserven erreichen hier 14 Billionen m3. Besonders wichtig werden nun die Jamal-Gaskondensatfelder (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye usw.). Auf ihrer Grundlage wird das Jamal-Europa-Projekt umgesetzt.
Die Erdgasproduktion ist stark konzentriert und konzentriert sich auf Gebiete mit den größten und profitabelsten Feldern. Nur fünf Lagerstätten – Urengoiskoje, Jamburgskoje, Zapolyarnoje, Medweschje und Orenburgskoje – enthalten die Hälfte aller Industriereserven in Russland. Die Reserven von Medvezhye werden auf 1,5 Billionen m3 und von Urengoyskoe auf 5 Billionen m3 geschätzt.
Das nächste Merkmal ist die dynamische Lage der Erdgasproduktionsstandorte, die sich aus der schnellen Erweiterung der Grenzen der identifizierten Ressourcen sowie der vergleichsweise einfachen und geringen Kosten ihrer Einbindung in die Entwicklung erklärt. In kurzer Zeit verlagerten sich die Hauptzentren der Erdgasförderung von der Wolgaregion in die Ukraine und in den Nordkaukasus. Weitere territoriale Verschiebungen werden durch die Erschließung von Vorkommen in Westsibirien, Zentralasien, dem Ural und dem Norden verursacht.

Nach dem Zusammenbruch der UdSSR kam es in Russland zu einem Rückgang der Erdgasförderung. Der Rückgang war vor allem in der nördlichen Wirtschaftsregion (8 Mrd. m 3 im Jahr 1990 und 4 Mrd. m 3 im Jahr 1994), im Ural (43 Mrd. m 3 und 35 Mrd. m 3) und in der westsibirischen Wirtschaftsregion (576 Mrd. m 3) zu beobachten
555 Milliarden m3) und im Nordkaukasus (6 und 4 Milliarden m3). Die Erdgasförderung blieb in den Wirtschaftsregionen Wolga (6 Mrd. m3) und Fernost auf dem gleichen Niveau.
Ende 1994 war ein Aufwärtstrend im Produktionsniveau zu verzeichnen.
Aus den Republiken ehemalige UdSSR Die Russische Föderation produziert das meiste Gas, an zweiter Stelle steht Turkmenistan (mehr als 1/10), gefolgt von Usbekistan und der Ukraine.
Von besonderer Bedeutung ist die Förderung von Erdgas auf dem Schelf des Weltozeans. Im Jahr 1987 wurden 12,2 Milliarden m 3 aus Offshore-Feldern gefördert, was etwa 2 % des im Land geförderten Gases entspricht. Die damit verbundene Gasproduktion belief sich im selben Jahr auf 41,9 Milliarden m3. Eine der gasförmigen Brennstoffreserven ist für viele Gebiete die Vergasung von Kohle und Schiefer. Die unterirdische Kohlevergasung wird im Donbass (Lisichansk), im Kusbass (Kiselevsk) und in der Region Moskau (Tula) durchgeführt.
Erdgas war und ist ein wichtiges Exportprodukt im russischen Außenhandel.
Die wichtigsten Erdgasverarbeitungszentren befinden sich im Ural (Orenburg, Shkapovo, Almetyevsk), in Westsibirien (Nischnewartowsk, Surgut), in der Wolgaregion (Saratow), ​​im Nordkaukasus (Grosny) und in anderen Gasregionen. tragende Provinzen. Es kann festgestellt werden, dass Gasaufbereitungsanlagen auf Rohstoffquellen ausgerichtet sind – Felder und große Gaspipelines.
Der wichtigste Verwendungszweck von Erdgas ist der Brennstoff. Letztes Ding die Zeit läuft Trend zu einer Erhöhung des Anteils von Erdgas an der Brennstoffbilanz des Landes.

Das wertvollste Erdgas mit hohem Methangehalt ist Stawropol (97,8 % CH 4), Saratow (93,4 %), Urengoi (95,16 %).
Die Erdgasreserven auf unserem Planeten sind sehr groß (ca. 1015 m3). Wir kennen mehr als 200 Vorkommen in Russland; sie befinden sich in Westsibirien, im Wolga-Ural-Becken und im Nordkaukasus. In Bezug auf die Erdgasreserven nimmt Russland weltweit den ersten Platz ein.
Erdgas ist die wertvollste Art Kraftstoff. Bei der Verbrennung von Gas wird viel Wärme freigesetzt, sodass es als energieeffizienter und kostengünstiger Brennstoff in Kesselanlagen, Hochöfen, Herdfeueröfen und Glasschmelzöfen dient. Der Einsatz von Erdgas in der Produktion ermöglicht eine deutliche Steigerung der Arbeitsproduktivität.
Erdgas ist eine Rohstoffquelle für die chemische Industrie: zur Herstellung von Acetylen, Ethylen, Wasserstoff, Ruß, verschiedenen Kunststoffen, Essigsäure, Farbstoffen, Medikamenten und anderen Produkten.

Erdölbegleitgas ist ein Gas, das zusammen mit Öl existiert, in Öl gelöst ist und sich darüber befindet und unter Druck einen „Tankdeckel“ bildet. Am Ausgang des Bohrlochs sinkt der Druck und das Begleitgas wird vom Öl getrennt. Dieses Gas wurde früher nicht genutzt, sondern einfach verbrannt. Derzeit wird es aufgefangen und als Brennstoff und wertvolle chemische Rohstoffe verwendet. Die Einsatzmöglichkeiten von Begleitgasen sind sogar noch größer als bei Erdgas, denn... ihre Zusammensetzung ist reicher. Begleitgase enthalten weniger Methan als Erdgas, dafür aber deutlich mehr Methanhomologe. Um Begleitgas rationeller zu nutzen, wird es in Gemische engerer Zusammensetzung aufgeteilt. Nach der Trennung werden Gasbenzin, Propan und Butan sowie trockenes Gas erhalten. Auch einzelne Kohlenwasserstoffe werden gefördert – Ethan, Propan, Butan und andere. Durch Dehydrierung werden ungesättigte Kohlenwasserstoffe gewonnen – Ethylen, Propylen, Butylen usw.

Öl und Erdölprodukte, ihre Anwendung

Öl ist eine ölige Flüssigkeit mit stechendem Geruch. Es ist an vielen Orten zu finden Globus, durchnässt porös Felsen in unterschiedlichen Tiefen.
Nach Ansicht der meisten Wissenschaftler handelt es sich bei Öl um die geochemisch veränderten Überreste von Pflanzen und Tieren, die einst auf der Erde lebten. Diese Theorie des organischen Ursprungs von Öl wird durch die Tatsache gestützt, dass Öl einige stickstoffhaltige Substanzen enthält – Abbauprodukte von Substanzen, die in Pflanzengeweben vorhanden sind. Es gibt auch Theorien über den anorganischen Ursprung von Öl: seine Entstehung als Folge der Einwirkung von Wasser in der Erdoberfläche auf heiße Metallkarbide (Verbindungen von Metallen mit Kohlenstoff) mit anschließender Veränderung der resultierenden Kohlenwasserstoffe unter dem Einfluss von hohe Temperatur, hoher Druck, Kontakt mit Metallen, Luft, Wasserstoff usw.
Bei der Gewinnung aus ölführenden Formationen in Erdkruste Manchmal gelangt Öl in mehreren Kilometern Tiefe entweder unter dem Druck der darauf befindlichen Gase an die Oberfläche oder wird von Pumpen abgepumpt.

Die Ölindustrie ist heute ein großer nationaler Wirtschaftskomplex, der nach seinen eigenen Gesetzen lebt und sich entwickelt. Was bedeutet Öl heute für die Volkswirtschaft des Landes? Öl ist ein Rohstoff für Petrochemikalien bei der Herstellung von synthetischem Kautschuk, Alkoholen, Polyethylen, Polypropylen, einer breiten Palette verschiedener Kunststoffe und daraus hergestellter Fertigprodukte sowie künstlichen Stoffen; Quelle für die Herstellung von Kraftstoffen (Benzin, Kerosin, Diesel und Flugzeugtreibstoffe), Ölen und Schmiermitteln sowie Kessel- und Ofenbrennstoff (Mazut), Baumaterialien (Bitumen, Teer, Asphalt); Rohstoffe für die Herstellung einer Reihe von Proteinpräparaten, die als Zusatzstoffe in Viehfutter verwendet werden, um deren Wachstum zu stimulieren.
Öl ist unser nationaler Reichtum, die Machtquelle des Landes, die Grundlage seiner Wirtschaft. Der russische Ölkomplex umfasst 148 Tausend. Ölquellen, 48,3 Tausend km Hauptölpipelines, 28 Ölraffinerien mit einer Gesamtkapazität von mehr als 300 Millionen Tonnen Öl pro Jahr sowie eine Vielzahl weiterer Produktionsanlagen.
Die Unternehmen der Ölindustrie und ihrer Dienstleistungsbranchen beschäftigen etwa 900.000 Arbeitnehmer, davon etwa 20.000 Menschen im Bereich Wissenschaft und wissenschaftliche Dienstleistungen.
Hinter letzten Jahrzehnte In der Struktur der Brennstoffindustrie kam es zu grundlegenden Veränderungen, verbunden mit einem Rückgang des Anteils der Kohleindustrie und dem Wachstum der Öl- und Gasproduktions- und -verarbeitungsindustrien. Betrugen sie 1940 noch 20,5 %, waren es 1984 75,3 % der Gesamtproduktion mineralischer Brennstoffe. Jetzt rücken Erdgas und Tagebaukohle in den Vordergrund. Der Ölverbrauch für Energiezwecke wird sinken, im Gegenteil, seine Nutzung als chemischer Rohstoff wird zunehmen. Derzeit machen Öl und Gas in der Struktur der Brennstoff- und Energiebilanz 74 % aus, während der Anteil von Öl abnimmt und der Anteil von Gas zunimmt und etwa 41 % beträgt. Der Anteil der Kohle beträgt 20 %, die restlichen 6 % stammen aus Strom.
Die Brüder Dubinin begannen zunächst mit der Ölraffinierung im Kaukasus. Die primäre Ölverarbeitung umfasst die Destillation. Die Destillation erfolgt in Erdölraffinerien nach der Trennung der Erdölgase.

Aus Öl werden verschiedene Produkte von großer praktischer Bedeutung isoliert. Zunächst werden daraus gelöste gasförmige Kohlenwasserstoffe (hauptsächlich Methan) entfernt. Nach dem Abdestillieren flüchtiger Kohlenwasserstoffe wird das Öl erhitzt. Kohlenwasserstoffe mit einer geringen Anzahl an Kohlenstoffatomen im Molekül und einem relativ niedrigen Siedepunkt gehen als erste in den Dampfzustand über und werden abdestilliert. Mit zunehmender Temperatur der Mischung werden Kohlenwasserstoffe mit einem höheren Siedepunkt destilliert. Auf diese Weise können einzelne Ölgemische (Fraktionen) gesammelt werden. Meistens entstehen bei dieser Destillation vier flüchtige Fraktionen, die dann weiter getrennt werden.
Die wichtigsten Ölfraktionen sind wie folgt.
Benzinanteil, gesammelt bei 40 bis 200 °C, enthält Kohlenwasserstoffe von C 5 H 12 bis C 11 H 24. Bei weiterer Destillation der isolierten Fraktion erhalten wir Benzin (T kip = 40–70 °C), Benzin
(T kip = 70–120 °C) – Luftfahrt, Automobil usw.
Naphtha-Fraktion, gesammelt im Bereich von 150 bis 250 °C, enthält Kohlenwasserstoffe von C 8 H 18 bis C 14 H 30. Naphtha wird als Kraftstoff für Traktoren verwendet. Große Mengen Naphtha werden zu Benzin verarbeitet.
Kerosin-Fraktion umfasst Kohlenwasserstoffe von C 12 H 26 bis C 18 H 38 mit einem Siedepunkt von 180 bis 300 °C. Kerosin wird nach der Reinigung als Treibstoff für Traktoren, Jets und Raketen verwendet.
Gasölfraktion (T kip > 275 °C), sonst genannt Dieselkraftstoff.
Rückstand nach der Öldestillation – Heizöl– enthält Kohlenwasserstoffe mit einer großen Anzahl von Kohlenstoffatomen (bis zu mehreren Dutzend) im Molekül. Auch Heizöl wird durch Destillation unter vermindertem Druck in Fraktionen aufgetrennt, um eine Zersetzung zu vermeiden. Als Ergebnis erhalten wir Solaröle (Dieselkraftstoff), Schmieröle(Automobil, Luftfahrt, Industrie usw.), Vaseline(Technische Vaseline wird zum Schmieren von Metallprodukten verwendet, um sie vor Korrosion zu schützen; gereinigte Vaseline wird als Basis für verwendet Kosmetika und in der Medizin). Aus einigen Ölsorten wird es gewonnen Paraffin(zur Herstellung von Streichhölzern, Kerzen usw.). Nach dem Abdestillieren der flüchtigen Bestandteile aus dem Heizöl bleibt übrig Teer. Es wird häufig im Straßenbau eingesetzt. Neben der Verarbeitung zu Schmierölen wird Heizöl auch als flüssiger Brennstoff in Kesselanlagen eingesetzt. Das bei der Erdölraffinierung gewonnene Benzin reicht nicht aus, um den gesamten Bedarf zu decken. Im besten Fall können bis zu 20 % des Benzins aus Öl gewonnen werden, der Rest sind hochsiedende Produkte. In diesem Zusammenhang stand die Chemie vor der Aufgabe, Wege zu finden, Benzin in großen Mengen herzustellen. Ein bequemer Weg wurde mithilfe der von A.M. Butlerov entwickelten Theorie der Struktur organischer Verbindungen gefunden. Hochsiedende Öldestillationsprodukte sind für den Einsatz als Kraftstoff ungeeignet. Ihr hoher Siedepunkt ist darauf zurückzuführen, dass die Moleküle solcher Kohlenwasserstoffe zu langkettig sind. Beim Abbau großer Moleküle mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen entstehen niedrigsiedende Produkte wie Benzin. Diesen Weg beschritt der russische Ingenieur V.G. Schuchow, der 1891 eine Methode zur Spaltung komplexer Kohlenwasserstoffe entwickelte, die später Cracken (was Spaltung bedeutet) genannt wurde.

Eine grundlegende Verbesserung beim Cracken war die Einführung des katalytischen Crackverfahrens in die Praxis. Dieses Verfahren wurde erstmals 1918 von N.D. Zelinsky durchgeführt. Das katalytische Cracken ermöglichte die großtechnische Herstellung von Flugbenzin. In katalytischen Crackanlagen werden bei einer Temperatur von 450 °C unter dem Einfluss von Katalysatoren lange Kohlenstoffketten gespalten.

Thermisches und katalytisches Cracken

Die Hauptmethode zur Verarbeitung von Erdölfraktionen ist Verschiedene Arten knacken. Zum ersten Mal (1871–1878) wurde das Ölcracken im Labor- und halbindustriellen Maßstab von A.A. Letny, einem Mitarbeiter des St. Petersburger Instituts für Technologie, durchgeführt. Das erste Patent für eine Crackanlage wurde 1891 von Schuchow angemeldet. Seit den 1920er Jahren ist Cracken in der Industrie weit verbreitet.
Beim Cracken handelt es sich um die thermische Zersetzung von Kohlenwasserstoffen und anderen Stoffen KomponentenÖl. Je höher die Temperatur, desto höher ist die Crackgeschwindigkeit und desto höher ist die Ausbeute an Gasen und aromatischen Kohlenwasserstoffen.
Beim Cracken von Erdölfraktionen entsteht neben flüssigen Produkten ein primärer Rohstoff – Gase, die ungesättigte Kohlenwasserstoffe (Olefine) enthalten.
Folgende Hauptarten der Rissbildung werden unterschieden:
Flüssigphase (20–60 atm, 430–550 °C), produziert ungesättigtes und gesättigtes Benzin, die Ausbeute an Benzin beträgt etwa 50 %, an Gasen 10 %;
Dampfphase(normal oder niedriger Druck, 600 °C) erzeugt ungesättigtes aromatisches Benzin, die Ausbeute ist geringer als beim Flüssigphasencracken, es entsteht eine große Menge an Gasen;
Pyrolyse Öl (normaler oder verminderter Druck, 650–700 °C), ergibt ein Gemisch aromatischer Kohlenwasserstoffe (Pyrobenzol), die Ausbeute beträgt etwa 15 %, mehr als die Hälfte des Rohstoffs wird in Gase umgewandelt;
zerstörende Hydrierung (Wasserstoffdruck 200–250 atm, 300–400 °C in Gegenwart von Katalysatoren – Eisen, Nickel, Wolfram usw.) ergibt das ultimative Benzin mit einer Ausbeute von bis zu 90 %;
katalytische Zersetzung (300–500 °C in Gegenwart von Katalysatoren – AlCl 3, Alumosilikate, MoS 3, Cr 2 O 3 usw.) erzeugt gasförmige Produkte und hochwertiges Benzin mit einem überwiegenden Anteil an aromatischen und gesättigten Kohlenwasserstoffen mit Isostruktur.
In der Technik ist das sogenannte katalytische Reformierung– Umwandlung minderwertiger Benzine in hochwertige Benzine mit hoher Oktanzahl oder aromatische Kohlenwasserstoffe.
Die Hauptreaktionen beim Cracken sind die Spaltung von Kohlenwasserstoffketten, Isomerisierung und Cyclisierung. Bei diesen Prozessen spielen freie Kohlenwasserstoffradikale eine große Rolle.

Koksproduktion
und das Problem der Beschaffung von flüssigem Kraftstoff

Reserven Kohle in der Natur übersteigen die Ölreserven deutlich. Deshalb Kohle wichtigste Arten Rohstoffe für Chemieindustrie Industrie.
Derzeit nutzt die Industrie verschiedene Methoden zur Verarbeitung von Kohle: Trockendestillation (Verkokung, Halbverkokung), Hydrierung, unvollständige Verbrennung und Herstellung von Calciumcarbid.

Die Trockendestillation von Kohle wird zur Herstellung von Koks in der Metallurgie oder von Haushaltsgas verwendet. Kokskohle produziert Koks, Kohlenteer, Teerwasser und Koksgase.
Kohlenteer enthält eine Vielzahl aromatischer und anderer organischer Verbindungen. Durch Destillation bei Normaldruck wird es in mehrere Fraktionen aufgeteilt. Aus Steinkohlenteer werden aromatische Kohlenwasserstoffe, Phenole etc. gewonnen.
Verkokungsgase enthalten überwiegend Methan, Ethylen, Wasserstoff und Kohlenmonoxid (II). Sie werden teilweise verbrannt und teilweise recycelt.
Die Hydrierung von Kohle erfolgt bei 400–600 °C unter einem Wasserstoffdruck von bis zu 250 atm in Gegenwart eines Katalysators – Eisenoxiden. Dabei entsteht ein flüssiges Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, das meist an Nickel oder anderen Katalysatoren hydriert wird. Minderwertige Braunkohlen können hydriert werden.

Calciumcarbid CaC 2 wird aus Kohle (Koks, Anthrazit) und Kalk gewonnen. Anschließend wird es in Acetylen umgewandelt, das in der chemischen Industrie aller Länder in immer größerem Umfang eingesetzt wird.

Aus der Entwicklungsgeschichte von OJSC „Rosneft – KNOS“

Die Geschichte der Pflanzenentwicklung ist eng damit verbunden Öl-und Gasindustrie Industrie von Kuban.
Der Beginn der Ölförderung in unserem Land reicht bis in die ferne Vergangenheit zurück. Zurück im 10. Jahrhundert. Aserbaidschan handelte mit verschiedenen Ländern Öl. Im Kuban begann die industrielle Ölförderung im Jahr 1864 in der Region Maikop. Auf Wunsch des Chefs der Kuban-Region, General Karmalin, zog D. I. Mendeleev 1880 eine Schlussfolgerung über das Ölpotenzial des Kuban: „Hier muss man mit viel Öl rechnen, hier liegt es entlang einer langen geraden Linie parallel.“ bis zum Bergrücken und in der Nähe der Ausläufer verlaufend, etwa in Richtung von Kudako nach Ilskaya.
In den Jahren der ersten Fünfjahrespläne wurden große Sucharbeiten durchgeführt und industrielle ProduktionÖl. Erdölbegleitgas wurde teilweise als Haushaltsbrennstoff in Arbeitersiedlungen verwendet Großer Teil Dieses wertvolle Produkt wurde in Fackeln verbrannt. Um der Verschwendung ein Ende zu setzen natürliche Ressourcen 1952 beschloss das Ministerium für Ölindustrie der UdSSR den Bau einer Gas-Benzin-Anlage im Dorf Afipskoye.
Im Jahr 1963 wurde das Gesetz zur Inbetriebnahme der ersten Stufe des Afipsky-Gas- und Benzinwerks unterzeichnet.
Anfang 1964 begann die Verarbeitung von Gaskondensaten aus der Region Krasnodar zur Herstellung von A-66-Benzin und Dieselkraftstoff. Der Rohstoff war Gas aus den Feldern Kanevsky, Berezansky, Leningradsky, Maikopsky und anderen großen Feldern. Durch die Verbesserung der Produktion beherrschten die Mitarbeiter des Werks die Produktion von B-70-Flugbenzin und A-72-Motorbenzin.
Im August 1970 wurden zwei neue technologische Anlagen zur Aufbereitung von Gaskondensat zur Herstellung von Aromaten (Benzol, Toluol, Xylol) in Betrieb genommen: eine Nachdestillationsanlage und eine katalytische Reformierungsanlage. Gleichzeitig wurden sie gebaut Kläranlagen mit biologischer Behandlung Abwasser und die Waren- und Rohstoffbasis der Anlage.
1975 wurde eine Xylol-Produktionsanlage und 1978 eine importierte Toluol-Demethylierungsanlage in Betrieb genommen. Das Werk hat sich zu einem der führenden Werke des Ministeriums für Erdölindustrie bei der Herstellung aromatischer Kohlenwasserstoffe für die chemische Industrie entwickelt.
Um die Führungsstruktur des Unternehmens und die Organisation der Produktionsbereiche zu verbessern, wurde es im Januar 1980 gegründet Produktionsverband„Krasnodarnefteorgsintez“ Der Verbund umfasste drei Werke: den Standort Krasnodar (seit August 1922 in Betrieb), die Ölraffinerie Tuapse (seit 1929 in Betrieb) und die Ölraffinerie Afipsky (seit Dezember 1963 in Betrieb).
Im Dezember 1993 wurde das Unternehmen neu organisiert und im Mai 1994 wurde Krasnodarnefteorgsintez OJSC in Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC umbenannt.

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Es folgt der Schluss