Natürliche Kohlenwasserstoffquellen: Gas, Öl, Koks. Ihre Verwendung als Brennstoff und in der chemischen Synthese. Natürliche Kohlenwasserstoffquellen Die Hauptquellen für Kohlenwasserstoffe sind
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 kommt es zur Zersetzung organische Substanz 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. Das meiste Erdöl enthält nur sehr geringe Mengen aromatischer Kohlenwasserstoffe. Unter den einheimischen 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.
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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. -
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1. Synthese aus aromatisch Kohlenwasserstoffe und Fetthalogenderivate 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. -
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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– besteht (hauptsächlich) aus Methan und (in kleineren Mengen) seinen nächsten Homologen – Ethan, Propan, Butan, Pentan, Hexan usw.; beobachtet in Erdölbegleitgas, d.h. Erdgas, natürlich über Öl vorkommend oder unter Druck darin gelöst.
Öl
ist eine ölige, brennbare Flüssigkeit, die aus Alkanen, Cycloalkanen, Arenen (überwiegend) sowie sauerstoff-, stickstoff- und schwefelhaltigen Verbindungen besteht.
Kohle
– festes Brennstoffmineral organischen Ursprungs. Es enthält wenig Graphit und viele komplexe zyklische Verbindungen, darunter die Elemente C, H, O, N und S. Es gibt Anthrazit (fast wasserfrei), Kohle(-4 % Feuchtigkeit) und Braunkohle (50-60 % Feuchtigkeit). Beim Verkokungsverfahren wird Kohle in Kohlenwasserstoffe (gasförmig, flüssig und fest) und Koks (ziemlich reiner Graphit) umgewandelt.
Verkokung von Kohle
Das Erhitzen von Kohle ohne Luftzugang auf 900–1050 °C führt zu ihrer thermischen Zersetzung unter Bildung flüchtiger Produkte (Kohlenteer, Ammoniakwasser und Kokereigas) und eines festen Rückstands – Koks.
Hauptprodukte: Koks – 96–98 % Kohlenstoff; Koksofengas – 60 % Wasserstoff, 25 % Methan, 7 % Kohlenmonoxid (II) usw.
Nebenprodukte: Kohlenteer (Benzol, Toluol), Ammoniak (aus Kokereigas) usw.
Ölraffinierung mittels Rektifikationsverfahren
Vorraffiniertes Öl wird in kontinuierlichen Destillationskolonnen einer atmosphärischen (oder Vakuum-)Destillation in Fraktionen mit bestimmten Siedepunktbereichen unterzogen.
Hauptprodukte: leichtes und schweres Benzin, Kerosin, Gasöl, Schmieröle, Heizöl, Teer.
Ölraffinierung durch katalytisches Cracken
Rohstoffe: hochsiedende Ölfraktionen (Kerosin, Gasöl usw.)
Hilfsstoffe: Katalysatoren (modifizierte Alumosilikate).
Grundlegender chemischer Prozess: Bei einer Temperatur von 500–600 °C und einem Druck von 5·10 5 Pa werden Kohlenwasserstoffmoleküle in kleinere Moleküle gespalten, das katalytische Cracken geht mit Aromatisierungs-, Isomerisierungs- und Alkylierungsreaktionen einher.
Produkte: Gemisch aus niedrigsiedenden Kohlenwasserstoffen (Kraftstoffe, Rohstoffe für die Petrochemie).
C 16. H 34 → C 8 H 18 + C 8 H 16
C 8 H 18 → C 4 H 10 + C 4 H 8
C 4 H 10 → C 2 H 6 + C 2 H 4
1. Natürliche Quellen Kohlenwasserstoffe: Gas, Öl, Kohle. Ihre Verarbeitung und praktische Anwendung.
Die wichtigsten natürlichen Quellen für Kohlenwasserstoffe sind Erdöl, natürliche und damit verbundene Kohlenwasserstoffe Erdölgas s und Kohle.
Natürliche und assoziierte Erdölgase.
Erdgas ist ein Gasgemisch, dessen Hauptbestandteil Methan ist, der Rest sind Ethan, Propan, Butan und andere geringe Menge Verunreinigungen - Stickstoff, Kohlenmonoxid (IV), Schwefelwasserstoff und Wasserdampf. 90 % davon werden als Brennstoff verbraucht, die restlichen 10 % werden als Rohstoff verwendet Chemieindustrie: Herstellung von Wasserstoff, Ethylen, Acetylen, Ruß, verschiedenen Kunststoffen, Medikamenten usw.
Erdölbegleitgas ist ebenfalls Erdgas, kommt aber zusammen mit Erdöl vor – es befindet sich über dem Erdöl oder ist darin unter Druck gelöst. Begleitgas enthält 30–50 % Methan, der Rest sind seine Homologen: Ethan, Propan, Butan und andere Kohlenwasserstoffe. Darüber hinaus enthält es die gleichen Verunreinigungen wie Erdgas.
Drei Fraktionen Begleitgas:
1. Benzin; es wird dem Benzin zugesetzt, um das Starten des Motors zu verbessern;
2. Propan-Butan-Gemisch; als Haushaltsbrennstoff verwendet;
3. Trockengas; dient der Herstellung von Acitelen, Wasserstoff, Ethylen und anderen Stoffen, aus denen wiederum Kautschuke, Kunststoffe, Alkohole, organische Säuren usw. hergestellt werden.
Öl.
Öl ist eine ölige Flüssigkeit von gelber oder hellbrauner bis schwarzer Farbe mit einem charakteristischen Geruch. Es ist leichter als Wasser und darin praktisch unlöslich. Öl ist ein Gemisch aus etwa 150 Kohlenwasserstoffen mit Verunreinigungen anderer Stoffe und hat daher keinen bestimmten Siedepunkt.
90 % des geförderten Öls werden als Rohstoff für die Produktion verwendet verschiedene Arten Kraftstoff und Schmierstoffe. Gleichzeitig ist Erdöl ein wertvoller Rohstoff für die chemische Industrie.
Ich nenne Rohöl, das aus den Tiefen der Erde gefördert wird. Öl wird nicht in Rohform verwendet, sondern verarbeitet. Rohöl wird von Gasen, Wasser und mechanischen Verunreinigungen gereinigt und anschließend einer fraktionierten Destillation unterzogen.
Bei der Destillation werden Gemische aufgrund unterschiedlicher Siedepunkte in einzelne Komponenten oder Fraktionen getrennt.
Bei der Destillation von Öl werden mehrere Fraktionen von Erdölprodukten isoliert:
1. Die Gasfraktion (tbp = 40°C) enthält normale und verzweigte Alkane CH4 – C4H10;
2. Die Benzinfraktion (Siedepunkt = 40 - 200°C) enthält Kohlenwasserstoffe C 5 H 12 – C 11 H 24; Bei wiederholter Destillation werden aus dem Gemisch leichte Erdölprodukte abgetrennt, die in niedrigeren Temperaturbereichen sieden: Petrolether, Flug- und Motorenbenzin;
3. Naphtha-Fraktion (Schwerbenzin, Siedepunkt = 150 - 250°C), enthält Kohlenwasserstoffe der Zusammensetzung C 8 H 18 - C 14 H 30, wird als Kraftstoff für Traktoren, Diesellokomotiven, Lastkraftwagen verwendet;
4. Die Kerosinfraktion (Siedepunkt = 180 – 300 °C) umfasst Kohlenwasserstoffe der Zusammensetzung C 12 H 26 – C 18 H 38; es wird als Treibstoff für Düsenflugzeuge und Raketen verwendet;
5. Es wird Gasöl (Siedepunkt = 270 - 350°C) verwendet Dieselkraftstoff und ist in großem Umfang geknackt.
Nach dem Abdestillieren der Fraktionen bleibt eine dunkle viskose Flüssigkeit zurück – Heizöl. Aus Heizöl werden Dieselöle, Vaseline und Paraffin gewonnen. Der Rückstand aus der Destillation von Heizöl ist Teer, er wird zur Herstellung von Materialien für den Straßenbau verwendet.
Das Erdölrecycling basiert auf chemischen Prozessen:
1. Beim Cracken werden große Kohlenwasserstoffmoleküle in kleinere gespalten. Es gibt thermisches und katalytisches Cracken, was heutzutage häufiger vorkommt.
2. Reformierung (Aromatisierung) ist die Umwandlung von Alkanen und Cycloalkanen in aromatische Verbindungen. Dieser Prozess wird durch Erhitzen von Benzin bei erhöhtem Druck in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt. Durch Reformierung werden aromatische Kohlenwasserstoffe aus Benzinfraktionen hergestellt.
3. Die Pyrolyse von Erdölprodukten erfolgt durch Erhitzen von Erdölprodukten auf eine Temperatur von 650–800 °C. Die Hauptreaktionsprodukte sind ungesättigte Gase und aromatische Kohlenwasserstoffe.
Öl ist ein Rohstoff für die Herstellung nicht nur von Kraftstoffen, sondern auch von vielen organischen Stoffen.
Kohle.
Kohle ist außerdem ein Energieträger und ein wertvoller chemischer Rohstoff. Kohle enthält hauptsächlich organische Stoffe sowie Wasser und Mineralien, die bei der Verbrennung Asche bilden.
Eine der Arten der Kohleverarbeitung ist die Verkokung – dabei handelt es sich um den Prozess, bei dem Kohle ohne Luftzutritt auf eine Temperatur von 1000 °C erhitzt wird. Die Verkokung von Kohle erfolgt in Koksöfen. Koks besteht aus nahezu reinem Kohlenstoff. Es wird als Reduktionsmittel bei der Hochofenproduktion von Gusseisen in Hüttenwerken verwendet.
Flüchtige Stoffe bei der Kondensation von Kohlenteer (enthält viele verschiedene organische Stoffe, darunter Großer Teil– aromatisch), Ammoniakwasser (enthält Ammoniak, Ammoniumsalze) und Kokereigas (enthält Ammoniak, Benzol, Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid (II), Ethylen, Stickstoff und andere Stoffe).
Während der Lektion können Sie sich mit dem Thema „Natürliche Kohlenwasserstoffquellen“ befassen. Öl-Raffination". Mehr als 90 % der gesamten Energie, die die Menschheit derzeit verbraucht, wird aus fossilen natürlichen organischen Verbindungen gewonnen. Sie erfahren etwas über natürliche Ressourcen (Erdgas, Öl, Kohle) und was mit dem Öl nach seiner Förderung passiert.
Thema: Gesättigte Kohlenwasserstoffe
Lektion: Natürliche Quellen von Kohlenwasserstoffen
Etwa 90 % des Energieverbrauchs der modernen Zivilisation wird durch die Verbrennung natürlicher fossiler Brennstoffe – Erdgas, Öl und Kohle – erzeugt.
Russland ist ein Land, das reich an natürlichen Reserven an fossilen Brennstoffen ist. Es gibt große Öl- und Erdgasvorkommen Westsibirien und der Ural. Kohle wird in den Becken von Kusnezk, Südjakutsk und anderen Regionen abgebaut.
Erdgas besteht im Durchschnitt zu 95 Vol.-% aus Methan.
Neben Methan enthält Erdgas aus verschiedenen Bereichen Stickstoff, Kohlendioxid, Helium, Schwefelwasserstoff sowie andere leichte Alkane – Ethan, Propan und Butane.
Erdgas wird aus unterirdischen Lagerstätten gewonnen, wo es unter hohem Druck steht. Methan und andere Kohlenwasserstoffe entstehen aus organischen Stoffen pflanzlichen und tierischen Ursprungs bei deren Zersetzung ohne Zugang zur Luft. Durch die Aktivität von Mikroorganismen entsteht ständig Methan.
Methan auf Planeten entdeckt Sonnensystem und ihre Begleiter.
Reines Methan hat keinen Geruch. Allerdings hat das im Alltag verwendete Gas einen charakteristischen unangenehmen Geruch. So riechen spezielle Zusatzstoffe – Mercaptane. Der Geruch von Mercaptanen ermöglicht es Ihnen, ein Gasleck im Haushalt rechtzeitig zu erkennen. Gemische aus Methan und Luft sind explosiv in einem weiten Bereich von Verhältnissen – von 5 bis 15 Vol.-% Gas. Deshalb sollten Sie bei Gasgeruch in einem Raum nicht nur Feuer machen, sondern auch keine elektrischen Schalter betätigen. Der kleinste Funke kann eine Explosion verursachen.
Reis. 1. Öl aus verschiedenen Bereichen
Öl- eine dicke, ölähnliche Flüssigkeit. Seine Farbe reicht von hellgelb bis braun und schwarz.
Reis. 2. Ölfelder
Öl aus verschiedenen Feldern variiert stark in seiner Zusammensetzung. Reis. 1. Der Hauptbestandteil von Öl sind Kohlenwasserstoffe mit 5 oder mehr Kohlenstoffatomen. Grundsätzlich werden diese Kohlenwasserstoffe als limitierend eingestuft, d. h. Alkane. Reis. 2.
Öl enthält auch organische Verbindungen mit Schwefel, Sauerstoff und Stickstoff. Öl enthält Wasser und anorganische Verunreinigungen.
Gase, die bei der Herstellung freigesetzt werden, werden im Öl gelöst – assoziierte Erdölgase. Dabei handelt es sich um Methan, Ethan, Propan, Butane mit Beimischungen von Stickstoff, Kohlendioxid und Schwefelwasserstoff.
Kohle ist wie Öl eine komplexe Mischung. Der Kohlenstoffanteil darin beträgt 80-90 %. Der Rest ist Wasserstoff, Sauerstoff, Schwefel, Stickstoff und einige andere Elemente. In Braunkohle der Anteil an Kohlenstoff und organischer Substanz ist geringer als im Stein. Noch weniger organische Substanz drin Ölschiefer.
In der Industrie wird Kohle ohne Luftzugang auf 900-1100 0 C erhitzt. Dieser Vorgang wird aufgerufen Verkokung. Das Ergebnis ist Koks mit einem hohen Kohlenstoffgehalt, der für die Metallurgie, Kokereigas und Kohlenteer benötigt wird. Aus Gas und Teer werden viele organische Stoffe freigesetzt. Reis. 3.
Reis. 3. Bau eines Koksofens
Erdgas und Erdöl sind die wichtigsten Rohstoffquellen der chemischen Industrie. Öl, so wie es gefördert wird, oder „Rohöl“, lässt sich selbst als Kraftstoff nur schwer nutzen. Daher wird Rohöl in Fraktionen (von englisch „fraction“ – „part“) unterteilt, wobei die Unterschiede in den Siedepunkten seiner Bestandteile genutzt werden.
Die Methode zur Trennung von Öl aufgrund der unterschiedlichen Siedepunkte der darin enthaltenen Kohlenwasserstoffe wird Destillation oder Destillation genannt. Reis. 4.
Reis. 4. Erdölprodukte
Als Destillation bezeichnet man die Fraktion, die bei etwa 50 bis 180 0 C destilliert Benzin.
Kerosin siedet bei Temperaturen von 180-300 0 C.
Als dicker schwarzer Rückstand wird bezeichnet, der keine flüchtigen Stoffe enthält Heizöl.
Es gibt auch eine Reihe von Zwischenfraktionen, die in engeren Bereichen sieden – Petrolether (40–70 °C und 70–100 °C), Testbenzin (149–204 °C) und Gasöl (200–500 °C). . Sie werden als Lösungsmittel verwendet. Heizöl kann unter vermindertem Druck destilliert werden, um Schmieröle und Paraffin herzustellen. Fester Rückstand aus der Heizöldestillation - Asphalt. Es wird zur Herstellung von Straßenbelägen verwendet.
Verarbeitung der damit verbundenen Erdölgase ist eine eigenständige Branche und ermöglicht den Erwerb einer Reihe wertvoller Produkte.
Zusammenfassung der Lektion
Während der Lektion haben Sie sich mit dem Thema „Natürliche Kohlenwasserstoffquellen“ befasst. Öl-Raffination". Mehr als 90 % der gesamten Energie, die die Menschheit derzeit verbraucht, wird aus fossilen natürlichen organischen Verbindungen gewonnen. Sie haben etwas über natürliche Ressourcen (Erdgas, Öl, Kohle) gelernt und erfahren, was mit dem Öl nach seiner Förderung passiert.
Referenzliste
1. Rudzitis G.E. Chemie. Grundlagen der allgemeinen Chemie. 10. Klasse: Lehrbuch für Bildungsinstitutionen: ein Grundniveau von/ G. E. Rudzitis, F.G. Feldmann. - 14. Auflage. - M.: Bildung, 2012.
2. Chemie. 10. Klasse. Profilniveau: akademisch. für die Allgemeinbildung Institutionen/ V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin et al. - M.: Bustard, 2008. - 463 S.
3. Chemie. Klasse 11. Profilniveau: akademisch. für die Allgemeinbildung Institutionen/ V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin et al. - M.: Bustard, 2010. - 462 S.
4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Sammlung von Problemen der Chemie für Studienanfänger. - 4. Aufl. - M.: RIA "New Wave": Verlag Umerenkov, 2012. - 278 S.
Hausaufgaben
1. Nr. 3, 6 (S. 74) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Chemie: Organische Chemie. 10. Klasse: Lehrbuch für allgemeinbildende Einrichtungen: Grundstufe / G. E. Rudzitis, F.G. Feldmann. - 14. Auflage. - M.: Bildung, 2012.
2. Wie unterscheidet sich Erdölbegleitgas von Erdgas?
3. Wie wird Öl destilliert?
