Fossiilkütus. Süsivesinikud kütuses Süsinikkütuse liigid ja otstarve
Süsivesinikud kütuses
Sõltuvalt nafta päritolust sisaldavad kaubanduslikud lennuki- ja diislikütused järgmisi peamisi süsivesinikke (massiprotsentides):
Aserbaidžaani õlifraktsioonides domineerivad tsüklaani struktuuriga süsivesinikud ja Volga maardlate õlide petrooleumi fraktsioonid - alkaanstruktuuris. Seega leiti Romashkino õli 150–200 °C fraktsioonis järgmine süsivesinike sisaldus (massiprotsentides):
Leiti, et Bavlinskaja õli 180-320°C petrooleumi fraktsioon sisaldab süsinikku (massiprotsentides):
Ülejäänud on orgaanilised mittesüsivesinike lisandid (väävliühendid, vaigud jne). Iseloomustamata süsivesinike kogus on 1,5%.
Kütuste madalatemperatuuriliste omaduste nõuete kohaselt on tavaalkaanide sisaldus piiratud. Nende maksimaalne lubatud sisaldus peaks vastama konkreetse koostisega kütuses lahustuvale kogusele minimaalse kristallisatsioonitemperatuuri juures. Reaktiivkütustes, mille kristalliseerumistemperatuur on eeldatavasti alla -60°C, ei ületa tavaliste alkaanide sisaldus 5-7%. Diislikütused, mille kristalliseerumistemperatuur peaks olenevalt eesmärgist olema üle miinus 10 - miinus 60 °C, võivad sisaldada 10-20% tavalisi alkaane. Need piirid on ligikaudsed, kuna need sõltuvad ka selliste alkaanide molekulmassist. Mida pikem on süsinikuahel, seda kõrgem on normaalsete alkaanide kristalliseerumistemperatuur. Petrooleumis sisalduvate tavaliste alkaanide ahelas 10-18 süsinikuaatomit.
Õlide otsese destilleerimise kitsastes petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides varieerub normaalsete alkaanide sisaldus 9–32%. Näiteks Romashkino õli 200-350°C fraktsioonis sisaldavad need 16%; Tuimazy õli fraktsioonis 200-400 °C - 14%; katalüütilise krakkimise gaasiõlis (230-405°C) - 14%.
Isomeersete alkaanide kristalliseerumistemperatuur on palju madalam kui nende analoogidel - tavalistel alkaanidel.
Paljudel süsivesinikel on suur hulk isomeere. Niisiis, dodekaan (C 12 H 26 ) sisaldab 355 isomeeri, keemistemperatuuriga 176–216 °C, ja heksadekaani (C 16 H 34 ) - 10 359 isomeeri, keeb vahemikus 268-285,5 °C. Tsükaanides on võimalik isomeeride arv võrreldamatult suurem (tsüklopentaani, tsükloheksaani homoloogid, tsistransisomeeria). Ainult etüültsükloheksaanil on 23 võimalikku isomeeri. Aromaatsetel süsivesinikel on mitte vähem oluline arv isomeere. Seega tuleks süsivesinikkütuseid käsitleda kui mitmesuguse struktuuriga süsivesinike kompleksset segu.
Tegelikult osutus naftasüsivesinike koostis palju lihtsamaks, kui võiks eeldada, kui segus oleksid ühe või teise süsivesiniku kõik isomeerid. Kuid vaatamata sellele on süsivesinikkütuse segu endiselt äärmiselt keeruline. Süsivesinikkütuste eraldamine ja individualiseerimine nõuab palju pingutusi. USA naftainstituudi pika ja vaevarikka töö tulemusena eraldati keskkontinendi nafta fraktsioonidest ainult 72 süsivesinikku, sealhulgas 46 süsivesinikku, mille keeb alla 150 kraadi. KOOS C, 13 süsivesinikku, mis keevad vahemikus 150–200 °C, ja 13 süsivesinikku, mis keevad üle 200 °C. Petrooleumi-gaasiõli fraktsioonide süsivesinike koostist ei ole piisavalt uuritud.
Kogunenud teave viitab sellele, et keskdestillaatkütustes sisalduvaid isomeerseid alkaane iseloomustab kergelt hargnenud struktuur. Külgahelate arv on väike ja nende pikkus on piiratud 1-5 süsinikuaatomiga. Isoalkaanide külgahelad sisaldavad valdavalt metüül- või etüülrühmi ning propüülrühmad on palju vähem levinud.
Keskmiste destillaatkütuste tsüklaanidest leiti ühe-, kahe-, kolme- ja nelja-asendatud tsükloheksaane ja tsüklopentaane. Külgahelad koosnevad valdavalt 1-3 süsinikuaatomist. Bitsüklilistest kondenseerunud tsüklaanidest on leitud dekaliini ja selle homolooge. Nii leiti Surakhani kerge õli petrooleumist tetrametüülasendatud tsükloheksaani, dekaliini, metüül- ja dimetüüldekaliini. Tuima kerosiinidest leiti tetrametüültsükloheksaani, isomeerseid monoalknltsükloheksaane, m- ja p-dialküültsükloheksaane, 1,3,3-trialküültsükloheksaane, tetraalküültsükloheksaane, dekaliini, dimetüüldekaliini, trimetüüldekaliini ja perhüdroatsenafteeni. Romashkino Devoni õli petrooleumides leiti Tuimazy õli petrooleumiga sarnase struktuuriga tsüklaanide olemasolu. Otsedestillatsiooniga petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides on tsüklaanide sisaldus Romashkino õli 200-350 °C fraktsioonis 19%, Tuymazinsky õli 200-400 °C fraktsioonis 24%. Mis puutub raske lähteaine (fraktsioonid 320–450 ° C) töötlemisel saadud katalüütilise krakkimise gaasiõlisse, siis tsüklaanide sisaldus selles on alla 5–10%, kuigi mõnes fraktsioonis ulatub see 15% -ni.
Petrooleumi-gaasiõli fraktsioonide aromaatsete süsivesinike uurimisel tuvastati huvitav seos: oma struktuuris olid need aromaatsed süsivesinikud justkui samas fraktsioonis leiduvate tsüklaanide dehüdrogeenitud analoogid. Aromaatsete süsivesinike valik piirdus ühe-, kahe-, kolme- ja nelja-asendatud benseenidega, mille süsinikuaatomite arv külgahelas oli 1-5 (peamiselt metüül-, etüül-, harvem propüülrühmad).
Tetrametüülbenseene (kolm isomeeri) leiti monotsükliliste aromaatsete süsivesinike hulgast Surakhani kerge õli petrooleumides; Tuimazinskaja Devoni nafta petrooleumides - tetrametüülbenseenid, valdavalt isomeerse struktuuriga alküülrühmadega alküülbenseenidn - harvemini sisseO - jam -positsioonis, triasendatud tüüpi 1,2,3- ja 1,2,4-benseenid, samuti tetraalküülasendatud. Tetrametüülbenseenid, sealhulgas 1,2,4,5-tetrametüülbenseen (durool), monoalküülbenseenid (peamiselt isomeersete kõrvalahelatega), m- jan -dialküülbenseenid ja trialküülbenseenid. Tuimazy devoni õli petrooleum sisaldab mono-, di- (m- ja p-) ja tetrametüülbenseeni ning trialküülbenseene. Sama tüüpi monotsüklilisi aromaatseid süsivesinikke leidub Romashkino Devoni õli petrooleumis. Minnibajevi (Devoni) õli 200-300 °C fraktsioonis näitasid ultraviolettpiirkonna neeldumisspektrid monotsükliliste aromaatsete süsivesinike olemasolu,m - jan -dialküülbenseenid, kõik triasendatud (1,2,3-, 1,3,5- ja 1,2,4-) benseenide isomeerid. Tetraalküülbenseenide hulgas domineerisid isomeerid 1,2,3,4- ja 1,2,3,5.
Paljud erinevate õlide otsesel destilleerimisel saadud petrooleumi fraktsioonide uuringud kinnitavad, et nende fraktsioonide süsivesinike koostis on lähedane ülalkirjeldatule.
Otsedestillatsiooniga petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides suureneb keemistemperatuuri tõusuga aromaatsete süsivesinike üldsisaldus 18-25-lt 40-47%-ni ja katalüütilise krakkimise gaasiõlis väheneb see 80-86-lt 15-le. 30%. Fraktsioonide keemistemperatuuri tõusuga väheneb monotsükliliste ühendite sisaldus, samal ajal kui bitsükliliste ühendite sisaldus suureneb. Nii et 270–300 °C juures 200–300 °C petrooleumi fraktsiooni destilleerimisel temperatuuril 270–300 °C on Tatari autonoomse Nõukogude Sotsialistliku Vabariigi ühe kõige lootustandvama õli Bavlinskaja õli monotsüklilised aromaatsed süsivesinikud 6% ja bitsüklilised 72%. samas kui monotsükliliste aromaatsete süsivesinike petrooleumi fraktsioon sisaldab 32% ja bitsükliline 37%.
Romashkinskaya ja Tuymazinskaya õlidest saadud otsedestilleerimise petrooleumi-gaasiõli fraktsioonis ületab aromaatsete süsivesinike üldsisaldus 30% ja katalüütilise krakkimise gaasiõlis 50-70%. Samal ajal võib aromaatsete süsivesinike sisaldus katalüütilise krakkimise gaasiõlis olla palju väiksem. Näiteks Tyulenevskaja õli katalüütilise krakkimise gaasiõlis (fraktsioon 200-350 °C) sisaldavad aromaatsed süsivesinikud 11%; Ilmselt ei sõltu aromaatsete süsivesinike sisaldus mitte ainult toorainest, vaid ka selle töötlemisviisist.
Naftaleen ja selle homoloogid: metüül-, dimetüül-, etüül-, trimetüül-, tetrametüülnaftaleenid leiti enamikus õlide petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides. Bitsükliliste aromaatsete süsivesinike sisaldus ulatub 11-20%ni aromaatsete süsivesinike kogusisaldusest (või 1-5% süsivesiniku fraktsiooni kohta). Naftaleeni seeria süsivesinikud on eraldatud Aserbaidžaani, Põhja-Kaukaasia ja Kaug-Ida petrooleumiõlidest. Neid leidub Gruusia, Türkmenistani, Tatarini ja Baškiiria suurimate õlide fraktsioonides. Erandiks on Embeni ja Maikopi õlide petrooleumid, milles naftaleen ja selle homoloogid praktiliselt puuduvad. Petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides leiti koos bitsükliliste aromaatsete süsivesinikega segastruktuuriga süsivesinikke, nagu tetraliin, aga ka tritsüklilisi süsivesinikke, nagu atsenafteen või bensoindaan.
Petrooleumi-gaasiõli fraktsioonide küllastumata süsivesinikke on vähe uuritud. Otsese destilleerimise fraktsioonides on nende arv väike. Näiteks Romashkino õli 200-350°C fraktsioonis on küllastumata süsivesinikke 2-3%, Tuymazinskaya õli 200-400°C fraktsioonis 5,3%. Katalüütiliselt krakkiv gaasiõli sisaldab keskmiselt 10-12% küllastumata süsivesinikke. Sama gaasiõli fraktsioonide keemistemperatuuri tõusuga suureneb küllastumata süsivesinike sisaldus 1,5-25%. Kütuse kvaliteedinõuete suurenemise tõttu avaldab isegi väike küllastumata süsivesinike segu negatiivselt kütuse stabiilsusele ja teistele omadustele. Pärast vesinikuga töötlemist jäävad väikesed kogused küllastumata süsivesinikke otsedestillaatidesse. Seega tarnitakse diislikütuse fraktsioonid, mis keevad vahemikus 200-360 °C, hüdrotöötluseks joodisisaldusega 5-13. Pärast hüdrotöötlust on joodiarv 2. Kui eeldame, et sellise kütuse molekulmass on 200 ja eeldame, et küllastumata ühenditel on ainult üks kaksikside, siis ulatub nende kogus antud juhul 1,5 massini. %, st sellel võib olla oluline mõju kütuse stabiilsusele, eriti termiliselt pingelistes töötingimustes, aga ka pikaajalisel ladustamisel. Väga oluline on teada küllastumata süsivesinike negatiivse mõju astet sõltuvalt nende struktuurist. On põhjust arvata, et alkeenid on kõige stabiilsemad, tsüklienid on vahepealsel positsioonil ja ilmselt dienoaromaatsed ja olefinoaromaatsed süsivesinikud on kõige vähem stabiilsed.
California õlidest saadud gaasiõli fraktsioon (keemistemperatuur üle 180 °C) sisaldas termilise krakkimise produktis 30%, katalüütilise krakkimise produktides 14% ja otsedestilleerimise saadustes 2% küllastumata süsivesinikke.
Katalüütilise krakkimise fraktsioonis (171–221°C) leiti umbes 3% indenstüreene ja fraktsioonide keemistemperatuuriga suurenes sellise struktuuriga süsivesinike sisaldus. Dieno- ja olefioaromaatsete süsivesinike olemasolu tuvastati kaudselt, uurides nende krakitud petrooleumi ja otsedestilleerimise reaktiivkütustest ekstraheeritud oksüdatsiooniproduktide struktuuri. Benseenist ja nafteentsüklitest koosnevad ühendid, mille külgahelad sisaldavad ühte või mitut kaksiksidet, esinevad otsedestillatsiooniga kütustes, aga ka krakitud destillaatides. Erinevus seisneb ainult nende arvus. Väga umbkaudse hinnangu kohaselt sisaldavad otsejooksul kasutatavad kütused neid alla 1% ja krakitud petrooleumi 3%. Selline kogus (1-3%) on täiesti piisav, et kahjustada kütuste stabiilsust. Seni pole põhjust eeldada tsüklodieeni või alkanodieensüsivesinike esinemist otsedestilleerimise petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides, mis kuuluvad samuti kõige vähem stabiilsete ühendite hulka.
Väga aktuaalne on küllastumata süsivesinikkütuste keemilise aktiivsuse, koostise, struktuuri uurimise probleem isegi nende madala kontsentratsiooni korral segus. Kahjuks pole sellele veel piisavalt tähelepanu pööratud.
Olefioaromaatsetest süsivesinikest on enim uuritud stüreeni ja selle homolooge. Tabelis. 5 on näidatud mõnede stüreeni seeria süsivesinike omadused.
Märkimisväärses koguses olefiinseid ja dienoaromaatseid süsivesinikke leiti petrooleumi pürolüüsi ja kõrgel temperatuuril termilise krakkimise saadustes. Seega 10% tsüklaane, 20% aromaatseid süsivesinikke sisaldava 150–210°C fraktsiooni krakkimisel (temperatuur 680–700°C, ülerõhk 2,8–3,5 atm), 150–190°C fraktsioonis, mille saagis oli 5-8% krakkimisproduktide koguhulgast ulatus olefioaromaatsete süsivesinike sisaldus 30-40%ni. Nende hulgas leiti metüül-, etüül-, dimetüülstüreene, propenüülbenseene, indeeni ja metüülindeeni. Sama struktuuriga süsivesinikke leiti 150–200°C fraktsioonist, petrooleumi pürolüüsi saadusest. Küllastumata asendatud aromaatsete süsivesinike olemasolu leiti ka otsedestilleerimisega petrooleumi-gaasiõli fraktsioonides. Nende fraktsioonide aromaatsete süsivesinike hulgast leiti monotsüklilises koostises 6,4% küllastumata ühendeid; bitsükliliste süsivesinike koostises 21,1% ja tritsükliliste süsivesinike koostises 1,6%.
Küllastumata asendatud aromaatsed süsivesinikud avaldavad oma madala stabiilsuse tõttu negatiivset mõju paljudele kütuste tööomadustele.
STAVROPOLI PIIRKONNA HARIDUS- JA NOORTEPOLIITIKA MINISTEERIUM
Riigieelarveline kutseõppeasutus "Stavropoli Ehituskolledž"
Individuaalne projekt
akadeemilise distsipliini järgi
KEEMIA
Teemal: SÜSIVESIINIKKÜTUS, SELLE LIIGID JA EESMÄRK
Teostatud):
Cherednik
Valentin Andrejevitš
eriala
08.02.08
Seadmete ja gaasivarustussüsteemide paigaldamine ja käitamine
rühma number
ST-152
Õpetaja:
Poberežnaja Jelena Gennadievna
Stavropol, 2016
Sisu
Sissejuhatus.
Süsivesinikkütus, selle liigid ja tähendus:
1. Vedelad naftakütused.
2. Süsivesinikud põlevad gaasid.
Järeldus.
Kasutatud kirjanduse loetelu.
Eesmärk:
Miks ma selle teema valisin?
Valisin selle teema, kuna tahtsin kütusetüüpide ja nende kasutamise kohta rohkem teada saada.
Ka igapäevaelus kasutan süsivesinikest valmistatud esemeid - markantseim näide on plast, aga süsivesinikest saadakse ka kütust, mis loomulikult mõjutab seda, kui töötlemise ja kaevandamise hinnad tõusevad, lahe riikide odavaim nafta, sest seal saab ikka purskkaevu viisil kaevandada! Venemaal on hinnad kindlasti kõrgemad, kuna meil on arenguks keerulised kliimatingimused. Ja ka Venemaa ei varusta maailmaturgu mitte naftast saadud toodetega, vaid tooraine endaga, nii et me sõltume hindadest, kuna peaaegu kogu nafta eksporditakse ja me ostame endale bensiini teistest riikidest.
Hiljuti näib rühm Briti teadlasi leidnud viisi, kuidas "õlinõelalt" maha saada.Teadlased on välja töötanud tehnoloogia kõige tavalisema atmosfääriõhu komponentidest kütuse saamiseks. Lisaks vähendab tehnoloogia süsinikdioksiidi heitkoguste taset atmosfääri.
Üsna sageli pakutakse alternatiive süsivesinikkütustele. Aga kui me räägime sõidukitest, siis seni on tööstuslikus ulatuses saanud vaid kaks autode energiaallikat - elekter ja vesinik (täpsemalt vesinikku kasutavad kütuseelemendid).
Briti teadlased ettevõttest Air Fuel Synthesis (AFS) Kirde-Inglismaalt Stockton-on-Teesist on välja pakkunud oma alternatiivi. RIA Novosti andis viitega kohalikule meediale, et ettevõte suutis toota 5 liitrit kütust, mis oli sünteesitud atmosfääri süsihappegaasist ja veeaurust.
"Võtsime õhust süsihappegaasi ja veest vesiniku ning muutsime need elemendid kütuseks. Keegi pole seda varem teinud ei meie riigis ega minu teada välismaal. Vedelik näeb välja ja lõhnab nagu bensiin, kuid see on palju puhtam toode kui naftast saadud bensiin," ütles tegevjuht Peter Harrison.
Avastust demonstreeriti Londoni Mehaanikainstituudi teadusringkondadele. Teadaolevalt vajab seni kütuse õhust ammutamise protsess riigi elektrivõrgust elektrit. Tulevikus plaanivad teadlased selle üle kanda taastuvatele allikatele.
Veelgi enam, järgmise kahe aasta jooksul loodab AFS ehitada tehase sellise kütuse tootmiseks. Esialgsete arvutuste kohaselt suudab ettevõte toota ühe tonni kütust päevas.
"See kõik kõlab liiga hästi, et olla tõsi, kuid see on tõsi... Protsess kasutab tuntud komponente, kuid hämmastav on see, et nad suutsid kogu protsessi kokku viia ja näidata, et see võib tuua tulemusi," lisas osakonnajuhataja Energeetika ja keskkonna Masinaehituse Instituut Tim Fox.
Sissejuhatus
Süsivesinikkütus on keerulise koostisega vedelik, mis koosneb suurest hulgast üksikutest süsivesinikest. Sellisel vedelikul ei ole kindlat keemistemperatuuri, keemisprotsess toimub teatud temperatuurivahemikus. Fraktsioonilise koostise iseloomulikeks punktideks peetakse tavaliselt keemistemperatuuri algpunkti, keemistemperatuuri 10, 50, 90% kütuse mahust ja lõplikku keemispunkti.
Süsivesinikkütustel on võime absorbeerida õhust vett ja...
Fossiilkütused on nafta, kivisüsi, põlevkivi, maagaas ja selle hüdraadid, turvas ja muud põlevad mineraalid ja kaustobioliitide rühma kuuluvad ained, mida kasutatakse peamiselt kütusena, kaevandatakse maa all või avatud kaevanduses. Fossiilsed kütused tekivad surnud taimede kivistunud jäänustest anaeroobsetes tingimustes lagunemise käigus miljonite aastate jooksul maakoores kuuma ja rõhu mõjul. Kivisüsi ja turvas on kütused, mis tekivad loomade ja taimede jäänuste kogunemisel ja lagunemisel. Fossiilkütused on taastumatu loodusvara, kuna neid on kogunenud miljonite aastate jooksul. Energiateabe administratsiooni andmetel () kasutati 2007. aastal primaarenergiaallikatena: naftat - 36,0%, kivisütt - 27,4%, maagaasi - 23,0%, kokku moodustas fossiilkütuste osakaal 86,4% kõigist energiaallikatest. tarbitud primaarenergia allikatest (fossiilsetest ja mittefossiilsetest) maailmas. Tuleb märkida, et mittefossiilsete energiaallikate koostis sisaldab: hüdroelektrijaamad - 6,3%, tuumaenergia - 8,5% ja muud (geotermiline, päikeseenergia, loodete, tuuleenergia, puidu ja jäätmete põletamine) 0,9% ulatuses. .
Õli on looduslik õline põlev vedelik, mis koosneb süsivesinike ja mõne muu orgaanilise ühendi keerulisest segust. Õli värvus on punakaspruun, mõnikord peaaegu must, kuigi mõnikord esineb ka nõrgalt kollakasrohelist ja isegi värvitut õli; on spetsiifilise lõhnaga, mis on levinud Maa settekivimites. Nafta on inimkond tuntud juba iidsetest aegadest. Tänapäeval on nafta aga inimkonna jaoks üks tähtsamaid mineraale.
Nafta rafineerimise üldskeem Üldjuhul hõlmab nafta rafineerimine naftatoodeteks selle valmistamist ning esmase ja sekundaarse rafineerimise protsesse. Soolestikust ekstraheeritud õli valmistamise eesmärk on eemaldada sellest mehaanilised lisandid, lahustunud soolad ja vesi ning stabiliseerida selle koostist. Neid toiminguid tehakse nii otse naftaväljadel kui ka naftatöötlemistehastes. Õli esmane töötlemine (esmaprotsessid) seisneb selle jagamises eraldi fraktsioonideks (destillaatideks), millest igaüks on süsivesinike segu. Esmane töötlemine on füüsikaline protsess ega mõjuta õlis sisalduvate ühendite keemilist olemust ega struktuuri. Primaarsetest protsessidest kõige olulisem on nafta otsene rass. Nafta sekundaarne rafineerimine (sekundaarsed protsessid) on mitmesugused protsessid otsese rassi teel saadud naftasaaduste töötlemiseks. Nende protsessidega kaasnevad naftatoodetes sisalduvate süsivesinike destruktiivsed muundumised ja nende olemuse muutumine, st need on keemilised protsessid.
Süsivesinike keemia Paljud inimesed usuvad, et maa seest välja pumbatud toornafta on erinevat tüüpi kütuste segu, et need kõik on tuleohtlikud ja tegelikult pole neil vahet. See on osaliselt tõsi, kuid vaatame, kuidas keemilisest seisukohast erineb bensiin diislikütusest, petroolemist jne. Maa seest välja pumbatav toornafta ei ole üldse kütusesegu, vaid alifaatsete süsivesinike - ainete segu koosneb ainult süsiniku ja vesiniku aatomitest. Viimased on omavahel ühendatud erineva pikkusega kettidena. Nii tekivad süsivesinike molekulid. See asjaolu määrab nende füüsikalised ja keemilised omadused. Näiteks ühe süsinikuaatomiga ahel (CH 4 ) on kõige kergem ja seda tuntakse metaanina – läbipaistev gaas, õhust kergem. Ahelate pikenedes muutuvad süsivesinike molekulid raskemaks ja nende omadused hakkavad märgatavalt muutuma. Esimesed neli süsivesinikku – CH 4 (metaan), C 2 H 6 (etaan), C 3 H 8 (propaan) ja C 4 H 10 (butaan) – on kõik gaasid. Need keevad (aurustuvad) temperatuuridel -107, -67, -43 ja -18 kraadi C. C 18 H 32 -st algavad ahelad on vedelikud, mille keemistemperatuur algab toatemperatuurist. Mis vahe on siis bensiinil, petrooleumil ja diislil?
Süsinikuahelad naftatoodetes Pikematel süsivesinike ahelatel on kõrgem keemispunkt. Tänu sellele omadusele saab süsivesinikke üksteisest eraldada. Seda protsessi nimetatakse katalüütiliseks krakkimiseks või lihtsalt destilleerimiseks ja see toimub rafineerimistehases. Siin õli kuumutatakse ja seejärel aurustunud süsivesinikud kondenseeritakse, igaüks eraldi anumasse. Ained, mille molekulidel on C 5, C 6 ja C 7 ahelad, on kõik väga kerged, kergesti aurustuvad läbipaistvad vedelikud, mida nimetatakse naftaks. Seda kasutatakse erinevate lahustite valmistamiseks. C 7 H 16 kuni C 11 H 24 ahelatega süsivesinikke segatakse tavaliselt ja kasutatakse bensiini valmistamiseks. Kõik need aurustuvad temperatuuril, mis on madalam kui vee keemistemperatuur (100 o C). Sellepärast aurustub bensiin maha väga kiiresti, sõna otseses mõttes teie silme all. Järgmisena tuleb petrooleum. Selle valmistamiseks kasutatakse C 12 kuni C 15 molekule.
Diislikütus ja kütteõli on valmistatud veelgi raskematest süsivesinikest C 16 kuni C 19. Nende keemistemperatuur on 150 kuni 380 o C. Järgnevad määrdeõlid. Need ei aurustu normaalsel temperatuuril mitte kuidagi. Näiteks mootoriõli võib töötada kogu päeva temperatuuril 120 o C. C 20 -ga süsiniku molekulid on tahked ained alates parafiinist kuni bituumeni, mida kasutatakse asfaldi valmistamiseks ja maanteede parandamiseks.
Paljud inimesed eeldavad, et maa seest välja pumbatud toornafta on erinevat tüüpi kütuste segu, et need kõik on tuleohtlikud ja tegelikult pole neil vahet. See on osaliselt tõsi, kuid vaatame, kuidas bensiin keemilisest aspektist erineb diislikütusest, petrooleumist jne.
Maa seest välja pumbatav toornafta pole üldsegi kütusesegu, vaid segu alifaatsetest süsivesinikest – ainetest, mis koosnevad ainult süsiniku- ja vesinikuaatomitest. Viimased on omavahel ühendatud erineva pikkusega kettidena. Nii tekivad süsivesinike molekulid. See asjaolu määrab nende füüsikalised ja keemilised omadused. Näiteks ühe süsinikuaatomiga ahel (CH 4 ) on kõige kergem ja seda tuntakse metaanina – läbipaistev gaas, õhust kergem. Ahelate pikenedes muutuvad süsivesinike molekulid raskemaks ja nende omadused hakkavad märgatavalt muutuma.
Esimesed neli süsivesinikku – CH 4 (metaan), C 2 H 6 (etaan), C 3 H 8 (propaan) ja C 4 H 10 (butaan) – on kõik gaasid. Need keevad (aurustuvad) temperatuuridel -107, -67, -43 ja -18 kraadi C. C 18 H 32 -st algavad ahelad on vedelikud, mille keemistemperatuur algab toatemperatuurist. Mis vahe on siis bensiinil, petrooleumil ja diislil?
Süsinikahelad naftatoodetes
Pikematel süsivesinike ahelatel on kõrgem keemispunkt. Tänu sellele omadusele saab süsivesinikke üksteisest eraldada. Seda protsessi nimetatakse katalüütiliseks krakkimiseks või lihtsalt destilleerimiseks ja see toimub rafineerimistehases. Siin õli kuumutatakse ja seejärel aurustunud süsivesinikud kondenseeritakse, igaüks eraldi anumasse.
Ained, mille molekulidel on C 5, C 6 ja C 7 ahelad, on kõik väga kerged, kergesti aurustuvad läbipaistvad vedelikud, nn. tööstusbensiin. Seda kasutatakse erinevate lahustite valmistamiseks.
C 7 H 16 kuni C 11 H 24 ahelatega süsivesinikke segatakse tavaliselt ja kasutatakse bensiin. Kõik need aurustuvad temperatuuril, mis on madalam kui vee keemistemperatuur (100 o C). Sellepärast aurustub bensiin maha väga kiiresti, sõna otseses mõttes teie silme all.
diisel ja kütteõli on valmistatud veelgi raskematest süsivesinikest - C 16 kuni C 19 . Nende keemistemperatuur on 150 kuni 380 o C.
C 20 süsiniku molekulid on tahked ained alates parafiinist kuni bituumeni, mida kasutatakse asfaldi valmistamiseks ja maanteede parandamiseks.
Kõik need ained saadakse toornaftast. Ainus erinevus on süsinikuahela pikkuses. Ostes diislikütust, saate kütuse, mis koosneb teatud süsivesinike segust. Lisaks sisaldab see segu erinevaid keemilisi lisandeid, mis muudavad mõningaid omadusi. Näiteks paksenemispunkt või leekpunkt.
Seega võib samast süsivesinike segust saada nii suvine kui ka talvine diislikütus. Kõik oleneb lisanditest!
Kuidas see töötab?
Päriselus ei piisa ainult kütuse olemasolust. Kasuliku töö tegemiseks: maja kütmiseks, mõneks vahemaaks autos teisaldamiseks, koorma teisaldamiseks tuleb põletada kütust sisepõlemismootoris. Pole tähtis, milline mootor see on - diisel või bensiin, asi on kütuses endas. Nimelt selle põlemises.
Põlemine on lagunemisprotsess koos energia vabanemisega. Mis võib kütuses laguneda? Keemilised sidemed. Selgub, et mida rohkem ühendusi ja pikemad ahelad, seda parem. Nii nagu see on! See asjaolu seletab diislikütuse suuremat efektiivsust võrreldes bensiiniga.
Samuti tuleb meeles pidada, et põlemise ajal süsinik oksüdeerub ja moodustub CO 2 - süsinikdioksiid. See on kahjulik aine, mis põhjustab Maal sama kasvuhooneefekti. Diislikütuses on süsinikuaatomeid rohkem, plastis veelgi rohkem. Seetõttu ei tohiks te neid aineid põletada, kui see pole hädavajalik.
1 .Süsivesinike looduslikud allikad on fossiilsed kütused – nafta ja gaas, kivisüsi ja turvas. Maagaas koosneb peamiselt metaanist (tabel 1).
Tabel 1 Maagaasi koostis
| Komponendid | Valem | Sisu,% |
| metaan | CH 4 | 88-95 |
| Etaan | C2H6 | 3-8 |
| Propaan | C3H8 | 0,7-2,0 |
| butaan | C4H10 | 0,2-0,7 |
| Pentaan | C5H12 | 0,03-0,5 |
| Süsinikdioksiid | CO 2 | 0,6-2,0 |
| Lämmastik | N 2 | 0,3-3,0 |
| Heelium | Mitte |
0,01-0,5 |
Toornafta on õline vedelik, mille värvus võib varieeruda tumepruunist või rohelisest kuni peaaegu värvituni. See sisaldab suurel hulgal alkaane. Nende hulgas on hargnenud alkaanid, hargnenud alkaanid ja tsükloalkaanid süsinikuaatomite arvuga viis kuni 40. Nende tsükloalkaanide tööstuslik nimetus on hästi teada. Samuti sisaldab toornafta ligikaudu 10% aromaatseid süsivesinikke, aga ka väikeses koguses muid väävlit, hapnikku ja lämmastikku sisaldavaid ühendeid.
Joonis 1 Maagaas ja toornafta on kivimikihtide vahele jäänud.
Kivisüsi
on vanim inimkonnale tuttav energiaallikas. See on mineraal, mis tekkis taimsest ainest moondeprotsessis. .
Metamorfseid kivimeid nimetatakse kivimiteks, mille koostis on muutunud nii kõrge rõhu kui ka kõrge temperatuuri tingimustes. Söe moodustumise esimese etapi produkt on turvas, mis on lagunenud orgaaniline aine. Kivisüsi tekib turbast pärast seda, kui see on kaetud settekivimitega. Neid settekivimeid nimetatakse ülekoormatud. Ülekoormatud sademed vähendavad turba niiskusesisaldust.
Tabel 2 Süsinikusisaldus teatud tüüpi kütuses ja nende kütteväärtus
Süsi on aromaatsete ühendite tootmiseks oluline tooraineallikas.
Süsivesinikke leidub looduslikult mitte ainult fossiilkütustes, vaid ka mõnes bioloogilist päritolu materjalis. Looduslik kautšuk on näide looduslikust süsivesinikpolümeerist. Kummi molekul koosneb tuhandetest struktuuriüksustest, milleks on metüülbuta-1,3-dieen (isopreen); selle struktuur on skemaatiliselt näidatud joonisel fig. 4. Metüülbuta-1,3-dieenil on järgmine struktuur:
Ja maagaasi, nafta, turba ja kivisöe koostises on süsivesinike rühma olemasolu tavaline.
2.
Õli füüsikalised omadused .
Õli on õline vedelik, tavaliselt tumedat värvi ja omapärase lõhnaga. See on veest veidi kergem ega lahustu vees.
Joonis 2. Nafta kandva ala geoloogiline läbilõige.
Nafta asub maapinnas, täites tühimikud erinevate kivimite osakeste vahel (joonis 2). Selle eemaldamiseks puuritakse kaevud (joonis 3). Kui õli on gaasirikas, tõuseb see nende rõhu all ise pinnale, kuid kui gaaside rõhust selleks ei piisa, tekitatakse õlireservuaaris kunstlik rõhk, süstides sinna gaasi, õhku või vett (joon. . 4).
Kui õli kuumutada joonisel 4 kujutatud seadmes, siis on näha, et see keeb ja destilleerub mitte puhastele ainetele omasel püsival temperatuuril, vaid laias temperatuurivahemikus. See tähendab, et õli ei ole üksikaine, vaid ainete segu. Õli kuumutamisel destilleeritakse kõigepealt madalama molekulmassiga ained, mille keemistemperatuur on madalam, seejärel segu temperatuur järk-järgult tõuseb ja suure molekulmassiga ained, millel on kõrgem keemispunkt, hakkavad eralduma. destilleeritud jne.
Joonis 3. Õli tõuseb reservuaari süstitud rõhu all
Õli sisaldab peamiselt süsivesinikke. Põhiosa sellest on vedelad süsivesinikud, neis on lahustunud gaasilised ja tahked süsivesinikud.
Joonis 4. Õli destilleerimine laboris.
Erinevatest põldudest pärit nafta koostis ei ole sama. Groznõi ja Lääne-Ukraina nafta koosneb peamiselt küllastunud süsivesinikest. Bakuu õli koosneb peamiselt tsüklilistest süsivesinikest – tsüklaanidest.
Tsüklanid on süsivesinikud, mis erinevad oma struktuurilt piiravatest selle poolest, et sisaldavad süsinikuaatomite suletud ahelaid (tsükleid).
3 .Tõsine keskkonnaprobleem - ookeanide vete naftareostus. Naftatooted satuvad vette eelkõige transpordi käigus. Laadimisel, mahalaadimisel, tankerite puhastamisel läheb osa õlist kaduma. Lisaks juhtub tankerite õnnetusi, mille käigus võib merre sattuda kümneid tuhandeid tonne naftat. Ökoloogide hinnangul satub Maailma ookeani aastas umbes 10 miljonit tonni naftat, mis levib üle veepinna, moodustades õhukese sillerdava kile. Satelliitfotograafia andmetel on sellise kilega kaetud juba kolmandik ookeanide pinnast. Selle kile tõttu katkeb veepinna kontakt õhuga, väheneb vees lahustunud hapniku sisaldus ning merede ja järvede asukad hukkuvad. Lisaks aeglustab veepinnal olev kile vee aurustumist ning üle vee liikuvad õhumassid on veeauruga vähe küllastunud - õlikile segab. See tähendab, et need õhumassid kannavad mandrile vähem sademeid ja õhuke kile veepinnal võib muuta tervete mandrite kliimat.
4
. REKTIFIKATSIOON - vedelate mitmekomponentsete segude eraldamine eraldi komponentideks. Rektifikatsioon põhineb mitmekordsel destilleerimisel.( DESTILLERIMINE - mitmekomponentsete vedelsegude eraldamine koostiselt erinevaks fraktsiooniks; lähtudes vedeliku ja sellest moodustuva auru koostise erinevusest. See viiakse läbi vedeliku osalise aurustamise ja sellele järgneva auru kondenseerumisega. Saadud kondensaat rikastatakse madala keemistemperatuuriga komponentidega, ülejäänud vedel segu rikastatakse kõrge keemistemperatuuriga komponentidega).
Toornaftast eemaldatakse ennekõike selles lahustunud gaasilisandid lihtsa destilleerimise teel. Seejärel teostatakse õli esmane destilleerimine, mille tulemusena eraldatakse see gaasiliseks, kergeks ja keskmiseks fraktsiooniks ning kütteõliks. Kergete ja keskmiste fraktsioonide edasine fraktsionaalne destilleerimine, samuti kütteõli vaakumdestilleerimine viib suure hulga fraktsioonide moodustumiseni. Tabelis. 4 näitab erinevate õlifraktsioonide keemistemperatuuri vahemikke ja koostist
Tabel 3 Tüüpilised õlidestillatsioonifraktsioonid
| Murd | Keemistemperatuur, °C | Süsinikuaatomite arv molekulis | Sisu, wt. % |
| gaasid | <40 | 1-4 | 3 |
| Bensiin | 40-100 | 4-8 | 7 |
| Tööstusbensiin (bensiin) | 80-180 | 5-12 | 7 |
| Petrooleum | 160-250 | 10-16 | 13 |
| Kütteõli: Määrdeõli ja vaha |
350-500 | 20-35 | 25 |
| Bituumen | >500 | >35 | 25 |
Pöördume nüüd üksikute õlifraktsioonide omaduste kirjelduse juurde.
gaasifraktsioon. Nafta rafineerimisel saadavad gaasid on lihtsaimad hargnemata alkaanid: etaan, propaan ja butaanid. Selle fraktsiooni tööstuslik nimi on rafineerimistehase (nafta) gaas. See eemaldatakse toornaftast enne esmast destilleerimist või eraldatakse see pärast esmast destilleerimist bensiinifraktsioonist. Rafineerimistehaste gaasi kasutatakse gaaskütusena või veeldatud naftagaasi saamiseks veeldatakse seda rõhu all. Viimast müüakse vedelkütusena või kasutatakse krakkimistehastes etüleeni tootmise lähteainena.
bensiini fraktsioon. Seda fraktsiooni kasutatakse erinevat tüüpi mootorikütuse saamiseks. See on segu erinevatest süsivesinikest, sealhulgas hargnemata ja hargnenud ahelaga alkaanidest. Hargnemata alkaanide põlemisomadused ei sobi ideaalselt sisepõlemismootoritele. Seetõttu reformitakse bensiinifraktsiooni sageli termiliselt, et muuta hargnemata molekulid hargnenud molekulideks. Enne kasutamist segatakse see fraktsioon tavaliselt hargnenud alkaanide, tsükloalkaanide ja muudest fraktsioonidest katalüütilise krakkimise või reformimise teel saadud aromaatsete ühenditega.
Tööstusbensiin (bensiin). See õli destilleerimisfraktsioon saadakse bensiini ja petrooleumi fraktsioonide vahelises intervallis. See koosneb peamiselt alkaanidest (tabel 4).
Suurem osa toornafta rafineerimisel toodetud tööstusbensiinist muudetakse bensiiniks. Märkimisväärne osa sellest kasutatakse aga toorainena muude kemikaalide tootmiseks.
Tabel 4 Tüüpilise Lähis-Ida nafta naftafraktsiooni süsivesinike koostis
| süsivesinikud | Süsinikuaatomite arv | Sisu, % |
||||
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| Hargnemata alkaanid | 13 | 7 | 7 | 8 | 5 | 40 |
| Hargnenud alkaanid | 7 | 6 | 6 | 9 | 10 | 38 |
| Tsükloalkaanid | 1 | 2 | 4 | 5 | 3 | 15 |
| aromaatsed ühendid | – | – | 2 | 4 | 1 | 7 |
| 100 | ||||||
Petrooleum. Õli destilleerimise petrooleumi fraktsioon koosneb alifaatsetest alkaanidest, naftaleenidest ja aromaatsetest süsivesinikest. Osa sellest on rafineeritud kasutamiseks küllastunud parafiini süsivesinike allikana ja teine osa krakitakse, et muuta see bensiiniks. Suurem osa petrooleumist kasutatakse aga reaktiivlennukite kütusena.
gaasiõli. Seda nafta rafineerimise fraktsiooni nimetatakse diislikütuseks. Osa sellest krakitakse rafineerimistehase gaasi ja bensiini tootmiseks. Gaasiõli kasutatakse aga peamiselt diiselmootorite kütusena. Diiselmootoris süttib kütus rõhu suurenemisel. Seetõttu saavad nad hakkama ka süüteküünaldeta. Gaasiõli kasutatakse ka tööstuslike ahjude kütusena.
kütteõli. See fraktsioon jääb alles pärast kõigi teiste fraktsioonide eemaldamist õlist. Suurem osa sellest kasutatakse vedelkütusena katelde kütmiseks ja auru tootmiseks tööstusettevõtetes, elektrijaamades ja laevamootorites. Osa kütteõlist destilleeritakse aga vaakumdestilleerimisel, et saada määrdeõlisid ja parafiinvaha.Tumedat viskoosset materjali, mis jääb alles pärast kütteõli vaakumdestilleerimist, nimetatakse "bituumeniks" või "asfaldiks". Seda kasutatakse teekatete valmistamiseks.
5 .Mõranemine. Nafta rafineerimise sekundaarsete meetodite korral muutub selle koostise moodustavate süsivesinike struktuur. Nende meetodite hulgas on suur tähtsus nafta süsivesinike krakkimisel (jagamisel), mida tehakse bensiini saagise suurendamiseks. Selle protsessi käigus lagundatakse toornafta kõrge keemistemperatuuriga fraktsioonide suured molekulid väiksemateks molekulideks, mis moodustavad madala keemistemperatuuriga fraktsioonid.
Krakkimise tulemusena saadakse lisaks bensiinile ka alkeene, mis on vajalikud keemiatööstuse toorainena.
toornafta
C16H34 > C8H16 + C8H18
Heksadekaan okteen oktaan
C 8 H 18 > C 4 H 10 + C 4 H 8
Oktaanarv butaanbuteen
C 4 H 10 > C 2 H 6 + C 2 H 4
butaan etaan eteen
6
.
Termokrakkimine toimub lähteaine (kütteõli jms) kuumutamisel temperatuuril 450...550 °C ja rõhul 2...7 MPa. Sel juhul jagatakse suure süsinikuaatomite arvuga süsivesinike molekulid molekulideks, milles on nii küllastunud kui ka küllastumata süsivesinike aatomeid. Sel viisil saadakse peamiselt autobensiini. Selle naftatoodang ulatub 70% -ni. Termilise pragunemise avastas vene insener V.G. Šukhov 1891. aastal
Katalüütiline krakkimine viiakse läbi katalüsaatorite (tavaliselt alumiiniumsilikaatide) juuresolekul temperatuuril 450 °C ja atmosfäärirõhul. Nii saadakse kuni 80% saagisega lennukibensiini. Seda tüüpi krakkimist mõjutavad peamiselt nafta petrooleumi ja gaasiõli fraktsioonid. Katalüütilise krakkimise korral toimuvad koos lõhustamisreaktsioonidega isomerisatsioonireaktsioonid. Viimase tulemusena tekivad molekulide hargnenud süsiniku karkassiga küllastunud süsivesinikud, mis parandavad bensiini kvaliteeti.
Oluline katalüütiline protsess on süsivesinike aromatiseerimine, st parafiinide ja tsükloparafiinide muundamine aromaatseteks süsivesinikeks. Naftasaaduste raskete fraktsioonide kuumutamisel katalüsaatori (plaatina või molübdeeni) juuresolekul muundatakse süsivesinikud, mis sisaldavad 6...8 süsinikuaatomit molekuli kohta, aromaatseteks süsivesinikeks. Need protsessid toimuvad reformimisel (bensiini täiustamisel).
Üldine:
Krakkimisprotsesside käigus tekkiv lõhenemisreaktsioon tekitab suures koguses gaase (krakkimisgaase), mis sisaldavad peamiselt küllastunud ja küllastumata süsivesinikke. Neid gaase kasutatakse keemiatööstuse toorainena.
Erinevused:
Erinevate protsendimääradega bensiini saamine erinevates tingimustes ebavõrdsest toorainest.
7
Seotud naftagaasid on süsivesinikgaasid, mis kaasnevad naftaga ja eralduvad sellest eraldumise käigus Seotud naftagaasid sisaldavad märkimisväärses koguses etaani, propaani, butaani ja teisi küllastunud süsivesinikke. Lisaks sisaldavad sellega seotud naftagaasid veeauru ja mõnikord lämmastikku, süsinikdioksiidi, vesiniksulfiidi ja haruldasi gaase (heelium, argoon).
Enne magistraalgaasitorustikule suunamist töödeldakse sellega seotud naftagaasi nn gaasitöötlemistehastes, mille saadusteks on looduslik bensiin, nn eraldatud gaas ja süsivesinike fraktsioonid, mis on kaubanduslikult puhtad süsivesinikud (etaan, propaan). , butaan, isobutaan jne) või nende segud.
Bensiini kasutatakse mootoribensiinide komponendina. Veeldatud gaase (propaan-butaani fraktsioon) kasutatakse laialdaselt sõidukite mootorikütusena või kütusena majapidamises. Süsivesinike fraktsioonid on keemia- ja naftakeemiatööstuse väärtuslik tooraine. Neid kasutatakse laialdaselt atsetüleeni tootmiseks. Propaan-butaani fraktsiooni oksüdeerimisel moodustuvad atseetaldehüüd, formaldehüüd, äädikhape, atsetoon ja muud tooted. Isobutaani kasutatakse mootorikütuste kõrge oktaanarvuga komponentide tootmiseks, samuti isobutüleeni - sünteetilise kummi tootmise toorainet. Isopentaani dehüdrogeenimine annab isopreeni, mis on sünteetiliste kummide tootmisel oluline toode.
8 .Loodusgaaside hulka kuuluvad ka nn assotsieerunud gaasid, mis tavaliselt lahustuvad õlis ja vabanevad selle tootmise käigus. Seotud gaasid sisaldavad vähem metaani, kuid rohkem etaani, propaani, butaani ja kõrgemaid süsivesinikke. Lisaks sisaldavad need põhimõtteliselt samu lisandeid, mis teistes naftamaardlatega mitteseotud maagaasides, nimelt: vesiniksulfiid, lämmastik, väärisgaasid, veeaur, süsinikdioksiid.
CH2 = CH2 + H2\u003e CH3-CH3
C3H6 + Cl2 > CH3-CHCl-CH3
C2H6Cl-C2H6Cl + 2Na> CH3-CH2-CH2-CH3 + 2NaCl
9.
10
.Koks on hall, kergelt hõbedane, poorne ja väga kõva aine, mis koosneb enam kui 96% süsinikust. Looduslike kütuste töötlemise tulemusena koksi saamise protsessi nimetatakse koksimiseks.
Tänapäeval muudetakse 10% maailmas kaevandatavast kivisöest koksiks. Koksimine toimub koksiahju kambrites, mida köetakse väljastpoolt põleva gaasiga. Kui temperatuur tõuseb, toimuvad kivisöes mitmesugused protsessid. 250 0 C juures aurustub sellest niiskus, eraldub CO ja CO 2; 350 0 C juures kivisüsi pehmeneb, läheb pastakujuliseks, plastiliseks olekuks, sellest eralduvad gaasilised ja madalal temperatuuril keevad süsivesinikud, samuti lämmastiku- ja fosforiühendid. Rasked süsinikusisaldusega jäägid paagutatakse 500 0 C juures, saades poolkoksi. Ja temperatuuril 700 0 C ja kõrgemal kaotab poolkoks lenduvate ainete jääkained, peamiselt vesiniku, ja muutub koksiks.
Aromaatsete süsivesinike tööstusliku tootmise oluline allikas koos nafta rafineerimisega on kivisöe koksimine.
Kui kivisütt kuumutatakse ilma õhu juurdepääsuta temperatuurini 900–1050 ° C, põhjustab see selle termilist lagunemist lenduvate saaduste ja tahke jäägi, koksi, moodustumisega.
Söe koksistamine on perioodiline protsess. Peamised tooted: koks-96-98% süsinik; koksiahjugaas - 60% vesinik, 25% metaan, 7% süsinikmonooksiid (II) jne Kõrvalsaadused: kivisöetõrv (benseen, tolueen), ammoniaak (koksiahju gaasist) jne.
Kivisöe koksiproduktidele iseloomulikud reaktsioonid.
Koksi kasutatakse elektroodide valmistamiseks, vedelike filtreerimiseks ja, mis kõige tähtsam, raua eraldamiseks rauamaakidest ja kontsentraatidest kõrgahju rauasulatusprotsessis. Kõrgahjus põleb koks ära ja tekib süsinikmonooksiid (IV):
C + 0 2 \u003d CO 2 + Q,
mis interakteerub kuuma koksiga, moodustades süsinikmonooksiidi (II):
C + CO 2 \u003d 2CO - Q
Süsinikoksiid (II) on ka raua redutseerija ja kõigepealt moodustub raudoksiidist (III) raudoksiid (II, III), seejärel raudoksiid (II) ja lõpuks raud:
- 3Fe 2 O 3 + CO \u003d 2Fe 3 O 4 + CO 2 + Q
- Fe 3 O 4 + CO \u003d 3FeO + CO 2 - Q
- FeO + CO \u003d Fe + CO 2 + Q
Maagaas on laialdaselt kasutusel odava kõrge kütteväärtusega kütusena (1 m 3 põlemisel eraldub kuni 54 400 kJ). See on üks parimaid kütuseliike kodumaiste ja tööstuslike vajaduste jaoks. Lisaks on maagaas väärtuslik tooraine keemiatööstusele. Maagaaside töötlemiseks on välja töötatud palju meetodeid. Selle töötlemise põhiülesanne on küllastunud süsivesinike muundamine aktiivsemateks - küllastumata süsivesinikeks, mis seejärel muundatakse sünteetilisteks polümeerideks (kumm, plast). Lisaks saadakse süsivesinike oksüdeerimisel orgaanilisi happeid, alkohole ja muid tooteid.
Varem ei kasutatud ka seotud gaase ning naftatootmise ajal põletati neid. Praegu püütakse neid püüda ja kasutada nii kütusena kui ka peamiselt väärtusliku keemilise toorainena. Seotud gaasidest ja ka õli krakkimise gaasidest saadakse üksikud süsivesinikud madalal temperatuuril destilleerimise teel.
Seetõttu pole nafta, kivisöe ja nendega seotud naftagaasi põletamine nende kasutamiseks mõistlik viis.
MOU GÜMNAASIUM №48
Essee keemiast sellel teemal:
Looduslikud süsivesinike allikad.
Tšeljabinsk 2003
jne.................
