منابع طبیعی هیدروکربن ها پالایش نفت. تهیه هیدروکربن های آروماتیک. منابع طبیعی منبع هیدروکربن های معطر گاز طبیعی است

چشمه های طبیعیهیدروکربن ها نام کامل Starchevaya Arina Group B-105 2013

منابع طبیعی منابع طبیعی هیدروکربن ها سوخت های فسیلی هستند - نفت و گاز، زغال سنگ و ذغال سنگ نارس. ذخایر نفت خام و گاز 100 تا 200 میلیون سال پیش از میکروسکوپی به وجود آمدند گیاهان دریاییدر مقابل، زغال سنگ و ذغال سنگ نارس در 340 میلیون سال پیش از گیاهانی که در خشکی رشد می کردند شروع به شکل گیری کردند.

گاز طبیعی و نفت خام معمولاً همراه با آب در لایه‌های نفت‌دار واقع در بین لایه‌های سنگ یافت می‌شوند (شکل 2). اصطلاح "گاز طبیعی" همچنین به گازهایی اطلاق می شود که در شرایط طبیعی در نتیجه تجزیه زغال سنگ تشکیل می شوند. گاز طبیعی و نفت خام در همه قاره ها به جز قطب جنوب توسعه می یابد. روسیه، الجزایر، ایران و ایالات متحده بزرگترین تولیدکنندگان گاز طبیعی جهان هستند. بزرگترین تولید کننده نفت خام ونزوئلا است. عربستان سعودی، کویت و ایران. گاز طبیعی عمدتا از متان تشکیل شده است. نفت خام یک مایع روغنی است که می تواند رنگ آن از قهوه ای تیره یا سبز تا تقریبا بی رنگ متفاوت باشد. آن شامل عدد بزرگآلکان ها در میان آنها آلکانهای مستقیم، آلکانهای منشعب و سیکلوآلکانها با تعداد اتمهای کربن از پنج تا 50 وجود دارد. نام صنعتی این سیکلوآلکانها ناچتانی است. نفت خام نیز تقریباً 10 درصد دارد. هیدروکربن های معطرو همچنین مقادیر کمی از سایر ترکیبات حاوی گوگرد، اکسیژن و نیتروژن.

گاز طبیعی هم به عنوان سوخت و هم به عنوان ماده اولیه برای تولید انواع مواد آلی و غیر ارگانیک استفاده می شود. مواد آلی. قبلاً می دانید که هیدروژن، استیلن و متیل الکل، فرمالدئید و اسید فرمیک و بسیاری از مواد آلی دیگر از متان، جزء اصلی گاز طبیعی، به دست می آیند. گاز طبیعی به عنوان سوخت در نیروگاه ها، در سیستم های دیگ بخار برای گرمایش آب ساختمان های مسکونی و صنعتی، در صنایع کوره بلند و اجاق باز استفاده می شود. با زدن یک کبریت و روشن کردن گاز در اجاق گاز آشپزخانه یک خانه شهری، یک واکنش زنجیره‌ای از اکسیداسیون آلکان‌هایی را که گاز طبیعی را تشکیل می‌دهند، "محرک" می‌کنید. ، علاوه بر روغن، طبیعی و همراه گاز نفتی، منبع طبیعی هیدروکربن ها زغال سنگ است. 0n لایه های ضخیمی را در روده های زمین تشکیل می دهد، ذخایر اثبات شده آن به طور قابل توجهی بیشتر از ذخایر نفت است. زغال سنگ نیز مانند نفت حاوی مقدار زیادی مواد آلی مختلف است. علاوه بر مواد آلی، حاوی مواد معدنی نیز می باشد، مانند آب، آمونیاک، سولفید هیدروژن و البته خود کربن - زغال سنگ. یکی از روش های اصلی پردازش زغال سنگکک سازی است - کلسیناسیون بدون دسترسی به هوا. در نتیجه کک کردن، که در دمای حدود 1000 درجه سانتیگراد انجام می شود، موارد زیر تشکیل می شود: گاز کوره کک که شامل هیدروژن، متان، دی اکسید کربن و دی اکسید کربن، ناخالصی های آمونیاک، نیتروژن و سایر گازها است. قطران زغال سنگ حاوی چندین صد بار مواد آلی شخصی، از جمله بنزن و همولوگ های آن، فنل و الکل های معطر، نفتالین و ترکیبات هتروسیکلیک مختلف. قطران یا آب آمونیاک، همانطور که از نامش پیداست، حاوی آمونیاک محلول و همچنین فنل، سولفید هیدروژن و سایر مواد است. کک یک باقیمانده جامد از کک کردن، کربن تقریبا خالص است. کک در تولید آهن و فولاد استفاده می شود، آمونیاک در تولید نیتروژن و کودهای ترکیبی استفاده می شود و اهمیت محصولات کک سازی ارگانیک به سختی قابل ارزیابی است. بنابراین، نفت و گازهای طبیعی مرتبط، زغال سنگ نه تنها ارزشمندترین منابع هیدروکربن هستند، بلکه بخشی از یک انبار منحصر به فرد از منابع طبیعی غیرقابل جایگزین هستند که استفاده دقیق و معقول از آنها شرط لازم برای توسعه مترقی جامعه بشری است.

نفت خام مخلوط پیچیده ای از هیدروکربن ها و سایر ترکیبات است. در این شکل به ندرت استفاده می شود. ابتدا به محصولات دیگری تبدیل می شود که دارند استفاده عملی. بنابراین نفت خام با تانکرها یا خطوط لوله به پالایشگاه ها منتقل می شود. پالایش نفت شامل تعدادی از فرآیندهای فیزیکی و شیمیایی است: تقطیر جزئی، کراکینگ، اصلاح و گوگردزدایی.

نفت خام به چند دسته تقسیم می شود اجزاء، آن را در معرض تقطیر ساده، کسری و خلاء قرار می دهند. ماهیت این فرآیندها، و همچنین تعداد و ترکیب فراکسیون های نفتی حاصل، به ترکیب نفت خام و نیاز به بخش های مختلف آن بستگی دارد. ابتدا ناخالصی های گاز محلول در آن با تقطیر ساده از نفت خام خارج می شود. سپس روغن در معرض تقطیر اولیه، در نتیجه به کسرهای گازی، سبک و متوسط ​​و نفت کوره تقسیم می شود. تقطیر کسری بیشتر کسرهای سبک و متوسط ​​و همچنین تقطیر خلاء نفت کوره منجر به تشکیل تعداد زیادی فراکسیون می شود. روی میز شکل 4 محدوده نقطه جوش و ترکیب بخش های مختلف روغن را نشان می دهد و شکل 1. شکل 5 نمودار طراحی ستون تقطیر اولیه (تقطیر) برای تقطیر روغن را نشان می دهد. اجازه دهید اکنون به توضیح خواص تک تک بخش های روغن بپردازیم.

ذخایر نفتی معمولاً حاوی خوشه های بزرگبه اصطلاح گاز نفتی مرتبط که در بالای نفت جمع آوری می شود پوسته زمینو تا حدودی در آن تحت فشار سنگ های پوشاننده حل می شود. مانند نفت، گاز نفتی مرتبط منبع طبیعی با ارزش هیدروکربن ها است. این عمدتا حاوی آلکان ها است که مولکول های آن از 1 تا 6 اتم کربن دارد. بدیهی است که ترکیب گازهای نفتی همراه بسیار ضعیف تر از نفت است. با این حال، با وجود این، به طور گسترده ای هم به عنوان سوخت و هم به عنوان ماده اولیه مورد استفاده قرار می گیرد صنایع شیمیایی. همین چند دهه پیش، در بیشتر میادین نفتی، گازهای نفتی مرتبط به عنوان مکمل بی فایده نفت سوزانده می شد. در حال حاضر، برای مثال، در سورگوت، غنی‌ترین ذخایر نفتی روسیه، ارزان‌ترین برق در جهان با استفاده از گاز نفتی مرتبط به عنوان سوخت تولید می‌شود.

با تشکر از توجه شما.

هدف.خلاصه دانش در مورد منابع طبیعی ترکیبات آلی و پردازش آنها. نشان دادن موفقیت ها و چشم اندازهای توسعه پتروشیمی و شیمی کک، نقش آنها در پیشرفت فنی کشور؛ تعمیق دانش از دوره جغرافیای اقتصادیدر مورد صنعت گاز، جهت های مدرن پردازش گاز، مواد خام و مشکلات انرژی؛ استقلال در کار با کتب درسی، مرجع و ادبیات علوم عمومی را توسعه دهید.

طرح

منابع طبیعی هیدروکربن ها گاز طبیعی. گازهای نفتی مرتبط
نفت و فرآورده های نفتی، کاربرد آنها.
ترک خوردگی حرارتی و کاتالیزوری.
تولید کک و مشکل به دست آوردن سوخت مایع.
از تاریخچه توسعه OJSC Rosneft - KNOS.
ظرفیت تولید کارخانه محصولات تولید شده.
ارتباط با آزمایشگاه شیمی
امنیت محیطدر کارخانه.
برنامه های گیاهی برای آینده

منابع طبیعی هیدروکربن ها
گاز طبیعی. گازهای نفتی مرتبط

قبل از بزرگ جنگ میهنیذخایر صنعتی گاز طبیعیدر منطقه کارپات، قفقاز، منطقه ولگا و شمال (کومی ASSR) شناخته شده بودند. مطالعه ذخایر گاز طبیعی تنها با اکتشاف نفت همراه بود. ذخایر صنعتی گاز طبیعی در سال 1940 بالغ بر 15 میلیارد متر مکعب بود. سپس ذخایر گاز در قفقاز شمالی، ماوراء قفقاز، اوکراین، منطقه ولگا، آسیای مرکزی, سیبری غربیو در شرق دور. بر
در 1 ژانویه 1976، ذخایر گاز طبیعی اثبات شده بالغ بر 25.8 تریلیون متر مکعب بود که در بخش اروپایی اتحاد جماهیر شوروی - 4.2 تریلیون متر مکعب (16.3٪) و در شرق - 21.6 تریلیون متر مکعب (83.7٪) از جمله
18.2 تریلیون متر مکعب (70.5٪) - در سیبری و خاور دور، 3.4 تریلیون متر مکعب (13.2٪) - در آسیای مرکزی و قزاقستان. تا 1 ژانویه 1980، ذخایر گاز طبیعی بالقوه 80 تا 85 تریلیون متر مکعب و ذخایر اکتشاف شده به 34.3 تریلیون متر مکعب رسید. علاوه بر این، ذخایر عمدتاً به دلیل کشف ذخایر در شرق کشور افزایش یافت - ذخایر ثابت شده در آنجا در سطحی حدود
30.1 تریلیون متر مکعب، که 87.8٪ از کل اتحادیه را تشکیل می دهد.
روسیه امروز دارای 35 درصد از ذخایر گاز طبیعی جهان است که بیش از 48 تریلیون متر مکعب است. مناطق اصلی وقوع گاز طبیعی در روسیه و کشورهای CIS (میدان):

استان نفت و گاز سیبری غربی:
Urengoyskoye، Yamburgskoye، Zapolyarnoye، Medvezhye، Nadymskoye، Tazovskoye – Yamalo-Nenets Okrug خودمختار.
Pokhromskoye، Igrimskoye - منطقه حامل گاز Berezovsky;
Meldzhinskoe، Luginetskoe، Ust-Silginskoe - منطقه گازدار Vasyugan.
استان نفت و گاز ولگا-اورال:
مهمترین آنها Vuktylskoye در منطقه نفت و گاز تیمان-پچورا است.
آسیای مرکزی و قزاقستان:
مهم ترین در آسیای مرکزی Gazlinskoye در دره فرغانه است.
قیزیلکوم، بایرام علی، دروازین، آچاک، شاتلیک.
قفقاز شمالیو ماوراء قفقاز:
Karadag, Duvanny – آذربایجان;
چراغ داغستان – داغستان;
Severo-Stavropolskoye، Pelachiadinskoye - سرزمین استاوروپل؛
Leningradskoye، Maikopskoye، Staro-Minskoye، Berezanskoye - منطقه کراسنودار.

ذخایر گاز طبیعی در اوکراین، ساخالین و خاور دور نیز شناخته شده است.
سیبری غربی از نظر ذخایر گاز طبیعی (Urengoyskoye، Yamburgskoye، Zapolyarnoye، Medvezhye) متمایز است. ذخایر صنعتی در اینجا به 14 تریلیون متر مکعب می رسد. میادین میعانات گازی یامال (Bovanenkovskoye، Kruzenshternskoye، Kharasaveyskoye، و غیره) اکنون اهمیت ویژه ای پیدا می کنند. بر اساس آنها، پروژه یامال - اروپا در حال اجرا است.
تولید گاز طبیعی بسیار متمرکز است و در مناطقی با بزرگترین و سودآورترین میدان ها متمرکز است. تنها پنج میدان - Urengoyskoye، Yamburgskoye، Zapolyarnoye، Medvezhye و Orenburgskoye - شامل 1/2 از کل ذخایر صنعتی روسیه است. ذخایر Medvezhye 1.5 تریلیون متر مکعب و Urengoyskoe - 5 تریلیون متر مکعب تخمین زده می شود.
ویژگی بعدی موقعیت پویای سایت های تولید گاز طبیعی است که با گسترش سریع مرزهای منابع شناسایی شده و همچنین سهولت نسبی و هزینه کم مشارکت آنها در توسعه توضیح داده می شود. در مدت کوتاهی، مراکز اصلی تولید گاز طبیعی از منطقه ولگا به اوکراین و قفقاز شمالی منتقل شدند. تغییرات ارضی بیشتر ناشی از توسعه ذخایر در سیبری غربی، آسیای مرکزی، اورال و شمال است.

پس از فروپاشی اتحاد جماهیر شوروی، روسیه تولید گاز طبیعی را کاهش داد. این کاهش عمدتاً در منطقه اقتصادی شمال (8 میلیارد مترمکعب در سال 1990 و 4 میلیارد متر مکعب در سال 1994)، در اورال (43 میلیارد مترمکعب و 35 میلیارد مترمکعب)، در منطقه اقتصادی سیبری غربی (576 و 576 مترمکعب) مشاهده شد.
555 میلیارد مترمکعب) و در قفقاز شمالی (6 و 4 میلیارد مترمکعب). تولید گاز طبیعی در مناطق اقتصادی ولگا (6 میلیارد متر مکعب) و شرق دور در همان سطح باقی ماند.
در پایان سال 94 روند افزایشی در سطوح تولید مشاهده شد.
از جمهوری ها اتحاد جماهیر شوروی سابق فدراسیون روسیهبیشترین گاز را تولید می کند، ترکمنستان (بیش از 10/1) در رتبه دوم و پس از ازبکستان و اوکراین قرار دارند.
معنی خاصتولید گاز طبیعی را در قفسه اقیانوس جهانی بدست می آورد. در سال 1987، 12.2 میلیارد متر مکعب از میادین فراساحلی یا حدود 2 درصد گاز تولیدی در کشور تولید شد. تولید گاز مرتبط در همان سال به 41.9 میلیارد متر مکعب رسید. برای بسیاری از مناطق، یکی از ذخایر سوخت گازی گازی شدن زغال سنگ و شیل است. گازسازی زیرزمینی زغال سنگ در دونباس (لیسیچانسک)، کوزباس (کیسلفسک) و منطقه مسکو (تولا) انجام می شود.
گاز طبیعی یک محصول صادراتی مهم در تجارت خارجی روسیه بوده و هست.
مراکز اصلی پردازش گاز طبیعی در اورال (اورنبورگ، شاکاپوو، آلمتیفسک)، در سیبری غربی (نیژنوارتوفسک، سورگوت)، در منطقه ولگا (ساراتوف)، در قفقاز شمالی (گروزنی) و در سایر گازها قرار دارند. استان های حامل می توان اشاره کرد که کارخانه های فرآوری گاز به سمت منابع مواد خام - میدان ها و خطوط لوله گاز بزرگ جذب می شوند.
مهمترین کاربرد گاز طبیعی به عنوان سوخت است. اخیراً تمایل به افزایش سهم گاز طبیعی در تراز سوخت کشور وجود داشته است.

با ارزش ترین گاز طبیعی با محتوای متان بالا، استاوروپل (97.8٪ CH 4)، ساراتوف (93.4٪)، اورنگوی (95.16٪) است.
ذخایر گاز طبیعی در سیاره ما بسیار زیاد است (تقریباً 1015 متر مکعب). ما بیش از 200 ذخایر را در روسیه می شناسیم؛ آنها در سیبری غربی، حوضه ولگا-اورال و قفقاز شمالی قرار دارند. روسیه از نظر ذخایر گاز طبیعی مقام اول را در جهان دارد.
گاز طبیعی با ارزش ترین نوع سوخت است. هنگامی که گاز می سوزد، گرمای زیادی آزاد می شود، بنابراین به عنوان یک سوخت کم مصرف و ارزان در کارخانه های دیگ بخار، کوره های بلند، کوره های اجاق باز و کوره های ذوب شیشه عمل می کند. استفاده از گاز طبیعی در تولید، افزایش قابل توجه بهره وری نیروی کار را ممکن می سازد.
گاز طبیعی منبع مواد خام برای صنایع شیمیایی است: تولید استیلن، اتیلن، هیدروژن، دوده، پلاستیک‌های مختلف، اسید استیک، رنگ‌ها، داروها و سایر محصولات.

گاز نفتی مرتبطگازی است که همراه با نفت وجود دارد، در نفت حل می شود و در بالای آن قرار دارد و تحت فشار یک "کلاه گاز" تشکیل می دهد. در خروجی چاه، فشار کاهش می یابد و گاز مربوطه از نفت جدا می شود. این گاز در زمان های گذشته استفاده نمی شد، بلکه به سادگی سوزانده می شد. در حال حاضر به عنوان سوخت و مواد اولیه شیمیایی با ارزش استفاده می شود. امکان استفاده گازهای مرتبطحتی گسترده تر از گاز طبیعی است، زیرا ترکیب آنها غنی تر است. گازهای مرتبط حاوی متان کمتری نسبت به گاز طبیعی هستند، اما به طور قابل توجهی حاوی همولوگ متان بیشتری هستند. برای استفاده منطقی تر از گاز همراه، آن را به مخلوط هایی با ترکیب باریک تر تقسیم می کنند. پس از جداسازی، بنزین گاز، پروپان و بوتان و گاز خشک به دست می آید. هیدروکربن های جداگانه نیز استخراج می شوند - اتان، پروپان، بوتان و دیگران. با هیدروژن زدایی آنها، هیدروکربن های غیر اشباع - اتیلن، پروپیلن، بوتیلن و غیره به دست می آیند.

نفت و فرآورده های نفتی، کاربرد آنها

روغن مایعی روغنی با بوی تند است. در بسیاری از جاها یافت می شود کره زمینخیساندن متخلخل سنگ هادر اعماق مختلف
به گفته اکثر دانشمندان، نفت بقایای تغییر یافته ژئوشیمیایی گیاهان و جانورانی است که زمانی در کره زمین زندگی می کردند. این نظریه در مورد منشا آلی روغن با این واقعیت پشتیبانی می شود که روغن حاوی برخی از مواد نیتروژنی است - محصولات تجزیه مواد موجود در بافت های گیاهی. همچنین نظریه هایی در مورد منشاء معدنی نفت وجود دارد: تشکیل آن در نتیجه عمل آب در ضخامت کره زمین بر روی کاربیدهای فلزی داغ (ترکیبات فلزات با کربن) با تغییر بعدی در هیدروکربن های حاصل تحت تأثیر دمای بالا، فشار بالا، قرار گرفتن در معرض فلزات، هوا، هیدروژن و غیره.
هنگام استخراج از سازندهای نفتی که در پوسته زمین قرار دارند، گاهی اوقات در عمق چندین کیلومتری، نفت یا تحت فشار گازهای واقع بر روی آن به سطح می آید یا توسط پمپ ها به بیرون پمپاژ می شود.

صنعت نفت امروزه یک مجموعه بزرگ اقتصادی ملی است که بر اساس قوانین خود زندگی و توسعه می یابد. نفت امروز برای اقتصاد ملی کشور چه معنایی دارد؟ نفت یک ماده خام برای پتروشیمی ها در تولید لاستیک مصنوعی، الکل ها، پلی اتیلن، پلی پروپیلن، طیف گسترده ای از پلاستیک های مختلف و محصولات نهایی ساخته شده از آنها، پارچه های مصنوعی است. منبع تولید سوخت موتور (بنزین، نفت سفید، دیزل و سوخت جت)، روغن ها و روان کننده ها، و همچنین سوخت دیگ بخار و کوره (مازوت)، مصالح ساختمانی (قیر، قیر، آسفالت)؛ مواد خام برای تولید تعدادی از مواد پروتئینی که به عنوان افزودنی در خوراک دام برای تحریک رشد آنها استفاده می شود.
نفت ثروت ملی ما است، منبع قدرت کشور، پایه اقتصاد آن است. مجموعه نفت روسیه شامل 148 هزار چاه نفت، 48.3 هزار کیلومتر خط لوله اصلی نفت، 28 پالایشگاه نفت با ظرفیت مجموع بیش از 300 میلیون تن نفت در سال و همچنین تعداد زیادی تأسیسات تولیدی دیگر است.
بنگاه های صنعت نفت و صنایع خدماتی آن حدود 900 هزار کارگر از جمله حدود 20 هزار نفر در حوزه علمی و خدمات علمی را استخدام می کنند.
طی دهه های گذشته تغییرات اساسی در ساختار صنعت سوخت رخ داده است که با کاهش سهم صنعت زغال سنگ و رشد صنایع تولید و فرآوری نفت و گاز همراه بوده است. اگر در سال 1940 آنها 20.5٪ بودند، در سال 1984 - 75.3٪ از کل تولید سوخت معدنی. اکنون گاز طبیعی و زغال سنگ روباز به میدان آمده اند. مصرف نفت برای مقاصد انرژی کاهش می یابد، برعکس، استفاده از آن به عنوان یک ماده خام شیمیایی گسترش می یابد. در حال حاضر در ساختار تراز سوخت و انرژی، نفت و گاز 74 درصد را به خود اختصاص داده است، در حالی که سهم نفت رو به کاهش و سهم گاز رو به رشد است و تقریباً به 41 درصد می رسد. سهم زغال سنگ 20 درصد است، 6 درصد باقی مانده از برق تامین می شود.
برادران دوبینین ابتدا پالایش نفت را در قفقاز آغاز کردند. پردازش اولیهروغن از تقطیر آن تشکیل شده است. تقطیر در پالایشگاه های نفت پس از جداسازی گازهای نفتی انجام می شود.

محصولات مختلف با اهمیت عملی زیادی از روغن جدا می شوند. ابتدا هیدروکربن های گازی محلول (عمدتاً متان) از آن خارج می شوند. پس از تقطیر هیدروکربن های فرار، روغن گرم می شود. آنها اولین کسانی هستند که به حالت بخار می روند و هیدروکربن ها از آن تقطیر می شوند تعداد زیادیاتم های کربن در یک مولکول که نقطه جوش نسبتا پایینی دارند. با افزایش دمای مخلوط، هیدروکربن هایی با نقطه جوش بالاتر تقطیر می شوند. به این ترتیب می توان مخلوط های جداگانه (کسری) روغن را جمع آوری کرد. اغلب، این تقطیر چهار بخش فرار تولید می کند که سپس بیشتر از هم جدا می شوند.
بخش های اصلی روغن به شرح زیر است.
کسر بنزینجمع آوری شده از دمای 40 تا 200 درجه سانتی گراد، حاوی هیدروکربن هایی از C 5 H 12 تا C 11 H 24 است. پس از تقطیر بیشتر بخش جدا شده، به دست می آوریم گازوئیل (تیکیپ = 40-70 درجه سانتیگراد)، بنزین
(تی kip = 70-120 درجه سانتیگراد) - هوانوردی، اتومبیل و غیره.
کسر نفتا، جمع آوری شده در محدوده 150 تا 250 درجه سانتی گراد، حاوی هیدروکربن هایی از C 8 H 18 تا C 14 H 30 است. نفتا به عنوان سوخت تراکتور استفاده می شود. مقادیر زیادی نفتا به بنزین تبدیل می شود.
کسر نفت سفیدشامل هیدروکربن های C 12 H 26 تا C 18 H 38 با نقطه جوش از 180 تا 300 درجه سانتیگراد است. نفت سفید پس از تصفیه به عنوان سوخت تراکتور، جت و موشک استفاده می شود.
کسر نفت گاز (تی kip > 275 درجه سانتیگراد)، در غیر این صورت نامیده می شود سوخت دیزلی.
باقیمانده پس از تقطیر روغن - نفت سیاه- حاوی هیدروکربن هایی با تعداد زیادی اتم کربن (تا ده ها) در مولکول است. نفت کوره همچنین با تقطیر تحت فشار کاهش یافته به بخش هایی تقسیم می شود تا از تجزیه جلوگیری شود. در نتیجه بدست می آوریم روغن های خورشیدی(سوخت دیزلی)، روغن های روان کننده(خودرو، هوانوردی، صنعتی و ...) نفت خام(ژله نفتی فنی برای روغن کاری محصولات فلزی برای محافظت از آنها در برابر خوردگی استفاده می شود؛ وازلین خالص شده به عنوان پایه ای برای لوازم آرایشی و پزشکی استفاده می شود). از برخی از انواع روغن به دست می آید پارافین(برای تولید کبریت، شمع و ...). پس از تقطیر اجزای فرار از نفت کوره، آنچه باقی می ماند همان است تار. به طور گسترده ای در ساخت و ساز جاده استفاده می شود. روغن کوره علاوه بر فرآوری به روغن های روان کننده، به عنوان سوخت مایع در کارخانه های دیگ بخار نیز استفاده می شود. بنزینی که از پالایش نفت به دست می آید برای تامین تمام نیازها کافی نیست. در بهترین حالت، تا 20 درصد بنزین را می توان از نفت به دست آورد، مابقی فرآورده های پر جوش هستند. در این راستا، شیمی با وظیفه یافتن راه هایی برای تولید بنزین در مقادیر زیاد مواجه شد. یک راه راحت با استفاده از تئوری ساختار ترکیبات آلی ایجاد شده توسط A.M. Butlerov پیدا شد. محصولات تقطیر روغن با جوش بالا برای استفاده به عنوان سوخت موتور مناسب نیستند. نقطه جوش بالای آنها به این دلیل است که مولکول های چنین هیدروکربن هایی زنجیره ای بسیار طولانی هستند. هنگامی که مولکول های بزرگ حاوی 18 اتم کربن شکسته می شوند، محصولات کم جوش مانند بنزین به دست می آیند. این مسیر توسط مهندس روسی V.G. Shukhov دنبال شد که در سال 1891 روشی را برای شکافتن هیدروکربن های پیچیده ایجاد کرد که بعدها کراکینگ (به معنی شکافتن) نامیده شد.

یک پیشرفت اساسی در ترک، معرفی به عمل فرآیند ترک خوردگی کاتالیزوری بود. این فرآیند اولین بار در سال 1918 توسط N.D. Zelinsky انجام شد. کراکینگ کاتالیستی امکان تولید بنزین هوانوردی را در مقیاس وسیع فراهم کرد. در واحدهای کراکینگ کاتالیزوری در دمای 450 درجه سانتی گراد، تحت تأثیر کاتالیزورها، زنجیره های کربنی بلند شکافته می شوند.

ترک خوردگی حرارتی و کاتالیزوری

روش اصلی فرآوری فراکسیون های نفتی است انواع مختلفترک خوردن. برای اولین بار (1871-1878)، کراکینگ نفت در مقیاس آزمایشگاهی و نیمه صنعتی توسط A.A. Letny، کارمند موسسه فناوری سنت پترزبورگ انجام شد. اولین پتنت برای کارخانه کراکینگ توسط شوخوف در سال 1891 ثبت شد. کراکینگ از دهه 1920 در صنعت رواج یافته است.
کراکینگ تجزیه حرارتی هیدروکربن ها و سایر اجزای نفت است. هر چه دما بیشتر باشد، نرخ ترک بیشتر و بازده گازها و هیدروکربن های معطر بیشتر می شود.
ترک خوردگی فراکسیون های نفتی، علاوه بر فرآورده های مایع، یک ماده اولیه اولیه - گازهای حاوی هیدروکربن های غیر اشباع (الفین ها) تولید می کند.
انواع اصلی ترک خوردگی زیر متمایز می شوند:
فاز مایع (20-60 اتمسفر، 430-550 درجه سانتیگراد)، بنزین غیر اشباع و اشباع تولید می کند، بازده بنزین حدود 50٪، گازها 10٪ است.
فاز بخار(معمولی یا فشار کم، 600 درجه سانتیگراد)، بنزین معطر غیر اشباع تولید می کند، بازده کمتر از ترک خوردگی فاز مایع است، مقدار زیادی گاز تشکیل می شود.
پیرولیز روغن (فشار معمولی یا کاهش یافته، 650-700 درجه سانتیگراد)، مخلوطی از هیدروکربن های معطر (پیروبنزن) می دهد، بازده آن حدود 15٪ است، بیش از نیمی از مواد خام به گاز تبدیل می شود.
هیدروژناسیون مخرب (فشار هیدروژن 200-250 اتمسفر، 300-400 درجه سانتیگراد در حضور کاتالیزورها - آهن، نیکل، تنگستن، و غیره)، بنزین نهایی را با بازدهی تا 90٪ می دهد.
ترک خوردگی کاتالیزوری (300-500 درجه سانتیگراد در حضور کاتالیزورها - AlCl 3، آلومینوسیلیکاتها، MoS 3، Cr 2 O 3، و غیره)، محصولات گازی و بنزین با عیار بالا را با غلبه هیدروکربن های آروماتیک و اشباع همساختار تولید می کند.
در تکنولوژی، به اصطلاح اصلاح کاتالیزوری- تبدیل بنزین های کم عیار به بنزین های با اکتان بالا یا هیدروکربن های معطر.
واکنش های اصلی در ترک خوردگی شکافتن زنجیره های هیدروکربنی، ایزومریزاسیون و چرخه شدن است. رادیکال های هیدروکربن آزاد نقش بسیار زیادی در این فرآیندها دارند.

تولید کک
و مشکل به دست آوردن سوخت مایع

ذخایر زغال سنگدر طبیعت به طور قابل توجهی از ذخایر نفت فراتر می رود. بنابراین زغال سنگ مهم ترین گونه هامواد اولیه صنایع شیمیایی
در حال حاضر، صنعت از چندین روش برای پردازش زغال سنگ استفاده می کند: تقطیر خشک (کک کردن، نیمه کک کردن)، هیدروژنه کردن، احتراق ناقص و تولید کاربید کلسیم.

تقطیر خشک زغال سنگ برای تولید کک در متالورژی یا گاز خانگی استفاده می شود. زغال سنگ کک ساز کک، قطران زغال سنگ، آب قطران و گازهای کک کننده تولید می کند.
قطران زغال سنگحاوی طیف گسترده ای از ترکیبات معطر و سایر ترکیبات آلی است. با تقطیر در فشار معمولی به چند بخش تقسیم می شود. هیدروکربن های معطر، فنل ها و غیره از قطران زغال سنگ به دست می آیند.
گازهای ککعمدتا حاوی متان، اتیلن، هیدروژن و مونوکسید کربن (II) است. بخشی از آنها می سوزند و تا حدی بازیافت می شوند.
هیدروژناسیون زغال سنگ در دمای 400 تا 600 درجه سانتیگراد تحت فشار هیدروژن تا 250 اتمسفر در حضور کاتالیزور - اکسیدهای آهن انجام می شود. این مخلوط مایعی از هیدروکربن ها را تولید می کند که معمولاً روی نیکل یا سایر کاتالیزورها هیدروژنه می شوند. زغال سنگ قهوه ای درجه پایین را می توان هیدروژنه کرد.

کاربید کلسیم CaC 2 از زغال سنگ (کک، آنتراسیت) و آهک به دست می آید. متعاقباً به استیلن تبدیل می شود که در صنایع شیمیایی همه کشورها در مقیاس روزافزونی استفاده می شود.

از تاریخچه توسعه OJSC Rosneft - KNOS

تاریخچه توسعه نیروگاه ارتباط نزدیکی با صنعت نفت و گاز کوبان دارد.
آغاز تولید نفت در کشور ما به گذشته های دور برمی گردد. در قرن 10. آذربایجان نفت با کشورهای مختلف. در کوبان، توسعه نفت صنعتی در سال 1864 در منطقه Maikop آغاز شد. به درخواست رئیس منطقه کوبان، ژنرال کارمالین، D.I. مندلیف در سال 1880 در مورد پتانسیل نفتی کوبان نتیجه گیری کرد: "در اینجا شما باید انتظار نفت زیادی داشته باشید، در اینجا در امتداد یک خط مستقیم طولانی موازی قرار دارد. به سمت خط الراس و در نزدیکی کوهپایه ها، تقریباً در جهت کوداکو به ایلسکایا.
در طول برنامه های پنج ساله اول، کار اکتشاف گسترده انجام شد و تولید نفت صنعتی آغاز شد. گازهای نفتی مرتبط تا حدی به عنوان سوخت خانگی در سکونتگاه های کارگری استفاده می شد و بیشتر این فرآورده با ارزش مشعل می شد. برای پایان دادن به اتلاف منابع طبیعی، وزارت صنعت نفت اتحاد جماهیر شوروی در سال 1952 تصمیم به احداث کارخانه گاز و بنزین در روستای آفیپسکویه گرفت.
در سال 1963، قانون راه اندازی مرحله اول کارخانه گاز و بنزین آفیپسکی امضا شد.
در آغاز سال 1964، پردازش میعانات گازی از منطقه کراسنودار برای تولید بنزین A-66 و سوخت دیزل آغاز شد. مواد خام گاز میدان های کانفسکی، برزانسکی، لنینگرادسکی، مایکوپسکی و سایر میدان های بزرگ بود. با بهبود تولید، کارکنان کارخانه بر تولید بنزین هواپیمایی B-70 و بنزین موتور A-72 تسلط یافتند.
در آگوست 1970، دو واحد فناورانه جدید برای پردازش میعانات گازی برای تولید آروماتیک (بنزن، تولوئن، زایلن) به بهره برداری رسید: یک واحد تقطیر ثانویه و یک واحد اصلاح کاتالیزوری. در همان زمان، تصفیه خانه های فاضلاب با تصفیه بیولوژیکی ساخته شد فاضلابو پایه کالایی و مواد اولیه کارخانه.
در سال 1354 کارخانه تولید زایلن به بهره برداری رسید و در سال 1357 کارخانه دمتیلاسیون تولوئن وارداتی به بهره برداری رسید. این کارخانه به یکی از کارخانه های پیشرو در وزارت صنعت نفت در تولید هیدروکربن های آروماتیک برای صنایع شیمیایی تبدیل شده است.
به منظور بهبود ساختار مدیریت شرکت و سازماندهی بخش های تولید، در ژانویه 1980 ایجاد شد. انجمن تولید"Krasnodarnefteorgsintez" این انجمن شامل سه کارخانه بود: سایت کراسنودار (از اوت 1922 فعالیت می کند)، پالایشگاه نفت Tuapse (از سال 1929 فعالیت می کند) و پالایشگاه نفت Afipsky (از دسامبر 1963 فعالیت می کند).
در دسامبر 1993، شرکت سازماندهی مجدد شد و در می 1994، Krasnodarnefteorgsintez OJSC به Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC تغییر نام داد.

مقاله با پشتیبانی Met S LLC تهیه شده است. اگر نیاز به خلاص شدن از شر وان حمام چدنی، سینک یا سایر آشغال های فلزی دارید، بهترین راه حل این است که با شرکت Met S تماس بگیرید. در وب سایت واقع در "www.Metalloloms.Ru"، می توانید بدون ترک صفحه نمایشگر خود، برچیدن و حذف ضایعات فلزی را با قیمت رقابتی سفارش دهید. شرکت Met S فقط از متخصصان مجرب با تجربه کاری گسترده استفاده می کند.

پایان در ادامه می آید

منابع طبیعی هیدروکربن ها سوخت های فسیلی - نفت و

گاز، زغال سنگ و ذغال سنگ نارس. ذخایر نفت خام و گاز 100 تا 200 میلیون سال پیش پدید آمدند

بازگشت از گیاهان و حیوانات دریایی میکروسکوپی که معلوم شد

شامل سنگ های رسوبی تشکیل شده در بستر دریا، بر خلاف

این زغال سنگ و ذغال سنگ نارس 340 میلیون سال پیش از گیاهان شروع به شکل گیری کردند.

در حال رشد در زمین

گاز طبیعی و نفت خام معمولاً با آب در آن یافت می شود

لایه های نفتی که بین لایه های سنگ قرار دارند (شکل 2). مدت، اصطلاح

"گاز طبیعی" همچنین در مورد گازهایی که در طبیعی تشکیل می شوند صدق می کند

شرایط ناشی از تجزیه زغال سنگ گاز طبیعی و نفت خام

در تمام قاره ها به استثنای قطب جنوب در حال توسعه هستند. بزرگترین

تولیدکنندگان گاز طبیعی در جهان روسیه، الجزایر، ایران و

ایالات متحده. بزرگترین تولیدکنندگان نفت خام هستند

ونزوئلا، عربستان سعودی، کویت و ایران.

گاز طبیعی عمدتاً متان است (جدول 1).

نفت خام مایعی روغنی است که رنگ آن ممکن است

بسیار متنوع باشد - از قهوه ای تیره یا سبز تا تقریبا

بی رنگ حاوی تعداد زیادی آلکان است. در میان آنها وجود دارد

آلکان های مستقیم، آلکان های شاخه دار و سیکلوآلکان ها با تعداد اتم

کربن از پنج تا 40. نام صنعتی این سیکلوآلکان ها ناچتا است. که در

نفت خام نیز تقریباً 10 درصد معطر دارد

هیدروکربن ها و همچنین مقادیر کمی از سایر ترکیبات حاوی

گوگرد، اکسیژن و نیتروژن.

جدول 1 ترکیب گاز طبیعی

زغال سنگ است قدیمی ترین منبعانرژی ای که با آن آشنا هستید

بشریت. این یک ماده معدنی است (شکل 3) که از آن تشکیل شده است

ماده گیاهی در فرآیند دگرگونی دگرگونی

به سنگ هایی گفته می شود که ترکیب آنها دچار تغییراتی در شرایط شده است

فشارهای بالا و همچنین دماهای بالا. محصول مرحله اول در

فرآیند تشکیل زغال سنگ ذغال سنگ نارس است که این است

مواد آلی تجزیه شده زغال سنگ از ذغال سنگ نارس پس از تشکیل می شود

پوشیده از سنگهای رسوبی است. به این سنگ های رسوبی می گویند

بیش از حد بارگذاری شده است. رسوب بیش از حد باعث کاهش رطوبت ذغال سنگ نارس می شود.

در طبقه بندی زغال سنگ از سه معیار استفاده می شود: خلوص (تعیین شده

محتوای کربن نسبی بر حسب درصد)؛ نوع (تعریف شده

ترکیب ماده گیاهی اصلی)؛ درجه (بسته به

درجه دگرگونی).

جدول 2 میزان کربن برخی از سوخت ها و ارزش حرارتی آنها

توانایی

کم درجه ترین انواع زغال سنگ های فسیلی زغال سنگ قهوه ای و

زغال سنگ قهوه ای (جدول 2). آنها نزدیک به ذغال سنگ نارس هستند و نسبتاً مشخص می شوند

با رطوبت کمتر مشخص می شود و به طور گسترده در آن استفاده می شود

صنعت. خشک ترین و سخت ترین نوع زغال سنگ آنتراسیت است. خود

برای گرم کردن خانه و پخت و پز استفاده می شود.

که در اخیرابا تشکر از پیشرفت های فنیروز به روز بیشتر می شود

گازی سازی اقتصادی زغال سنگ محصولات تبدیل به گاز زغال سنگ شامل

مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، هیدروژن، متان و نیتروژن. در استفاده می شوند

به عنوان سوخت گازی یا به عنوان ماده اولیه برای تولید انواع مختلف

محصولات شیمیایی و کودهای شیمیایی.

زغال سنگ، همانطور که در زیر ذکر شده است، منبع مهمی از مواد خام برای تولید است

ترکیبات معطر زغال سنگ نشان می دهد

مخلوط پیچیده ای از مواد شیمیایی است که شامل کربن است،

هیدروژن و اکسیژن و همچنین مقادیر کمی نیتروژن، گوگرد و سایر ناخالصی ها

عناصر. علاوه بر این، ترکیب زغال سنگ بسته به نوع آن شامل

مقادیر مختلف رطوبت و مواد معدنی مختلف.

هیدروکربن ها به طور طبیعی نه تنها در سوخت های فسیلی، بلکه در آنها نیز وجود دارند

در برخی مواد با منشا بیولوژیکی لاستیک طبیعی

نمونه ای از پلیمرهای هیدروکربنی طبیعی است. مولکول لاستیک

شامل هزاران واحد ساختاری است که متیل بوتا-1،3-دی ان را نشان می دهد

(ایزوپرن)؛

لاستیک طبیعی.تقریباً 90٪ لاستیک طبیعی که

در حال حاضر استخراج شده در سراسر جهان، به دست آمده از برزیل

درخت لاستیک Hevea brasiliensis که عمدتاً در

کشورهای استوایی آسیا شیره این درخت که لاتکس است

(محلول آبی کلوئیدی پلیمر)، جمع آوری شده از برش های ایجاد شده با چاقو

پارس سگ لاتکس تقریباً 30 درصد لاستیک دارد. تکه های ریزش

معلق در آب آب در ظروف آلومینیومی ریخته می شود و در آنجا اسید اضافه می شود.

باعث انعقاد لاستیک می شود.

بسیاری از ترکیبات طبیعی دیگر نیز حاوی ساختارهای ایزوپرن هستند.

قطعات به عنوان مثال، لیمونن حاوی دو واحد ایزوپرن است. لیمونن

جزء اصلی روغن های استخراج شده از پوست مرکبات است،

مانند لیمو و پرتقال. این اتصال متعلق به کلاس اتصالات است

ترپن نامیده می شود. ترپن ها حاوی 10 اتم کربن (C) در مولکول های خود هستند

10-ترکیبات) و شامل دو قطعه ایزوپرن متصل به یکدیگر است

به صورت متوالی ("سر تا دم"). ترکیبات با چهار ایزوپرن

قطعات (ترکیبات C 20) دی ترپن نامیده می شوند و با شش

قطعات ایزوپرن - تری ترپن ها (ترکیبات C 30). اسکوالن،

که در روغن کبد کوسه یافت می شود یک تری ترپن است.

تتراترپن ها (ترکیبات C 40) حاوی هشت ایزوپرن هستند

قطعات تتراترپن ها در رنگدانه های چربی های گیاهی و حیوانی یافت می شوند

اصل و نسب. رنگ آنها به دلیل وجود یک سیستم مزدوج طولانی است

پیوندهای دوگانه به عنوان مثال، β-کاروتن مسئول رنگ مشخصه نارنجی است

رنگ آمیزی هویج

فناوری پردازش نفت و زغال سنگ

که در اواخر نوزدهم V. تحت تأثیر پیشرفت در زمینه مهندسی حرارت و برق، حمل و نقل، مهندسی، نظامی و تعدادی دیگر از صنایع، تقاضا به طور بی حد و حصر افزایش یافته و نیاز مبرمی به انواع جدید سوخت و محصولات شیمیایی ایجاد شده است.

در این زمان صنعت پالایش نفت متولد شد و به سرعت پیشرفت کرد. انگیزه بزرگی برای توسعه صنعت پالایش نفت با اختراع و گسترش سریع موتور احتراق داخلی که بر روی فرآورده‌های نفتی کار می‌کرد، داده شد. فن آوری پردازش زغال سنگ که نه تنها به عنوان یکی از انواع اصلی سوخت عمل می کند، بلکه آنچه به ویژه قابل توجه است، تبدیل به یک ماده خام ضروری برای صنایع شیمیایی در دوره مورد بررسی شد، نیز به شدت توسعه یافت. نقش عمده در این موضوع به شیمی کک تعلق داشت. کارخانه‌های کک که قبلاً کک را به صنعت آهن و فولاد عرضه می‌کردند، به شرکت‌های کک-شیمیایی تبدیل شدند که تعدادی از محصولات شیمیایی ارزشمند را نیز تولید می‌کردند: گاز کوره کک، بنزن خام، قطران زغال سنگ و آمونیاک.

بر اساس محصولات فرآوری نفت و زغال سنگ، تولید مواد و مواد آلی مصنوعی شروع به توسعه کرد. به طور گسترده ای به عنوان مواد اولیه و محصولات نیمه تمام در شاخه های مختلف صنایع شیمیایی استفاده می شود.

بلیط شماره 10

مهمترین منابع هیدروکربن ها گازهای نفتی طبیعی و مرتبط، نفت و زغال سنگ هستند.

توسط ذخایر گاز طبیعیرتبه اول دنیا متعلق به کشور ماست. گاز طبیعی حاوی هیدروکربن هایی با وزن مولکولی کم است. دارای ترکیب تقریبی زیر (بر حسب حجم): 80-98٪ متان، 2-3٪ از نزدیکترین همولوگ های آن - اتان، پروپان، بوتان و مقدار کمی ناخالصی - سولفید هیدروژن H 2 S، نیتروژن N 2، گازهای نجیب ، مونوکسید کربن (IV) CO 2 و بخار آب H 2 O . ترکیب گاز برای هر میدان خاص است. الگوی زیر وجود دارد: هر چه وزن مولکولی نسبی هیدروکربن بیشتر باشد، کمتر در گاز طبیعی موجود است.

گاز طبیعی به طور گسترده ای به عنوان یک سوخت کم هزینه با بالا استفاده می شود ارزش حرارتی(تا 54400 کیلوژول هنگام سوزاندن 1 متر مکعب آزاد می شود). این یکی از بهترین نماهاسوخت برای نیازهای خانگی و صنعتی. علاوه بر این، گاز طبیعی به عنوان یک ماده خام با ارزش برای صنایع شیمیایی عمل می کند: تولید استیلن، اتیلن، هیدروژن، دوده، پلاستیک های مختلف، اسید استیک، رنگ ها، داروها و سایر محصولات.

گازهای نفتی مرتبطدر رسوبات همراه با نفت هستند: آنها در آن حل می شوند و در بالای نفت قرار می گیرند و یک "کلاهک" گاز را تشکیل می دهند. هنگامی که نفت به سطح استخراج می شود، به دلیل افت شدید فشار، گازها از آن جدا می شوند. قبلاً از گازهای همراه استفاده نمی شد و در طول تولید نفت شعله ور می شد. در حال حاضر آنها را گرفته و به عنوان سوخت و مواد اولیه شیمیایی با ارزش استفاده می کنند. گازهای مرتبط حاوی متان کمتری نسبت به گاز طبیعی هستند، اما اتان، پروپان، بوتان و هیدروکربن های بالاتری دارند. علاوه بر این، آنها اساساً حاوی همان ناخالصی‌هایی هستند که در گاز طبیعی وجود دارد: H 2 S، N 2، گازهای نجیب، بخارات H 2 O، CO 2 . هیدروکربن های منفرد (اتان، پروپان، بوتان و غیره) از گازهای مرتبط استخراج می شوند؛ پردازش آنها به دست آوردن هیدروکربن های غیر اشباع با هیدروژن زدایی - پروپیلن، بوتیلن، بوتادین، که از آن لاستیک ها و پلاستیک ها سپس سنتز می شوند، ممکن می سازد. مخلوطی از پروپان و بوتان ( گاز مایع) به عنوان سوخت خانگی استفاده می شود. بنزین (مخلوطی از پنتان و هگزان) به عنوان یک افزودنی به بنزین برای احتراق بهتر سوخت هنگام روشن کردن موتور استفاده می شود. اکسیداسیون هیدروکربن ها اسیدهای آلی، الکل ها و سایر محصولات تولید می کند.

روغن- مایع روغنی و قابل اشتعال به رنگ قهوه ای تیره یا تقریبا سیاه با بوی مشخص. از آب سبک تر است (= 0.73-0.97 g/cm3) و عملاً در آب نامحلول است. از نظر ترکیب، روغن مخلوط پیچیده ای از هیدروکربن ها با وزن های مولکولی مختلف است، بنابراین نقطه جوش خاصی ندارد.

نفت عمدتاً از هیدروکربن های مایع تشکیل شده است (هیدروکربن های جامد و گازی در آنها حل می شوند). به طور معمول اینها آلکان ها (بیشتر ساختار معمولی)، سیکلوآلکان ها و آرن ها هستند که نسبت آنها در روغن های میدان های مختلف بسیار متفاوت است. روغن اورال حاوی آرن های بیشتری است. نفت علاوه بر هیدروکربن ها حاوی اکسیژن، گوگرد و ترکیبات آلی نیتروژنی است.

معمولاً از نفت خام استفاده نمی شود. برای به دست آوردن محصولات فنی با ارزش از نفت، آن را تحت فرآوری قرار می دهند.

پردازش اولیهروغن از تقطیر آن تشکیل شده است. تقطیر در پالایشگاه های نفت پس از جداسازی گازهای مرتبط انجام می شود. هنگام تقطیر روغن، فرآورده های نفتی سبک به دست می آیند:

گازوئیل ( تیجوش = 40-200 درجه سانتی گراد) حاوی هیدروکربن های C 5 - C 11،

نفتا ( تیجوش = 150-250 درجه سانتی گراد) حاوی هیدروکربن های C 8 - C 14،

نفت سفید ( تیجوش = 180-300 درجه سانتی گراد) حاوی هیدروکربن های C 12 - C 18،

نفت گاز ( تیکیپ > 275 درجه سانتیگراد)،

و باقیمانده یک مایع سیاه چسبناک - نفت کوره است.

نفت کوره در معرض پردازش بیشتر قرار می گیرد. تحت فشار کاهش یافته تقطیر می شود (برای جلوگیری از تجزیه) و روغن های روان کننده جدا می شوند: دوک، ماشین، سیلندر و غیره. وازلین و پارافین از روغن کوره برخی از انواع روغن ها جدا می شوند. باقیمانده نفت کوره پس از تقطیر - قطران - پس از اکسیداسیون جزئی برای تولید آسفالت استفاده می شود. عیب اصلی تقطیر روغن، بازده کم بنزین (بیش از 20٪) است.

فرآورده های تقطیر نفت کاربردهای مختلفی دارند.

بنزیناین در مقادیر زیادی به عنوان سوخت هواپیما و خودرو استفاده می شود. معمولاً متشکل از هیدروکربن‌هایی است که به طور متوسط ​​5 تا 9 اتم C در مولکول‌های خود دارند. نفتابه عنوان سوخت تراکتور و همچنین به عنوان حلال در صنعت رنگ و لاک استفاده می شود. مقادیر زیادی از آن به بنزین تبدیل می شود. نفت سفیدبه عنوان سوخت برای تراکتورها، هواپیماهای جت و موشک و همچنین برای نیازهای داخلی استفاده می شود. روغن خورشیدی – نفت گاز- به عنوان سوخت موتور استفاده می شود و روغن های روان کننده- برای روغن کاری مکانیسم ها. نفت خامدر پزشکی استفاده می شود. از مخلوطی از هیدروکربن های مایع و جامد تشکیل شده است. پارافینبرای تولید اسیدهای کربوکسیلیک بالاتر، برای آغشته کردن چوب در تولید کبریت و مداد، برای ساخت شمع، جلا کفش و غیره استفاده می شود. از مخلوطی از هیدروکربن های جامد تشکیل شده است. نفت سیاهعلاوه بر فرآوری به روغن های روان کننده و بنزین، به عنوان سوخت مایع دیگ بخار نیز استفاده می شود.

در روش های پردازش ثانویهروغن، ساختار هیدروکربن های موجود در ترکیب آن تغییر می کند. در میان این روش ها، کراکینگ هیدروکربن های نفتی از اهمیت بالایی برخوردار است که به منظور افزایش بازده بنزین (تا 65 تا 70 درصد) انجام می شود.

ترک خوردن- فرآیند شکافتن هیدروکربن های موجود در نفت که منجر به تشکیل هیدروکربن هایی با تعداد کمتر اتم C در مولکول می شود. دو نوع اصلی ترک وجود دارد: حرارتی و کاتالیزوری.

ترک حرارتیبا حرارت دادن مواد اولیه (روغن سوخت و غیره) در دمای 470-550 درجه سانتیگراد و فشار 2-6 مگاپاسکال انجام می شود. در این حالت، مولکول های هیدروکربن با تعداد زیادی اتم C به مولکول هایی با تعداد اتم های کمتری از هیدروکربن های اشباع و غیر اشباع تقسیم می شوند. مثلا:

(مکانیسم رادیکال)،

از این روش برای تولید بنزین عمدتا موتور استفاده می شود. بازده آن از نفت به 70 درصد می رسد. ترک حرارتی توسط مهندس روسی V.G. Shukhov در سال 1891 کشف شد.

ترک خوردگی کاتالیستیدر حضور کاتالیزورها (معمولا آلومینوسیلیکاتها) در دمای 450 تا 500 درجه سانتیگراد و فشار اتمسفر انجام می شود. این روش بنزین حمل و نقل هوایی را با بازدهی تا 80 درصد تولید می کند. این نوع کراکینگ عمدتاً بر بخش های نفت سفید و نفت گاز نفت تأثیر می گذارد. در طول ترک خوردگی کاتالیزوری، همراه با واکنش های شکاف، واکنش های ایزومریزاسیون رخ می دهد. در نتیجه دومی، هیدروکربن های اشباع شده با اسکلت کربن شاخه ای از مولکول ها تشکیل می شود که کیفیت بنزین را بهبود می بخشد:

بنزین کراکینگ کاتالیستی کیفیت بالاتری دارد. فرآیند بدست آوردن آن بسیار سریعتر و با مصرف انرژی حرارتی کمتر پیش می رود. علاوه بر این، کراکینگ کاتالیزوری، هیدروکربن های زنجیره ای (ایزوترکیبات) نسبتا زیادی تولید می کند که ارزش زیادی برای سنتز آلی دارند.

در تی= 700 درجه سانتیگراد و بالاتر پیرولیز رخ می دهد.

پیرولیز- تجزیه مواد آلی بدون دسترسی به هوا در دماهای بالا. در پیرولیز نفت، فرآورده های اصلی واکنش هیدروکربن های گازی غیراشباع (اتیلن، استیلن) ​​و هیدروکربن های آروماتیک - بنزن، تولوئن و غیره هستند. از آنجایی که پیرولیز نفت یکی از مهم ترین راه هابرای به دست آوردن هیدروکربن های معطر، این فرآیند را معمولاً آروماتیزاسیون روغنی می نامند.

معطر سازی- تبدیل آلکان ها و سیکلوآلکان ها به آرن. وقتی بخش‌های سنگین فرآورده‌های نفتی در حضور کاتالیزور (Pt یا Mo) گرم می‌شوند، هیدروکربن‌های حاوی 6 تا 8 اتم C در هر مولکول به هیدروکربن‌های معطر تبدیل می‌شوند. این فرآیندها در طول اصلاح (به روز رسانی بنزین) رخ می دهد.

اصلاحات- این معطرسازی بنزین است که در نتیجه گرم کردن آنها در حضور یک کاتالیزور، به عنوان مثال Pt. در این شرایط آلکان ها و سیکلوآلکان ها به هیدروکربن های معطر تبدیل می شوند که در نتیجه عدد اکتان بنزین نیز به میزان قابل توجهی افزایش می یابد. آروماتیزاسیون برای به دست آوردن هیدروکربن های معطر منفرد (بنزن، تولوئن) از بخش های بنزینی نفت استفاده می شود.

در سال های اخیر، هیدروکربن های نفتی به طور گسترده ای به عنوان منبع مواد خام شیمیایی مورد استفاده قرار گرفته اند. راه های مختلفاز آنها مواد لازم برای تولید پلاستیک، الیاف نساجی مصنوعی، لاستیک مصنوعی، الکل ها، اسیدها، مواد شوینده مصنوعی، مواد منفجره، آفت کش ها، چربی های مصنوعی و غیره را به دست می آوریم.

زغال سنگدرست مانند گاز طبیعی و نفت، منبع انرژی و مواد خام شیمیایی ارزشمند است.

روش اصلی فرآوری زغال سنگ است کک کردن(تقطیر خشک). هنگام کک کردن (گرمایش تا 1000 درجه سانتیگراد - 1200 درجه سانتیگراد بدون دسترسی به هوا)، محصولات مختلفی به دست می آید: کک، قطران زغال سنگ، آب قطران و گاز کوره کک (نمودار).

طرح

کک به عنوان یک عامل کاهنده در تولید چدن در کارخانه های متالورژی استفاده می شود.

قطران زغال سنگ به عنوان منبع هیدروکربن های معطر عمل می کند. در معرض تقطیر یکسوسازی قرار می گیرد و بنزن، تولوئن، زایلن، نفتالین و همچنین فنل ها، ترکیبات حاوی نیتروژن و غیره به دست می آید.پیچ توده سیاه غلیظی است که پس از تقطیر رزین باقی می ماند و برای تهیه الکترودها و الکترودها استفاده می شود. نمد سقف.

آمونیاک، سولفات آمونیوم، فنل و ... از آب قیر به دست می آید.

گاز کوره کک برای گرم کردن کوره‌های کک استفاده می‌شود (حدود 18000 کیلوژول با سوزاندن 1 متر مکعب آزاد می‌شود)، اما عمدتاً تحت پردازش شیمیایی قرار می‌گیرد. بنابراین، هیدروژن برای سنتز آمونیاک از آن جدا می شود، که سپس برای تولید کودهای نیتروژنی و همچنین متان، بنزن، تولوئن، سولفات آمونیوم و اتیلن استفاده می شود.

تقطیر خشک زغال سنگ.

هیدروکربن های معطر عمدتاً از تقطیر خشک زغال سنگ به دست می آیند. هنگام گرم کردن زغال سنگ در مخازن یا کوره های کک سازی بدون دسترسی به هوا در دمای 1000 تا 1300 درجه سانتیگراد، مواد آلی زغال سنگ با تشکیل محصولات جامد، مایع و گاز تجزیه می شوند.

محصول جامد تقطیر خشک - کک - توده متخلخلی است که از کربن با مخلوطی از خاکستر تشکیل شده است. کک در مقادیر زیادی تولید می شود و عمدتاً توسط صنعت متالورژی به عنوان یک عامل کاهنده در تولید فلزات (عمدتا آهن) از سنگ معدن مصرف می شود.

محصولات مایع تقطیر خشک، قطران ویسکوز سیاه (قیر زغال سنگ) و لایه آبی حاوی آمونیاک آب آمونیاک است. قطران زغال سنگ به طور متوسط ​​3 درصد وزن زغال سنگ اصلی به دست می آید. آب آمونیاک یکی از منابع مهم آمونیاک است. محصولات گازی حاصل از تقطیر خشک زغال سنگ را گاز کوره کک می نامند. گاز کوره کک بسته به نوع زغال سنگ، حالت کک سازی و ... ترکیب متفاوتی دارد. گاز کک تولید شده در باتری های کوره کک از یک سری جاذب عبور می کند که قطران، آمونیاک و بخارات روغن سبک را جذب می کند. روغن سبک به دست آمده از تراکم از گاز کوره کک حاوی 60 درصد بنزن، تولوئن و سایر هیدروکربن ها است. بیشتر بنزن (تا 90 درصد) از این طریق به دست می آید و تنها قسمت کوچکی از قطعه قطعه کردن قطران زغال سنگ بدست می آید.

فرآوری قطران زغال سنگ. قطران زغال سنگ ظاهری به شکل یک توده رزینی سیاه رنگ با بوی مشخص دارد. در حال حاضر بیش از 120 محصول مختلف از قطران زغال سنگ جدا شده است. از جمله آنها می توان به هیدروکربن های معطر و همچنین مواد معطر حاوی اکسیژن با طبیعت اسیدی (فنل ها)، مواد حاوی نیتروژن با طبیعت پایه (پیریدین، کینولین)، مواد حاوی گوگرد (تیوفن) و غیره اشاره کرد.

قطران زغال سنگ تحت تقطیر کسری قرار می گیرد که در نتیجه چندین کسری ایجاد می شود.

روغن سبک حاوی بنزن، تولوئن، زایلن و برخی هیدروکربن های دیگر است. روغن متوسط ​​یا کربولیک حاوی تعدادی فنل است.

نفت سنگین یا کرئوزوت: از بین هیدروکربن ها، نفت سنگین حاوی نفتالین است.

به دست آوردن هیدروکربن از نفت نفت یکی از منابع اصلی هیدروکربن های معطر است. اکثر گونه ها

روغن حاوی مقدار بسیار کمی هیدروکربن های معطر است. در میان روغن‌های داخلی، نفت میدان اورال (پرم) سرشار از هیدروکربن‌های معطر است. روغن دوم باکو حاوی 60 درصد هیدروکربن های معطر است.

به دلیل کمیاب بودن هیدروکربن های معطر، اکنون از "عطرسازی نفت" استفاده می شود: محصولات نفتی در دمای حدود 700 درجه سانتیگراد گرم می شوند، در نتیجه 15 تا 18٪ از هیدروکربن های معطر را می توان از محصولات تجزیه نفت به دست آورد.

32. سنتز، خواص فیزیکی و شیمیایی هیدروکربن های آروماتیک

1. سنتز از هیدروکربن های معطر ومشتقات هاله چرب در حضور کاتالیزورها (سنتز Friedel-Crafts).

2. سنتز از نمک اسیدهای معطر.

هنگامی که نمک های خشک اسیدهای معطر با سودآهک گرم می شوند، نمک ها تجزیه می شوند و هیدروکربن ها را تشکیل می دهند. این روش مشابه تولید هیدروکربن های چرب است.

3. سنتز از استیلن. این واکنش به عنوان نمونه ای از سنتز بنزن از هیدروکربن های چرب مورد توجه است.

هنگامی که استیلن از یک کاتالیزور گرم شده (در دمای 500 درجه سانتیگراد) عبور داده می شود، پیوندهای سه گانه استیلن شکسته شده و سه مولکول آن به یک مولکول بنزن پلیمریزه می شوند.

خواص فیزیکی هیدروکربن های معطر مایع یا مواد جامدبا

بوی مشخصه هیدروکربن هایی که بیش از یک حلقه بنزن در مولکول های خود ندارند، سبک تر از آب هستند. هیدروکربن های معطر کمی در آب محلول هستند.

طیف IR هیدروکربن های آروماتیک در درجه اول با سه ناحیه مشخص می شود:

1) حدود 3000 سانتی متر-1، به دلیل ارتعاشات کششی C-H.

2) منطقه 1600-1500 cm-1، همراه با ارتعاشات اسکلتی پیوندهای کربن-کربن معطر و به طور قابل توجهی در موقعیت قله ها بسته به ساختار متفاوت است.

3) ناحیه زیر 900 cm-1، مربوط به ارتعاشات خمشی C-H حلقه معطر.

خواص شیمیایی مهم ترین کلی خواص شیمیاییهیدروکربن های معطر هستند

تمایل آنها به واکنش های جایگزینی و استحکام بیشتر حلقه بنزن.

همولوگ های بنزن دارای یک حلقه بنزن و یک زنجیره جانبی در مولکول خود هستند، به عنوان مثال، در هیدروکربن C 6 H5 - C2 H5، گروه C6 H5 حلقه بنزن است و C2 H5 زنجیره جانبی است. خواص

حلقه بنزن در مولکول های همولوگ بنزن به خواص خود بنزن نزدیک می شود. خواص زنجیره های جانبی که بقایای هیدروکربن های چرب هستند به خواص هیدروکربن های چرب نزدیک می شود.

واکنش های هیدروکربن های بنزن را می توان به چهار گروه تقسیم کرد.

33. قوانین جهت گیری در رینگ بنزن

هنگام مطالعه واکنش‌های جایگزینی در حلقه بنزن، مشخص شد که اگر حلقه بنزن قبلاً دارای هر گروه جایگزینی باشد، گروه دوم بسته به ماهیت جایگزین اول وارد موقعیت خاصی می‌شود. بنابراین، هر جایگزین روی حلقه بنزن دارای یک اثر جهت دهی یا جهت دهی خاص است.

موقعیت جانشین تازه معرفی شده نیز تحت تأثیر ماهیت خود جانشین است، یعنی ماهیت الکتروفیل یا هسته دوستی معرف فعال. اکثریت قریب به اتفاق مهم ترین واکنش های جایگزینی در حلقه بنزن، واکنش های جایگزینی الکتروفیل (جایگزینی اتم هیدروژن است که به شکل یک پروتون توسط یک ذره با بار مثبت حذف می شود) - هالوژناسیون، سولفوناسیون، نیتراسیون و غیره.

همه جانشین ها با توجه به ماهیت عمل هدایتی خود به دو گروه تقسیم می شوند.

1. جانشین های نوع اول در واکنش هاجایگزینی الکتروفیل گروه های معرفی شده بعدی را به موقعیت های ارتو و پارا هدایت می کند.

جانشین‌های این نوع شامل گروه‌های زیر می‌باشند که به ترتیب نزولی نیروی هدایت‌کننده‌شان مرتب شده‌اند: -NH2، -OH، - CH3.

2. جانشین های نوع دوم در واکنش هاجایگزینی الکتروفیل گروه های معرفی شده بعدی را به موقعیت متا هدایت می کند.

جانشین‌های این نوع شامل گروه‌های زیر می‌باشند که به ترتیب نزولی نیروی هدایت کننده‌شان مرتب شده‌اند: -NO2، -C≡N، - SO3H.

جانشین های نوع اول حاوی پیوندهای منفرد هستند. جانشین های نوع دوم با وجود پیوندهای دوتایی یا سه گانه مشخص می شوند.

جانشین های نوع اول در اکثر موارد واکنش های جایگزینی را تسهیل می کنند. به عنوان مثال، برای نیترات کردن بنزن، باید آن را با مخلوطی از اسیدهای نیتریک و سولفوریک غلیظ گرم کنید، در حالی که فنل C6 H5 OH می تواند با موفقیت انجام شود.

نیترات رقیق شده اسید نیتریکدر دمای اتاق با تشکیل ارتو و پارانیتروفنول.

جانشین‌های نوع دوم معمولاً واکنش‌های جایگزینی را پیچیده می‌کنند. جایگزینی در موقعیت ارتو و پارا به ویژه دشوار است و جایگزینی در موقعیت متا نسبتاً آسان تر است.

در حال حاضر، تأثیر جانشین‌ها با این واقعیت توضیح داده می‌شود که جانشین‌های نوع اول الکترون دهنده (الکترون‌های اهداکننده) هستند، یعنی ابرهای الکترونی آنها به سمت حلقه بنزن جابه‌جا می‌شوند، که واکنش‌پذیری اتم‌های هیدروژن را افزایش می‌دهد.

افزایش واکنش پذیری اتم های هیدروژن در حلقه، روند واکنش های جایگزینی الکتروفیل را تسهیل می کند. به عنوان مثال، در حضور هیدروکسیل، الکترون‌های آزاد اتم اکسیژن به سمت حلقه جابه‌جا می‌شوند، که چگالی الکترون در حلقه را افزایش می‌دهد و چگالی الکترونی اتم‌های کربن در موقعیت‌های ارتو و پارا به سمت جانشین افزایش می‌یابد.

34. قوانین تعویض در رینگ بنزن

قوانین جایگزینی در حلقه بنزن از اهمیت عملی زیادی برخوردار است، زیرا پیش بینی روند واکنش و انتخاب مسیر صحیح برای سنتز یک یا آن ماده مورد نظر را ممکن می سازد.

مکانیسم واکنش های جایگزینی الکتروفیل در سری آروماتیک روش‌های تحقیقاتی مدرن این امکان را فراهم کرده‌اند تا مکانیسم جایگزینی در سری‌های معطر را تا حد زیادی روشن کنیم. جالب است که از بسیاری جهات، به خصوص در مراحل اول، مکانیسم جایگزینی الکتروفیل در سری آروماتیک مشابه مکانیسم افزودن الکتروفیل در سری چربی بود.

اولین مرحله در جایگزینی الکتروفیل (مانند افزودن الکتروفیل) تشکیل یک کمپلکس p است. گونه الکتروفیل Xd+ به هر شش الکترون p حلقه بنزن متصل می شود.

مرحله دوم تشکیل p-complex است. در این مورد، ذره الکتروفیل دو الکترون را از شش الکترون p می کشد تا یک پیوند کووالانسی معمولی تشکیل دهد. کمپلکس p حاصل دیگر ساختار آروماتیکی ندارد: این یک کربوکاتیون ناپایدار است که در آن چهار الکترون p در حالت غیرمحلی بین پنج اتم کربن توزیع می‌شوند، در حالی که اتم ششم کربن به حالت اشباع می‌رود. جایگزین معرفی شده X و اتم هیدروژن در صفحه هستند، عمود بر صفحهانگشتر شش نفره کمپلکس S یک واسطه است که شکل گیری و ساختار آن با تعدادی از روش ها، به ویژه طیف سنجی، نشان داده شده است.

مرحله سوم جایگزینی الکتروفیل، تثبیت کمپلکس S است که با حذف اتم هیدروژن به شکل پروتون حاصل می شود. دو الکترون دخیل در تشکیل پیوند C-H، پس از حذف پروتون، همراه با چهار الکترون غیرمحلی پنج اتم کربن، ساختار معطر پایدار معمولی بنزن جایگزین را به دست می‌دهند. نقش کاتالیزور (معمولاً A 1 Cl3) در این مورد

این فرآیند شامل افزایش پلاریزاسیون آلکیل هالید با تشکیل یک ذره با بار مثبت است که وارد یک واکنش جایگزینی الکتروفیل می شود.

واکنش‌های افزایشی هیدروکربن‌های بنزن با دشواری زیادی تحت واکنش‌های افزایشی قرار می‌گیرند - اینطور نیست

با آب برم و محلول KMnO4 رنگ زدایی کنید. با این حال، در شرایط خاصواکنش ها

پیوستن هنوز امکان پذیر است 1. افزودن هالوژن ها.

در این واکنش، اکسیژن نقش یک کاتالیزور منفی را بازی می کند: در حضور آن، واکنش ادامه نمی یابد. افزودن هیدروژن در حضور کاتالیزور:

C6 H6 + 3H2 → C6 H12

2. اکسیداسیون هیدروکربن های آروماتیک.

خود بنزن در برابر اکسیداسیون بسیار مقاوم است - از پارافین ها مقاوم تر است. هنگامی که عوامل اکسید کننده پرانرژی (KMnO4 در یک محیط اسیدی و غیره) روی همولوگ های بنزن عمل می کنند، هسته بنزن اکسید نمی شود، در حالی که زنجیره های جانبی برای تشکیل اسیدهای آروماتیک تحت اکسیداسیون قرار می گیرند.