Природні джерела вуглеводнів Виконала Учениця 11-А класу Кузнєцова Анастасія

Що таке вуглеводні? Вуглево́дні органічні речовини, аліфатичні, аліциклічні та ароматичні сполуки, до складу молекул яких входять лише атоми вуглецю і водню. У природі вуглеводні зустрічаються в рідкому, твердому і газоподібному стані. У розсіяному вигляді присутні в атмосфері, воді, твердих породах (кероген), в концентрованому у покладах вугілля, нафти, газу, газогідратів.

Вуглеводні, є цінною сировиною для сучасної енергетики та хімічної промисловості. Основними джерелами вуглеводнів є природний та попутний нафтовий гази, нафта і камяне вугілля. Головною складовою частиною природного газу є метан, частка якого може сягати до 97 %, крім нього газ містить також інші газоподібні леткі алкани – етан, пропан, бутан, ізобутан. Природний газ розділяють на компоненти шляхом зрідження та наступною фракційною перегонкою при низькій температурі під тиском. Попутний нафтовий газ зустрічається над покладами нафти, складається з метану (біля 40%) та інших газів. Раніше попутний газ спалювали на місці видобування, а тепер, паралельно з природним газом, його використовують як хімічну сировину або екологічно чисте паливо (при горінні не утворюється попіл, а лише СО 2 і Н 2 О).

Нафта і продукти її переробки

Нафту використовували як паливо ще за 400 р. до н.е. шумери, древні римляни вводили її до складу грецького вогню (запалювальної суміші). Сьогодні нафта – одне з основних джерел палива для двигунів внутрішнього згоряння і цінна сировина для хімічної промисловості. Нафта – масляниста, вязка рідина темного кольору, з характерним бензиновим запахом, легша за воду і нерозчинна у ній. Поклади її розташовуються під землею або під морським дном. Утворилась нафта протягом мільйонів років з продуктів розкладу рослинних і тваринних решток під великим тиском у земній корі і тому є невідновним природним ресурсом. Нафта (сира нафта, чорне золото) – складна суміш вуглеводнів з різною молекулярною масою. Нафта з різних родовищ відрізняється за складом, основою нафти є алкани, починаючи з пентану, але є сорти нафти, у яких домінують циклічні вуглеводні – циклоалкани (5- і 6-ти членні – нафтени) або ароматичні вуглеводні. Нафта у великій кількості містить метан (у розчиненому вигляді). Відомі нафти, що містять гетероциклічні сполуки. Ненасичені сполуки (алкени, алкіни) у нафті практично не зустрічаються.

Використання З нафтопродуктів виробляють синтетичні волокна, каучуки, пластмаси, спирти, біологічно-активні речовини, розчинники, мастила, фармацевтичні препарати та багато іншого.

Коксування вугілля

Кокс – сіра, ледь срібляста пориста дуже тверда речовина, яка більш ніж на 96% складається з вуглецю. Кокс одержують у батареях для коксування без доступу повітря, які безперервно працюють при температурі понад С. Процес одержання коксу шляхом переробки природного палива – коксування. Коксування вперше виникло у XVIIІ ст., коли стали масово вирубувати ліси для одержання деревного вугілля і гостро постало питання його заміни іншим видом палива. У 1735 р. в Англії була проведена перша доменна плавка на коксі. Сьогодні понад 10% добутого у світі камяного вугілля перетворюють у кокс. При коксуванні камяного вугілля одержують кокс (використовують у металургії для виплавки чавуну) та леткі продукти (аміачна вода, коксовий газ, камяновугільна смола), які у подальшому переробляє хімічна промисловість. З 1 т камяного вугілля одержують майже 800 кг коксу, 150 кг коксового газу та 50 кг інших продуктів. В 1 т попелу, одержаного при спалюванні камяного вугілля міститься у вигляді оксидів майже 1000 г цинку, 400 г скандію, 60 г берилію, 10 г срібла та деяких інших металів. Коксовий газ містить Н 2, СН 4, СО, N 2, С 2 Н 4, СО 2. Його розділяють на компоненти або використовують у синтезі чи як паливо. Камяновугільна смола – джерело аренів, фенолів, гетероциклічних сполук.

Кам'яне вугілля

Камяне вугілля людина почала використовувати як паливо досить давно І сьогодні більша частина вугілля продовжує спалюватись, хоча з року в рік зростає роль камяного вугілля як сировини для хімічної промисловості. Адже камяне вугілля містить лише близько 10% вуглецю, а решта – органічні сполуки досить складної будови (до 80%) та неорганічні домішки. Продукти переробки камяного вугілля вже зараз є сировиною для багатьох галузей хімічної промисловості. Так, камяновугільна смола, яку одержують в процесі коксування камяного вугілля, є важливою сировиною для добування бензену, толуену, ксиленів, нафталену, фенолу тощо.

Найбільш поширеними видами природного палива сьогодні є - кам'яне вугілля, включаючи паливні продукти, одержані при збагаченні та сортуванні на підприємствах вугільної промисловості, буре вугілля (лігніт), сланці горючі, торф паливний, дрова опалювальні, деревинні відходи лісозаготівлі, деревинні відходи деревообробки, відходи сільськогосподарського виробництва (солома, качани та стебла кукурудзи, лушпиння соняшникове та рисове тощо), інші види первинного твердого палива (непридатні шпали, рудникові стійки, дерев'яна тара тощо), нафта, включаючи газовий конденсат, природний газ, до якого входить шахтний метан.

Дякую за увагу!