Классификация углеводородов Углеводороды Ациклические Карбоциклические Предельные Непредельные Алканы Алкены Алкадиены Алкины Ароматические Алициклические Циклоалканы Циклоалкены

Источники углеводородов Нефть Природный газ Каменный уголь Растительное сырье Попутные газы

Природный газ

Состав природного газа

Свойства природного газа Физические : без цвета, вкуса и запаха. Химические : - экологически чистое топливо СН 4 + О 2 СО 2 + Н 2 О

По способу добычи природные газы делятся на: собственно природные; попутные нефтяные газы - это природный углеводородный газ, растворенный в нефти или находящийся в « шапках » нефтяных и газоконденсатных месторождений. Состав попутного и природного газов, в %: Метан ЭтанПропан БутанРазные Попутный газ 30,87,521,520,4- Природный газ 98,00,40,150,031,12

Характеристика попутных нефтяных газов название состав применение Газовый бензин Смесь пентана, гексана и др. углеводородов Добавляют к бензину для улучшения запуска двигателя Пропан - бутановая фракция Смесь пропана и бутана Применяют в виде сжиженного газа как топливо Сухой газ По составу сходен с природным газом Используют для получения ацетилена, водорода и др. веществ, а так же как топливо

Применение природного газа

Важнейшие продукты, получаемые из природного газа и попутного нефтяного газа Природные горючие газы Ацетилен Водород Аммиак Соли аммония Азотная кислота Карбамид Растворители Синтетический каучук Пластмассы Сероводород сера Серная кислота Синтез - газ Кислородсодержащие вещества Гелий Полиэтилен Этиловый спирт

Преимущества природного газа как топлива При сгорании выделяется особенно много теплоты. Является экологически более чистым видом топлива по сравнению с другими. Самый дешёвый вид топлива. Легко транспортируется по газопроводам.

Нефть. Нефть Нефть – это маслянистая жидкость обычно тёмного цвета со своеобразным запахом; намного легче воды и в воде не растворяется.

Состав нефти: N –0,01- 4 % S -0,3-3% О- 0,1-1% Н % С %

Переработка нефти Первичная (перегонка)Вторичная Крекинг Пиролиз нефтепродуктов Гидроочистка нефтепродуктов Риформинг

Ректификация (фракционная переработка\первичная перегонка) – это физический способ разделения смеси компонентов, основанный на различии их температур кипения. Горючее для автомобилей и самолетов, растворитель масел и каучуков Сырье для химического производства Горючее для дизельных двигателей Горючее для тракторов, реактивных двигателей БЕНЗИН С 5 -С С С ЛИГРОИН С 8 -С С КЕРОСИН С 12 -С С ГАЗОЙЛЬ С 13 -С 19 МАЗУТ Соляровое масло, смазочные масла, вазелин, парафин, Топливо для электростанций, кораблей, сырье для производства масел Твердый остаток – гудрон и продукты его переработки битум и асфальт Выход бензина 17-20%

Крекинг углеводородов (вторичная переработка углеводородов) Крекинг (crack - расщеплять) Термический t = С р = 2-7 МПа Каталитический t= С kat – Al2O3 ·nSiO2 Процесс разложения углеводородов нефти на более летучие вещества 1891 г – В. Г. Шухов Выход бензина 65-70%

Термический крекинг При нагревании происходит расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие, в том числе на молекулы, входящие в состав бензина. Например: С 8 Н 18 С 4 Н 10 + С 4 Н 8 С 4 Н 10 С 2 Н 6 + С 2 Н 4 С 4 Н 10 С 3 Н 6 + СН 4

Каталитический крекинг Проводят в присутствии природных или синтетических алюмосиликатов.

Установка каталитического крекинга

Термический и каталитический крекинг Термический крекинг Каталитический крекинг Протекает при ° СПротекает при ° С и в присутствии катализатора Бензин содержит много непредельных углеводородов Бензин содержит много углеводороды с разветвлённой цепью Обладает высокой детонационной устойчивостью ( взрывоустойчивостью ) Обладает ещё большей детонационной устойчивостью Менее устойчив при хранении Более устойчив при хранении

Риформинг Более дешёвый и лёгкий путь увеличения октанового числа состоит в добавлении к бензину некоторых веществ, изменяющих характер горения топлива. Так, детонационную стойкость бензина увеличивают небольшие количества тетраэтилсвинца Pb(C 2 H 5 ) 4. этилированным Такой бензин называют этилированным. Риформинг – это процесс ароматизации бензинов, осуществляемый путём нагревания их в присутствии платинового катализатора.

Способ переработки: Коксование – прокаливание без доступа воздуха. При перегонке При перегонке каменного угля образуются: коксовый газ; надсмольная вода (аммиак); каменноугольная смола (получают арены, фенолы); кокс (применяют в металлургии для восстановления металлов.)

Примерный состав коксового газа

ЗАДАНИЕ 1. Сравните два ( любых ) источника углеводородов по их химическому содержанию, эффективности и степени загрязнения окружающей среды. 2. Объясните, почему сжигание нефти, каменного угля и попутного нефтяного газа – не самый рациональный способ их использования