Виды топлива

      Мазут. Эта фракция остается после удаления из нефти всех остальных фракций. Большая его часть используется в качестве жидкого топлива для нагревания котлов и получения пара на промышленных предприятиях, электростанциях и в корабельных двигателях. Однако некоторую часть мазута подвергают вакуумной перегонке для получения смазочных масел и парафинового воска .Темный вязкий материал, остающийся после вакуумной перегонки мазута, называется «битум», или «асфальт». Он используется для изготовления дорожных покрытий.

      5.Крекинг. При вторичных методах переработки нефти и происходит изменение структуры углеводородов, входящих в ее состав. Среди этих методов большое значение имеет крекинг (расщепление) углеводородов нефти, проводимый для повышения выхода бензина. В этом процессе крупные молекулы высококипящих фракций сырой нефти расщепляются на меньшие молекулы, из которых состоят низкокипящие фракции

         В результате крекинга кроме бензина получают также алкены, необходимые как сырье для химической промышленности.

 сырой  нефти

         

          С16Н34 → С8Н16 + С8Н18

               Гексадекан       октен           октан

 

                С8Н18 → С4Н10 + С4Н8   

           Октан               бутан        бутен

 

          С4Н10 → С2Н6 + С2Н4  

           бутан          этан            этен 

      6. Термический крекинг проводится при нагревании исходного сырья (мазута и др.) при температуре 450...550 °С и давлении 2...7 МПа. При этом молекулы углеводородов с большим числом атомов углерода расщепляются на молекулы с меньшим числом атомов как предельных, так и непредельных углеводородов. Таким способом получают главным образом автомобильный бензин. Выход его из нефти достигает 70%. Термический крекинг открыт русским инженером В.Г. Шуховым в 1891 г.

      Каталитический  крекинг производится в присутствии катализаторов (обычно алюмосиликатов) при 450 °С и атмосферном давлении. Этим способом получают авиационный бензин с выходом до 80%. Такому виду крекинга подвергается преимущественно керосиновая и газойлевая фракции нефти. При каталитическом крекинге наряду с реакциями расщепления протекают реакции изомеризации. В результате последних образуются предельные углеводороды с разветвленным углеродным скелетом молекул, что улучшает качество бензина.

      Важным  каталитическим процессом является ароматизация углеводородов, т. е. превращение парафинов и циклопарафинов в ароматические углеводороды. При нагревании тяжелых фракций нефтепродуктов в присутствии катализатора (платины или молибдена) углеводороды, содержащие 6...8 атомов углерода в молекуле, превращаются в ароматические углеводороды. Эти процессы протекают при риформинге (облагораживании бензинов). 

              Общее:

      Реакция расщепления,при крекинг-процессах образуется большое количество газов (газы крекинга), которые содержат главным образом предельные и непредельные углеводороды. Эти газы используют в качестве сырья для химической промышленности. 

      Различия:

      Получение разного рода бензина с разным процентным содержанием, в разных условиях ,из неодинакового сырья.

7.Газы нефтяные попутные - это углеводородные газы, которые сопутствуют нефти и выделяются из неё при сепарации.Газы  нефтяные попутные содержат значительные количества этана, пропана, бутана и других предельных углеводородов. Кроме того, в газах нефтяных попутных присутствуют пары воды, а иногда и азот, углекислый газ, сероводород и редкие газы (гелий, аргон).

Перед подачей  в магистральные газопроводы  газ нефтяной попутный перерабатывают на так называемых газоперерабатывающих заводах, продукцией которых является газовый бензин, так называемый отбензиненный газ и углеводородные фракции, представляющие собой технически чистые углеводороды (этан, пропан, бутан, изобутан и др.) или их смеси.

Газовый бензин применяют как компонент автомобильных бензинов. Сжиженные газы (пропан-бутановая фракция) широко используют как моторное топливо для автотранспорта или как топливо для коммунально-бытовых нужд. Углеводородные фракции - ценное сырьё для химической и нефтехимической промышленности. Они широко используются для получения ацетилена. При окислении пропан-бутановой фракции образуются ацетальдегид, формальдегид, уксусная кислота, ацетон и др. продукты. Изобутан служит для производства высокооктановых компонентов моторных топлив, а также изобутилена - сырья для изготовления синтетического каучука. Дегидрированием изопентана получают изопрен - важный продукт при производстве синтетических каучуков.

Рис. 5 Оборудование по очистке  попутного газа

      8.К природным газам относятся и так называемые попутные газы, которые обычно растворены в нефти и выделяются при ее добыче. В попутных газах содержится меньше метана, но больше этана, пропана, бутана и высших углеводородов. Кроме того, в них присутствуют в основном те же примеси, что и в других природных газах, не связанных с залежами нефти, а именно: сероводород, азот, благородные газы, пары воды, углекислый газ. 

СН2 =СН2+Н2→ СН3-СН3             

С3Н6+Сl2→ СН3-СНСl-СН3       

С2Н6Сl-С2Н6Cl  +2Nа→ СН3-СН2-СН2-СН3+2NaCl   

9.

      

  
 

      . 
 
 

       10.Кокс - серое, чуть серебристое, пористое и очень твердое вещество, более чем на 96% состоящее из углерода. Процесс получения- кокса в результате переработки природных топлив называется коксованием.

       В наше время 10% добываемого в мире каменного угля превращают в кокс. Коксование проводят в камерах коксовой печи, обогреваемых снаружи горящим газом. При повышении температуры в каменном угле происходят разнообразные процессы. При 250⁰С из него испаряется влага, выделяются СО и СО₂; при 350⁰С уголь размягчается, переходит в тестообразное, пластическое состояние, из него выделяются углеводороды-газообразные и низкокипящие, а также азотистые и фосфористые соединения. Тяжелые углистые остатки спекаются при 500⁰С, давая полукокс. А при 700⁰С и выше полукокс теряет остаточные летучие вещества, главным образом водород, и превращается в кокс.

         Важным источником промышленного получения ароматических углеводородов наряду с переработкой нефти является коксование каменного угля.

       При нагревании угля без доступа воздуха  до 900-1050 ^оС приводит к его термическому разложению с образованием летучих продуктов и твердого остатка-кокса.

         Коксование угля - периодический процесс. Основные продукты: кокс-96-98% углерода; коксовый газ-60% водорода, 25% метана, 7% оксида углерода (II) и др. Побочные продукты: каменноугольная смола (бензол, толуол), аммиак (из коксового газа)и др.

       Реакции, характерные для продуктов коксования каменного угля.

                            Кокс применяют для изготовления  электродов, для фильтрования жидкостей и, самое главное, для восстановления железа из железных руд и концентратов в доменном процессе выплавки чугуна. В доменной печи кокс сгорает и образуется оксид углерода (IV): 

       С + 0₂ = СО₂ + Q, 

       который взаимодействует с раскаленным  коксом с образованием оксида углерода (II):

       С + СO₂ = 2CO - Q

Оксид углерода (II) и является восстановителем железа, причем сначала из оксида железа (III) образуется оксид железа (II, III), затем оксид железа (II) и, наконец, железо: 

3Fe₂O₃ + CO  =  2Fe₃O₄ + CO₂ + Q 

Fe₃O₄ + CO  =  3FeO + CO₂ – Q 

FeO + CO  =  Fe + CO₂ + Q 

      11. В последние годы (наряду с увеличением выработки топлива и масел) углеводороды нефти широко используют как источник химического сырья. Различными способами из них получают вещества, необходимые для производства пластмасс, синтетического текстильного волокна, синтетического каучука, спиртов, кислот, синтетических моющих средств, взрывчатых веществ, ядохимикатов, синтетических жиров и т.д.

      Природный газ широко используют как дешевое  топливо с высокой теплотворной способностью (при сжигании 1 м³ выделяется до 54 400 кДж). Это один из лучших видов топлива для бытовых и промышленных нужд. Кроме того, природный газ служит ценным сырьем для химической промышленности. Разработано много способов переработки природных газов. Главная задача этой переработки — превращение предельных углеводородов в более активные — непредельные, которые затем переводят в синтетические полимеры (каучук, пластмассы). Кроме того, окислением углеводородов получают органические кислоты, спирты и другие продукты.

           Раньше попутным газам также  не находили применения, и при  добыче нефти, они сжигались факельным способом. В настоящее время их стремятся улавливать и использовать как в качестве топлива, так и главным образом в качестве ценного химического сырья. Из попутных газов, а также газов крекинга нефти путем перегонки при низких температурах получают индивидуальные углеводороды.

Именно поэтому  сжигание нефти, каменного угля и  попутного нефтяного газа не является рациональным способом их использования. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                МОУ ГИМНАЗИЯ №48 
 
 
 

                                         

                                     Реферат по химии на тему: 
 
 
 

Природные источники  углеводородов.