Федеральное агентство по рыболовству

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Астраханский Государственный Технический Университет»

Кафедра «Органическая, биологическая и физколлоидная химия»

ХИМИЯ НЕФТИ И ГАЗА

Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов

специальностей 131000.62 Нефтегазовое дело: «Бурение нефтегазовых и газовых скважин» 130101.65 Прикладная геология: «Геология нефти и газа»

Астрахань 2012

Методические указания разработаны к.х.н., доцентом кафедры органической химии Стороженко Валентиной Николаевной.

Методические указания рассмотрены и одобрены на заседании кафедры органической, биологической и физколлоидной химии (протокол № 11 от 24 декабря 2012 г.)

Рецензент: к.х.н., доцент Пащенко Константин Петрович

1. Сырье химической промышленности

Сырьем называют природные материалы, используемые в производстве промышленных продуктов. Сырье – один из основных элементов технологического процесса, который определяет в значительной степени экономичность процесса, технику производства и качество продукта.

Для химической промышленности характерны высокие материалоемкость и расход сырья; затраты на сырье составляют 60-70 % себестоимости продукции.

Вследствие роста промышленного производства и увеличения ассортимента химической продукции возникает необходимость в новых видах сырья. Развитие техники добычи, подготовки, обогащения сырья позволяет использовать новые виды сырья, полезные ископаемые, содержащие малые количества полезных компонентов. Таким образом, сырьевая база химической промышленности непрерывно расширяется. Исходным материалом многих производств является сырье, уже подвергшееся промышленно переработке, которое называют полупродуктом (полуфабрикатом или основным материалом). Некоторые химические производства используют в качестве сырья отходы и побочные продукты других производств.

2. Характеристика и запасы сырья

Сырье химической промышленности классифицируют по различным признакам. По происхождению его делят на минеральное, растительное и животное. Преобладает минеральное сырье, т.е. полезные ископаемые, добываемые из земной коры. По агрегатному состоянию различают твердое, жидкое (нефть, рассолы) и газообразное (воздух, природный газ) сырье. По составу оно подразделяется на органическое и неорганическое. Минеральное сырье в свою очередь делится на рудное, нерудное и горючее (органическое). Рудным минеральным сырьем называют горные породы или минеральные агрегаты, содержащие металлы, которые могут быть экономически выгодно извлечены в технически чистом виде. Так, например, железо содержится в магнитном железняке в виде Fe₂O₄, в красном железняке Fe₂O₃, в буром железняке Fe(OH)₃ и др. Медные руды обычно содержат сернистые соединения меди Cu₂S, CuS, FeCuS₂ и т.п. Кроме минералов, включающих основной металл, руды всегда имеют примеси. Те примеси, которые не используются в производстве для получения продуктов, называются пустой породой.

Руды, содержащие несколько металлов в количествах, достаточных для их извлечения, называются полиметаллическими. Например, к ним относятся руды, содержащие сульфиды нескольких цветных металлов: медно-цинковые, свинцово-цинково-серебряные и др.

Поскольку сырье в химической промышленности составляет в среднем 60-70% себестоимости продукта, то его правильный выбор и рациональное, экономическое использование является одной из главных задач химической технологии. Важнейшие тенденции в развитии сырьевой проблемы: 1) изыскание и применение более дешевых видов сырья; использование местного сырья; 2) применение концентрированного сырья (обогащение сырья); 3) комплексное использование сырья; 4) замена пищевого сырья не пищевым и растительного минеральным. Все эти направления рационального выбора и использования сырья взаимосвязаны. Так, например, замена пищевого сырья минеральным одновременно служит средством резкого удешевления сырья.

Изыскание более дешевых видов сырья ведется разнообразными путями во всех производствах. В ряде производств высококачественное сырье, но требующее дальних перевозок и потому дорогое, заменяется более дешевым местным. В других производствах вместо специально добываемого сырья стремятся использовать отходы других отраслей народного хозяйства. Применение более легко добываемого, а следовательно, и дешевого и в то же время эффективного сырья особенно ярко проявлялось в широком использовании нефти и природного газа в качестве сырья химической промышленности взамен каменного угля и других видов сырья (например, древесины). Себестоимость добычи и подготовки нефти в 3,5 раза меньше, чем угля, а природного газа – в 12 раз. Соответственно резко снижается себестоимость химических продуктов, полученных из нефти и природного газа. Например, применение природного газа взамен кокса в производстве синтетического аммиака позволило снизить его себестоимость в два раза и соответственно уменьшить стоимость азотных удобрений.

В перспективе нефть и природный газ следует использовать главным образом как сырье химической промышленности; для замены их в энергетических целях предназначено на первых порах твердое топливо, а в дальнейшем ядерная энергия, гидроэнергия, энергия солнечных излучений и т.д.