Природні джерела вуглеводнів
(нафта, супутний нафтовий газ, природний газ вугілля, гарючі сланці)
Нафта – суміш насичених та ненасичених вуглеводів. Представляє собою темну оліїсту рідину із специфічним запахом. Легша за воду і нерозчинна в ній. Не має певної температури кипіння густина = 0.82 – 095 г/мл
Переробка нафти – первинна та вторинна
Первинна (перегонка) – нафту можно розділити на окремі суміші із близькими температурами кипіння – фракції.
Вторинна (крекінг та риформінг)
Крекінг – один із найважливіших нафтопереробних процесів. Полягає в нагріванні високотемпературних фракцій при якому вуглеводні розкладаються з розривом і перебудовою карбонових ланцюгів у молекулах. Існує термічний і каталітичний крекінг.
Термічний крекінг – процес, під час якого молекули вищих алканів розщеплюються на молекули алканів та алкенів з меншою довжиною карбонових ланцюгів.
С 16Н34 t,p C8H18 + C8H16
Каталітичний крекінг – поряд з розкладом молекул вуглеводнів відбувається ізомеризація продуктів реакцій. У результаті утворюються переважно вуглеводні розгалуженої будови, а також циклічні і ароматичні.
С 8Н18 t,p C6H14 + C2H4
Риформінг – процес, який здійснюють у широкому інтервалі температур і тисків за участю каталізатора, під час якого відбувається різноманітні перетворення вуглеводнів: ізомеризація, алкілування, циклізація, ароматизація.
CH3
C H3-CH2-CH2-CH2-CH3 t, AlCl3 CH3-CH2-CH3
CH3
Супутний нафтовий газ – суміш газуватих вуглеводнів, які містяться у нафтових родовищах. За якісним складом нагадує природний, але метану в ньому менше. Добувають: метан, етан, пропан, бутан, газовий бензин.
Природний газ – складається в основному з метану, містить такі домішкі, як етан, азот, вуглекислий газ, сірководень. Не має запаху, горючий, а його суміш з повітрям вибухонебезпечна.
Вугілля – тверда горюча копалина, яка утворилася багато мільйонів років тому в надрах планети, в результаті тривалого розкладу величезних рослинних мас. Це суміш багатьох органічних речовин з високим вмістом карбону і деяких неорганічних сполук. Існує 3 види вугілля: антрацит, кам’яне, буре. Існує 3 способи хімічної переробки вігулля: коксування, газифікація та гідрування.
Коксування – розклад вугілля при високій температурі за відсутності повітря. Під час усього процесу утворюється кокс, коксовий газ, кам’яновугільна смола, надсмольна вода.
Кокс – пориста речовина темносірого кольору, шо містить 96-98% карбону, а також О і Н.
К
оксовий
газ – водень, метан,
чадний газ, азот, аміак, пари бензину.
Пропускаючи коксовий газ крізь розчин
сульфатної кислоти із нього вилучають
аміак, який взаємодіє з кислотою з
утворення амоній сульфату
(NH4)2SO4
4 NH3 + 5O2 Pt 4NO + 6H2O
2 NO + 2O2 2NO2 добування HNO3 з аміаку
4 NO2 + O2 +2H2O 4HNO3
N H3 + HNO3 (NH4)NO3 аміачна сілітра
H NO3 + KOH KNO3 + H2O
Надсмольна вода містить розчинені гази – вуглекислий газ, сірководень, хлороводень, ціановодень, солі амонію, аміак.
Камяновугільна смола – густа чорна рідина із специфічним запахом.
Газифікація - перетворення вугілля на горючі гази.
2 С + O2 2CO; C + H2O CO + H2; C + 2H2 CH4
C + O2 CO2; CO + H2O CO2 + H2; CO + 3H2 CH4 + H2O
C + CO2 2CO
n CO + (2n+1)H2 t, p, k CuH2n+2 + nH2O
Гідрування – перетворення вугілля на рідки та газуваті вуглеводні під дією водню.