Karbohidrogenlərin təbii mənbələrinə mesaj verin. Karbohidrogenlərin təbii mənbələri: ümumi xüsusiyyətləri və istifadəsi Karbohidrogenlərin təbii mənbələri kimyasına dair cədvəl

Karbohidrogenlərin əsas mənbələri neft, təbii və əlaqəli neft qazları və kömürdür. Onların ehtiyatları sonsuz deyil. Alimlərin fikrincə, indiki istehsal və istehlak templəri ilə onlar davam edəcək: neft 30-90 il, qaz 50 il, kömür 300 il.

Yağ və onun tərkibi:

Neft açıq qəhvəyidən tünd qəhvəyi rəngə qədər, demək olar ki, qara rəngdə, xarakterik qoxuya malik, suda həll olunmayan, suyun səthində havanın keçməsinə imkan verməyən plyonka əmələ gətirən yağlı mayedir. Neft açıq-qəhvəyidən tünd qəhvəyiyə qədər, demək olar ki, qara rəngli, xarakterik qoxu olan, suda həll olunmayan, suyun səthində havanın keçməsinə imkan verməyən plyonka əmələ gətirən yağlı mayedir. Neft doymuş və aromatik karbohidrogenlərin, sikloparafinlərin və bəzilərinin mürəkkəb qarışığıdır. üzvi birləşmələr tərkibində heteroatomlar olan - oksigen, kükürd, azot və s. İnsanlar neftə o qədər həvəsli adlar verdilər: “Qara qızıl” və “Yerin qanı”. Neft həqiqətən bizim heyranlığımıza və nəcibliyimizə layiqdir.

Tərkibinə görə neft ola bilər: parafin - düz və şaxələnmiş zəncirli alkanlardan ibarətdir; naftenik - tərkibində doymuş siklik karbohidrogenlər var; aromatik - aromatik karbohidrogenlər (benzol və onun homoloqları) daxildir. Mürəkkəb komponent tərkibinə baxmayaraq, yağların elementar tərkibi az-çox eynidir: orta hesabla 82-87% karbohidrogenlər, 11-14% hidrogen, 2-6% digər elementlər (oksigen, kükürd, azot).

Bir az tarix .

1859-cu ildə ABŞ-ın Pensilvaniya ştatında 40 yaşlı Edvin Dreyk öz əzmkarlığı, neft şirkətinin pulu və köhnə buxar maşınının köməyi ilə 22 metr dərinlikdə quyu qazdı və ilk quyunu çıxardı. ondan yağ.

Drake-nin neft qazmasında pioner kimi prioritet olması mübahisəlidir, lakin onun adı hələ də neft dövrünün başlanğıcı ilə bağlıdır. Dünyanın bir çox yerində neft kəşf edilib. Bəşəriyyət nəhayət böyük miqdarda əla süni işıqlandırma mənbəyi əldə etdi...

Neftin mənşəyi nədir?

Alimlər arasında iki əsas anlayış üstünlük təşkil edirdi: üzvi və qeyri-üzvi. Birinci konsepsiyaya görə, çöküntülərdə basdırılmış üzvi qalıqlar zaman keçdikcə parçalanır, neftə, kömürə və təbii qaza çevrilir; daha çox mobil neft və qaz sonra məsamələri olan çöküntü süxurların yuxarı təbəqələrində toplanır. Digər alimlər neftin “Yer mantiyasının böyük dərinliklərində” əmələ gəldiyini iddia edirlər.

Rus alimi - kimyaçı D.İ.Mendeleyev qeyri-üzvi konsepsiyanın tərəfdarı idi. 1877-ci ildə o, mineral (karbid) fərziyyəsini irəli sürdü, ona görə neftin yaranması suyun yerin dərinliklərinə çatlar boyunca nüfuz etməsi ilə əlaqələndirilir, burada onun "karbonlu metallara" təsiri altında karbohidrogenlər alınır.

Neftin kosmik mənşəyi ilə bağlı bir fərziyyə varsa - ulduz vəziyyəti zamanı Yerin qazlı qabığında olan karbohidrogenlərdən.

Təbii qaz “mavi qızıl”dır.

Ölkəmiz təbii qaz ehtiyatlarına görə dünyada birinci yerdədir. Bu qiymətli yanacağın ən mühüm yataqları Qərbi Sibirdə (Urenqoyskoye, Zapolyarnoye), Volqa-Ural hövzəsində (Vuktylskoye, Orenburqskoye) və Şimali Qafqazda (Stavropolskoye) yerləşir.

Təbii qaz hasilatı üçün adətən axın üsulundan istifadə olunur. Qazın səthə axmağa başlaması üçün qazlı təbəqədə qazılmış bir quyu açmaq kifayətdir.

Təbii qaz nəql edilməzdən əvvəl təmizləndiyi üçün əvvəlcədən ayrılmadan istifadə olunur. Xüsusilə ondan mexaniki çirklər, su buxarı, hidrogen sulfid və digər aqressiv komponentlər çıxarılır... Eləcə də əksər propan, butan və daha ağır karbohidrogenlər. Qalan demək olar ki, təmiz metan istehlak olunur, Birincisi yanacaq kimi: yüksək kalorili dəyər; ekoloji cəhətdən təmiz, çıxarılması, daşınması, yandırılması üçün əlverişlidir, çünki fiziki vəziyyət qazdır.

İkincisi, metan asetilen, his və hidrogen istehsalı üçün xammala çevrilir; istehsal üçün doymamış karbohidrogenlər, ilk növbədə etilen və propilen; üzvi sintez üçün: metil spirti, formaldehid, aseton, sirkə turşusu və daha çox.

Əlaqədar neft qazı

Əlaqədar neft qazı da mənşəcə təbii qazdır. O, neftlə birlikdə çöküntülərdə yerləşdiyi üçün xüsusi ad almışdır - orada həll olunur. Neft səthə çıxarıldıqda, təzyiqin kəskin azalması səbəbindən ondan ayrılır. Rusiya səmt qazı ehtiyatlarına və onun istehsalına görə ilk yerlərdən birini tutur.

Səmt neft qazının tərkibi təbii qazdan fərqlidir, tərkibində daha çox etan, propan, butan və digər karbohidrogenlər var. Bundan əlavə, onun tərkibində yer üzündə arqon və helium kimi nadir qazlar var.

Əlaqədar neft qazı qiymətli kimyəvi xammaldır, ondan təbii qazdan daha çox maddə əldə etmək olar; Kimyəvi emal üçün fərdi karbohidrogenlər də çıxarılır: etan, propan, butan və s. Doymamış karbohidrogenlər onlardan dehidrogenləşmə reaksiyası ilə alınır.

Kömür

Təbiətdəki kömür ehtiyatları neft və qaz ehtiyatlarını xeyli üstələyir. Kömür karbon, hidrogen, oksigen, azot və kükürdün müxtəlif birləşmələrindən ibarət mürəkkəb maddələr qarışığıdır. Kömürün tərkibinə aşağıdakılar daxildir: minerallar bir çox başqa elementlərin birləşmələrini ehtiva edir.

Sərt kömürlərin tərkibi var: karbon - 98% -ə qədər, hidrogen - 6% -ə qədər, azot, kükürd, oksigen - 10% -ə qədər. Ancaq təbiətdə qəhvəyi kömürlər də var. Onların tərkibi: karbon - 75% -ə qədər, hidrogen - 6% -ə qədər, azot, oksigen - 30% -ə qədər.

Kömürün əsas emalı üsulu pirolizdir (kokos) - yüksək temperaturda (təxminən 1000 C) havaya daxil olmadan üzvi maddələrin parçalanması. Aşağıdakı məhsullar alınır: koks (metallurgiyada geniş istifadə olunan artan möhkəmliyə malik süni bərk yanacaq); kömür qatranı (kimya sənayesində istifadə olunur); kokos qazı (kimya sənayesində və yanacaq kimi istifadə olunur.)

Koks qazı

Kömürün termik parçalanması zamanı əmələ gələn uçucu birləşmələr (koks qazı) içərisinə daxil olur ümumi kolleksiya. Burada koks qazı soyudulur və kömür qatranını ayırmaq üçün elektrik çöküntüsündən keçirilir. Qaz kollektorunda, qatranla eyni vaxtda, ammonyak, hidrogen sulfid, fenol və digər maddələrin həll olunduğu su qatılaşdırılır. Hidrogen müxtəlif sintezlər üçün kondensasiya olunmamış koks qazından təcrid olunur.

Kömür tarının distilləsindən sonra bərk maddə qalır - elektrodlar və dam örtüyü hazırlamaq üçün istifadə olunan meydança.

Neft emalı

Neft emalı və ya rektifikasiya neft və neft məhsullarının qaynama nöqtəsinə əsasən fraksiyalara istiliklə ayrılması prosesidir.

Distillə fiziki prosesdir.

Neft emalının iki üsulu var: fiziki (ilkin emal) və kimyəvi (ikinci emal).

Neftin ilkin emalı distillə sütununda - qaynama nöqtəsində fərqlənən maddələrin maye qarışıqlarını ayırmaq üçün aparatda aparılır.

Neft fraksiyaları və onların əsas istifadə sahələri:

Benzin - avtomobil yanacağı;

Kerosin - aviasiya yanacağı;

Nafta - plastik, xammal istehsalı təkrar emal;

Gasoil - dizel və qazan yanacağı, təkrar emal üçün xammal;

Mazut - zavod yanacağı, parafinlər, sürtkü yağları, bitum.

Neft dağılmalarının təmizlənməsi üsulları :

1) Absorbsiya - Hamınız saman və torf bilirsiniz. Onlar yağı udurlar, bundan sonra onları diqqətlə toplamaq və çıxarmaq, sonra məhv etmək olar. Bu üsul yalnız sakit şəraitdə və yalnız kiçik ləkələr üçün uyğundur. Metod Azərbaycanda çox populyardır son vaxtlar aşağı qiymətə və yüksək səmərəliliyə görə.

Nəticə: Xarici şəraitdən asılı olaraq üsul ucuzdur.

2) Özünü ləğv etmə: - bu üsul neft sahillərdən uzağa töküldükdə və ləkə kiçik olduqda istifadə olunur (bu zaman ləkəyə ümumiyyətlə toxunmamaq daha yaxşıdır). Tədricən suda həll olunacaq və qismən buxarlanacaq. Bəzən yağ bir neçə ildən sonra da yox olmur, kiçik ləkələr sürüşkən qatran parçaları şəklində sahilə çatır.

Aşağı xətt: heç bir kimyəvi maddə istifadə edilmir; Yağ uzun müddət səthdə qalır.

3) Bioloji: Karbohidrogenləri oksidləşdirə bilən mikroorqanizmlərin istifadəsinə əsaslanan texnologiya.

Nəticə: minimal zərər; səthdən yağın çıxarılması, lakin üsul əmək tələb edir və vaxt aparır.

Gündəlik həyatda qarşılaşdığınız bir çox üzvi maddələr - plastiklər, boyalar, yuyucu vasitələr, dərmanlar, laklar, həlledicilər karbohidrogenlərdən sintez olunur. Təbiətdə karbohidrogenlərin üç əsas mənbəyi var - neft, təbii qaz və kömür.

Neft ən vacib minerallardan biridir. Müasir cəmiyyət Neft və onun məhsulları olmadan təsəvvür etmək mümkün deyil. Neftlə zəngin ölkələrin oynaması əbəs yerə deyil mühüm rol qlobal iqtisadiyyatda.

Yağ içərisində olan tünd yağlı mayedir yer qabığı müxtəlif dərinliklərdə. O, təmsil edir homojen qarışıq tərkibində bir neçə yüz maddə olan kompleks tip - əsasən Karbon atomlarının sayı 1-dən 40-a qədər olan doymuş karbohidrogenlər. Bu qarışığı emal edərkən həm fiziki, həm də kimyəvi üsullardan istifadə olunur.

Birincisi, yağ, buna əsaslanaraq, distillə yolu ilə daha sadə qarışıqlara (fraksiyalara) ayrılır müxtəlif maddələr yağlar müxtəlif temperaturlarda qaynayır.

Yağ distillə funksiyaları

Fraksiya	Molekullardakı karbon atomlarının sayı	Qaynama nöqtəsi, C	Ərizə
Qaz fraksiyası		20 °C	Yanacaq
Benzin	5-10	20-180 °C	Avtomobil yanacağı
Nafta	6-12	160-200 °C	Yanacaq, sintez üçün xammal
Kerosin	10-16	180-250 °C	Aviasiya benzini
Qazoil	13-25	220-350 °C	Dizel yanacağı
Ağır qaz yağı (mazut)	26-30	350-430 °C	İstilik elektrik stansiyaları üçün yanacaq
Ağır mazut	> 30	Qızdırıldıqda parçalanır, vakuum altında distillə edilir	Qazanxanalar üçün asfalt, sürtkü yağları, yanacaq istehsalı

Distillə yüksək istilik altında distillə sütununda baş verir. Yüksək temperaturda parçalanan ən ağır fraksiyalar aşağı təzyiqdə distillə edilir.

Neft məhsullarının kimyəvi emalı

Bir çox neft distillə məhsulları əlavə emal edilmədən dərhal istifadə edilə bilər. Bununla belə, yüngül fraksiyalar - benzin və kerosin - sənaye üçün ən böyük dəyərə malikdir, lakin distillə zamanı onların məhsuldarlığı azdır. Bundan əlavə, distillədən sonra yaranan benzin keyfiyyəti aşağı olur (aşağı oktan sayı ilə), çünki neftin tərkibində əsasən isidilməmiş karbon çubuqlu karbohidrogenlər var və onlar sıxıldıqda partlayır. Belə yanacaqla işləyən mühərrik xarakterik bir tıqqıltı səsi çıxarır və tez sıradan çıxır. Benzinin keyfiyyətini yaxşılaşdırmaq və məhsuldarlığını artırmaq üçün neft kimyəvi emala məruz qalır.

biri ən mühüm yollarıdır neftin kimyəvi emalı - krekinq. Xüsusi katalizatorların iştirakı ilə hava girişi olmadan 500 ° C-ə qədər qızdırıldıqda, uzun alkan molekulları daha kiçik olanlara bölünür. Krekinq zamanı doymuş karbohidrogenlərdən yüngül doymuş və doymamış karbohidrogenlərin qarışığı əmələ gəlir, məsələn:

Bu proses benzin və kerosin məhsuldarlığının artmasına səbəb olur. Əgər krekinq alüminosilikat katalizatorlarının iştirakı ilə aparılırsa (katalitik krekinq), onda əsasən budaqlanmış alkanlar əmələ gəlir ki, bu da yanacağın keyfiyyətini yaxşılaşdırır (krekinq benzini).

Neft yüksək yükləndikdə (700-900 °C-ə qədər), hətta orta ölçülü molekullar da parçalanır, məsələn:

Qarışıqda yalnız ən sadə, əsasən doymamış karbohidrogenlər qalır. Bu proses piroliz adlanır və etilenin çıxarılması üçün həyata keçirilir - etanol və plastiklərin sintezi üçün çıxış maddəsi. Piroliz həm də aromatik karbohidrogenlər istehsal edir.

Neft emalının müasir üsullarının banisi görkəmli kimyaçıdır. M. İpatiev.

Benzinin keyfiyyətini göstərən xüsusiyyətlərdən biri mühərrikdə yanacaq-hava qarışığının partlama ehtimalını göstərən sözdə oktan sayıdır. Partlamanın mühərrikin işinə necə təsir etdiyini nəzərdən keçirək. Mühərrik silindrinə daxili yanma benzin buxarı və hava qarışığı verilir. Mühərrikin normal işləməsi zamanı silindrdəki bu qarışıq piston tərəfindən sıxılır və bir şamdan alovlanır:

Daxili yanma mühərrikinin iş diaqramı:

1 - yanacaq-hava qarışığı piston tərəfindən sıxılır və alovlanır;

2 - yanma məhsulları daha böyük bir həcm tutur, buna görə piston sıxılır;

3 - piston mühərrik milini döndərir.

Yanma məhsulları orijinal qarışıqdan daha böyük həcmə malik olduğundan, krank mili idarə edən pistonu geri itələyirlər. Lakin aşağı keyfiyyətli benzinin şamdan alışmağa vaxtı yoxdur və pistonla sıxıldıqda partlayır (partlayır) və buraxılan qüvvə mühərriki işə salmaq üçün istifadə edilmir. Bu, mühərrikin məhvinə və onun işinin pisləşməsinə səbəb olur. Oktan sayı nə qədər yüksək olarsa, benzinin partlama ehtimalı bir o qədər az olar və buna görə də onun keyfiyyəti bir o qədər yüksək olar.

Normal heptan motor yanacağı kimi tamamilə yararsızdır, demək olar ki, həmişə partlayır. Eyni zamanda, 2,2,4-trimetilpentan (izooktan) unikal xüsusiyyətlərə malikdir: mühərrikdə demək olar ki, partlamır. Bu iki maddə benzinin keyfiyyətini ölçmək üçün şkalanın əsasını təşkil edir - oktan sayı şkalası. Bu miqyasda heptana sıfır, izooktana isə yüz qiymət verilir. Bu şkala görə, oktan dərəcəsi 90 olan benzin 90% izooktan və 10% heptan qarışığı ilə eyni detonasiya xüsusiyyətlərinə malikdir.

Təbii qaz

Karbohidrogen xammalının ikinci ən mühüm mənbəyi təbii qazdır, əsasdır ayrılmaz hissəsidir hansı metandır. Təbii qazdan ilk növbədə səmərəli yanacaq kimi istifadə olunur. Yanan zaman nə kül, nə də zəhərli dəm qazı əmələ gəlmir, ona görə də təbii qaz ekoloji cəhətdən təmiz yanacaq hesab olunur. Böyük miqdarda təbii qaz kimyəvi maddələrdən istifadə edir.

Onun emalı əsasən doymamış karbohidrogenlərin və sintez qazının istehsalına qədər azaldılır. Etilen və asetilen hidrogeni aşağı alkanlardan ayırmaqla əmələ gəlir və sintez qazı - karbon (II) oksidi və hidrogen qarışığı - metanın su buxarı ilə qızdırılması ilə əldə edilir:

Bu qarışıqdan müxtəlif katalizatorlardan istifadə edərək oksigen tərkibli birləşmələr sintez olunur - metil spirti, sirkə turşusu və s.

Kobalt katalizatoru üzərində hərəkət edərək, sintez qazı sintetik benzin olan alkanların qarışığına çevrilir:

Kömür

Karbohidrogenlərin başqa bir mənbəyi kömürdür. IN kimya sənayesi kokslaşma yolu ilə emal olunur - hava girişi olmadan 1000 ° C-ə qədər qızdırılır. Bu zaman koks və kömür qatranı əmələ gəlir ki, onların kütləsi kömür kütləsinin yalnız bir neçə faizini təşkil edir. Koks metallurgiyada reduksiyaedici kimi istifadə olunur (məsələn, onun oksidlərindən dəmir çıxarmaq üçün). p>

Kömür qatranında bir neçə yüz üzvi birləşmə, ilk növbədə aromatik karbohidrogenlər var, ondan distillə yolu ilə ayrılırlar.

Yanacaq kimi kömür istifadə olunur, lakin bu, ciddi ekoloji problemlər yaradır. Birincisi, kömürün tərkibində yanmaz çirklər var, yanacaq oksidləşdikdə şlaklara çevrilir; ikincisi, kömürdə az miqdarda Kükürd və Azot birləşmələri var, onlar oksidlər əmələ gətirir və atmosferi çirkləndirir;

Karbohidrogenlərin ən mühüm təbii mənbələri bunlardır yağ , təbii qaz Və kömür . Onlar Yerin müxtəlif bölgələrində zəngin yataqlar əmələ gətirirlər.

Əvvəllər çıxarılan təbii məhsullar yalnız yanacaq kimi istifadə olunurdu. Hazırda onların emalı üsulları işlənib hazırlanmış və geniş istifadə olunur ki, bu da həm yüksək keyfiyyətli yanacaq, həm də müxtəlif üzvi sintezlər üçün xammal kimi istifadə olunan qiymətli karbohidrogenləri təcrid etməyə imkan verir. Təbii xammal mənbələrini emal edir neft-kimya sənayesi . Təbii karbohidrogenlərin emalının əsas üsullarına nəzər salaq.

Təbii xammalın ən qiymətli mənbəyidir yağ . Tünd qəhvəyi və ya qara rəngli, xarakterik qoxu olan, suda praktiki olaraq həll olunmayan yağlı mayedir. Yağ sıxlığıdır 0,73–0,97 q/sm3. Neft qaz və bərk karbohidrogenlərin həll edildiyi müxtəlif maye karbohidrogenlərin mürəkkəb qarışığıdır və müxtəlif yataqlardan alınan neftin tərkibi fərqli ola bilər. Neftdə müxtəlif nisbətlərdə alkanlar, sikloalkanlar, aromatik karbohidrogenlər, həmçinin oksigen, kükürd və azot tərkibli üzvi birləşmələr ola bilər.

Xam neft praktiki olaraq istifadə edilmir, lakin emal olunur.

fərqləndirmək ilkin neft emalı (distillə ), yəni. müxtəlif qaynama nöqtələri olan kəsrlərə bölünməsi və təkrar emal (çatlama ), bu müddət ərzində karbohidrogenlərin strukturu dəyişir

onun tərkibinə dovs daxildir.

İlkin neft emalı karbohidrogenlərin qaynama temperaturu nə qədər yüksək olarsa, onların molyar kütləsinin də yüksək olmasına əsaslanır. Yağın tərkibində qaynama nöqtələri 30 ilə 550°C arasında olan birləşmələr var. Distillə nəticəsində yağ qaynayan fraksiyalara bölünür müxtəlif temperaturlar və tərkibində müxtəlif molyar kütlələrə malik karbohidrogenlərin qarışıqları. Bu fraksiyalar tapır müxtəlif tətbiqlər(bax cədvəl 10.2).

Cədvəl 10.2. Məhsullar ilkin emal yağ.

Fraksiya	Qaynama nöqtəsi, °C	Qarışıq	Ərizə
Mayeləşdirilmiş qaz	<30	Karbohidrogenlər C 3 -C 4	Qaz yanacaqları, kimya sənayesi üçün xammal
Benzin	40-200	Karbohidrogenlər C 5 – C 9	Aviasiya və avtomobil yanacağı, həlledici
Nafta	150-250	Karbohidrogenlər C 9 – C 12	Dizel yanacağı, həlledici
Kerosin	180-300	Karbohidrogenlər C 9 -C 16	Dizel mühərrikləri üçün yanacaq, məişət yanacağı, işıqlandırma yanacağı
Qaz yağı	250-360	Karbohidrogenlər C 12 -C 35	Dizel yanacağı, katalitik krekinq üçün xammal
Mazut	> 360	Daha yüksək karbohidrogenlər, O-, N-, S-, Me tərkibli maddələr	Qazanxanalar və sənaye sobaları üçün yanacaq, sonrakı distillə üçün xammal

Mazutun payına neftin kütləsinin təxminən yarısı düşür. Buna görə də istilik emalına məruz qalır. Parçalanmanın qarşısını almaq üçün mazut aşağı təzyiq altında distillə edilir. Bu halda bir neçə fraksiya əldə edilir: kimi istifadə olunan maye karbohidrogenlər sürtkü yağları ; maye və bərk karbohidrogenlərin qarışığı - petrolatum , məlhəmlərin hazırlanmasında istifadə olunur; bərk karbohidrogenlərin qarışığı - parafin , ayaqqabı boyası, şamlar, kibrit və karandaşların istehsalı üçün, həmçinin ağacın emprenye edilməsi üçün istifadə olunur; uçucu olmayan qalıq - tar , yol, tikinti və dam örtüyü bitumunun istehsalında istifadə olunur.

Yağın təkrar emalı karbohidrogenlərin tərkibini və kimyəvi quruluşunu dəyişdirən kimyəvi reaksiyaları əhatə edir. Onun müxtəlifliyi

ty – termal krekinq, katalitik krekinq, katalitik riforminq.

Termal krekinq adətən mazut və neftin digər ağır fraksiyalarına məruz qalır. 450-550°C temperaturda və 2-7 MPa təzyiqdə karbohidrogen molekulları sərbəst radikal mexanizmlə daha az sayda karbon atomu olan fraqmentlərə bölünür və məhdudlaşdırıcı və doymamış birləşmələr:

S 16 H 34 ¾® S 8 H 18 + S 8 H 16

C 8 H 18 ¾®C 4 H 10 +C 4 H 8

Bu üsuldan motor benzini almaq üçün istifadə olunur.

Katalitik krekinq at katalizatorların (adətən alüminosilikatların) iştirakı ilə həyata keçirilir atmosfer təzyiqi və temperatur 550 - 600°C. Eyni zamanda, neftin kerosin və qazoyl fraksiyalarından aviasiya benzini istehsal olunur.

Alüminosilikatların iştirakı ilə karbohidrogenlərin parçalanması ion mexanizminə uyğun olaraq baş verir və izomerləşmə ilə müşayiət olunur, yəni. şaxələnmiş karbon skeleti ilə doymuş və doymamış karbohidrogenlərin qarışığının əmələ gəlməsi, məsələn:

CH 3 CH 3 CH 3 CH 3 CH 3

pişik., t||

C 16 H 34 ¾¾® CH 3 -C -C-CH 3 + CH 3 -C = C - CH-CH 3

Katalitik reformasiya Al 2 O 3 bazasında çökdürülmüş platin və ya platin-renium katalizatorlarından istifadə etməklə 470-540°C temperaturda və 1-5 MPa təzyiqdə həyata keçirilir. Bu şəraitdə parafinlərin çevrilməsi və

sikloparafinlər nefti aromatik karbohidrogenlərə çevirir

pişik., t, s

¾¾¾¾® + 3Н 2

pişik., t, s

C 6 H 14 ¾¾¾¾® + 4H 2

Katalitik proseslər sayəsində daha keyfiyyətli benzin əldə etməyə imkan verir yüksək məzmun tərkibində budaqlanmış və aromatik karbohidrogenlər var. Benzinin keyfiyyəti onun ilə xarakterizə olunur oktan sayı. Yanacağın və havanın qarışığı pistonlar tərəfindən nə qədər sıxılırsa, mühərrik gücü bir o qədər çox olur. Bununla belə, sıxılma yalnız müəyyən həddə həyata keçirilə bilər, ondan yuxarıda detonasiya (partlayış) baş verir.

qaz qarışığı, həddindən artıq istiləşməyə və mühərrikin vaxtından əvvəl aşınmasına səbəb olur. Normal parafinlər detonasiyaya qarşı ən aşağı müqavimətə malikdirlər. Zəncirin uzunluğunun azalması, onun dallanmasının artması və ikiqat sayı ilə

Əlaqələrin sayı artır; aromatik karbohidrogenlərdə xüsusilə yüksəkdir

prenatal Müxtəlif növ benzinlərin partlamasına qarşı müqaviməti qiymətləndirmək üçün onlar qarışıq üçün oxşar göstəricilərlə müqayisə edilir izooktan Və n-hep-tana komponentlərin müxtəlif nisbətləri ilə; Oktan sayı bu qarışıqdakı izooktanın faizinə bərabərdir. Nə qədər yüksəkdirsə, benzinin keyfiyyəti bir o qədər yüksəkdir. Oktan sayı xüsusi anti-knock agentləri əlavə etməklə də artırıla bilər, məsələn, tetraetil qurğuşun Pb(C 2 H 5) 4, lakin belə benzin və onun yanma məhsulları zəhərlidir.

Maye yanacağa əlavə olaraq, katalitik proseslər daha az qaz halında olan karbohidrogenlər istehsal edir və sonra üzvi sintez üçün xammal kimi istifadə olunur.

Önəmi durmadan artan karbohidrogenlərin digər mühüm təbii mənbəyidir təbii qaz. Tərkibində 98%-ə qədər metan, 2-3% həcm var. onun ən yaxın homoloqları, həmçinin hidrogen sulfid, azot, karbon qazı, nəcib qazlar və suyun çirkləri. Neft hasilatı zamanı ayrılan qazlar ( keçən ), daha az metan ehtiva edir, lakin onun homoloqları daha çoxdur.

Yanacaq kimi təbii qazdan istifadə olunur. Bundan əlavə, ayrı-ayrı doymuş karbohidrogenlər ondan distillə, eləcə də təcrid olunur sintez qazı , əsasən CO və hidrogendən ibarətdir; onlar müxtəlif üzvi sintezlər üçün xammal kimi istifadə olunur.

Böyük miqdarda minalanmış kömür – qara və ya boz-qara rəngli heterojen bərk material. Müxtəlif yüksək molekulyar ağırlıqlı birləşmələrin mürəkkəb qarışığıdır.

Kömür bərk yanacaq kimi istifadə olunur və eyni zamanda məruz qalır kokslaşma – 1000-1200°C-də hava çıxışı olmayan quru distillə. Bu proses nəticəsində aşağıdakılar formalaşır: koks , incə üyüdülmüş qrafitdir və metallurgiyada reduksiyaedici kimi istifadə olunur; kömür qatranı aromatik karbohidrogenlər (benzol, toluol, ksilen, fenol və s.) əldə etmək üçün distillə edilir və meydança dam örtüyü hazırlamaq üçün istifadə olunur; ammonyak suyu Və koks qazı , təxminən 60% hidrogen və 25% metan ehtiva edir.

Beləliklə, təbii karbohidrogen mənbələri təmin edir

təbiətdə tapılmayan, lakin insanlar üçün zəruri olan çoxsaylı üzvi birləşmələri əldə etməyə imkan verən üzvi sintezlərin aparılması üçün müxtəlif və nisbətən ucuz xammalı olan kimya sənayesi.

Ümumi sxemƏsas üzvi və neft-kimya sintezi üçün təbii xammalın istifadəsi aşağıdakı kimi təqdim edilə bilər.

Arenas Sintez qazı Asetilen AlkenlərAlkanlar

Əsas üzvi və neft-kimya sintezi

Test tapşırıqları.

1222. İlkin neft emalı ilə ikincil emal arasında fərq nədir?

1223. Hansı əlaqələr müəyyən edir yüksək keyfiyyət benzin?

1224. Yağdan etil spirtinin alınmasını mümkün edən üsul təklif edin.

Karbohidrogenlərin təbii mənbələri qalıq yanacaqlardır - neft və

qaz, kömür və torf. Xam neft və qaz yataqları 100-200 milyon il əvvəl yaranmışdır

geriyə mikroskopik dəniz bitkiləri və heyvanları olduğu ortaya çıxdı

fərqli olaraq dəniz dibində əmələ gələn çöküntü süxurlarına daxildir

Bu kömür və torf 340 milyon il əvvəl bitkilərdən əmələ gəlməyə başlamışdır.

quruda böyüyür.

Təbii qaz və xam neft adətən su ilə birlikdə olur

qaya layları arasında yerləşən neftli laylar (şək. 2). Müddət

“Təbii qaz” təbii şəraitdə əmələ gələn qazlara da aiddir

kömürün parçalanması nəticəsində yaranan şərtlər. Təbii qaz və xam neft

Antarktida istisna olmaqla, bütün qitələrdə inkişaf etdirilir. Ən böyük

Dünyada təbii qaz istehsalçıları Rusiya, Əlcəzair, İran və

Amerika Birləşmiş Ştatları. Ən böyük xam neft istehsalçılarıdır

Venesuela, Səudiyyə Ərəbistanı, Küveyt və İran.

Təbii qaz əsasən metandan ibarətdir (Cədvəl 1).

Xam neft rəngi ola bilən yağlı mayedir

çox müxtəlif olmalıdır - tünd qəhvəyi və ya yaşıldan demək olar ki,

rəngsiz. Tərkibindədir çox sayda alkanlar. Onların arasında var

düz alkanlar, budaqlanmış alkanlar və atomlu sikloalkanlar

karbon beşdən 40. Bu sikloalkanların sənaye adı nachtadır. IN

xam neft də təxminən 10% aromatik ehtiva edir

karbohidrogenlər, eləcə də az miqdarda digər birləşmələr ehtiva edir

kükürd, oksigen və azot.

Cədvəl 1 Təbii qazın tərkibi

Kömür bizə tanış olan ən qədim enerji mənbəyidir

insanlıq. dən əmələ gələn mineraldır (şək. 3).

metamorfizm prosesində olan bitki maddəsi. Metamorfik

şəraitdə tərkibi dəyişməyə məruz qalmış süxurlar adlanır

yüksək təzyiqlər, eləcə də yüksək temperatur. Birinci mərhələnin məhsulu

kömür əmələ gəlməsi prosesi torfdur, yəni

parçalanmış üzvi maddələr. Torfdan sonra kömür əmələ gəlir

çöküntü süxurlarla örtülmüşdür. Bu çöküntü süxurları adlanır

həddindən artıq yüklənmişdir. Həddindən artıq yüklənmiş çöküntü torfun nəmliyini azaldır.

Kömürlərin təsnifatında üç meyardan istifadə olunur: təmizlik (müəyyən edilmişdir

faizlə nisbi karbon tərkibi); növü (müəyyən edilmişdir

orijinal bitki materialının tərkibi); dərəcə (asılı olaraq

metamorfizm dərəcəsi).

Cədvəl 2 Bəzi yanacaqların karbon tərkibi və onların kalorifik dəyəri

qabiliyyəti

Fosil kömürlərin ən aşağı dərəcəli növləri qəhvəyi kömür və

linyit (Cədvəl 2). Onlar torfa ən yaxındırlar və nisbətən xarakterizə olunurlar

aşağı nəmliyi ilə xarakterizə olunur və geniş istifadə olunur

sənaye. Ən quru və ən sərt kömür növü antrasitdir. Onun

evləri qızdırmaq və yemək bişirmək üçün istifadə olunur.

Son zamanlar texnoloji tərəqqi sayəsində getdikcə daha da artıb

kömürün iqtisadi qazlaşdırılması. Kömürün qazlaşdırılması məhsullarına daxildir

karbon monoksit, karbon qazı, hidrogen, metan və azot. Onlarda istifadə olunur

qaz yanacaq kimi və ya müxtəlif istehsalı üçün xammal kimi

kimyəvi məhsullar və gübrələr.

Aşağıda qeyd edildiyi kimi, kömür istehsalı üçün mühüm xammal mənbəyidir

aromatik birləşmələr. Kömür təmsil edir

karbon ehtiva edən kimyəvi maddələrin mürəkkəb qarışığıdır,

hidrogen və oksigen, həmçinin az miqdarda azot, kükürd və digər çirklər

elementləri. Bundan əlavə, kömürün tərkibinə onun növündən asılı olaraq daxildir

müxtəlif miqdarda nəm və müxtəlif minerallar.

Karbohidrogenlər təbii olaraq təkcə qalıq yanacaqlarda deyil, həm də təbii olaraq olur

bəzi bioloji mənşəli materiallarda. Təbii kauçuk

təbii karbohidrogen polimerinə misaldır. rezin molekulu

metilbuta-1,3-dieni təmsil edən minlərlə struktur vahiddən ibarətdir

(izopren);

Təbii kauçuk. Təxminən 90% təbii kauçuk olan

hal-hazırda bütün dünyada minalanmış, Braziliyadan əldə edilmişdir

rezin ağacı Hevea brasiliensis, əsasən becərilir

Asiyanın ekvatorial ölkələri. Lateks olan bu ağacın şirəsi

(kolloid sulu məhlul polimer), üzərində bıçaqla hazırlanmış kəsiklərdən yığılmışdır

qabıq Lateks təxminən 30% rezin ehtiva edir. Onun kiçik parçaları

suda asılır. Şirə alüminium qablara tökülür, burada turşu əlavə olunur,

rezin laxtalanmasına səbəb olur.

Bir çox digər təbii birləşmələr də izopren strukturlarını ehtiva edir.

fraqmentlər. Məsələn, limonendə iki izopren vahidi var. Limonen

sitrus qabığından çıxarılan yağların əsas komponentidir,

limon və portağal kimi. Bu əlaqə birləşmələr sinfinə aiddir

terpenlər adlanır. Terpenlərin molekullarında 10 karbon atomu (C) var

10 birləşmə) və bir-birinə bağlı iki izopren fraqmenti daxildir

bir-birinə ardıcıl olaraq (“başdan quyruğa”). Dörd izopren ilə birləşmələr

fraqmentləri (C 20 birləşmələri) diterpenlər adlanır və altı ilə

izopren fraqmentləri - triterpenlər (C 30 birləşmələri). skualen,

köpək balığının qaraciyərində olan yağ triterpendir.

Tetraterpenlər (C 40 birləşmələri) səkkiz izopren ehtiva edir

fraqmentlər. Tetraterpenlər bitki və heyvan yağlarının piqmentlərində olur

mənşəyi. Onların rəngi uzun bir konjugat sisteminin olması ilə əlaqədardır

ikiqat istiqrazlar. Məsələn, β-karotin xarakterik narıncı rəngdən məsuldur

kök rəngləmə.

Neft və kömür emalı texnologiyası

19-cu əsrin sonlarında. İstilik energetikası, nəqliyyat, maşınqayırma, hərbi və bir sıra digər sənaye sahələrindəki tərəqqinin təsiri altında tələbat ölçüyəgəlməz dərəcədə artmış, yeni növ yanacaq və kimya məhsullarına təcili ehtiyac yaranmışdır.

Bu zaman neft emalı sənayesi yarandı və sürətlə inkişaf etdi. Neft məhsulları üzərində işləyən daxili yanma mühərrikinin ixtirası və sürətlə yayılması neft emalı sənayesinin inkişafına böyük təkan verdi. Nəinki əsas yanacaq növlərindən biri kimi xidmət edən, xüsusilə diqqətəlayiq olan, nəzərdən keçirilən dövrdə kimya sənayesi üçün zəruri xammala çevrilən kömürün emalı texnologiyası da intensiv inkişaf etmişdir. Bu məsələdə böyük rol koks kimyasına aid idi. Əvvəllər dəmir-polad sənayesini koksla təmin edən koks zavodları koks-kimya müəssisələrinə çevrildi ki, burada da bir sıra qiymətli kimya məhsulları: koks qazı, xam benzol, kömür qatranı və ammonyak istehsal olunurdu.

Neft və kömür emalı məhsulları əsasında sintetik üzvi maddələrin və materialların istehsalı inkişaf etməyə başladı. Onlar kimya sənayesinin müxtəlif sahələrində xammal və yarımfabrikat kimi geniş istifadə olunur.

Bilet №10

Qalıq yanacaqların mənşəyi.

Bütün canlı orqanizmlərin üzvi maddələrdən ibarət olması ilə yanaşı, üzvi birləşmələrin əsas mənbələri bunlardır: neft, kömür, təbii və əlaqəli neft qazları.

Neft, kömür və təbii qaz karbohidrogen mənbəyidir.

Bu təbii ehtiyatlardan istifadə olunur:

· Yanacaq kimi (enerji və istilik mənbəyi) - bu adi yanmadır;

· Sonrakı emal üçün xammal şəklində - bu üzvi sintezdir.

Üzvi maddələrin mənşəyi nəzəriyyələri:

1- Üzvi mənşəli nəzəriyyə.

Bu nəzəriyyəyə görə, yataqlar nəsli kəsilmiş bitki və heyvan orqanizmlərinin qalıqlarından əmələ gəlmiş, bakteriyaların təsiri ilə yer qabığında karbohidrogenlərin qarışığına çevrilmişdir. yüksək təzyiq və temperatur.

2- Neftin mineral (vulkanik) mənşəyi nəzəriyyəsi.

Bu nəzəriyyəyə görə, neft, kömür və təbii qaz Yer planetinin yaranmasının ilkin mərhələsində əmələ gəlmişdir. Bu vəziyyətdə metallar karbonla birləşərək karbidlər əmələ gətirir. Planetin dərinliklərində karbidlərin su buxarı ilə reaksiyası nəticəsində qaz halında olan karbohidrogenlər, xüsusilə metan və asetilen əmələ gəlib. İstilik, radiasiya və katalizatorların təsiri altında onlardan neftin tərkibində olan digər birləşmələr əmələ gəlmişdir. Litosferin yuxarı təbəqələrində maye neft komponentləri buxarlanır, maye qatılaşır, asfalta, sonra isə kömürə çevrilir.

Bu nəzəriyyə ilk dəfə D.İ.Mendeleyev tərəfindən ifadə edilmiş, sonra isə 20-ci əsrdə fransız alimi P.Sabati laboratoriyada təsvir olunan prosesi simulyasiya edərək neftə bənzər karbohidrogen qarışığı əldə etmişdir.

Əsas komponent təbii qaz metandır. Tərkibində etan, propan, butan da var. Karbohidrogenin molekulyar çəkisi nə qədər yüksəkdirsə, təbii qazda bir o qədər az olur.

Ərizə: Təbii qaz yandıqda çoxlu istilik buraxır, ona görə də sənayedə enerjiyə qənaət edən və ucuz yanacaq kimi xidmət edir. Təbii qaz həm də kimya sənayesi üçün xammal mənbəyidir: asetilen, etilen, hidrogen, his, müxtəlif plastik kütlələr, sirkə turşusu, boyalar, dərman preparatları və digər məhsulların istehsalı.

Əlaqədar neft qazları Təbiətdə neftin üstündə və ya təzyiq altında həll olunur. Əvvəllər səmt qazlarından istifadə edilmirdi; Hazırda onlar tutularaq yanacaq və qiymətli kimyəvi xammal kimi istifadə olunur. Əlaqədar qazlar təbii qazdan daha az metan ehtiva edir, lakin onların homoloqlarının əhəmiyyətli dərəcədə çoxunu ehtiva edir. Əlaqədar neft qazları daha dar tərkibə ayrılır.

Məsələn: qaz benzini - mühərrikin işə salınmasını yaxşılaşdırmaq üçün benzinə pentan, heksan və digər karbohidrogenlərin qarışığı əlavə edilir; mayeləşdirilmiş qaz şəklində propan-butan fraksiyası yanacaq kimi istifadə olunur; quru qaz - tərkibinə görə təbii qaza oxşar - asetilen, hidrogen istehsal etmək üçün, həmçinin yanacaq kimi istifadə olunur.

Ən çox yayılmış yanacaq növlərindən biri və üzvi sintez üçün xammal kömür olaraq qalır. Kömürün hansı növləri var, kömür haradan gəlir və ondan hansı məhsullar istehsal olunur - bunlar bugünkü dərsdə nəzərdən keçirəcəyimiz əsas suallardır. Kömür neft və təbii qazdan daha əvvəl kimyəvi maddələr mənbəyi kimi istifadə olunmağa başladı.

Kömür fərdi bir maddə deyil. Onun tərkibinə aşağıdakılar daxildir: sərbəst karbon (10% -ə qədər), tərkibində karbon və hidrogendən əlavə, oksigen, kükürd, azot, kömür yandırarkən şlak şəklində qalan minerallar olan üzvi maddələr.

Kömür üzvi mənşəli bərk yanan mineraldır. Biogen fərziyyəyə görə, paleozoy erasının Karbon dövründə (təxminən 300 milyon il əvvəl) mikroorqanizmlərin həyat fəaliyyəti nəticəsində ölü bitkilərdən əmələ gəlmişdir. Kömür neftdən ucuzdur, yer qabığında daha bərabər paylanmışdır, onun təbii ehtiyatları neftdən xeyli çoxdur və alimlərin fikrincə, daha bir əsr tükənməyəcək.

Bitki qalıqlarından kömürün əmələ gəlməsi (kömürləşmə) bir neçə mərhələdə baş verir: torf – qəhvəyi kömür – daş kömür – antrasit.

Karbonlaşma prosesi üzvi maddələrdə karbonun oksigen və hidrogenlə tükənməsi nəticəsində onun nisbi tərkibinin tədricən artmasından ibarətdir. Torf və qəhvəyi kömürün əmələ gəlməsi oksigen əldə etmədən bitki qalıqlarının biokimyəvi parçalanması nəticəsində baş verir. Qəhvəyi kömürün daşa keçidi dağ əmələ gətirən və vulkanik proseslərlə əlaqəli yüksək temperatur və təzyiqlərin təsiri altında baş verir.