Rumah / Merancang kehamilan/ Esei tentang kimia mengenai topik "hidrokarbon dan sumber semula jadinya." Sumber semula jadi hidrokarbon: gas, minyak, kok

Abstrak dalam kimia mengenai topik "hidrokarbon dan sumber semula jadinya." Sumber semula jadi hidrokarbon: gas, minyak, kok

Mesej mengenai topik: " Mata air semula jadi hidrokarbon"

Bersedia

Hidrokarbon

Hidrokarbon ialah sebatian yang hanya terdiri daripada atom karbon dan hidrogen.

Hidrokarbon dibahagikan kepada kitaran (sebatian karboksiklik) dan asiklik.

Kitaran (karbosiklik) adalah sebatian yang mengandungi satu atau lebih cincin yang hanya terdiri daripada atom karbon (berbeza dengan sebatian heterosiklik yang mengandungi heteroatom - nitrogen, sulfur, oksigen, dll.).

d.). Sebatian karbosiklik pula dibahagikan kepada sebatian aromatik dan bukan aromatik (alisiklik).

Hidrokarbon asiklik termasuk sebatian organik yang molekul rangka karbonnya adalah rantai terbuka.

Rantai ini boleh dibentuk oleh ikatan tunggal (alkana СnН2n+2), mengandungi satu ikatan berganda (alkena СnН2n), dua atau lebih ikatan berganda (diena atau poliena), satu ikatan rangkap tiga (alkuna СnН2n-2).

Seperti yang anda ketahui, rantai karbon adalah sebahagian daripada kebanyakan bahan organik. Oleh itu, kajian hidrokarbon adalah sangat penting, kerana sebatian ini adalah asas struktur kelas lain sebatian organik.

Di samping itu, hidrokarbon, terutamanya alkana, adalah sumber semula jadi utama sebatian organik dan asas kepada sintesis industri dan makmal yang paling penting.

Hidrokarbon ialah jenis yang paling penting bahan mentah untuk industri kimia. Sebaliknya, hidrokarbon secara semula jadi agak meluas dan boleh diasingkan daripada pelbagai sumber semula jadi: minyak, petroleum dan gas asli yang berkaitan, arang batu.

Mari kita lihat mereka dengan lebih dekat.

Minyak ialah campuran kompleks semula jadi hidrokarbon, terutamanya alkana linear dan bercabang, mengandungi daripada 5 hingga 50 atom karbon dalam molekul, dengan bahan organik lain.

Komposisinya sangat bergantung pada tempat pengekstrakannya (deposit) sebagai tambahan kepada alkana, ia mungkin mengandungi sikloalkana dan hidrokarbon aromatik.

Jelas sekali, apabila minyak memasuki badan air semula jadi, ia menyebabkan kematian mikroorganisma dan haiwan, yang membawa kepada bencana alam sekitar dan juga malapetaka. Terdapat bakteria yang boleh menggunakan komponen minyak sebagai makanan, mengubahnya menjadi produk tidak berbahaya daripada aktiviti penting mereka. Jelas sekali bahawa penggunaan kultur bakteria ini adalah cara yang paling selamat dan menjanjikan alam sekitar untuk memerangi pencemaran. persekitaran minyak semasa pengeluaran, pengangkutan dan pemprosesannya.

Secara semula jadi, minyak dan gas petroleum yang berkaitan, yang akan dibincangkan di bawah, mengisi rongga dalaman bumi. Mewakili campuran pelbagai bahan, minyak tidak mempunyai takat didih yang tetap. Adalah jelas bahawa setiap komponennya mengekalkan ciri-ciri individunya dalam campuran. sifat fizikal, yang memungkinkan untuk memisahkan minyak kepada komponennya. Untuk melakukan ini, ia disucikan daripada kekotoran mekanikal dan sebatian yang mengandungi sulfur dan tertakluk kepada apa yang dipanggil penyulingan pecahan, atau pembetulan.

Penyulingan pecahan - kaedah fizikal mengasingkan campuran komponen daripada suhu yang berbeza mendidih.

Semasa proses pembetulan, minyak dibahagikan kepada pecahan berikut:

Gas pembetulan ialah campuran hidrokarbon berat molekul rendah, terutamanya propana dan butana, dengan takat didih sehingga 40 ° C;

Pecahan petrol (petrol) - hidrokarbon komposisi dari C5H12 hingga C11H24 (takat didih 40-200 ° C); dengan pemisahan yang lebih halus daripada pecahan ini, petrol (eter petroleum, 40-70 °C) dan petrol (70-120 °C) diperolehi;

Pecahan nafta - komposisi hidrokarbon dari C8H18 hingga C14H30 (takat didih 150-250 °C);

Pecahan minyak tanah - komposisi hidrokarbon dari C12H26 hingga C18H38 (takat didih 180-300 °C);

Bahan api diesel - komposisi hidrokarbon dari C13H28 hingga C19H36 (takat didih 200-350 ° C).

Sisa daripada penyulingan minyak - minyak bahan api - mengandungi hidrokarbon dengan bilangan atom karbon dari 18 hingga 50. Dengan penyulingan di bawah tekanan yang dikurangkan, minyak diesel (C18H28-C25H52), minyak pelincir (C28H58-C38H78), jeli petroleum dan parafin diperolehi daripada minyak bahan api - campuran rendah lebur hidrokarbon pepejal.

Sisa pepejal daripada penyulingan minyak bahan api - tar dan produk pemprosesannya - bitumen dan asfalt digunakan untuk membuat permukaan jalan.

Gas petroleum yang berkaitan

Seperti minyak, gas petroleum yang berkaitan ialah sumber semula jadi hidrokarbon yang berharga. Ia mengandungi terutamanya alkana, yang molekulnya mengandungi daripada 1 hingga 6 atom karbon. Jelas sekali bahawa komposisi gas petroleum yang berkaitan adalah lebih miskin daripada minyak. Walau bagaimanapun, walaupun ini, ia juga digunakan secara meluas sebagai bahan api dan sebagai bahan mentah untuk industri kimia. Hanya beberapa dekad yang lalu, di kebanyakan medan minyak, gas petroleum yang berkaitan telah dibakar sebagai tambahan yang tidak berguna kepada minyak.

Pada masa ini, sebagai contoh, di Surgut, rizab minyak terkaya di Rusia, tenaga elektrik termurah di dunia dijana menggunakan gas petroleum yang berkaitan sebagai bahan api.

Gas petroleum yang berkaitan, berbanding dengan gas asli, lebih kaya dalam komposisi dalam pelbagai hidrokarbon. Membahagikannya kepada pecahan, kita dapat:

Petrol gas ialah campuran yang sangat tidak menentu yang terdiri terutamanya daripada lenthane dan heksana;

Campuran propana-butana, yang terdiri, seperti namanya, propana dan butana dan mudah berubah menjadi keadaan cecair apabila tekanan meningkat;

Gas kering ialah campuran yang mengandungi terutamanya metana dan etana.

Petrol gas, sebagai campuran komponen yang tidak menentu dengan berat molekul yang kecil, menyejat dengan baik walaupun pada suhu rendah. Ini membolehkan penggunaan petrol gas sebagai bahan api untuk enjin pembakaran dalaman di Far North dan sebagai bahan tambahan kepada bahan api motor, memudahkan enjin bermula dalam keadaan musim sejuk.

Campuran propana-butana dalam bentuk gas cecair digunakan sebagai bahan api isi rumah (silinder gas biasa di dacha anda) dan untuk mengisi pemetik api.

Terjemahan beransur-ansur pengangkutan jalan raya pada gas cecair - salah satu cara utama untuk mengatasi krisis bahan api global dan menyelesaikan masalah alam sekitar.

Gas kering, komposisi hampir kepada gas asli, juga digunakan secara meluas sebagai bahan api.

Walau bagaimanapun, penggunaan gas petroleum yang berkaitan dan komponennya sebagai bahan api adalah jauh daripada cara yang paling menjanjikan untuk menggunakannya.

Ia adalah lebih cekap untuk menggunakan komponen gas petroleum yang berkaitan sebagai bahan mentah untuk pengeluaran kimia. Hidrogen, asetilena, hidrokarbon tak tepu dan aromatik serta terbitannya diperoleh daripada alkana yang membentuk gas petroleum yang berkaitan.

Hidrokarbon gas bukan sahaja boleh menemani minyak di kerak bumi, tetapi juga membentuk pengumpulan bebas - deposit gas asli.

Gas asli

Gas asli ialah campuran hidrokarbon tepu gas dengan berat molekul yang rendah. Komponen utama gas asli ialah metana, bahagiannya, bergantung pada medan, berkisar antara 75 hingga 99% mengikut volum.

Selain metana, gas asli termasuk etana, propana, butana dan isobutana, serta nitrogen dan karbon dioksida.

Seperti petroleum yang berkaitan, gas asli digunakan sebagai bahan api dan sebagai bahan mentah untuk pengeluaran pelbagai bahan organik dan bukan organik.

Anda sudah tahu bahawa metana, komponen utama gas asli, menghasilkan hidrogen, asetilena dan metil alkohol, formaldehid dan asid formik, banyak bahan organik lain. Gas asli digunakan sebagai bahan api dalam loji kuasa, dalam sistem dandang untuk pemanasan air bangunan kediaman dan perindustrian, dalam relau letupan dan industri perapian terbuka.

Dengan memukul mancis dan menyalakan gas di dapur gas dapur rumah bandar, anda "mencetuskan" tindak balas rantai pengoksidaan alkana yang membentuk gas asli.

arang batu

Selain minyak, semula jadi dan berkaitan gas petroleum, sumber semula jadi hidrokarbon ialah arang batu.

0n membentuk lapisan tebal di dalam perut bumi, rizab terbuktinya jauh melebihi rizab minyak. Seperti minyak, arang batu mengandungi bilangan yang besar pelbagai bahan organik.

Sebagai tambahan kepada bahan organik, ia juga mengandungi bahan bukan organik, seperti air, ammonia, hidrogen sulfida dan, sudah tentu, karbon itu sendiri - arang batu. Salah satu kaedah utama pemprosesan arang batu ialah coking - pengkalsinan tanpa akses udara. Hasil daripada coking, yang dijalankan pada suhu kira-kira 1000 °C, yang berikut terbentuk:

Gas ketuhar kok, yang mengandungi hidrogen, metana, karbon dioksida dan karbon dioksida, campuran ammonia, nitrogen dan gas lain;
tar arang batu yang mengandungi beberapa ratus kali ganda bahan organik peribadi, termasuk benzena dan homolognya, fenol dan alkohol aromatik, naftalena dan pelbagai sebatian heterosiklik;
suprasin, atau air ammonia, yang mengandungi, seperti namanya, ammonia terlarut, serta fenol, hidrogen sulfida dan bahan lain;
kok ialah sisa pepejal daripada kok, karbon hampir tulen.

Coke digunakan dalam pengeluaran besi dan keluli, ammonia digunakan dalam pengeluaran nitrogen dan baja gabungan, dan kepentingan produk kok organik tidak boleh dipandang terlalu tinggi.

Kesimpulan: oleh itu, minyak, petroleum yang berkaitan dan gas asli, arang batu bukan sahaja merupakan sumber hidrokarbon yang paling berharga, tetapi juga sebahagian daripada gudang unik yang tidak boleh ditukar ganti. sumber alam, penggunaan yang berhati-hati dan munasabah yang - syarat yang perlu pembangunan masyarakat manusia yang progresif.

Sumber semula jadi hidrokarbon ialah bahan api fosil. Kebanyakan bahan organik diperoleh daripada sumber semula jadi. Dalam proses sintesis sebatian organik, gas asli dan yang disertakan, arang batu dan arang perang, minyak, syal minyak, gambut, dan produk asal haiwan dan tumbuhan digunakan sebagai bahan mentah.

Apakah komposisi gas asli

Komposisi kualitatif gas asli terdiri daripada dua kumpulan komponen: organik dan bukan organik.

Komponen organik termasuk: metana - CH4; propana - C3H8; butana - C4H10; etana - C2H4; hidrokarbon yang lebih berat dengan lebih daripada lima atom karbon. Komponen bukan organik termasuk sebatian berikut: hidrogen (dalam kuantiti yang kecil) - H2; karbon dioksida - CO2; helium - Dia; nitrogen - N2; hidrogen sulfida - H2S.

Apa sebenarnya komposisi campuran tertentu bergantung kepada sumber, iaitu, deposit. Sebab yang sama menjelaskan pelbagai sifat fizikal dan kimia gas asli.

Komposisi kimia
Bahagian utama gas asli ialah metana (CH4) - sehingga 98%. Gas asli juga mungkin mengandungi hidrokarbon yang lebih berat:
* etana (C2H6),
* propana (C3H8),
* butana (C4H10)
- homolog metana, serta bahan bukan hidrokarbon lain:
* hidrogen (H2),
* hidrogen sulfida (H2S),
* karbon dioksida (CO2),
* nitrogen (N2),
* helium (He).

Gas asli tidak berwarna dan tidak berbau.

Untuk mengenal pasti kebocoran melalui bau, sejumlah kecil mercaptans, yang mempunyai bau yang tidak menyenangkan yang kuat, ditambah kepada gas.

Apakah kelebihan gas asli berbanding jenis bahan api lain?

1. pengekstrakan yang dipermudahkan (tidak memerlukan pengepaman buatan)

2. sedia untuk digunakan tanpa pemprosesan perantaraan (penyulingan)

pengangkutan dalam keadaan gas dan cecair.

4. pelepasan minimum bahan berbahaya semasa pembakaran.

5. kemudahan membekalkan bahan api dalam keadaan sudah gas semasa pembakarannya (kos peralatan yang lebih rendah menggunakan jenis ini bahan api)

rizab adalah lebih luas daripada bahan api lain (nilai pasaran yang lebih rendah)

7. penggunaan dalam sektor ekonomi negara yang lebih besar daripada jenis bahan api lain.

jumlah yang mencukupi di kedalaman Rusia.

9. Pelepasan bahan api itu sendiri semasa kemalangan adalah kurang toksik kepada alam sekitar.

10. suhu pembakaran tinggi untuk digunakan dalam skim teknologi ekonomi negara, dsb., dsb.

Aplikasi dalam industri kimia

Ia digunakan untuk menghasilkan plastik, alkohol, getah, dan asid organik. Hanya dengan penggunaan gas asli seseorang boleh mensintesis bahan kimia yang tidak boleh didapati di alam semula jadi, contohnya, polietilena.

metana digunakan sebagai bahan mentah untuk penghasilan asetilena, ammonia, metanol dan hidrogen sianida. Pada masa yang sama, gas asli adalah asas bahan mentah utama untuk pengeluaran ammonia. Hampir tiga perempat daripada semua ammonia digunakan untuk menghasilkan baja nitrogen.

Hidrogen sianida, diperoleh daripada ammonia, bersama-sama dengan asetilena berfungsi sebagai bahan mentah awal untuk pengeluaran pelbagai gentian sintetik. Asetilena boleh digunakan untuk menghasilkan pelbagai kepingan logam, yang digunakan secara meluas dalam industri dan kehidupan seharian.

Ia juga digunakan untuk menghasilkan sutera asetat.

Gas asli adalah salah satu daripada pandangan terbaik bahan api yang digunakan untuk keperluan industri dan domestik. Nilainya sebagai bahan api juga terletak pada fakta bahawa bahan api mineral ini agak mesra alam. Apabila ia terbakar, lebih sedikit bahan berbahaya yang muncul jika dibandingkan dengan jenis bahan api lain.

Produk petroleum yang paling penting

Semasa proses penapisan, petroleum digunakan untuk menghasilkan bahan api (cecair dan gas), minyak pelincir dan gris, pelarut, hidrokarbon individu - etilena, propilena, metana, asetilena, benzena, toluena, xylo, dll., campuran pepejal dan separa pepejal daripada hidrokarbon (parafin, jeli petroleum, ceresin), bitumen petroleum, karbon hitam (jelaga), asid petroleum dan derivatifnya.

Bahan api cecair yang diperoleh daripada penapisan minyak dibahagikan kepada bahan api motor dan bahan api dandang.

Bahan api gas termasuk gas bahan api cecair hidrokarbon yang digunakan untuk perkhidmatan perbandaran. Ini adalah campuran propana dan butana dalam nisbah yang berbeza.

Minyak pelincir yang direka untuk menyediakan pelinciran cecair dalam pelbagai mesin dan mekanisme dibahagikan bergantung pada penggunaan ke dalam minyak industri, turbin, pemampat, transmisi, penebat dan motor.

Gris ialah minyak petroleum yang dipekatkan dengan sabun, hidrokarbon pepejal dan pemekat lain.

Hidrokarbon individu yang diperoleh daripada pemprosesan minyak dan gas petroleum berfungsi sebagai bahan mentah untuk pengeluaran polimer dan produk sintesis organik.

Daripada jumlah ini, yang paling penting ialah yang mengehadkan - metana, etana, propana, butana; tak tepu - etilena, propilena; aromatik - benzena, toluena, xilena. Juga produk penapisan petroleum ialah hidrokarbon tepu dengan berat molekul tinggi (C16 dan lebih tinggi) - parafin, ceresin, digunakan dalam industri minyak wangi dan sebagai pemekat untuk pelincir gris.

Bitumen petroleum, yang diperoleh daripada sisa minyak berat melalui pengoksidaan, digunakan untuk pembinaan jalan raya, untuk pengeluaran bahan bumbung, untuk penyediaan varnis asfalt dan dakwat percetakan, dsb.

Salah satu produk utama penapisan minyak ialah bahan api motor, yang termasuk penerbangan dan petrol motor.

Apakah sumber semula jadi utama hidrokarbon yang anda ketahui?

Sumber semula jadi hidrokarbon ialah bahan api fosil.

Kebanyakan bahan organik diperoleh daripada sumber semula jadi. Dalam proses sintesis sebatian organik, gas asli dan yang menyertainya, arang batu keras dan perang, minyak, syal minyak, gambut, dan produk asal haiwan dan tumbuhan digunakan sebagai bahan mentah.

12Seterusnya ⇒

Jawapan kepada perenggan 19

1. Apakah sumber semula jadi utama hidrokarbon yang anda ketahui?
Minyak, gas asli, syal, arang batu.

Apakah komposisi gas asli? Tunjuk ke peta geografi deposit yang paling penting: a) gas asli; b) minyak; c) arang batu.

3. Apakah kelebihan gas asli berbanding jenis bahan api lain? Untuk tujuan apakah gas asli digunakan dalam industri kimia?
Gas asli, berbanding sumber hidrokarbon lain, adalah yang paling mudah untuk dihasilkan, diangkut dan diproses.

Dalam industri kimia, gas asli digunakan sebagai sumber hidrokarbon berat molekul rendah.

4. Tuliskan persamaan tindak balas untuk penghasilan: a) asetilena daripada metana; b) getah kloroprena daripada asetilena; c) karbon tetraklorida daripada metana.

5. Bagaimanakah gas petroleum yang berkaitan berbeza daripada gas asli?
Gas bersekutu ialah hidrokarbon meruap yang dilarutkan dalam minyak.

Pengasingan mereka berlaku melalui penyulingan. Tidak seperti gas asli, ia boleh diasingkan pada mana-mana peringkat pembangunan medan minyak.

6. Terangkan produk utama yang diperoleh daripada gas petroleum yang berkaitan.
Produk utama: metana, etana, propana, n-butana, pentana, isobutana, isopentana, n-heksana, n-heptana, heksana dan isomer heptana.

Namakan produk petroleum yang paling penting, nyatakan komposisi dan kawasan penggunaannya.

8. Apakah minyak pelincir yang digunakan dalam pengeluaran?
Minyak motor, penghantaran, perindustrian, pelincir dan emulsi penyejukan untuk mesin pemotong logam, dsb.

Bagaimanakah minyak disuling?

10. Apakah keretakan petroleum? Tulis persamaan bagi tindak balas pemisahan hidrokarbon Dan dalam proses ini.

Mengapakah mungkin untuk mendapatkan tidak lebih daripada 20% petrol semasa penyulingan terus minyak?
Kerana kandungan pecahan petrol dalam minyak adalah terhad.

12. Bagaimanakah keretakan haba berbeza daripada keretakan bermangkin? Berikan ciri-ciri petrol keretakan haba dan pemangkin.
Semasa keretakan haba, adalah perlu untuk memanaskan bahan bertindak balas kepada suhu tinggi semasa keretakan pemangkin, pengenalan mangkin mengurangkan tenaga pengaktifan tindak balas, yang memungkinkan untuk mengurangkan suhu tindak balas dengan ketara.

Bagaimanakah anda boleh membezakan secara praktikal petrol retak daripada petrol suling lurus?
Petrol retak mempunyai nombor oktana yang lebih tinggi berbanding petrol suling lurus, i.e. lebih tahan letupan dan disyorkan untuk digunakan dalam enjin pembakaran dalaman.

14. Apakah aromatisasi minyak? Tulis persamaan tindak balas yang menerangkan proses ini.

Apakah produk utama yang diperoleh daripada arang kok?
Naftalena, antrasena, fenantrina, fenol dan minyak arang batu.

16. Bagaimanakah kok diperolehi dan di mana ia digunakan?
Coke adalah produk berliang pepejal kelabu, diperolehi oleh arang kelapa pada suhu 950-1100 tanpa akses kepada oksigen.

Ia digunakan untuk peleburan besi tuang, sebagai bahan api tanpa asap, agen pengurangan bijih besi, disintegrant untuk bahan kelompok.

17. Apakah produk utama yang diperoleh:
a) daripada tar arang batu; b) daripada air tar; c) daripada gas ketuhar kok? Di manakah mereka digunakan? Apakah bahan organik yang boleh diperoleh daripada gas ketuhar kok?
a) benzena, toluena, naftalena – industri kimia
b) ammonia, fenol, asid organik – industri kimia
c) hidrogen, metana, etilena - bahan api.

Ingat semua kaedah utama untuk menghasilkan hidrokarbon aromatik. Apakah perbezaan antara kaedah untuk menghasilkan hidrokarbon aromatik daripada produk arang kok dan minyak? Tulis persamaan untuk tindak balas yang sepadan.
Terdapat pelbagai cara untuk mendapatkannya: pemprosesan utama minyak adalah berdasarkan perbezaan dalam sifat fizikal pelbagai pecahan, dan coking adalah berdasarkan semata-mata pada sifat kimia arang batu.

Terangkan bagaimana, dalam proses menyelesaikan masalah tenaga di negara ini, cara pemprosesan dan penggunaan sumber hidrokarbon semula jadi akan dipertingkatkan.
Cari sumber tenaga baharu, pengoptimuman pengeluaran minyak dan proses penapisan, pembangunan pemangkin baharu untuk mengurangkan kos keseluruhan pengeluaran, dsb.

20. Apakah prospek untuk menghasilkan bahan api cecair daripada arang batu?
Pada masa hadapan, menghasilkan bahan api cecair daripada arang batu adalah mungkin, dengan syarat kos pengeluarannya dikurangkan.

Tugasan 1.

Adalah diketahui bahawa gas mengandungi dalam pecahan isipadu 0.9 metana, 0.05 etana, 0.03 propana, 0.02 nitrogen. Berapakah isipadu udara yang diperlukan untuk membakar 1 m3 gas ini dalam keadaan biasa?

Tugasan 2.

Berapakah isipadu udara (no.s.) yang diperlukan untuk membakar 1 kg heptana?

Tugasan 3. Kira berapa isipadu (dalam l) dan berapa jisim (dalam kg) karbon monoksida (IV) yang akan diperolehi apabila pembakaran 5 mol oktana (no.).

Sumber utama hidrokarbon di planet kita ialah gas asli, minyak Dan arang batu. Hidrokarbon yang paling stabil, tepu dan beraroma, telah bertahan berjuta-juta tahun pemeliharaan di dalam perut bumi.

Gas asli terdiri terutamanya daripada metana dengan campuran alkana gas lain, nitrogen, karbon dioksida dan beberapa gas lain; arang batu mengandungi terutamanya polisiklik hidrokarbon aromatik.

Minyak, tidak seperti gas asli dan arang batu, mengandungi pelbagai komponen:

Bahan lain juga terdapat dalam minyak: sebatian organik heteroatomik (mengandungi sulfur, nitrogen, oksigen dan unsur-unsur lain), air dengan garam terlarut di dalamnya, zarah pepejal batu lain dan kekotoran lain.

Menarik untuk diketahui! Hidrokarbon juga terdapat di angkasa, termasuk di planet lain.

Sebagai contoh, metana membentuk sebahagian besar atmosfera Uranus dan bertanggungjawab untuk warna pirus cahayanya yang diperhatikan melalui teleskop. Atmosfera Titan, bulan terbesar Zuhal, terdiri terutamanya daripada nitrogen, tetapi juga mengandungi hidrokarbon metana, etana, propana, etilena, propina, butadiin dan derivatifnya; kadang-kadang hujan metana di sana, dan sungai hidrokarbon mengalir ke tasik hidrokarbon di permukaan Titan.

Kehadiran hidrokarbon tak tepu bersama hidrogen tepu dan molekul adalah disebabkan oleh kesan sinaran suria.

Mendeleev memiliki frasa: "Membakar minyak adalah sama seperti memanaskan relau dengan wang kertas." Terima kasih kepada kemunculan dan perkembangan teknologi penapisan minyak, pada abad ke-20 ia bertukar daripada bahan api biasa kepada yang paling berharga. sumber bahan mentah untuk industri kimia.

Produk petroleum kini digunakan dalam hampir semua industri.

Penapisan minyak utama ialah persiapan, iaitu, penulenan minyak daripada kekotoran tak organik dan gas petroleum yang terlarut di dalamnya, dan penyulingan, iaitu pembahagian fizikal kepada puak-puak bergantung pada takat didih:

Daripada minyak bahan api yang tinggal selepas penyulingan minyak di tekanan atmosfera, di bawah pengaruh vakum, komponen berat molekul tinggi diasingkan, sesuai untuk diproses menjadi minyak mineral, bahan api motor dan produk lain, dan selebihnya - tar- digunakan untuk penghasilan bitumen.

Sedang berlangsung kitar semula minyak, pecahan individu tertakluk kepada transformasi kimia.

Ini adalah keretakan, reformasi, pengisomeran dan banyak proses lain yang memungkinkan untuk mendapatkan hidrokarbon tak tepu dan aromatik, alkana bercabang dan produk petroleum berharga lain. Sebahagian daripada mereka dibelanjakan untuk pengeluaran bahan api berkualiti tinggi dan pelbagai pelarut, dan sebahagian lagi adalah bahan mentah untuk pengeluaran sebatian organik baharu dan bahan untuk pelbagai jenis industri.

Tetapi harus diingat bahawa rizab hidrokarbon dalam alam semula jadi diisi semula dengan lebih perlahan daripada yang digunakan oleh manusia, dan proses penapisan dan pembakaran produk petroleum itu sendiri memperkenalkan penyelewengan yang kuat ke dalam keseimbangan kimia alam.

Sudah tentu, lambat laun alam semula jadi akan memulihkan keseimbangan, tetapi ini boleh mengakibatkan masalah serius bagi manusia. Oleh itu adalah perlu teknologi baharu untuk menghapuskan penggunaan hidrokarbon sebagai bahan api pada masa hadapan.

Untuk menyelesaikan masalah global sedemikian adalah perlu perkembangan sains asas dan pemahaman yang mendalam tentang dunia di sekeliling kita.

Objektif pelajaran:

Pendidikan:

Membangunkan aktiviti kognitif pelajar.
Untuk membiasakan pelajar dengan sumber semula jadi hidrokarbon: minyak, gas asli, arang batu, komposisi dan kaedah pemprosesannya.
Untuk mengkaji deposit utama sumber-sumber ini secara global dan di Rusia.
Tunjukkan kepentingan mereka dalam ekonomi negara.
Pertimbangkan isu perlindungan alam sekitar.

Pendidikan:

Menanam minat untuk mempelajari topik, menyemai budaya pertuturan dalam pelajaran kimia.

Pendidikan:

Kembangkan perhatian, pemerhatian, kemahiran mendengar dan membuat kesimpulan.

Kaedah dan teknik pedagogi:

Pendekatan persepsi.
Pendekatan Gnostik.
Pendekatan sibernetik.

peralatan: Papan putih interaktif, multimedia, buku teks elektronik MarSTU, Internet, koleksi "Minyak dan produk utama pemprosesannya", "Arang batu dan produk terpenting pemprosesannya".

Kemajuan pelajaran

I. Detik organisasi.

Saya memperkenalkan tujuan dan objektif pelajaran ini.

II. Bahagian utama.

Sumber hidrokarbon semula jadi yang paling penting ialah: minyak, arang batu, gas petroleum asli dan yang berkaitan.

Minyak - "emas hitam" (Saya memperkenalkan pelajar kepada asal usul minyak, rizab utama, pengeluaran, komposisi minyak, sifat fizikal dan produk ditapis).

Semasa proses pembetulan, minyak dibahagikan kepada pecahan berikut:

Saya menunjukkan sampel pecahan daripada koleksi (demonstrasi disertai penerangan).

Gas penyulingan– campuran hidrokarbon molekul rendah, terutamanya propana dan butana, dengan suhu mendidih sehingga 40 ° C,
pecahan petrol (petrol)– Komposisi HC C 5 H 12 hingga C 11 H 24 (takat didih 40-200°C, dengan pemisahan yang lebih halus daripada pecahan yang satu ini dapat minyak gas(eter petroleum, 40 - 70°C) dan petrol(70 - 120°C),
pecahan nafta– Komposisi HC dari C 8 H 18 hingga C 14 H 30 (suhu mendidih 150 - 250°C),
Pecahan minyak tanah– Komposisi HC dari C 12 H 26 hingga C 18 H 38 (suhu mendidih 180 - 300°C),
Bahan api diesel– Komposisi HC dari C 13 H 28 hingga C 19 H 36 (suhu mendidih 200 - 350°C)

Sisa daripada penapisan minyak - minyak bahan api– mengandungi hidrokarbon dengan bilangan atom karbon dari 18 hingga 50. Penyulingan di bawah tekanan berkurangan daripada minyak bahan api menghasilkan minyak solar(C 18 H 28 – C 25 H 52), minyak pelincir(C 28 H 58 – C 38 H 78), petrolatum Dan parafin– campuran hidrokarbon pepejal cair rendah. Sisa pepejal daripada penyulingan minyak bahan api – tar dan produk pemprosesannya - bitumen Dan asfalt digunakan untuk membuat permukaan jalan.

Produk yang diperoleh hasil daripada pembetulan minyak adalah tertakluk kepada pemprosesan kimia. Salah satunya ialah retak.

Keretakan ialah penguraian terma produk petroleum, yang membawa kepada pembentukan hidrokarbon dengan atom karbon yang lebih sedikit dalam molekul. (Saya menggunakan buku teks elektronik MarSTU, yang bercakap tentang jenis keretakan).

Pelajar membandingkan keretakan haba dan pemangkin. (Slaid No. 16)

Keretakan haba.

Pecahan molekul hidrokarbon berlaku pada suhu yang lebih tinggi (470-5500 C). Proses berjalan perlahan, hidrokarbon dengan rantai atom karbon yang tidak bercabang terbentuk. Petrol yang diperoleh hasil daripada keretakan haba, bersama-sama dengan hidrokarbon tepu, mengandungi banyak hidrokarbon tak tepu. Oleh itu, petrol ini mempunyai rintangan letupan yang lebih besar daripada petrol suling lurus. Petrol retak terma mengandungi banyak hidrokarbon tak tepu, yang mudah teroksida dan terpolimer. Oleh itu, petrol ini kurang stabil semasa penyimpanan. Apabila ia terbakar, pelbagai bahagian enjin boleh tersumbat.

Keretakan katalitik.

Pemisahan molekul hidrokarbon berlaku dengan kehadiran pemangkin dan pada suhu yang lebih rendah (450-5000 C). Fokus utama adalah pada petrol. Mereka cuba untuk mendapatkan lebih daripada itu dan pastinya kualiti terbaik. Keretakan pemangkin muncul dengan tepat hasil daripada perjuangan jangka panjang dan berterusan pekerja minyak untuk meningkatkan kualiti petrol. Berbanding dengan keretakan haba, proses berjalan lebih cepat, dan bukan sahaja pemisahan molekul hidrokarbon berlaku, tetapi juga pengisomeran mereka, i.e. hidrokarbon dengan rantai bercabang atom karbon terbentuk. Petrol retak secara bermangkin adalah lebih tahan terhadap letupan daripada petrol retak haba.

arang batu. (Saya memperkenalkan pelajar kepada asal usul arang batu, rizab utama, pengeluaran, sifat fizikal, produk yang diproses).

Asal: (Saya menggunakan buku teks elektronik MarSTU, di mana mereka bercakap tentang asal usul arang batu).

Rizab utama: (slaid nombor 18) Pada peta saya menunjukkan kepada pelajar deposit arang batu terbesar di Rusia dari segi jumlah pengeluaran - ini ialah lembangan Tunguska, Kuznetsk dan Pechora.

Pengeluaran:(Saya menggunakan buku teks elektronik MarSTU, di mana mereka bercakap tentang perlombongan arang batu).

Gas kok– yang termasuk H 2, CH 4, CO, CO 2, kekotoran NH 3, N 2 dan gas lain,
Tar arang batu– mengandungi beberapa ratus bahan organik yang berbeza, termasuk benzena dan homolognya, fenol dan alkohol aromatik, naftalena dan pelbagai sebatian heterosiklik,
Nadsmolnaya, atau air ammonia– mengandungi ammonia terlarut, serta fenol, hidrogen sulfida dan bahan lain,
Coke– sisa coking pepejal, karbon hampir tulen.

Gas asli dan berkaitan petroleum. (Saya memperkenalkan pelajar kepada rizab utama, pengeluaran, komposisi, produk yang diproses).

III. Generalisasi.

Dalam bahagian rumusan pelajaran, saya mencipta ujian menggunakan program Turning Point. Para pelajar mempersenjatai diri dengan alat kawalan jauh. Apabila soalan muncul pada skrin, dengan menekan butang yang sesuai, mereka memilih jawapan yang betul.

1. Komponen utama gas asli ialah:

Etana;
propana;
Metana;
Butana.

2. Pecahan penyulingan petroleum yang manakah mengandungi daripada 4 hingga 9 atom karbon setiap molekul?

Naphtha;
Minyak gas;
Petrol;
Minyak tanah.

3. Apakah tujuan memecahkan produk petroleum berat?

Pengeluaran metana;
Mendapatkan pecahan petrol dengan rintangan letupan yang tinggi;
Pengeluaran gas sintesis;
Pengeluaran hidrogen.

4. Proses manakah yang tidak berkaitan dengan penapisan minyak?

Coking;
Penyulingan pecahan;
Keretakan katalitik;
Keretakan haba.

5. Antara berikut yang manakah peristiwa yang paling berbahaya bagi ekosistem akuatik?

Pelanggaran ketat saluran paip minyak;
Tumpahan minyak akibat kemalangan kapal tangki;
Pelanggaran teknologi semasa pengeluaran minyak dalam di darat;
Pengangkutan arang batu melalui laut.

6. Daripada metana, yang membentuk gas asli, kita memperoleh:

Gas sintesis;
Etilena;
asetilena;
Butadiena.

7. Apakah ciri-ciri yang membezakan petrol retak bermangkin daripada petrol suling lurus?

Kehadiran alkena;
Kehadiran alkuna;
Kehadiran hidrokarbon dengan rantai bercabang atom karbon;
Rintangan letupan yang tinggi.

Keputusan ujian kelihatan serta-merta pada skrin.

Kerja rumah:§ 10, cth.1 – 8

kesusasteraan:

L.Yu. Alikberova "Kimia yang menghiburkan" - M.: "AST-Press", 1999.
O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov "Buku Panduan untuk guru kimia, gred 10 - M.: "Blik dan K," 2001.
O.S. Gabrielyan, F.N. Maskaev, S.Yu, V.I.

Sebatian yang hanya terdiri daripada atom karbon dan hidrogen.

Hidrokarbon dibahagikan kepada kitaran (sebatian karboksiklik) dan asiklik.

Kitaran (karbosiklik) ialah sebatian yang mengandungi satu atau lebih kitaran yang hanya terdiri daripada atom karbon (berbeza dengan sebatian heterosiklik yang mengandungi heteroatom - nitrogen, sulfur, oksigen, dll.). Sebatian karbosiklik pula dibahagikan kepada sebatian aromatik dan bukan aromatik (alisiklik).

Hidrokarbon asiklik termasuk sebatian organik yang molekul rangka karbonnya adalah rantai terbuka.

Rantai ini boleh dibentuk oleh ikatan tunggal (alkana), mengandungi satu ikatan rangkap (alkena), dua atau lebih ikatan rangkap (diena atau poliena), atau satu ikatan rangkap tiga (alkuna).

Seperti yang anda ketahui, rantai karbon adalah sebahagian daripada kebanyakan bahan organik. Oleh itu, kajian hidrokarbon adalah amat penting, kerana sebatian ini adalah asas struktur kelas sebatian organik yang lain.

Di samping itu, hidrokarbon, terutamanya alkana, adalah sumber semula jadi utama sebatian organik dan asas kepada sintesis industri dan makmal yang paling penting (Skim 1).

Anda sudah tahu bahawa hidrokarbon adalah jenis bahan mentah yang paling penting untuk industri kimia. Sebaliknya, hidrokarbon secara semula jadi agak meluas dan boleh diasingkan daripada pelbagai sumber semula jadi: minyak, petroleum dan gas asli yang berkaitan, arang batu. Mari kita lihat mereka dengan lebih dekat.

Minyak- campuran kompleks semula jadi hidrokarbon, terutamanya alkana struktur linear dan bercabang, mengandungi daripada 5 hingga 50 atom karbon dalam molekul, dengan bahan organik lain. Komposisinya sangat bergantung pada tempat pengekstrakannya (deposit) sebagai tambahan kepada alkana, ia mungkin mengandungi sikloalkana dan hidrokarbon aromatik.

Komponen gas dan pepejal minyak dilarutkan dalam komponen cecairnya, yang menentukan keadaan pengagregatannya. Minyak ialah cecair berminyak berwarna gelap (coklat hingga hitam) dengan bau khas, tidak larut dalam air. Ketumpatannya kurang daripada air, oleh itu, apabila minyak masuk ke dalamnya, ia merebak ke permukaan, menghalang pembubaran oksigen dan gas udara lain di dalam air. Jelas sekali, apabila minyak memasuki badan air semula jadi, ia menyebabkan kematian mikroorganisma dan haiwan, yang membawa kepada bencana alam sekitar dan juga malapetaka. Terdapat bakteria yang boleh menggunakan komponen minyak sebagai makanan, mengubahnya menjadi produk tidak berbahaya daripada aktiviti penting mereka. Jelas sekali bahawa penggunaan kultur bakteria ini adalah cara yang paling mesra alam dan menjanjikan untuk memerangi pencemaran alam sekitar dengan minyak semasa pengeluaran, pengangkutan dan penapisannya.

Secara semula jadi, minyak dan gas petroleum yang berkaitan, yang akan dibincangkan di bawah, mengisi rongga dalaman bumi. Sebagai campuran pelbagai bahan, minyak tidak mempunyai takat didih yang tetap. Adalah jelas bahawa setiap komponennya mengekalkan sifat fizikal individu dalam campuran, yang memungkinkan untuk memisahkan minyak ke dalam komponennya. Untuk melakukan ini, ia disucikan daripada kekotoran mekanikal dan sebatian yang mengandungi sulfur dan tertakluk kepada apa yang dipanggil penyulingan pecahan, atau pembetulan.

Penyulingan pecahan ialah kaedah fizikal untuk mengasingkan campuran komponen dengan takat didih yang berbeza.

Penyulingan dijalankan dalam pemasangan khas - lajur penyulingan, di mana kitaran pemeluwapan dan penyejatan bahan cecair yang terkandung dalam minyak diulangi (Rajah 9).

Wap terbentuk apabila campuran bahan mendidih diperkaya dengan komponen didih lebih rendah (iaitu, suhu rendah). Wap ini dikumpul, dipekatkan (disejukkan ke bawah takat didih) dan didihkan semula. Dalam kes ini, wap terbentuk yang lebih diperkaya dengan bahan didih rendah. Dengan mengulangi kitaran ini berkali-kali, adalah mungkin untuk mencapai pemisahan hampir lengkap bahan-bahan yang terkandung dalam campuran.

Lajur penyulingan menerima minyak yang dipanaskan dalam relau tiub pada suhu 320-350 °C. Lajur penyulingan mempunyai sekatan mendatar dengan lubang - dulang yang dipanggil, di mana pemeluwapan pecahan minyak berlaku. Pecahan mendidih rendah terkumpul pada yang lebih tinggi, dan yang mendidih tinggi - pada yang lebih rendah.

Semasa proses pembetulan, minyak dibahagikan kepada pecahan berikut:

Gas pembetulan ialah campuran hidrokarbon berat molekul rendah, terutamanya propana dan butana, dengan takat didih sehingga 40 ° C;

Pecahan petrol (petrol) - hidrokarbon komposisi dari C 5 H 12 hingga C 11 H 24 (takat didih 40-200 ° C); dengan pemisahan yang lebih halus daripada pecahan ini, petrol (eter petroleum, 40-70 °C) dan petrol (70-120 °C) diperolehi;

Pecahan nafta - komposisi hidrokarbon dari C8H18 hingga C14H30 (takat didih 150-250 °C);

Pecahan minyak tanah - komposisi hidrokarbon dari C12H26 hingga C18H38 (takat didih 180-300 °C);

Bahan api diesel - komposisi hidrokarbon dari C13H28 hingga C19H36 (takat didih 200-350 ° C).

Baki penyulingan minyak adalah minyak bahan api- mengandungi hidrokarbon dengan bilangan atom karbon dari 18 hingga 50. Dengan penyulingan di bawah tekanan berkurangan daripada minyak bahan api, minyak diesel (C18H28-C25H52), minyak pelincir (C28H58-C38H78), jeli petroleum dan parafin diperolehi - campuran lebur rendah daripada hidrokarbon pepejal. Sisa pepejal daripada penyulingan minyak bahan api - tar dan produk pemprosesannya - bitumen dan asfalt digunakan untuk pembuatan permukaan jalan.

Produk yang diperoleh hasil daripada pembetulan minyak tertakluk kepada pemprosesan kimia, termasuk beberapa proses yang kompleks. Salah satunya ialah keretakan produk petroleum. Anda sudah tahu bahawa minyak bahan api dipisahkan kepada komponen di bawah tekanan yang dikurangkan. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa pada tekanan atmosfera komponennya mula terurai sebelum mencapai takat didih. Ini adalah asas keretakan.

retak - penguraian terma produk petroleum, yang membawa kepada pembentukan hidrokarbon dengan bilangan atom karbon yang lebih kecil dalam molekul.

Terdapat beberapa jenis keretakan: retak terma, retak bermangkin, retak tekanan tinggi, dan retak pengurangan.

Keretakan terma melibatkan pemisahan molekul hidrokarbon dengan rantai karbon yang panjang kepada yang lebih pendek di bawah pengaruh suhu tinggi (470-550 ° C). Semasa pembelahan ini, alkena terbentuk bersama-sama dengan alkana.

DALAM pandangan umum tindak balas ini boleh ditulis seperti berikut:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
alkana alkana alkena
dengan rantai panjang

Hidrokarbon yang terhasil boleh dipecahkan semula untuk membentuk alkana dan alkena dengan rantaian atom karbon yang lebih pendek dalam molekul:

Semasa keretakan haba konvensional, banyak hidrokarbon gas berat molekul rendah terbentuk, yang boleh digunakan sebagai bahan mentah untuk pengeluaran alkohol, asid karboksilik, dan sebatian berat molekul tinggi (contohnya, polietilena).

Keretakan katalitik berlaku dengan kehadiran pemangkin, yang menggunakan aluminosilikat semula jadi daripada komposisi RA1203" T8Iu2-

Keretakan dengan penggunaan mangkin membawa kepada pembentukan hidrokarbon yang mempunyai rantai atom karbon bercabang atau tertutup dalam molekul. Kandungan hidrokarbon struktur ini dalam bahan api motor dengan ketara meningkatkan kualitinya, terutamanya rintangan kepada letupan - nombor oktana petrol.

Keretakan produk petroleum berlaku pada suhu tinggi, oleh itu, deposit karbon (jelaga) sering terbentuk, mencemarkan permukaan pemangkin, yang secara mendadak mengurangkan aktivitinya.

Membersihkan permukaan pemangkin daripada mendapan karbon - penjanaan semulanya - adalah syarat utama untuk pelaksanaan praktikal keretakan pemangkin. Cara paling mudah dan paling murah untuk menjana semula pemangkin adalah dengan memanggangnya, di mana deposit karbon dioksidakan dengan oksigen atmosfera. Produk pengoksidaan gas (terutamanya karbon dioksida dan sulfur dioksida) dikeluarkan dari permukaan mangkin.

Keretakan pemangkin adalah proses heterogen di mana bahan pepejal (mangkin) dan gas (wap hidrokarbon) mengambil bahagian. Jelas sekali bahawa penjanaan semula pemangkin - interaksi jelaga pepejal dengan oksigen atmosfera - juga merupakan proses yang heterogen.

Tindak balas heterogen(gas - pepejal) mengalir lebih cepat apabila luas permukaan pepejal bertambah. Oleh itu, pemangkin dihancurkan, dan penjanaan semula dan pemecahan hidrokarbonnya dijalankan dalam "katil terbendalir", yang biasa anda ketahui daripada pengeluaran asid sulfurik.

Bahan mentah yang retak, seperti minyak gas, memasuki reaktor kon. Bahagian bawah reaktor mempunyai diameter yang lebih kecil, jadi kadar aliran wap bahan mentah adalah sangat tinggi. Gas yang bergerak pada kelajuan tinggi menangkap zarah pemangkin dan membawanya masuk bahagian atas reaktor, di mana disebabkan peningkatan diameternya kadar alir berkurangan. Di bawah pengaruh graviti, zarah pemangkin jatuh ke bahagian bawah reaktor yang lebih sempit, dari mana ia dibawa ke atas semula. Oleh itu, setiap butir pemangkin berada dalam pergerakan berterusan dan dibasuh dari semua sisi oleh reagen gas.

Beberapa butiran pemangkin memasuki bahagian luar reaktor yang lebih luas dan, tanpa menghadapi rintangan aliran gas, jatuh ke dalam bahagian bawah, di mana ia diambil oleh aliran gas dan dibawa ke dalam penjana semula. Di sana, dalam mod "katil terbendalir", pemangkin dinyalakan dan dikembalikan ke reaktor.

Oleh itu, pemangkin beredar di antara reaktor dan penjana semula, dan produk gas retak dan pemanggangan dikeluarkan daripadanya.

Penggunaan pemangkin retak memungkinkan untuk meningkatkan sedikit kadar tindak balas, mengurangkan suhunya, dan meningkatkan kualiti produk retak.

Hidrokarbon yang terhasil daripada pecahan petrol terutamanya mempunyai struktur linear, yang membawa kepada rintangan letupan rendah petrol yang terhasil.

Kami akan mempertimbangkan konsep "rintangan ketukan" kemudian, buat masa ini kami hanya akan ambil perhatian bahawa hidrokarbon dengan molekul struktur bercabang mempunyai rintangan letupan yang jauh lebih besar. Adalah mungkin untuk meningkatkan bahagian hidrokarbon bercabang isomerik dalam campuran yang terbentuk semasa retak dengan menambahkan pemangkin pengisomeran pada sistem.

Medan minyak mengandungi, sebagai peraturan, pengumpulan besar yang dipanggil gas petroleum yang berkaitan, yang terkumpul di atas minyak dalam kerak bumi dan sebahagiannya terlarut di dalamnya di bawah tekanan batuan di atasnya. Seperti minyak, gas petroleum yang berkaitan ialah sumber semula jadi hidrokarbon yang berharga. Ia mengandungi terutamanya alkana, yang molekulnya mengandungi daripada 1 hingga 6 atom karbon. Jelas sekali bahawa komposisi gas petroleum yang berkaitan adalah lebih miskin daripada minyak. Walau bagaimanapun, walaupun ini, ia juga digunakan secara meluas sebagai bahan api dan sebagai bahan mentah untuk industri kimia. Hanya beberapa dekad yang lalu, di kebanyakan medan minyak, gas petroleum yang berkaitan telah dibakar sebagai tambahan yang tidak berguna kepada minyak. Pada masa ini, sebagai contoh, di Surgut, rizab minyak terkaya di Rusia, tenaga elektrik termurah di dunia dijana menggunakan gas petroleum yang berkaitan sebagai bahan api.

Seperti yang telah dinyatakan, gas petroleum yang berkaitan, berbanding dengan gas asli, lebih kaya dalam komposisi dalam pelbagai hidrokarbon. Membahagikannya kepada pecahan, kita dapat:

Petrol gas ialah campuran yang sangat tidak menentu yang terdiri terutamanya daripada lenthane dan heksana;

Campuran propana-butana, yang terdiri, seperti namanya, propana dan butana dan mudah berubah menjadi keadaan cecair apabila tekanan meningkat;

Gas kering ialah campuran yang mengandungi terutamanya metana dan etana.

Petrol, sebagai campuran komponen yang tidak menentu dengan berat molekul yang kecil, menyejat dengan baik walaupun pada suhu rendah. Ini memungkinkan untuk menggunakan petrol gas sebagai bahan api untuk enjin pembakaran dalaman di Far North dan sebagai bahan tambahan kepada bahan api motor, menjadikannya lebih mudah untuk menghidupkan enjin dalam keadaan musim sejuk.

Campuran propana-butana dalam bentuk gas cecair digunakan sebagai bahan api isi rumah (silinder gas biasa di dacha anda) dan untuk mengisi pemetik api. Peralihan beransur-ansur pengangkutan jalan kepada gas cecair adalah salah satu cara utama untuk mengatasi krisis bahan api global dan menyelesaikan masalah alam sekitar.

Gas kering, komposisi hampir kepada gas asli, juga digunakan secara meluas sebagai bahan api.

Walau bagaimanapun, penggunaan gas petroleum yang berkaitan dan komponennya sebagai bahan api adalah jauh daripada cara yang paling menjanjikan untuk menggunakannya.

Adalah lebih cekap untuk menggunakan komponen gas petroleum yang berkaitan sebagai bahan mentah untuk pengeluaran kimia. Daripada alkana yang membentuk gas petroleum yang berkaitan, hidrogen, asetilena, hidrokarbon tak tepu dan aromatik serta derivatifnya diperolehi.

Hidrokarbon gas bukan sahaja boleh menemani minyak di kerak bumi, tetapi juga membentuk pengumpulan bebas - deposit gas asli.

Gas asli - campuran hidrokarbon tepu gas dengan berat molekul yang rendah. Komponen utama gas asli ialah metana, bahagiannya, bergantung pada medan, berkisar antara 75 hingga 99% mengikut volum. Selain metana, gas asli termasuk etana, propana, butana dan isobutana, serta nitrogen dan karbon dioksida.

Seperti petroleum yang berkaitan, gas asli digunakan sebagai bahan api dan sebagai bahan mentah untuk pengeluaran pelbagai bahan organik dan bukan organik. Anda sudah tahu bahawa hidrogen, asetilena dan metil alkohol, formaldehid dan asid formik, dan banyak bahan organik lain diperoleh daripada metana, komponen utama gas asli. Gas asli digunakan sebagai bahan api dalam loji kuasa, dalam sistem dandang untuk pemanasan air bangunan kediaman dan perindustrian, dalam relau letupan dan industri perapian terbuka. Dengan memukul mancis dan menyalakan gas di dapur gas dapur rumah bandar, anda "mencetuskan" tindak balas rantai pengoksidaan alkana yang membentuk gas asli. Selain minyak, gas petroleum asli dan yang berkaitan, arang batu adalah sumber semula jadi hidrokarbon. 0n membentuk lapisan tebal di dalam perut bumi, rizab terbuktinya jauh melebihi rizab minyak. Seperti minyak, arang batu mengandungi sejumlah besar pelbagai bahan organik. Sebagai tambahan kepada bahan organik, ia juga mengandungi bahan bukan organik, seperti air, ammonia, hidrogen sulfida dan, sudah tentu, karbon itu sendiri - arang batu. Salah satu kaedah utama pemprosesan arang batu ialah coking - pengkalsinan tanpa akses udara. Hasil daripada coking, yang dijalankan pada suhu kira-kira 1000 °C, yang berikut terbentuk:

Oleh itu, petroleum dan gas asli yang berkaitan, arang batu bukan sahaja merupakan sumber hidrokarbon yang paling berharga, tetapi juga sebahagian daripada gudang unik sumber asli yang tidak boleh ditukar ganti, penggunaan yang berhati-hati dan munasabah yang merupakan syarat yang diperlukan untuk pembangunan progresif masyarakat manusia.

1. Senaraikan sumber semula jadi utama hidrokarbon. Apakah bahan organik yang terkandung dalam setiap bahan tersebut? Apakah persamaan komposisi mereka?

2. Huraikan sifat fizikal minyak. Mengapa ia tidak mempunyai takat didih yang tetap?

3. Merumuskan laporan media, huraikan bencana alam sekitar yang disebabkan oleh kebocoran minyak dan cara untuk mengatasi akibatnya.

4. Apakah itu pembetulan? Apakah proses ini berdasarkan? Namakan pecahan yang diperoleh hasil daripada pembetulan minyak. Bagaimanakah mereka berbeza antara satu sama lain?

5. Apa itu retak? Berikan persamaan untuk tiga tindak balas yang sepadan dengan keretakan produk petroleum.

6. Apakah jenis rekahan yang anda tahu? Apakah persamaan proses ini? Bagaimanakah mereka berbeza antara satu sama lain? Apakah perbezaan asas antara pelbagai jenis produk retak?

7. Mengapakah gas petroleum yang berkaitan mempunyai nama ini? Apakah komponen utamanya dan kegunaannya?

8. Bagaimanakah gas asli berbeza daripada gas petroleum yang berkaitan? Apakah persamaan komposisi mereka? Berikan persamaan tindak balas pembakaran untuk semua komponen gas petroleum yang berkaitan yang anda ketahui.

9. Berikan persamaan tindak balas yang boleh digunakan untuk mendapatkan benzena daripada gas asli. Nyatakan syarat untuk tindak balas ini.

10. Apa itu coking? Apakah produk dan komposisinya? Berikan persamaan tindak balas ciri produk arang kok yang diketahui oleh anda.

11. Terangkan mengapa membakar minyak, arang batu dan gas petroleum yang berkaitan adalah jauh daripada cara yang paling rasional untuk menggunakannya.

Asal usul bahan api fosil.

Sebagai tambahan kepada fakta bahawa semua organisma hidup terdiri daripada bahan organik, sumber utama sebatian organik ialah: minyak, arang batu, gas petroleum asli dan yang berkaitan.

Minyak, arang batu dan gas asli adalah sumber hidrokarbon.

Sumber semula jadi ini digunakan:

· Sebagai bahan api (sumber tenaga dan haba) – ini adalah pembakaran konvensional;

· Dalam bentuk bahan mentah untuk pemprosesan selanjutnya – ini adalah sintesis organik.

Teori asal usul bahan organik:

1- Teori asal organik.

Menurut teori ini, endapan terbentuk daripada sisa organisma tumbuhan dan haiwan yang telah pupus, yang bertukar menjadi campuran hidrokarbon dalam ketebalan kerak bumi di bawah pengaruh bakteria, tekanan tinggi dan suhu.

2- Teori asal mineral (gunung berapi) minyak.

Menurut teori ini, minyak, arang batu dan gas asli telah terbentuk semasa peringkat utama pembentukan planet Bumi. Dalam kes ini, logam digabungkan dengan karbon, membentuk karbida. Hasil daripada tindak balas karbida dengan wap air di kedalaman planet, hidrokarbon gas terbentuk, khususnya metana dan asetilena. Dan di bawah pengaruh haba, sinaran dan pemangkin, sebatian lain yang terkandung dalam minyak terbentuk daripadanya. Di lapisan atas litosfera, komponen minyak cecair menguap, cecair menebal, bertukar menjadi asfalt dan kemudian menjadi arang batu.

Teori ini pertama kali dinyatakan oleh D.I. Mendeleev, dan kemudian pada abad ke-20, saintis Perancis P. Sabatier mensimulasikan proses yang diterangkan di makmal dan memperoleh campuran hidrokarbon yang serupa dengan minyak.

Komponen utama gas asli ialah metana. Ia juga mengandungi etana, propana, butana. Semakin tinggi berat molekul hidrokarbon, semakin sedikit kandungannya gas asli.

Permohonan: Apabila gas asli terbakar, ia membebaskan banyak haba, jadi ia berfungsi sebagai bahan api yang cekap tenaga dan murah dalam industri. Gas asli juga merupakan sumber bahan mentah untuk industri kimia: pengeluaran asetilena, etilena, hidrogen, jelaga, pelbagai plastik, asid asetik, pewarna, ubat-ubatan dan produk lain.

Gas petroleum yang berkaitan terdapat dalam alam semula jadi di atas minyak atau terlarut di dalamnya di bawah tekanan. Sebelum ini, gas petroleum yang berkaitan tidak digunakan; Pada masa ini, mereka ditangkap dan digunakan sebagai bahan api dan bahan mentah kimia yang berharga. Gas bersekutu mengandungi kurang metana daripada gas asli, tetapi ia mengandungi lebih banyak homolognya. Gas petroleum yang berkaitan diasingkan kepada komposisi yang lebih sempit.

Sebagai contoh: petrol gas - campuran pentana, heksana dan hidrokarbon lain ditambah kepada petrol untuk menambah baik permulaan enjin; pecahan propana-butana dalam bentuk gas cecair digunakan sebagai bahan api; gas kering - sama dalam komposisi kepada gas asli - digunakan untuk menghasilkan asetilena, hidrogen, dan juga sebagai bahan api Kadang-kadang gas petroleum yang berkaitan tertakluk kepada pengasingan yang lebih teliti dan hidrokarbon individu diekstrak daripadanya, yang kemudiannya diperoleh hidrokarbon tak tepu.

Salah satu jenis bahan api dan bahan mentah yang paling biasa untuk sintesis organik kekal arang batu. Apakah jenis arang batu yang ada, dari mana asalnya dan produk apa yang digunakan untuk menghasilkan - ini adalah soalan utama yang akan kita pertimbangkan dalam pelajaran hari ini. Arang batu mula digunakan sebagai sumber bahan kimia lebih awal daripada minyak dan gas asli.

Arang batu bukan bahan individu. Komposisinya termasuk: karbon bebas (sehingga 10%), bahan organik yang mengandungi, sebagai tambahan kepada karbon dan hidrogen, oksigen, sulfur, nitrogen, galian, yang kekal sebagai sanga apabila arang batu dibakar.

Arang batu ialah mineral mudah terbakar pepejal asal organik. Menurut hipotesis biogenik, ia terbentuk daripada tumbuhan mati hasil daripada aktiviti penting mikroorganisma dalam tempoh Karbon pada era Paleozoik (kira-kira 300 juta tahun yang lalu). Arang batu lebih murah daripada minyak, ia lebih sekata di dalam kerak bumi, rizab semula jadinya jauh melebihi minyak dan, menurut saintis, tidak akan habis untuk satu abad lagi.

Pembentukan arang batu daripada sisa tumbuhan (coalification) berlaku dalam beberapa peringkat: gambut – arang perang – arang keras – antrasit.

Proses pengkarbonan terdiri daripada peningkatan secara beransur-ansur dalam kandungan relatif karbon dalam bahan organik akibat daripada penipisannya dalam oksigen dan hidrogen. Pembentukan gambut dan arang batu perang berlaku akibat daripada penguraian biokimia sisa tumbuhan tanpa akses kepada oksigen. Peralihan arang batu perang kepada batu berlaku di bawah pengaruh suhu dan tekanan tinggi yang berkaitan dengan proses pembentukan gunung dan gunung berapi.

Perlu diingatkan bahawa hidrokarbon tersebar luas di alam semula jadi. Kebanyakan bahan organik diperoleh daripada sumber semula jadi. Dalam proses sintesis sebatian organik, gas asli dan yang menyertainya, arang batu dan arang perang, minyak, gambut, dan produk asal haiwan dan tumbuhan digunakan sebagai bahan mentah.

Sumber semula jadi hidrokarbon: gas asli.

Gas asli ialah campuran semula jadi hidrokarbon dengan struktur yang berbeza dan beberapa kekotoran gas (hidrogen sulfida, hidrogen, karbon dioksida) yang mengisi batuan di kerak bumi. Sebatian ini terbentuk hasil daripada hidrolisis bahan organik pada kedalaman yang sangat dalam di Bumi. Mereka ditemui dalam keadaan bebas dalam bentuk pengumpulan besar - gas, kondensat gas dan medan minyak dan gas.

Komponen struktur utama gas asli mudah terbakar ialah CH₄ (metana - 98%), C₂H₆ (etana - 4.5%), propana (C₃H₈ - 1.7%), butana (C₄H₁₀ - 0.8%), pentana (C₂H₁ 0.8%) . Gas petroleum bersekutu adalah sebahagian daripada minyak dalam keadaan terlarut dan dibebaskan daripadanya kerana penurunan tekanan apabila minyak naik ke permukaan. Dalam gas dan medan minyak, satu tan minyak mengandungi dari 30 hingga 300 persegi. m gas. Sumber semula jadi hidrokarbon adalah bahan api dan bahan mentah yang berharga untuk industri sintesis organik. Gas dibekalkan kepada loji pemprosesan gas, di mana ia boleh diproses (minyak, penjerapan suhu rendah, pemeluwapan dan pembetulan). Ia dibahagikan kepada komponen berasingan, setiap satunya digunakan untuk tujuan tertentu. Sebagai contoh, daripada gas sintesis metana, yang merupakan bahan mentah asas untuk pengeluaran hidrokarbon lain, asetilena, metanol, metanal, kloroform.

Sumber semula jadi hidrokarbon: minyak.

Minyak ialah campuran kompleks yang terdiri terutamanya daripada hidrokarbon nafthenik, parafin dan aromatik. Komposisi minyak termasuk bahan resin asfalt, mono- dan disulfida, mercaptans, thiophene, thiophane, hidrogen sulfida, piperidine, piridin dan homolognya, serta bahan lain. Berdasarkan produk yang menggunakan kaedah sintesis petrokimia, lebih daripada 3000 produk berbeza diperolehi, termasuk. etilena, benzena, propilena, dikloroetana, vinil klorida, stirena, etanol, isopropanol, butilena, pelbagai plastik, gentian kimia, pewarna, detergen, ubat-ubatan, bahan letupan, dsb.

Gambut ialah batuan sedimen yang berasal dari tumbuhan. Bahan ini digunakan sebagai bahan api (terutamanya untuk loji kuasa haba), bahan mentah kimia (untuk sintesis banyak bahan organik), sampah antiseptik di ladang, terutamanya di ladang ayam, dan komponen baja untuk berkebun dan penanaman di ladang.

Sumber semula jadi hidrokarbon: xilem atau kayu.

Xilem ialah tisu tumbuhan yang lebih tinggi di mana air dan nutrien terlarut mengalir dari sistem rizom ke daun, serta organ tumbuhan lain. Ia terdiri daripada sel-sel dengan membran yang kaku yang mempunyai sistem pengaliran vaskular. Bergantung pada jenis kayu yang terkandung di dalamnya kuantiti yang berbeza bahan pektin dan sebatian mineral (terutamanya garam kalsium), lipid dan minyak pati. Kayu digunakan sebagai bahan api metil alkohol, asid asetat, selulosa, dan bahan lain boleh disintesis daripadanya. Daripada beberapa jenis kayu, pewarna (kayu cendana, kayu balak), tanin (oak), resin dan balsam (cedar, pain, spruce), alkaloid (tumbuhan nightshade, popi, ranunculaceae, dan keluarga umbellaceae) diperolehi. Sesetengah alkaloid digunakan sebagai ubat (kitin, kafein), herbisida (anabasine), racun serangga (nikotin).

Abstrak dalam kimia mengenai topik "hidrokarbon dan sumber semula jadinya." Sumber semula jadi hidrokarbon: gas, minyak, kok

Jawapan kepada perenggan 19

Pemulihan kata laluan