Fonte naturale di idrocarburi | Le sue caratteristiche principali |
Olio | Miscela multicomponente costituita principalmente da idrocarburi. Gli idrocarburi sono principalmente rappresentati da alcani, cicloalcani e areni. |
Di passaggio gas di petrolio | Con l'estrazione del petrolio si forma una miscela costituita quasi esclusivamente da alcani con una lunga catena di carbonio da 1 a 6 atomi di carbonio, da cui l'origine del nome. C'è una tendenza: minore è il peso molecolare dell'alcano, maggiore è la sua percentuale nel gas di petrolio associato. |
Gas naturale | Miscela costituita prevalentemente da alcani a basso peso molecolare. Il componente principale del gas naturale è il metano. La sua percentuale, a seconda del giacimento di gas, può variare dal 75 al 99%. Al secondo posto in termini di concentrazione c'è con ampio margine l'etano, il propano è ancora meno contenuto, ecc. La differenza fondamentale tra gas naturale e gas di petrolio associato è che la proporzione di propano e butani isomerici nel gas di petrolio associato è molto più elevata. |
Carbone | Miscela multicomponente di vari composti di carbonio, idrogeno, ossigeno, azoto e zolfo. Incluso anche in carbon fossile comprende una quantità significativa di sostanze inorganiche, la cui percentuale è notevolmente superiore a quella dell'olio. |
L'olio è una miscela multicomponente di varie sostanze, principalmente idrocarburi. Questi componenti differiscono l'uno dall'altro nei punti di ebollizione. A questo proposito, se l'olio viene riscaldato, da esso evaporeranno prima i componenti più leggeri, poi i composti con un punto di ebollizione più alto, ecc. Sulla base di questo fenomeno raffinazione primaria del petrolio , consistente in distillazione (rettifica) olio. Questo processo è chiamato primario, poiché si presume che durante il suo corso non si verifichino trasformazioni chimiche delle sostanze e l'olio venga separato solo in frazioni con temperature diverse bollente. Sotto è schema elettrico colonna di distillazione con una breve descrizione del processo di distillazione stesso:
Prima del processo di rettifica, l'olio viene preparato in un modo speciale, ovvero viene rimosso dall'acqua impura con i sali disciolti in essa e dalle impurità meccaniche solide. L'olio così preparato entra nel forno tubolare, dove viene riscaldato ad alta temperatura (320-350 o C). Dopo essere stato riscaldato in un forno tubolare, l'olio ad alta temperatura entra nella parte inferiore della colonna di distillazione, dove le singole frazioni evaporano ei loro vapori risalgono la colonna di distillazione. Maggiore è la sezione della colonna di distillazione, minore è la sua temperatura. Pertanto, le seguenti frazioni sono prese a diverse altezze:
1) gas di distillazione (presi dall'alto della colonna, e quindi il loro punto di ebollizione non supera i 40 ° C);
2) frazione benzina (punto di ebollizione da 35 a 200 o C);
3) frazione nafta (punti di ebollizione da 150 a 250 o C);
4) frazione cherosene (punti di ebollizione da 190 a 300 o C);
5) frazione diesel (punto di ebollizione da 200 a 300 o C);
6) olio combustibile (punto di ebollizione superiore a 350 o C).
Va notato che le frazioni medie isolate durante la rettifica dell'olio non soddisfano gli standard per la qualità del carburante. Inoltre, a seguito della distillazione del petrolio, si forma una notevole quantità di olio combustibile, lungi dall'essere il prodotto più richiesto. A questo proposito, dopo la lavorazione primaria del petrolio, il compito è aumentare la resa delle frazioni di benzina più costose, in particolare, nonché migliorare la qualità di queste frazioni. Questi compiti vengono risolti utilizzando vari processi. raffinazione del petrolio , come screpolatura eriformare .
Va notato che il numero di processi utilizzati in raccolta differenziata olio, molto altro, e tocchiamo solo alcuni dei principali. Vediamo ora di capire qual è il significato di questi processi.
Questo processo è progettato per aumentare la resa della frazione di benzina. A tale scopo, le frazioni pesanti, come l'olio combustibile, vengono sottoposte a forte riscaldamento, il più delle volte in presenza di un catalizzatore. Come risultato di questa azione, le molecole a catena lunga che fanno parte delle frazioni pesanti vengono strappate e si formano idrocarburi con un peso molecolare inferiore. Infatti, questo porta ad una resa aggiuntiva di una frazione di benzina più pregiata rispetto all'olio combustibile originale. L'essenza chimica di questo processo è riflessa dall'equazione:
Questo processo svolge il compito di migliorare la qualità della frazione di benzina, in particolare aumentandone la resistenza alla detonazione (numero di ottano). È questa caratteristica delle benzine che viene indicata nelle stazioni di servizio (92a, 95a, 98a benzina, ecc.).
Come risultato del processo di reforming, aumenta la percentuale di idrocarburi aromatici nella frazione di benzina, che tra gli altri idrocarburi ha uno dei più alti numeri di ottano. Tale aumento della proporzione di idrocarburi aromatici si ottiene principalmente a seguito delle reazioni di deidrociclizzazione che si verificano durante il processo di reforming. Ad esempio, se riscaldato a sufficienza n-esano in presenza di un catalizzatore di platino, si trasforma in benzene e n-eptano in modo simile - in toluene:
Il metodo principale di lavorazione del carbone è cottura . Cokeria di carbone chiamato il processo in cui il carbone viene riscaldato senza accesso all'aria. Allo stesso tempo, a seguito di tale riscaldamento, quattro prodotti principali vengono isolati dal carbone:
Una sostanza solida che è carbonio quasi puro.
Contiene un gran numero di vari composti prevalentemente aromatici, come benzene, suoi omologhi, fenoli, alcoli aromatici, naftalene, omologhi di naftalene, ecc.;
Nonostante il nome, questa frazione, oltre all'ammoniaca e all'acqua, contiene anche fenolo, idrogeno solforato e alcuni altri composti.
I componenti principali del gas di cokeria sono idrogeno, metano, anidride carbonica, azoto, etilene, ecc.
Le fonti naturali di idrocarburi sono combustibili fossili - petrolio e
gas, carbone e torba. I depositi di petrolio greggio e gas sono sorti 100-200 milioni di anni fa
di ritorno da microscopiche piante marine e animali che si sono rivelati essere
incluso nelle rocce sedimentarie formate sul fondo del mare, Diversamente
che il carbone e la torba iniziarono a formarsi 340 milioni di anni fa dalle piante,
che cresce sulla terraferma.
Il gas naturale e il petrolio greggio si trovano solitamente insieme all'acqua
strati oleosi situati tra strati di rocce (Fig. 2). Termine
"gas naturale" si applica anche ai gas che si formano nel naturale
condizioni a seguito della decomposizione del carbone. Gas naturale e petrolio greggio
sviluppato in tutti i continenti tranne l'Antartide. il più grande
i produttori di gas naturale nel mondo sono Russia, Algeria, Iran e
Stati Uniti. I maggiori produttori di petrolio greggio sono
Venezuela, Arabia Saudita, Kuwait e Iran.
Il gas naturale è costituito principalmente da metano (Tabella 1).
Il petrolio greggio è un liquido oleoso, il cui colore può
essere il più vario - dal marrone scuro o verde a quasi
incolore. Contiene un gran numero di alcani. Tra questi ci sono
alcani a catena lineare, alcani ramificati e cicloalcani con il numero di atomi
carbonio da cinque a 40. Il nome industriale di questi cicloalcani è numerato. A
il greggio, inoltre, contiene circa il 10% di aromatici
idrocarburi, nonché una piccola quantità di altri composti contenenti
zolfo, ossigeno e azoto.
Tabella 1 Composizione del gas naturale
Il carbone è la più antica fonte di energia conosciuta
umanità. È un minerale (Fig. 3), da cui è stato formato
materia vegetale durante il metamorfismo. Metamorfico
chiamato rocce, la cui composizione ha subito modifiche nelle condizioni
alte pressioni e alte temperature. Il prodotto della prima fase in
processo di formazione del carbone è la torba, che è
materia organica decomposta. Il carbone è formato dalla torba dopo
è ricoperto da rocce sedimentarie. Queste rocce sedimentarie sono chiamate
sovraccarico. Le precipitazioni sovraccariche riducono il contenuto di umidità della torba.
Tre criteri sono utilizzati nella classificazione dei carboni: purezza (determinata da
contenuto relativo di carbonio in percentuale); tipo (definito
la composizione della materia vegetale originaria); grado (a seconda di
grado di metamorfismo).
Tabella 2 Contenuto di carbonio in alcuni tipi di combustibile e relativo potere calorifico
capacità
I carboni fossili di grado più basso sono lignite e
lignite (tabella 2). Sono i più vicini alla torba e sono caratterizzati da relativamente
caratterizzato da un contenuto di umidità inferiore ed è ampiamente utilizzato in
industria. Il tipo di carbone più secco e più duro è l'antracite. Il suo
utilizzato per il riscaldamento domestico e la cucina.
Negli ultimi anni, grazie ai progressi tecnologici, sta diventando sempre di più
gassificazione economica del carbone. I prodotti di gassificazione del carbone includono
monossido di carbonio, anidride carbonica, idrogeno, metano e azoto. Sono usati in
come combustibile gassoso o come materia prima per la produzione di vari
prodotti chimici e fertilizzanti.
Il carbone, come discusso di seguito, è un'importante fonte di materie prime per
composti aromatici. Il carbone rappresenta
una miscela complessa sostanze chimiche contenente carbonio,
idrogeno e ossigeno, nonché piccole quantità di azoto, zolfo e altre impurità
elementi. Inoltre, la composizione del carbone, a seconda del grado, include
quantità diversa umidità e vari minerali.
Gli idrocarburi si trovano naturalmente non solo nei combustibili fossili, ma anche in
in alcuni materiali di origine biologica. gomma naturale
è un esempio di un polimero idrocarburico naturale. molecola di gomma
consiste di migliaia di unità strutturali, che sono metilbuta-1,3-diene
(isoprene);
gomma naturale. Circa il 90% di gomma naturale, che
attualmente estratto in tutto il mondo, ottenuto dal brasiliano
albero della gomma Hevea brasiliensis, coltivato principalmente in
paesi equatoriali dell'Asia. La linfa di questo albero, che è lattice
(colloidale soluzione acquosa polimero), assemblato da incisioni fatte con un coltello
abbaio. Il lattice contiene circa il 30% di gomma. I suoi piccoli pezzi
sospeso in acqua. Il succo viene versato in contenitori di alluminio, dove viene aggiunto l'acido,
facendo coagulare la gomma.
Molti altri composti naturali contengono anche isoprene strutturale
frammenti. Ad esempio, il limonene contiene due porzioni di isoprene. limonene
è il principale parte integrale oli estratti dalla buccia degli agrumi,
come limoni e arance. Questa connessione appartiene alla classe delle connessioni,
chiamati terpeni. I terpeni contengono 10 atomi di carbonio nelle loro molecole (C
10-composti) e comprendono due frammenti di isoprene collegati tra loro
l'altro in sequenza ("dalla testa alla coda"). Composti con quattro isoprene
i frammenti (composti C 20) sono chiamati diterpeni e con sei
frammenti di isoprene - triterpeni (composti C 30). Squalene
trovato nell'olio di fegato di squalo è un triterpene.
I tetraterpeni (composti C 40) contengono otto isoprene
frammenti. I tetraterpeni si trovano nei pigmenti dei grassi vegetali e animali.
origine. La loro colorazione è dovuta alla presenza di un lungo sistema coniugato
doppi legami. Ad esempio, il β-carotene è responsabile della caratteristica arancia
colorazione delle carote.
Tecnologia di lavorazione del petrolio e del carbone
Alla fine del XIX secolo. Sotto l'influenza del progresso nel campo dell'ingegneria energetica termica, dei trasporti, dell'ingegneria, militare e di una serie di altri settori, la domanda è aumentata in modo incommensurabile e vi è un urgente bisogno di nuovi tipi di combustibili e prodotti chimici.
In questo momento nacque e progredì rapidamente l'industria della raffinazione del petrolio. Un enorme impulso allo sviluppo dell'industria della raffinazione del petrolio è stato dato dall'invenzione e dalla rapida diffusione del motore a combustione interna alimentato a prodotti petroliferi. Anche la tecnica di lavorazione del carbon fossile è stata intensamente sviluppata, servendo non solo come uno dei principali tipi di combustibile, ma, cosa particolarmente degna di nota, che è diventata nel periodo in esame materie prime necessarie per l'industria chimica. Un ruolo importante in questa materia apparteneva alla chimica del coke. Le cokerie, che in precedenza fornivano coke alla metallurgia ferrosa, si trasformarono in imprese coke-chimiche, che producevano anche una serie di preziosi prodotti chimici: gas di cokeria, benzene grezzo, catrame di carbone e ammoniaca.
La produzione di sostanze e materiali organici sintetici iniziò a svilupparsi sulla base di prodotti per la lavorazione del petrolio e del carbone. Sono ampiamente utilizzati come materie prime e semilavorati in vari rami dell'industria chimica.
Biglietto numero 10
Obiettivi della lezione:
Addestramento:
Educativo:
Sviluppando:
Metodi e tecniche pedagogiche:
Attrezzatura: Lavagna interattiva, multimedia, libri di testo elettronici di MarSTU, Internet, raccolte "Petrolio e i principali prodotti della sua lavorazione", "Carbone e i più importanti prodotti della sua lavorazione".
Durante le lezioni
I. Momento organizzativo.
Introduco lo scopo e gli obiettivi di questa lezione.
II. Parte principale.
Le fonti naturali più importanti di idrocarburi sono: petrolio, carbone, gas di petrolio naturali e associati.
Olio - " oro nero” (Introduco gli studenti all'origine dell'olio, le principali riserve, la produzione, la composizione dell'olio, le proprietà fisiche, i prodotti raffinati).
Nel processo di rettifica, l'olio è suddiviso nelle seguenti frazioni:
Dimostro campioni di frazioni dalla collezione (la dimostrazione è accompagnata da una spiegazione).
Residuo della raffinazione del petrolio - carburante- contiene idrocarburi con il numero di atomi di carbonio da 18 a 50. Si ottiene la distillazione a pressione ridotta da olio combustibile olio solare(S 18 H 28 - S 25 H 52), oli lubrificanti(S 28 H 58 - S 38 H 78), petrolato e paraffina– miscele fusibili di idrocarburi solidi. Il residuo solido della distillazione dell'olio combustibile - catrame e prodotti della sua lavorazione - bitume e asfalto utilizzato per la fabbricazione di pavimentazioni stradali.
I prodotti ottenuti a seguito della rettifica dell'olio sono sottoposti a trattamento chimico. Uno di loro è screpolatura.
Il cracking è la decomposizione termica dei prodotti petroliferi, che porta alla formazione di idrocarburi con un minor numero di atomi di carbonio nella molecola. (Uso il libro di testo elettronico MarSTU, che racconta i tipi di cracking).
Gli studenti confrontano cracking termico e catalitico. (Diapositiva numero 16)
Cricche termiche.
La scissione delle molecole di idrocarburi procede a una temperatura più elevata (470-5500 C). Il processo procede lentamente, si formano idrocarburi con una catena non ramificata di atomi di carbonio. Nella benzina ottenuta a seguito del cracking termico, insieme agli idrocarburi saturi, sono presenti molti idrocarburi insaturi. Pertanto, questa benzina ha una maggiore resistenza all'urto rispetto alla benzina di prima distillazione. La benzina da cracking termico contiene molti idrocarburi insaturi, che sono facilmente ossidati e polimerizzati. Pertanto, questa benzina è meno stabile durante lo stoccaggio. Quando brucia, varie parti del motore possono intasarsi.
cracking catalitico.
La scissione delle molecole di idrocarburi procede in presenza di catalizzatori ea temperatura inferiore (450-5000 C). Il focus è sulla benzina. Sta cercando di ottenere di più e sicuro migliore qualità. Il cracking catalitico è apparso proprio come risultato della lunga e ostinata lotta dei petrolieri per migliorare la qualità della benzina. Rispetto al cracking termico il processo procede molto più velocemente; in questo caso non si verifica solo la scissione delle molecole di idrocarburi, ma anche la loro isomerizzazione, cioè si formano idrocarburi con una catena ramificata di atomi di carbonio. Rispetto alla benzina da cracking termico, la benzina da cracking catalitico ha una resistenza all'urto ancora maggiore.
Carbone. (Presento gli studenti all'origine del carbone, le principali riserve, l'estrazione mineraria, le proprietà fisiche, i prodotti trasformati).
Origine: (Uso il libro di testo elettronico MarGTU, dove si parla dell'origine del carbone).
Scorte principali: (diapositiva numero 18) Sulla mappa mostro agli studenti i più grandi depositi di carbone in Russia in termini di produzione: questi sono i bacini di Tunguska, Kuznetsk e Pechora.
Estrazione:(Uso il libro di testo elettronico MarGTU, dove parlano dell'estrazione del carbone).
Gas naturali e associati al petrolio. (Presento gli studenti alle principali riserve, produzione, composizione, prodotti trasformati).
III. Generalizzazione.
Nella parte generalizzante della lezione, utilizzando il programma Turning Point, ho fatto un test. Gli studenti erano armati di telecomandi. Quando una domanda appare sullo schermo, premendo il pulsante corrispondente, scelgono la risposta corretta.
1. I componenti principali del gas naturale sono:
2. Quale frazione di distillazione dell'olio contiene da 4 a 9 atomi di carbonio in una molecola?
3. Qual è il significato del cracking dell'olio pesante?
4. Quale processo non si applica alla raffinazione del petrolio?
5. Quale dei seguenti eventi è il più pericoloso per gli ecosistemi acquatici?
6. Dal metano che forma il gas naturale, ottieni:
7. Quali caratteristiche distinguono la benzina da cracking catalitico dalla benzina di prima distillazione?
Il risultato del test è immediatamente visibile sullo schermo.
Compiti a casa:§ 10, esercizio 1 - 8
Letteratura:
Obbiettivo. Generalizzare la conoscenza delle fonti naturali di composti organici e della loro lavorazione; mostrare i successi e le prospettive per lo sviluppo della petrolchimica e della chimica del coke, il loro ruolo nel progresso tecnico del Paese; approfondire le conoscenze dal corso di geografia economica sull'industria del gas, le moderne direzioni della lavorazione del gas, le materie prime e i problemi energetici; sviluppare l'indipendenza nel lavorare con un libro di testo, riferimenti e letteratura scientifica popolare.
PIANO
sorgenti naturali idrocarburi. Gas naturale. Gas di petrolio associati.
Olio e prodotti petroliferi, loro applicazione.
Cracking termico e catalitico.
La produzione di coke e il problema dell'ottenimento del combustibile liquido.
Dalla storia dello sviluppo di OJSC Rosneft-KNOS.
La capacità produttiva dell'impianto. Prodotti artigianali.
Comunicazione con il laboratorio chimico.
Protezione ambientale in fabbrica.
Pianta piani per il futuro.
Prima del Grande Guerra patriottica riserve industriali gas naturale erano conosciuti nella regione dei Carpazi, nel Caucaso, nella regione del Volga e nel nord (Komi ASSR). Lo studio delle riserve di gas naturale era associato solo all'esplorazione petrolifera. Le riserve industriali di gas naturale nel 1940 ammontavano a 15 miliardi di m 3 . Quindi furono scoperti giacimenti di gas nel Caucaso settentrionale, Transcaucasia, Ucraina, regione del Volga, Asia centrale,
Siberia occidentale e in Estremo Oriente. Sul
Al 1° gennaio 1976 le riserve esplorate di gas naturale ammontavano a 25,8 trilioni di m 3, di cui 4,2 trilioni di m 3 (16,3%) nella parte europea dell'URSS, 21,6 trilioni di m 3 (83,7 %), inclusi
18,2 trilioni di m 3 (70,5%) - in Siberia e in Estremo Oriente, 3,4 trilioni di m 3 (13,2%) - in Asia centrale e Kazakistan. Al 1 gennaio 1980, le riserve potenziali di gas naturale ammontavano a 80-85 trilioni di m 3 , esplorate - 34,3 trilioni di m 3 . Inoltre, le riserve sono aumentate principalmente a causa della scoperta di giacimenti nella parte orientale del paese - le riserve esplorate erano a un livello di circa
30,1 trilioni di m 3, pari all'87,8% di tutta l'Unione.
Oggi la Russia detiene il 35% delle riserve mondiali di gas naturale, ovvero oltre 48 trilioni di m 3 . Le principali aree di presenza di gas naturale in Russia e nei paesi della CSI (giacimenti):
Provincia del petrolio e del gas della Siberia occidentale:
Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye, Nadymskoye, Tazovskoye - Distretto autonomo di Yamalo-Nenets;
Pokhromskoye, Igrimskoye - Regione gassosa di Berezovskaya;
Meldzhinskoye, Luginetskoye, Ust-Silginskoye - Regione di gas di Vasyugan.
Provincia del petrolio e del gas del Volga-Ural:
il più significativo è Vuktylskoye, nella regione del petrolio e del gas di Timan-Pechora.
Asia centrale e Kazakistan:
il più significativo in Asia centrale è Gazli, nella valle di Ferghana;
Kyzylkum, Bairam-Ali, Darvaza, Achak, Shatlyk.
Caucaso settentrionale e Transcaucasia:
Karadag, Duvanny - Azerbaigian;
Luci del Daghestan - Daghestan;
Severo-Stavropolskoye, Pelagiadinskoye - Territorio di Stavropol;
Leningradskoye, Maykopskoye, Staro-Minskoye, Berezanskoye - Territorio di Krasnodar.
Inoltre, i giacimenti di gas naturale sono noti in Ucraina, Sakhalin e in Estremo Oriente.
In termini di riserve di gas naturale, spicca la Siberia occidentale (Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye). Le riserve industriali qui raggiungono i 14 trilioni di m 3 . I giacimenti di gas condensato di Yamal (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye, ecc.) stanno assumendo una particolare importanza. Sulla loro base, il progetto Yamal-Europe è in fase di attuazione.
La produzione di gas naturale è altamente concentrata e focalizzata sulle aree con i giacimenti più grandi e redditizi. Solo cinque depositi - Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye e Orenburgskoye - contengono la metà di tutte le riserve industriali della Russia. Le riserve di Medvezhye sono stimate a 1,5 trilioni di m 3 , e quelle di Urengoy a 5 trilioni di m 3 .
La caratteristica successiva è l'ubicazione dinamica dei siti di produzione di gas naturale, che si spiega con la rapida espansione dei confini delle risorse identificate, nonché con la relativa facilità ed economicità del loro coinvolgimento nello sviluppo. In breve tempo i principali centri di estrazione del gas naturale si spostarono dalla regione del Volga all'Ucraina, nel Caucaso settentrionale. Ulteriori spostamenti territoriali furono causati dallo sviluppo di depositi nella Siberia occidentale, nell'Asia centrale, negli Urali e nel nord.
Dopo il crollo dell'URSS in Russia, c'è stato un calo del volume della produzione di gas naturale. Il calo è stato osservato principalmente nella regione economica settentrionale (8 miliardi di m 3 nel 1990 e 4 miliardi di m 3 nel 1994), negli Urali (43 miliardi di m 3 e 35 miliardi di m e
555 miliardi di m 3) e nel Caucaso settentrionale (6 e 4 miliardi di m 3). La produzione di gas naturale è rimasta allo stesso livello nella regione del Volga (6 miliardi di metri cubi) e nelle regioni economiche dell'Estremo Oriente.
Alla fine del 1994 si è registrata una tendenza al rialzo dei livelli di produzione.
Dalle repubbliche ex URSS Federazione Russa dà più gas, al secondo posto c'è il Turkmenistan (più di 1/10), seguito da Uzbekistan e Ucraina.
Di particolare importanza è l'estrazione di gas naturale sulla piattaforma dell'Oceano Mondiale. Nel 1987 i giacimenti offshore producevano 12,2 miliardi di m 3 , pari a circa il 2% del gas prodotto nel Paese. La produzione di gas associato nello stesso anno è stata di 41,9 miliardi di metri cubi. Per molte aree, una delle riserve di combustibile gassoso è la gassificazione del carbone e dello scisto. La gassificazione sotterranea del carbone viene effettuata nel Donbass (Lysichansk), nel Kuzbass (Kiselevsk) e nel bacino di Mosca (Tula).
Il gas naturale è stato e rimane un importante prodotto di esportazione nel commercio estero russo.
I principali centri di lavorazione del gas naturale si trovano negli Urali (Orenburg, Shkapovo, Almetyevsk), nella Siberia occidentale (Nizhnevartovsk, Surgut), nella regione del Volga (Saratov), nel Caucaso settentrionale (Grozny) e in altri gas- province portanti. Si può notare che gli impianti di trattamento del gas tendono a fonti di materie prime: depositi e grandi gasdotti.
L'uso più importante del gas naturale è come combustibile. Recentemente, c'è stata una tendenza verso un aumento della quota di gas naturale nel bilancio dei combustibili del Paese.
Il gas naturale più apprezzato con un alto contenuto di metano è Stavropol (97,8% CH 4), Saratov (93,4%), Urengoy (95,16%).
Le riserve di gas naturale sul nostro pianeta sono molto grandi (circa 1015 m 3). In Russia sono noti più di 200 depositi, si trovano nella Siberia occidentale, nel bacino del Volga-Urali, nel Caucaso settentrionale. La Russia detiene il primo posto al mondo in termini di riserve di gas naturale.
Il gas naturale è il tipo di combustibile più prezioso. Quando il gas viene bruciato, viene rilasciato molto calore, quindi funge da combustibile efficiente dal punto di vista energetico ed economico in caldaie, altiforni, forni a focolare aperto e forni per la fusione del vetro. L'uso del gas naturale nella produzione consente di aumentare significativamente la produttività del lavoro.
Il gas naturale è una fonte di materie prime per l'industria chimica: produzione di acetilene, etilene, idrogeno, fuliggine, varie materie plastiche, acido acetico, coloranti, medicinali e altri prodotti.
Gas di petrolio associato- questo è un gas che esiste insieme al petrolio, è disciolto nell'olio e si trova sopra di esso, formando un "tappo del gas", sotto pressione. All'uscita dal pozzo, la pressione scende e il gas associato viene separato dall'olio. Questo gas non veniva utilizzato in passato, ma veniva semplicemente bruciato. Attualmente viene catturato e utilizzato come combustibile e preziosa materia prima chimica. Le possibilità di utilizzo dei gas associati sono ancora più ampie di quelle del gas naturale. la loro composizione è più ricca. I gas associati contengono meno metano del gas naturale, ma contengono molti più omologhi del metano. Per un utilizzo più razionale del gas associato, esso viene suddiviso in miscele di composizione più ristretta. Dopo la separazione si ottengono benzina gassosa, propano e butano, gas secco. Vengono estratti anche singoli idrocarburi: etano, propano, butano e altri. Deidrogenandoli si ottengono idrocarburi insaturi: etilene, propilene, butilene, ecc.
L'olio è un liquido oleoso con un odore pungente. Si trova in molti posti il globo, impregnando rocce porose a varie profondità.
Secondo la maggior parte degli scienziati, il petrolio è i resti geochimicamente alterati di piante e animali che un tempo abitavano il globo. Questa teoria dell'origine organica dell'olio è supportata dal fatto che l'olio contiene alcune sostanze azotate, i prodotti di decomposizione di sostanze presenti nei tessuti vegetali. Esistono anche teorie sull'origine inorganica del petrolio: la sua formazione a seguito dell'azione dell'acqua negli strati del globo sui carburi metallici caldi (composti di metalli con carbonio), seguita da un cambiamento negli idrocarburi risultanti sotto l'influenza di alta temperatura, alta pressione, esposizione a metalli, aria, idrogeno, ecc.
Quando il petrolio viene estratto dagli strati petroliferi, che a volte si trovano nella crosta terrestre a una profondità di diversi chilometri, il petrolio viene in superficie sotto la pressione dei gas situati su di esso o viene pompato fuori dalle pompe.
L'industria petrolifera oggi è un grande complesso economico nazionale che vive e si sviluppa secondo le proprie leggi. Cosa significa petrolio oggi per l'economia nazionale del Paese? Il petrolio è una materia prima per la petrolchimica nella produzione di gomma sintetica, alcoli, polietilene, polipropilene, un'ampia gamma di varie materie plastiche e prodotti finiti da esse, tessuti artificiali; una fonte per la produzione di carburanti per motori (benzina, cherosene, gasolio e carburanti per aerei), oli e lubrificanti, nonché combustibile per caldaie e fornaci (olio combustibile), materiali da costruzione (bitume, catrame, asfalto); materia prima per l'ottenimento di una serie di preparati proteici utilizzati come additivi nei mangimi per il bestiame per stimolarne la crescita.
Il petrolio è la nostra ricchezza nazionale, la fonte del potere del paese, il fondamento della sua economia. Il complesso petrolifero della Russia comprende 148mila pozzi petroliferi, 48,3mila km di principali oleodotti, 28 raffinerie di petrolio con una capacità totale di oltre 300 milioni di tonnellate di petrolio all'anno, nonché un gran numero di altri impianti di produzione.
Circa 900.000 dipendenti sono impiegati nelle imprese dell'industria petrolifera e delle sue industrie di servizi, comprese circa 20.000 persone nel campo della scienza e dei servizi scientifici.
Negli ultimi decenni si sono verificati cambiamenti fondamentali nella struttura dell'industria dei combustibili associati a una diminuzione della quota dell'industria del carbone e alla crescita delle industrie di produzione e trasformazione di petrolio e gas. Se nel 1940 ammontavano al 20,5%, nel 1984 al 75,3% della produzione totale di combustibile minerale. Ora il gas naturale e il carbone a cielo aperto stanno venendo alla ribalta. Il consumo di petrolio a fini energetici sarà ridotto, al contrario, si espanderà il suo utilizzo come materia prima chimica. Attualmente, nella struttura del bilancio combustibili ed energia, il petrolio e il gas rappresentano il 74%, mentre la quota del petrolio è in calo, mentre la quota del gas è in crescita e si attesta intorno al 41%. La quota di carbone è del 20%, il restante 6% è di energia elettrica.
La raffinazione del petrolio fu avviata per la prima volta dai fratelli Dubinin nel Caucaso. La raffinazione primaria del petrolio consiste nella sua distillazione. La distillazione viene effettuata nelle raffinerie dopo la separazione dei gas di petrolio.
Dall'olio vengono isolati una varietà di prodotti di grande importanza pratica. In primo luogo, gli idrocarburi gassosi disciolti (principalmente metano) vengono rimossi da esso. Dopo la distillazione degli idrocarburi volatili, l'olio viene riscaldato. I primi a passare allo stato di vapore e gli idrocarburi vengono distillati via con no un largo numero atomi di carbonio in una molecola avente un punto di ebollizione relativamente basso. All'aumentare della temperatura della miscela, vengono distillati gli idrocarburi con un punto di ebollizione più elevato. In questo modo si possono raccogliere singole miscele (frazioni) di olio. Molto spesso, con questa distillazione, si ottengono quattro frazioni volatili, che vengono poi sottoposte a ulteriore separazione.
Le principali frazioni di olio sono le seguenti.
Frazione di benzina, raccolto da 40 a 200 ° C, contiene idrocarburi da C 5 H 12 a C 11 H 24. Dopo ulteriore distillazione della frazione isolata, benzina (t kip = 40–70 °C), benzina
(t kip \u003d 70–120 ° С) - aviazione, automobile, ecc.
Frazione nafta, raccolto nell'intervallo da 150 a 250 ° C, contiene idrocarburi da C 8 H 18 a C 14 H 30. La nafta è usata come carburante per i trattori. Grandi quantità di nafta vengono trasformate in benzina.
Frazione di cherosene comprende idrocarburi da C 12 H 26 a C 18 H 38 con punto di ebollizione da 180 a 300 °C. Il cherosene, dopo essere stato raffinato, viene utilizzato come carburante per trattori, aerei a reazione e razzi.
Frazione gasolio (t balla > 275 °C), altrimenti chiamato Carburante diesel.
Residuo dopo la distillazione dell'olio - carburante- contiene idrocarburi con un gran numero di atomi di carbonio (fino a molte decine) nella molecola. L'olio combustibile viene anche frazionato mediante distillazione a pressione ridotta per evitare la decomposizione. Di conseguenza, ottieni oli solari(Carburante diesel), oli lubrificanti(autotrazione, aviazione, industriale, ecc.), petrolato(la vaselina tecnica viene utilizzata per lubrificare i prodotti in metallo al fine di proteggerli dalla corrosione, la vaselina purificata viene utilizzata come base per cosmetici e in medicina). Da alcuni tipi di olio paraffina(per la produzione di fiammiferi, candele, ecc.). Dopo la distillazione dei componenti volatili dall'olio combustibile rimane catrame. È ampiamente utilizzato nella costruzione di strade. Oltre alla trasformazione in oli lubrificanti, viene utilizzato anche l'olio combustibile come carburante liquido negli impianti di caldaie. La benzina ottenuta durante la distillazione del petrolio non è sufficiente a coprire tutti i fabbisogni. Nel migliore dei casi, dal petrolio si può ottenere fino al 20% della benzina, il resto sono prodotti altobollenti. A questo proposito, la chimica ha affrontato il compito di trovare modi per ottenere benzina in grandi quantità. Un modo conveniente è stato trovato con l'aiuto della teoria della struttura dei composti organici creata da A.M. Butlerov. I prodotti della distillazione dell'olio ad alto punto di ebollizione non sono adatti all'uso come carburante per motori. Il loro alto punto di ebollizione è dovuto al fatto che le molecole di tali idrocarburi sono catene troppo lunghe. Se vengono scomposte grandi molecole contenenti fino a 18 atomi di carbonio, si ottengono prodotti bassobollenti come la benzina. Questa strada fu seguita dall'ingegnere russo V. G. Shukhov, che nel 1891 sviluppò un metodo per la scissione di idrocarburi complessi, in seguito chiamato cracking (che significa scissione).
Il miglioramento fondamentale del cracking è stata l'introduzione pratica del processo di cracking catalitico. Questo processo fu eseguito per la prima volta nel 1918 da N.D. Zelinsky. Il cracking catalitico ha permesso di ottenere benzina per aviazione su larga scala. Nelle unità di cracking catalitico ad una temperatura di 450 °C, sotto l'azione dei catalizzatori, si scindono lunghe catene di carbonio.
I principali metodi di lavorazione per le frazioni di petrolio sono diversi tipi screpolatura. Per la prima volta (1871-1878), il cracking del petrolio fu eseguito su scala di laboratorio e semi-industriale da AA Letniy, un impiegato dell'Istituto tecnologico di San Pietroburgo. Il primo brevetto per un impianto di cracking fu depositato da Shukhov nel 1891. Il cracking si è diffuso nell'industria dagli anni '20.
Il cracking è la decomposizione termica degli idrocarburi e di altri costituenti del petrolio. Maggiore è la temperatura, il più velocità cracking e maggiore resa di gas e idrocarburi aromatici.
Il cracking delle frazioni petrolifere, oltre ai prodotti liquidi, produce una materia prima di fondamentale importanza: i gas contenenti idrocarburi insaturi (olefine).
Esistono i seguenti tipi principali di cracking:
fase liquida
(20–60 atm, 430–550 °C), fornisce benzina insatura e satura, la resa della benzina è di circa il 50%, i gas del 10%;
spazio di testa(normale o bassa pressione, 600 °C), dà benzina aromatica insatura, la resa è inferiore rispetto al cracking in fase liquida, si forma una grande quantità di gas;
pirolisi
olio (pressione normale o ridotta, 650–700 °C), dà una miscela di idrocarburi aromatici (pirobenzene), resa di circa il 15%, più della metà della materia prima viene trasformata in gas;
idrogenazione distruttiva
(pressione idrogeno 200–250 atm, 300–400 °C in presenza di catalizzatori - ferro, nichel, tungsteno, ecc.), dà benzina marginale con una resa fino al 90%;
cracking catalitico
(300–500 °C in presenza di catalizzatori - AlCl 3 , alluminosilicati, MoS 3 , Cr 2 O 3 , ecc.), fornisce prodotti gassosi e benzina di alta qualità con una predominanza di idrocarburi aromatici e saturi di isostruttura.
Nella tecnologia, il cosiddetto riforma catalitica– conversione di benzine di bassa gradazione in benzine di alta gradazione ad alto numero di ottani o idrocarburi aromatici.
Le principali reazioni durante il cracking sono le reazioni di scissione delle catene di idrocarburi, isomerizzazione e ciclizzazione. I radicali liberi degli idrocarburi svolgono un ruolo enorme in questi processi.
Azioni carbon fossile in natura superano di gran lunga le riserve di petrolio. Pertanto, il carbone è il tipo più importante di materia prima per l'industria chimica.
Attualmente, l'industria utilizza diversi metodi di lavorazione del carbone: distillazione a secco (coking, semi-coking), idrogenazione, combustione incompleta e produzione di carburo di calcio.
La distillazione a secco del carbone viene utilizzata per ottenere coke nella metallurgia o nel gas domestico. Quando si ottengono carbone da coke, coke, catrame di carbone, acqua di catrame e gas da coke.
Catrame di carbone contiene un'ampia varietà di composti aromatici e altri composti organici. Viene separato in diverse frazioni mediante distillazione a pressione normale. Dal catrame di carbone si ottengono idrocarburi aromatici, fenoli, ecc.
gas di cokeria contengono principalmente metano, etilene, idrogeno e monossido di carbonio (II). Alcuni vengono bruciati, altri riciclati.
L'idrogenazione del carbone viene effettuata a 400–600 °C sotto una pressione di idrogeno fino a 250 atm in presenza di un catalizzatore, ossidi di ferro. Si ottiene così una miscela liquida di idrocarburi, che solitamente viene sottoposta ad idrogenazione su Nichel o altri catalizzatori. I carboni marroni di bassa qualità possono essere idrogenati.
Il carburo di calcio CaC 2 è ottenuto da carbone (coke, antracite) e calce. Successivamente viene convertito in acetilene, che viene utilizzato nell'industria chimica di tutti i paesi su scala sempre crescente.
La storia dello sviluppo dell'impianto è strettamente legata all'industria petrolifera e del gas del Kuban.
L'inizio della produzione di petrolio nel nostro paese è un lontano passato. Torna nel X secolo. L'Azerbaigian ha scambiato petrolio con vari paesi. Nel Kuban, lo sviluppo petrolifero industriale iniziò nel 1864 nella regione di Maykop. Su richiesta del capo della regione del Kuban, il generale Karmalin, D.I. Mendeleev nel 1880 diede un'opinione sul contenuto di petrolio del Kuban: Ilskaya".
Durante gli anni dei primi piani quinquennali, fu svolto un lavoro di prospezione su larga scala e iniziò la produzione commerciale di petrolio. Il gas di petrolio associato è stato parzialmente utilizzato come combustibile domestico negli insediamenti dei lavoratori e la maggior parte di questo prezioso prodotto è stata bruciata. Per porre fine allo spreco di risorse naturali, nel 1952 il Ministero dell'industria petrolifera dell'URSS decise di costruire un impianto di gas e benzina nel villaggio di Afipsky.
Nel 1963 fu firmato un atto per la messa in servizio della prima fase dell'impianto di gas e benzina Afipsky.
All'inizio del 1964 iniziò la lavorazione dei gas condensati Territorio di Krasnodar con la produzione di benzina A-66 e gasolio. La materia prima era il gas di Kanevsky, Berezansky, Leningradsky, Maikopsky e altri grandi giacimenti. Migliorando la produzione, il personale dell'impianto ha dominato la produzione di benzina per aviazione B-70 e benzina A-72.
Nell'agosto 1970 entrano in funzione due nuove unità tecnologiche per il trattamento del gas condensato con produzione di aromatici (benzene, toluene, xilene): un'unità di distillazione secondaria e un'unità di reforming catalitico. Allo stesso tempo, sono stati costruiti impianti di trattamento con trattamento biologico delle acque reflue e la base di materie prime e materie prime dell'impianto.
Nel 1975 è stato messo in funzione un impianto per la produzione di xileni e nel 1978 è stato messo in funzione un impianto di demetilazione del toluene di importazione. L'impianto è diventato uno dei leader nel Minnefteprom per la produzione di idrocarburi aromatici per l'industria chimica.
Al fine di migliorare la struttura gestionale dell'impresa e l'organizzazione delle unità produttive, nel gennaio 1980 è stata costituita l'associazione di produzione Krasnodarnefteorgsintez. L'associazione comprendeva tre impianti: il sito di Krasnodar (in funzione dall'agosto 1922), la raffineria di petrolio Tuapse (in funzione dal 1929) e la raffineria di petrolio Afipsky (in funzione dal dicembre 1963).
Nel dicembre 1993, l'impresa è stata riorganizzata e nel maggio 1994 Krasnodarnefteorgsintez OJSC è stata ribattezzata Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC.
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