As principais fontes naturais de hidrocarbonetos são petróleo, gás, carvão. A maioria das substâncias são isoladas deles química orgânica. Mais sobre esta aula matéria orgânica falamos abaixo.
Os hidrocarbonetos são a classe mais extensa de substâncias orgânicas. Estes incluem classes de compostos acíclicos (lineares) e cíclicos. Aloque hidrocarbonetos saturados (limite) e insaturados (insaturados).
Os hidrocarbonetos saturados incluem compostos com ligações simples:
Os hidrocarbonetos insaturados incluem substâncias com ligações múltiplas:
Separadamente, distingue-se uma classe de arenos ou hidrocarbonetos aromáticos contendo um anel benzênico.
Arroz. 1. Classificação dos hidrocarbonetos.
Hidrocarbonetos gasosos e líquidos são isolados de minerais. A tabela descreve as fontes naturais de hidrocarbonetos com mais detalhes.
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Fonte |
Tipos |
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Alcanos, cicloalcanos, arenos, oxigênio, nitrogênio, compostos de enxofre |
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Metano com impurezas (não mais de 5%): propano, butano, dióxido de carbono, nitrogênio, sulfeto de hidrogênio, vapor de água. O gás natural contém mais metano do que o gás associado |
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Carbono, hidrogênio, enxofre, nitrogênio, oxigênio, hidrocarbonetos |
Mais de 600 bilhões de m 3 de gás, 500 milhões de toneladas de petróleo e 300 milhões de toneladas de carvão são produzidos anualmente na Rússia.
Os minerais são usados em uma forma processada. A hulha é calcinada sem acesso ao oxigénio (processo de coqueificação) para isolar várias frações:
Arroz. 2. Coqueificação.
Um dos principais ramos da indústria mundial é o refino de petróleo. O petróleo extraído das entranhas da terra é chamado bruto. Está sendo processado. Realizado pela primeira vez limpeza mecânica das impurezas, então o óleo refinado é destilado para obter várias frações. A tabela descreve as principais frações de óleo.
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Fração |
Composto |
O que eles ganham |
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Alcanos gasosos de metano a butano |
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Gasolina |
Alcanos de pentano (C 5 H 12) a undecano (C 11 H 24) |
Gasolina, éteres |
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Nafta |
Alcanos de octano (C 8 H 18) a tetradecano (C 14 H 30) |
Nafta (gasolina pesada) |
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Querosene |
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Diesel |
Alcanos de tridecano (C 13 H 28) a nonadecano (C 19 H 36) |
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Alcanos de pentadecano (C 15 H 32) a pentacontano (C 50 H 102) |
Óleos lubrificantes, vaselina, betume, parafina, alcatrão |
Arroz. 3. Destilação do óleo.
Os hidrocarbonetos são usados para produzir plásticos, fibras, medicamentos. Metano e propano são usados como combustíveis domésticos. O coque é usado na produção de ferro e aço. Ácido nítrico, amônia, fertilizantes são produzidos a partir de água de amônia. O alcatrão é usado na construção.
Do tópico da lição, aprendemos de quais fontes naturais os hidrocarbonetos são isolados. Petróleo, carvão, gases naturais e associados são usados como matérias-primas para compostos orgânicos. Os minerais são purificados e divididos em frações, das quais são obtidas substâncias adequadas para produção ou uso direto. Combustíveis líquidos e óleos são produzidos a partir do petróleo. Os gases contêm metano, propano, butano usado como combustível doméstico. A partir de carvão duro alocar matérias-primas líquidas e sólidas para a produção de ligas, fertilizantes, medicamentos.
Classificação média: 4.2. Total de avaliações recebidas: 289.
Lições objetivas:
Treinamento:
Educacional:
Em desenvolvimento:
Métodos e técnicas pedagógicas:
Equipamento: Lousa interativa, multimídia, livros didáticos eletrônicos de MarSTU, Internet, coleções "Petróleo e os principais produtos de seu processamento", "Carvão e os produtos mais importantes de seu processamento".
Durante as aulas
I. Momento organizacional.
Apresento o propósito e os objetivos desta lição.
II. Parte principal.
As fontes naturais de hidrocarbonetos mais importantes são: petróleo, carvão, hidrocarbonetos naturais e associados. gás de petróleo s.
Óleo - " ouro Preto” (Apresento aos alunos a origem do petróleo, as principais reservas, produção, composição do petróleo, propriedades físicas, produtos refinados).
No processo de retificação, o óleo é dividido nas seguintes frações:
Eu demonstro amostras de frações da coleção (a demonstração é acompanhada de uma explicação).
Resíduo de refino de petróleo - óleo combustível- contém hidrocarbonetos com o número de átomos de carbono de 18 a 50. Obtém-se a destilação sob pressão reduzida do óleo combustível óleo solar(S 18 H 28 - S 25 H 52), óleos lubrificantes(S 28 H 58 - S 38 H 78), petrolato e parafina– misturas fusíveis de hidrocarbonetos sólidos. O resíduo sólido da destilação do óleo combustível - alcatrão e produtos do seu processamento - betume e asfalto utilizados para a fabricação de superfícies de estradas.
Os produtos obtidos como resultado da retificação do óleo são submetidos a processamento químico. Uma delas é rachando.
O craqueamento é a decomposição térmica de produtos petrolíferos, que leva à formação de hidrocarbonetos com menor número de átomos de carbono na molécula. (Eu uso o livro eletrônico MarSTU, que fala sobre os tipos de rachaduras).
Os alunos comparam o craqueamento térmico e catalítico. (Slide número 16)
Craqueamento térmico.
A divisão das moléculas de hidrocarbonetos ocorre a uma temperatura mais alta (470-5500 C). O processo prossegue lentamente, formam-se hidrocarbonetos com uma cadeia não ramificada de átomos de carbono. Na gasolina obtida como resultado do craqueamento térmico, juntamente com os hidrocarbonetos saturados, existem muitos hidrocarbonetos insaturados. Portanto, esta gasolina tem uma resistência à detonação maior do que a gasolina de corrida direta. A gasolina de craqueamento térmico contém muitos hidrocarbonetos insaturados, que são facilmente oxidados e polimerizados. Portanto, esta gasolina é menos estável durante o armazenamento. Quando queima, várias partes do motor podem ficar entupidas.
craqueamento catalítico.
A divisão das moléculas de hidrocarbonetos ocorre na presença de catalisadores e a uma temperatura mais baixa (450-5000 C). O foco está na gasolina. Está tentando obter mais e com certeza melhor qualidade. O craqueamento catalítico surgiu precisamente como resultado da luta teimosa e de longo prazo dos petroleiros para melhorar a qualidade da gasolina. Comparado ao craqueamento térmico, o processo é muito mais rápido; neste caso, ocorre não apenas a separação das moléculas de hidrocarbonetos, mas também sua isomerização, ou seja, hidrocarbonetos com uma cadeia ramificada de átomos de carbono são formados. Em comparação com a gasolina craqueada termicamente, a gasolina craqueada catalítica tem uma resistência à detonação ainda maior.
Carvão. (Apresento aos alunos a origem do carvão, as principais reservas, mineração, propriedades físicas, produtos processados).
Origem: (Eu uso o livro eletrônico MarGTU, onde eles falam sobre a origem do carvão).
Principais ações: (slide número 18) No mapa, mostro aos alunos os maiores depósitos de carvão da Rússia em termos de produção - são as bacias de Tunguska, Kuznetsk e Pechora.
Mineração:(Eu uso o livro eletrônico MarGTU, onde eles falam sobre mineração de carvão).
Gases naturais e derivados do petróleo. (Apresento aos alunos as principais reservas, produção, composição, produtos processados).
III. Generalização.
Na parte de generalização da aula, usando o programa Turning Point, fiz um teste. Os alunos estavam armados com controles remotos. Quando uma pergunta aparece na tela, ao pressionar o botão correspondente, eles escolhem a resposta correta.
1. Componentes principais gás natural são:
2. Que fração da destilação do óleo contém de 4 a 9 átomos de carbono em uma molécula?
3. Qual é o significado de craqueamento de óleo pesado?
4. Qual processo não se aplica ao refino de petróleo?
5. Qual dos seguintes eventos é o mais perigoso para os ecossistemas aquáticos?
6. Do gás natural formando metano, obtenha:
7. Que características distinguem a gasolina de cracking catalítico da gasolina de destilação direta?
O resultado do teste é imediatamente visível na tela.
Trabalho de casa:§ 10, exercício 1 - 8
Literatura:
FONTES NATURAIS DE HIDROCARBONETOS
Os hidrocarbonetos são todos tão diferentes -
Líquido, sólido e gasoso.
Por que existem tantos deles na natureza?
É um carbono insaciável.
De fato, esse elemento, como nenhum outro, é “insaciável”: ele se esforça para formar cadeias, retas e ramificadas, depois anéis, depois grades de uma multidão de seus átomos. Daí os muitos compostos de átomos de carbono e hidrogênio.
Os hidrocarbonetos são gás natural - metano e outro gás combustível doméstico, que é preenchido com cilindros - propano C 3 H 8. Os hidrocarbonetos são petróleo, gasolina e querosene. E também - um solvente orgânico C 6 H 6, parafina, da qual são feitas as velas de Ano Novo, vaselina de uma farmácia e até saco de plástico para embalagem de produtos...
As fontes naturais mais importantes de hidrocarbonetos são minerais - carvão, petróleo, gás.
CARVÃO
Mais conhecido no mundo 36 mil bacias e depósitos de carvão, que juntos ocupam 15% território o Globo. Campos de carvão podem se estender por milhares de quilômetros. No total, as reservas geológicas gerais de carvão no globo são 5 trilhões 500 bilhões de toneladas, incluindo jazidas exploradas - 1 trilhão 750 bilhões de toneladas.
Existem três tipos principais de carvões fósseis. Ao queimar carvão marrom, antracito, a chama é invisível, a combustão é sem fumaça e o carvão faz um estalo alto ao queimar.
Antraciteé o carvão fóssil mais antigo. Difere na grande densidade e brilho. Contém até 95% carbono.
Carvão- contém até 99% carbono. De todos os carvões fósseis, é o mais utilizado.
carvão marrom- contém até 72% carbono. Tem uma cor marrom. Como o carvão fóssil mais jovem, muitas vezes retém traços da estrutura da árvore da qual foi formado. Difere em alta higroscopicidade e alto teor de cinzas ( de 7% para 38%), por isso, é usado apenas como combustível local e como matéria-prima para processamento químico. Em particular, espécies valiosas são obtidas por sua hidrogenação. combustível líquido: gasolina e querosene.
Principal de carbono componente carvão ( 99% ), carvão marrom ( até 72%). A origem do nome carbono, ou seja, “carvão portador”. Da mesma forma, o nome latino "carboneum" na base contém a raiz carbo-carvão.
Assim como o petróleo, o carvão contém uma grande quantidade de matéria orgânica. Além de substâncias orgânicas, também inclui substâncias inorgânicas, como água, amônia, sulfeto de hidrogênio e, claro, o próprio carbono - carvão. Uma das principais formas de processamento do carvão é a coqueificação - calcinação sem acesso aéreo. Como resultado do coqueamento, que é realizado a uma temperatura de 1000 0 C, é formado o seguinte:
gás de coqueria- é constituído por hidrogénio, metano, monóxido de carbono e dióxido de carbono, impurezas de amoníaco, azoto e outros gases.
Alcatrão de carvão - contém várias centenas de substâncias orgânicas diferentes, incluindo benzeno e seus homólogos, fenol e álcoois aromáticos, naftaleno e vários compostos heterocíclicos.
Top-tar ou água de amônia - contendo, como o nome indica, amônia dissolvida, bem como fenol, sulfeto de hidrogênio e outras substâncias.
Coca– resíduo sólido de coque, carbono praticamente puro.
O coque é usado na produção de ferro e aço, a amônia é usada na produção de nitrogênio e fertilizantes combinados, e a importância dos produtos orgânicos de coque não pode ser superestimada. Qual é a geografia de distribuição desse mineral?
A parte principal dos recursos de carvão cai no hemisfério norte - Ásia, América do Norte, Eurásia. Que países se destacam em termos de reservas e produção de carvão?
China, EUA, Índia, Austrália, Rússia.
Os países são os principais exportadores de carvão.
EUA, Austrália, Rússia, África do Sul.
principais centros de importação.
Japão, Europa estrangeira.
É um combustível muito ambientalmente sujo. Explosões e incêndios de metano ocorrem durante a mineração de carvão, e surgem certos problemas ambientais.
Poluição ambiental - trata-se de qualquer mudança indesejável no estado deste ambiente como resultado de atividades humanas. Isso também acontece na mineração. Imagine uma situação em uma área de mineração de carvão. Juntamente com o carvão, uma enorme quantidade de estéril sobe à superfície, que, como desnecessária, é simplesmente enviada para lixões. Formado gradualmente montes de lixo- enormes montanhas de estéril, com dezenas de metros de altura, em forma de cone, que distorcem a aparência da paisagem natural. E todo o carvão levantado à superfície será necessariamente exportado para o consumidor? Claro que não. Afinal, o processo não é hermético. Uma enorme quantidade de pó de carvão se deposita na superfície da Terra. Como resultado, a composição dos solos e das águas subterrâneas muda, o que inevitavelmente afetará o animal e mundo vegetal distrito.
O carvão contém carbono radioativo - C, mas depois de queimar o combustível, a substância perigosa, juntamente com a fumaça, entra no ar, na água, no solo e é cozida em escória ou cinza, que é usada para produzir materiais de construção. Como resultado, em prédios residenciais paredes e tetos “brilham” e representam uma ameaça à saúde humana.
ÓLEO
O petróleo é conhecido pela humanidade desde os tempos antigos. Nas margens do Eufrates, foi extraído
6-7 mil anos aC uh . Era usado para iluminar habitações, preparar argamassas, como remédios e unguentos, e para embalsamar. O petróleo no mundo antigo era uma arma formidável: rios de fogo derramavam sobre as cabeças daqueles que invadiram as muralhas da fortaleza, flechas ardentes mergulhadas em óleo voaram para as cidades sitiadas. O petróleo era parte integrante do agente incendiário que entrou na história com o nome "fogo grego" Na Idade Média, era usado principalmente para iluminação pública.
Mais de 600 bacias de petróleo e gás foram exploradas, 450 estão sendo desenvolvidas , e o número total de campos de petróleo chega a 50 mil.
Distinguir entre óleo leve e pesado. O óleo leve é extraído do subsolo por bombas ou pelo método da fonte. Principalmente gasolina e querosene são feitos de tal óleo. Graus pesados de petróleo às vezes são extraídos até mesmo pelo método de mina (na República Komi), e betume, óleo combustível e vários óleos são preparados a partir dele.
O petróleo é o combustível mais versátil, de alto teor calórico. Sua extração é relativamente simples e barata, pois ao extrair o petróleo, não há necessidade de rebaixar as pessoas no subsolo. O transporte de petróleo através de oleodutos não é um grande problema. A principal desvantagem deste tipo de combustível é a baixa disponibilidade de recursos (cerca de 50 anos ) . As reservas geológicas gerais são iguais a 500 bilhões de toneladas, incluindo 140 bilhões de toneladas exploradas .
NO 2007 Cientistas russos provaram à comunidade mundial que as cordilheiras submarinas de Lomonosov e Mendeleev, localizadas no Oceano Ártico, são uma zona de plataforma do continente e, portanto, pertencem à Federação Russa. O professor de química falará sobre a composição do óleo, suas propriedades.
O petróleo é um "pacote de energia". Com apenas 1 ml, você pode aquecer um balde inteiro de água em um grau e, para ferver um balde de samovar, você precisa de menos de meio copo de óleo. Em termos de concentração de energia por unidade de volume, o petróleo ocupa o primeiro lugar entre as substâncias naturais. Nem mesmo os minérios radioativos podem competir com ela nesse aspecto, pois seu conteúdo substancias radioativas tão pequeno que para extrair 1mg. Combustível nuclear para reciclar toneladas pedras.
O petróleo não é apenas a base do complexo de combustível e energia de qualquer estado.
Aqui, as famosas palavras de D. I. Mendeleev estão no lugar “Queimar óleo é o mesmo que aquecer uma fornalha notas". Cada gota de óleo contém mais de 900 vários compostos químicos, mais da metade dos elementos químicos da Tabela Periódica. Este é realmente um milagre da natureza, a base da indústria petroquímica. Aproximadamente 90% de todo o petróleo produzido é usado como combustível. Apesar de “ possuir 10%” , A síntese petroquímica fornece muitos milhares de compostos orgânicos que satisfazem as necessidades urgentes da sociedade moderna. Não é à toa que as pessoas respeitosamente chamam o petróleo de “ouro negro”, “o sangue da Terra”.
O óleo é um líquido oleoso marrom escuro com um tom avermelhado ou esverdeado, às vezes preto, vermelho, azul ou claro e até transparente com um odor pungente característico. Às vezes, o petróleo é branco ou incolor, como a água (por exemplo, no campo Surukhanskoye no Azerbaijão, em alguns campos na Argélia).
A composição do óleo não é a mesma. Mas todos eles geralmente contêm três tipos de hidrocarbonetos - alcanos (principalmente estrutura normal), cicloalcanos e hidrocarbonetos aromáticos. A proporção desses hidrocarbonetos no petróleo de diferentes campos é diferente: por exemplo, o óleo de Mangyshlak é rico em alcanos e o petróleo na região de Baku é rico em cicloalcanos.
As principais reservas de petróleo estão no hemisfério norte. Total 75 países do mundo produzem petróleo, mas 90% de sua produção recai sobre a parcela de apenas 10 países. Aproximar ? reservas mundiais de petróleo estão em países em desenvolvimento. (A professora chama e mostra no mapa).
Principais países produtores:
Arábia Saudita, EUA, Rússia, Irã, México.
Ao mesmo tempo mais 4/5 o consumo de petróleo recai sobre a participação dos países economicamente desenvolvidos, que são os principais países importadores:
Japão, Europa ultramarina, EUA.
O óleo em sua forma bruta não é usado em nenhum lugar, mas são usados produtos refinados.
Refinaria de oléo
Uma planta moderna consiste em um forno de aquecimento de óleo e uma coluna de destilação onde o óleo é separado em facções - misturas individuais de hidrocarbonetos de acordo com seus pontos de ebulição: gasolina, nafta, querosene. O forno tem um longo tubo enrolado em uma bobina. O forno é aquecido pelos produtos de combustão de óleo combustível ou gás. O óleo é fornecido continuamente à bobina: lá é aquecido a 320 - 350 0 C na forma de uma mistura de líquido e vapor e entra na coluna de destilação. A coluna de destilação é um aparelho cilíndrico de aço com uma altura de cerca de 40m. Tem no seu interior várias dezenas de divisórias horizontais com furos - as chamadas placas. Os vapores de óleo, entrando na coluna, sobem e passam pelos orifícios das placas. À medida que esfriam gradualmente à medida que se movem para cima, eles se liquefazem parcialmente. Hidrocarbonetos menos voláteis são liquefeitos já nas primeiras placas, formando uma fração de gasóleo; hidrocarbonetos mais voláteis são coletados acima e formam uma fração de querosene; ainda maior - fração nafta. Os hidrocarbonetos mais voláteis saem da coluna como vapores e, após a condensação, formam a gasolina. Parte da gasolina é realimentada na coluna para "irrigação", o que contribui para um melhor modo de operação. (Inserir em um caderno). Gasolina - contém hidrocarbonetos C5 - C11, destilando na faixa de 40 0 C a 200 0 C; nafta - contém hidrocarbonetos C8 - C14 com ponto de ebulição de 120 0 C a 240 0 C; querosene - contém hidrocarbonetos C12 - C18, com ponto de ebulição de 180 0 C a 300 0 C; gasóleo - contém hidrocarbonetos C13 - C15, destilados a uma temperatura de 230 0 C a 360 0 C; óleos lubrificantes - C16 - C28, ferver a uma temperatura de 350 0 C e acima.
Após a destilação de produtos leves do petróleo, permanece um líquido preto viscoso - óleo combustível. É uma mistura valiosa de hidrocarbonetos. Os óleos lubrificantes são obtidos a partir do óleo combustível por destilação adicional. A parte não destilada do óleo combustível é chamada de alcatrão, que é usada na construção e na pavimentação de estradas (demonstração de um fragmento de vídeo). A fração mais valiosa da destilação direta do petróleo é a gasolina. No entanto, o rendimento desta fração não excede 17-20% em peso de petróleo bruto. Surge o problema: como atender às necessidades cada vez maiores da sociedade em combustível automotivo e de aviação? A solução foi encontrada no final do século 19 por um engenheiro russo Vladimir Grigorievich Shukhov. NO 1891 ano, realizou pela primeira vez uma quebrando fração de querosene do petróleo, o que possibilitou aumentar o rendimento da gasolina para 65-70% (calculado como petróleo bruto). Somente para o desenvolvimento do processo de craqueamento térmico de derivados de petróleo, a humanidade agradecida inscreveu em letras douradas o nome deste pessoa única na história da civilização.
Os produtos obtidos como resultado da retificação de petróleo são submetidos a processamento químico, que inclui uma série de processos complexos, um deles é o craqueamento de derivados de petróleo (do inglês “Cracking”-splitting). Existem vários tipos de craqueamento: craqueamento térmico, catalítico, craqueamento de alta pressão, redução. O craqueamento térmico é a divisão de moléculas de hidrocarbonetos com uma cadeia longa em mais curtas sob a ação de Temperatura alta(470-550°C). No processo dessa divisão, juntamente com os alcanos, os alcenos são formados:
Atualmente, o craqueamento catalítico é o mais comum. É realizado a uma temperatura de 450-500 0 C, mas com mais velocidade e permite que você obtenha gasolina de qualidade superior. Nas condições de craqueamento catalítico, juntamente com as reações de clivagem, ocorrem reações de isomerização, ou seja, a transformação de hidrocarbonetos de estrutura normal em hidrocarbonetos ramificados.
A isomerização afeta a qualidade da gasolina, pois a presença de hidrocarbonetos ramificados aumenta muito seu índice de octanas. O craqueamento é referido aos chamados processos secundários de refino de petróleo. Vários outros processos catalíticos, como a reforma, também são classificados como secundários. Reformando- esta é a aromatização de gasolinas aquecendo-as na presença de um catalisador, por exemplo, platina. Nestas condições, os alcanos e cicloalcanos são convertidos em hidrocarbonetos aromáticos, pelo que o índice de octanas da gasolina também aumenta significativamente.
Ecologia e campo petrolífero
Para a produção petroquímica, o problema do meio ambiente é especialmente relevante. A produção de petróleo está associada a custos de energia e poluição ambiental. fonte perigosa poluição dos oceanos é a produção de petróleo offshore, também os oceanos são poluídos durante o transporte de petróleo. Cada um de nós viu as consequências dos acidentes na TV. tanque de óleo. Costas negras cobertas de óleo, ondas negras, golfinhos engasgados, pássaros cujas asas estão em óleo combustível viscoso, pessoas em trajes de proteção coletando óleo com pás e baldes. Gostaria de citar os dados de um grave desastre ambiental ocorrido no Estreito de Kerch em novembro de 2007. 2.000 toneladas de derivados de petróleo e cerca de 7.000 toneladas de enxofre entraram na água. O Tuzla Spit, localizado na junção dos mares Negro e Azov, e o Chushka Spit foram os que mais sofreram com o desastre. Após o acidente, o óleo combustível se depositou no fundo, o que matou uma pequena concha em forma de coração, principal alimento dos habitantes do mar. Levará 10 anos para restaurar o ecossistema. Mais de 15 mil aves morreram. Um litro de óleo, tendo caído na água, se espalha sobre sua superfície em pontos de 100 m2. A película de óleo, embora muito fina, forma uma barreira intransponível ao caminho do oxigênio da atmosfera para a coluna de água. Como resultado, o regime de oxigênio e o oceano são perturbados. "sufocar". O plâncton, que é a espinha dorsal da cadeia alimentar do oceano, está morrendo. Atualmente, cerca de 20% da área do Oceano Mundial já está coberta por manchas de óleo, e a área afetada poluição por óleo está crescendo. Além do fato de o Oceano Mundial estar coberto por uma película de óleo, também podemos observá-lo em terra. Por exemplo, em Campos de petróleo Sibéria Ocidental mais óleo é derramado por ano do que o navio-tanque pode conter - até 20 milhões de toneladas. Cerca de metade desse petróleo acaba no solo em decorrência de acidentes, o restante são fontes “planejadas” e vazamentos durante partidas de poços, perfurações exploratórias e reparos de dutos. A maior área de terra contaminada por petróleo, de acordo com o Comitê para o Meio Ambiente do Okrug Autônomo de Yamalo-Nenets, cai no distrito de Purovsky.
GÁS DE PETRÓLEO NATURAL E ASSOCIADO
O gás natural contém hidrocarbonetos de baixo peso molecular, os principais componentes são metano. Seu conteúdo no gás de vários campos varia de 80% a 97%. Além de metano - etano, propano, butano. Inorgânico: nitrogênio - 2%; CO2; H2O; H2S, gases nobres. Quando o gás natural é queimado, muito calor é liberado.
Em termos de propriedades, o gás natural como combustível supera até mesmo o petróleo, é mais calórico. Este é o ramo mais jovem da indústria de combustíveis. O gás é ainda mais fácil de extrair e transportar. É o mais econômico de todos os combustíveis. É verdade que também há desvantagens: o complexo transporte intercontinental de gás. Petroleiros - estrume de metano, transportando gás em estado liquefeito, são estruturas extremamente complexas e caras.
É utilizado como: combustível eficaz, matéria-prima na indústria química, na produção de acetileno, etileno, hidrogênio, fuligem, plásticos, ácido acético, corantes, medicamentos, etc. O gás de petróleo contém menos metano, mas mais propano, butano e outros hidrocarbonetos superiores. Onde o gás é produzido?
Mais de 70 países do mundo têm reservas de gás comercial. Além disso, como no caso do petróleo, os países em desenvolvimento têm reservas muito grandes. Mas a produção de gás é realizada principalmente os países desenvolvidos. Eles têm oportunidades de usá-lo ou uma forma de vender gás para outros países que estão no mesmo continente que eles. O comércio internacional de gás é menos ativo que o comércio de petróleo. Cerca de 15% do gás produzido no mundo entra no mercado internacional. Quase 2/3 da produção mundial de gás é fornecida pela Rússia e pelos EUA. Sem dúvida, a principal região produtora de gás não só em nosso país, mas também no mundo é o Okrug Autônomo Yamalo-Nenets, onde esta indústria vem se desenvolvendo há 30 anos. Nossa cidade Novo Urengoy legitimamente reconhecida como a capital do gás. Os maiores depósitos incluem Urengoyskoye, Yamburgskoye, Medvezhye, Zapolyarnoye. O campo Urengoy está incluído no Guinness Book of Records. As reservas e a produção do depósito são únicas. As reservas exploradas ultrapassam 10 trilhões. m 3 , 6 trilhões. m 3. Em 2008 a JSC "Gazprom" planeja produzir 598 bilhões de m 3 de "ouro azul" no campo de Urengoy.
Gás e ecologia
A imperfeição da tecnologia de produção de petróleo e gás, seu transporte provoca a queima constante do volume de gás nas unidades de calor das estações de compressão e nos flares. As estações compressoras respondem por cerca de 30% dessas emissões. Cerca de 450.000 toneladas de gás natural e associado são queimadas anualmente em instalações de queima, enquanto mais de 60.000 toneladas de poluentes entram na atmosfera.
Petróleo, gás e carvão são matérias-primas valiosas para a indústria química. Em um futuro próximo, eles encontrarão um substituto no complexo de combustíveis e energia do nosso país. Atualmente, os cientistas estão procurando maneiras de usar energia solar e eólica, combustível nuclear, a fim de substituir completamente o petróleo. O hidrogênio é o combustível mais promissor do futuro. A redução do uso do petróleo na engenharia termoelétrica é o caminho não só para seu uso mais racional, mas também para a preservação dessa matéria-prima para as gerações futuras. As matérias-primas de hidrocarbonetos devem ser usadas apenas na indústria de processamento para obter uma variedade de produtos. Infelizmente, a situação ainda não está mudando e até 94% do petróleo produzido é usado como combustível. D. I. Mendeleev sabiamente disse: “Queimar óleo é o mesmo que aquecer a fornalha com notas”.
Deve-se notar que os hidrocarbonetos são amplamente distribuídos na natureza. A maior parte da matéria orgânica vem de fontes naturais. No processo de síntese de compostos orgânicos, são utilizados como matérias-primas os gases naturais e associados, carvão e lenhite, petróleo, turfa, produtos de origem animal e vegetal.
Fontes naturais de hidrocarbonetos: gases naturais.
Os gases naturais são misturas naturais de hidrocarbonetos de várias estruturas e algumas impurezas gasosas (sulfeto de hidrogênio, hidrogênio, dióxido de carbono) que preenchem as rochas da crosta terrestre. Esses compostos são formados como resultado da hidrólise de substâncias orgânicas em grandes profundidades nas profundezas da terra. Eles são encontrados no estado livre na forma de enormes acumulações - gás, condensado de gás e campos de petróleo e gás.
Principal componente estrutural os gases naturais combustíveis são CH₄ (metano - 98%), С₂Н₆ (etano - 4,5%), propano (С₃Н₈ - 1,7%), butano (С₄Н₁₀ - 0,8%), pentano (С₅Н₁₂ - 0,6%). O gás de petróleo associado faz parte do óleo em estado dissolvido e é liberado devido à diminuição da pressão quando o óleo sobe à superfície. Nos campos de gás e petróleo, uma tonelada de petróleo contém de 30 a 300 sq. m de gás. As fontes naturais de hidrocarbonetos são um combustível valioso e matéria-prima para a indústria de síntese orgânica. O gás é fornecido para empresas de processamento de gás, onde pode ser processado (óleo, adsorção de baixa temperatura, condensação e retificação). Ele é dividido em componentes separados, cada um dos quais é usado para fins específicos. Por exemplo, do gás de síntese do metano, que são as matérias-primas básicas para a produção de outros hidrocarbonetos, acetileno, metanol, metanal, clorofórmio.
Fontes naturais de hidrocarbonetos: petróleo.
O petróleo é uma mistura complexa que consiste principalmente de hidrocarbonetos naftênicos, parafínicos e aromáticos. A composição do óleo inclui substâncias asfálticas-resinosas, mono e dissulfetos, mercaptanos, tiofeno, tiofano, sulfeto de hidrogênio, piperidina, piridina e seus homólogos, além de outras substâncias. Com base em produtos que utilizam métodos de síntese petroquímica, mais de 3.000 produtos diferentes, inclusive etileno, benzeno, propileno, dicloroetano, cloreto de vinil, estireno, etanol, isopropanol, butilenos, plásticos diversos, fibras químicas, corantes, detergentes, medicamentos, explosivos etc.
A turfa é uma rocha sedimentar de origem vegetal. Esta substância é usada como combustível (principalmente para usinas termelétricas), matérias-primas químicas (para a síntese de muitas substâncias orgânicas), cama anti-séptica em fazendas, especialmente em granjas avícolas, e um componente de fertilizantes para jardinagem e plantações.
Fontes naturais de hidrocarbonetos: xilema ou madeira.
O xilema é um tecido de plantas superiores através do qual a água e nutrientes provêm do rizoma do sistema até as folhas, assim como outros órgãos da planta. É constituído por células de casca rígida, que possuem um sistema de condução vascular. Dependendo do tipo de madeira, contém quantidade diferente pectinas e compostos minerais (principalmente sais de cálcio), lipídios e óleos essenciais. A madeira é usada como combustível; álcool metílico, ácido acético, celulose e outras substâncias podem ser sintetizadas a partir dela. De alguns tipos de madeira, obtêm-se corantes (sândalo, madeira de tronco), taninos (carvalho), resinas e bálsamos (cedro, pinheiro, abeto), alcalóides (plantas da erva-moura, papoula, ranúnculo, família guarda-chuva). Alguns alcalóides são usados como medicamentos(quitina, cafeína), herbicidas (Anabasin), inseticidas (nicotina).
