Sursele naturale de hidrocarburi și de aplicare - hidrocarburi aromatice (arenelor) - Organic

Hidrocarburi aromatice (arenelor)

Sursele naturale de hidrocarburi și utilizarea

Multe substanțe organice cu care se ocupă în viața de zi cu zi - mase plastice, vopsele, detergenți, medicamente, lacuri, solvenți - sintetizat din hidrocarburi. În natură, există trei surse principale de hidrocarburi - petrol, gaze naturale și cărbune.

Ulei - una dintre cele mai importante minerale. Societatea modernă nu poate fi imaginată fără petrol și produse rafinate. Nu e de mirare țara, bogată în ulei, joacă un rol important în economia globală.

Ulei - lichid uleios de culoare închisă, se produce în scoarța terestră la diferite adâncimi. Este un amestec omogen de formă complexă, care conține sute de substanțe - hidrocarburi saturate, de preferință, având un număr de carbon de la 1 la 40. La prelucrarea acestui amestec vikorіtstovuyut atât metode fizice și chimice.

În primul rând, uleiul este separat într-un amestec simplu (fracții) prin distilare, pe baza faptului că compoziția diferitelor substanțe în ulei se fierbe la temperaturi diferite.

funcţia de distilare

coloană de distilare rektifіkatsіynіy apare în cazul încălzirii puternice. Cea mai grea fracțiune, care se descompun la o temperatură înaltă, distilat sub presiune redusă.

Ulei de prelucrare chimică

Multe distilate de petrol pot fi utilizate direct, fără prelucrare ulterioară. Cu toate acestea, cea mai mare valoare pentru industrie sunt fracțiuni ușoare - benzină și petrol lampant, dar randamentul obținut din distilarea unui mic. Mai mult, după distilare se obține de benzină de calitate slabă (cu o cifră octanică mică), deoarece uleiul conține în principal hidrocarburi, cu tijă nєrozgaluzhenim carboxilici, care detonează la compresiune. Motorul funcționează pe o astfel de combustibil, produce un bat caracteristic, rapid și descompune. Pentru a îmbunătăți calitatea benzinei și petrol pentru a-și mări producția este supus prelucrării chimice.

Una dintre cele mai importante metode de prelucrare chimică a uleiului - cracare. Când este încălzit la 500 ° C, fără accesul aerului în prezența unor catalizatori speciali, alcani molecule lungi se despart în cele mai mici. In timpul cracarea hidrocarburilor saturate, un amestec de hidrocarburi ușoare saturate și nesaturate, cum ar fi:

Acest proces crește randamentul de benzină și petrol lampant. Dacă cracare este condusă în prezența catalizatorilor aluminosilicat (cracare catalitică) sunt formate predominant structură ramificată alcani, care îmbunătățește calitatea combustibilului (benzină de cracare).

Prin puternic ulei nagrіzannya (până la 700-900 ° C) chiar mediu molecule de dimensiuni sunt împărțite, de exemplu:

Amestecurile sunt doar hidrocarburile simple, predominant nesaturate. Acest proces este cunoscut sub numele de piroliză, extracția este realizată pentru etilenă - material de ieșire pentru sinteza etanolului și materiale plastice. În piroliza hidrocarburilor aromatice sunt de asemenea produse.

Fondatorul metodelor moderne de rafinare este un chimist distins. M. Ipatyev.

Una dintre caracteristicile care indică calitatea benzinei este așa-numitul cifra octanică, ceea ce indică posibilitatea de detonare a amestecului aer-combustibil în motor. Luați în considerare efectul unei performanțe a motorului detonare. Într-un cilindru motor cu ardere internă amestec de vapori de benzină și aer servit. În timpul funcționării normale a motorului într-un cilindru cu piston, acest amestec este comprimat și aprins lumânare:

Conducerea a motorului cu ardere internă:

1 - amestecul de combustibil cu aer comprimat de către piston și este aprins;

2 - produsele de combustie ocupă un volum mai mare, astfel stoarce piston;

3 - suluri arborelui cu motor cu piston.

Din moment ce produsele de ardere au un volum mai mare decât amestecul inițial, ele împinge înapoi pistonul care progsruchaє arborelui cotit. Dar calitatea proastă a benzinei nu are timp pіdpalitisya lumânare și pistonul exploda (detona) când este comprimat, iar forța este eliberată, nu este utilizat în funcționarea motorului. Acest lucru duce la distrugerea și deteriorarea funcționării motorului. Cu cât octanice, benzina este mai mică probabilitate de detonare, și, prin urmare, o calitate mai mare.

heptan normal - absolut nu este potrivit ca un combustibil de motor, este aproape întotdeauna detona. În același timp, 2,2,4-trimetilpentan (іzooktan) are proprietăți unice: aproape nu detonează motorul. Aceste două substanțe sunt baza calității de scală de măsurare benzină - scara de cifre octanice. În această scară, heptan este setat la zero, și іzooktanovі - sute. Conform acestei scară de benzină cu o cifră octanică de 90 are următoarele proprietăți însele detonării ca un amestec de 90% izooctan și 10% heptan.

Cea de a doua cea mai importantă sursă de materii prime de hidrocarburi - gaze naturale, componenta principală este metan. Gazul natural este utilizat în principal ca un combustibil eficient. În arderea sa nu formează nici o cenușă, nici gaz monoxid de carbon toxic, gaze naturale, prin urmare, considerată combustibil ecologic. O cantitate mare de gaze naturale utilizate pentru mislovіst chimice.

procesarea sa este redusă în principal la producerea hidrocarburilor nesaturate și a gazului de sinteză. Etilenă și vіdscheplennі acetilenă format când hidrogenul de alcani inferiori și gazul de sinteză - un amestec de (II), oxid și hidrogen carbon - sunt preparate prin încălzire cu abur metan:

cu acest amestec, folosind diferiți catalizatori compuși sintetizați oxigenați - alcool metilic, acid acetic, etc.

Trecerea peste catalizator de cobalt, gazul de sinteză este transformată într-un amestec de alcani este benzină sintetică:

O altă sursă de hidrocarburi - cărbune. În industria chimică este procesat de cocsificare - încălzire până la 1000 ° C, fără accesul aerului. În această formă de cocs, smoală de gudron de cărbune, a căror greutate este de doar câteva procente din masa de cărbune. Cocsul este folosit ca reducător în industrie (de exemplu, pentru a extrage fierul din oxizii săi). p>

Gudronul conține sute de compuși organici, în principal - hidrocarburi aromatice, care sunt recuperate din acesta prin distilare.

Cărbunele este utilizat drept combustibil, dar în același timp, există probleme serioase de mediu. În primul rând, cărbunele conține impurități necombustibile care sunt transformate prin oxidarea combustibilului în zgură; în al doilea rând, există o cantitate mică, atunci când este ars, ele formează oxizi, poluează atmosfera de compuși cu sulf și azot în cărbune.