Gli idrocarburi sono di grande importanza economica, poiché costituiscono la tipologia di materia prima più importante per la produzione di quasi tutti i prodotti industria moderna sintesi organica e sono ampiamente utilizzati per scopi energetici. Sembrano accumulare calore ed energia solare, che vengono rilasciati quando bruciati. Torba, carbone, scisti bituminosi, petrolio, gas di petrolio naturali e associati contengono carbonio, la cui combinazione con l'ossigeno durante la combustione è accompagnata dal rilascio di calore.
| carbone | torba | olio | gas naturale |
 |  |
||
| solido | solido | liquido | gas |
| senza odore | senza odore | Odore forte | senza odore |
| composizione omogenea | composizione omogenea | miscela di sostanze | miscela di sostanze |
| roccia di colore scuro con alto contenuto sostanza infiammabile derivante dal seppellimento negli strati sedimentari di accumuli varie piante | accumulo di materia vegetale semidecomposta accumulata sul fondo di paludi e laghi ricoperti di vegetazione | liquido oleoso infiammabile naturale, costituito da una miscela di idrocarburi liquidi e gassosi | miscela di gas formatasi nelle viscere della Terra durante la decomposizione anaerobica delle sostanze organiche, il gas appartiene al gruppo delle rocce sedimentarie |
| Potere calorifico: il numero di calorie rilasciate quando si brucia 1 kg di carburante | |||
| 7 000 - 9 000 | 500 - 2 000 | 10000 - 15000 | ? |
Il carbone è sempre stato una materia prima promettente per la produzione di energia e di molti prodotti chimici.
Il primo grande consumatore di carbone dal 19 ° secolo furono i trasporti, poi il carbone iniziò ad essere utilizzato per la produzione di elettricità, coke metallurgico, produzione di vari prodotti mediante lavorazione chimica, materiali strutturali in grafite di carbonio, plastica, cera di roccia, materiali sintetici, combustibili liquidi e gassosi ad alto contenuto calorico, acidi ad alto contenuto di azoto per la produzione di fertilizzanti
Il carbon fossile è una miscela complessa di composti ad alto peso molecolare, che comprende i seguenti elementi: C, H, N, O, S. Il carbon fossile, come il petrolio, contiene un gran numero di varie sostanze organiche, nonché sostanze inorganiche, come acqua, ammoniaca, idrogeno solforato e, naturalmente, il carbonio stesso: il carbone.
La lavorazione del carbone avviene in tre direzioni principali: coking, idrogenazione e combustione incompleta. Uno dei principali metodi di lavorazione del carbone è coca– calcinazione senza accesso d'aria in forni da coke ad una temperatura di 1000–1200°C. A questa temperatura, senza accesso all'ossigeno, il carbone subisce complesse trasformazioni chimiche, con conseguente formazione di coke e prodotti volatili:
1. gas di cokeria (idrogeno, metano, monossido e anidride carbonica, miscele di ammoniaca, azoto e altri gas);
2. catrame di carbone (diverse centinaia di sostanze organiche diverse, tra cui benzene e suoi omologhi, fenoli e alcoli aromatici, naftalene e vari composti eterociclici);
3. catrame, o ammoniaca, acqua (ammoniaca disciolta, nonché fenolo, idrogeno solforato e altre sostanze);
4. coke (residuo solido di coking, carbonio quasi puro).
Il coke raffreddato viene inviato agli impianti metallurgici.
Quando i prodotti volatili (gas di cokeria) vengono raffreddati, il catrame di carbone e l'acqua di ammoniaca si condensano.
Facendo passare prodotti non condensati (ammoniaca, benzene, idrogeno, metano, CO 2, azoto, etilene, ecc.) attraverso una soluzione di acido solforico, si libera solfato di ammonio, che viene utilizzato come fertilizzante minerale. Il benzene viene assorbito nel solvente e distillato dalla soluzione. Successivamente, il gas di cokeria viene utilizzato come combustibile o come materia prima chimica. Il catrame di carbone si ottiene in piccole quantità (3%). Ma, data la scala di produzione, il catrame di carbone è considerato una materia prima per la produzione di una serie di sostanze organiche. Se si rimuovono dalla resina i prodotti che bollono a 350°C, ciò che rimane è una massa solida, la pece. Viene utilizzato per realizzare vernici.
L'idrogenazione del carbone viene effettuata a una temperatura di 400–600°C sotto una pressione dell'idrogeno fino a 25 MPa in presenza di un catalizzatore. Ciò produce una miscela di idrocarburi liquidi, che può essere utilizzata come carburante per motori. Produzione di combustibile liquido dal carbone. Il carburante sintetico liquido è benzina ad alto numero di ottano, diesel e combustibile per caldaie. Per ottenere combustibile liquido dal carbone è necessario aumentarne il contenuto di idrogeno attraverso l'idrogenazione. L'idrogenazione viene effettuata utilizzando la circolazione multipla, che consente di convertire l'intera massa organica del carbone in liquido e gas. Il vantaggio di questo metodo è la possibilità di idrogenare la lignite di bassa qualità.
La gassificazione del carbone consentirà l’uso di carboni bruni e fossili di bassa qualità nelle centrali termoelettriche senza inquinare ambiente composti dello zolfo. Questo è l'unico metodo per produrre monossido di carbonio concentrato ( monossido di carbonio)CO. La combustione incompleta del carbone produce monossido di carbonio (II). Su un catalizzatore (nichel, cobalto) con convenzionale o ipertensione Dall'idrogeno e dal CO si possono ottenere benzine contenenti idrocarburi saturi e insaturi:
nCO + (2n+1)H2 → CnH2n+2 + nH2O;
nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.
Se si effettua la distillazione secca del carbone a 500–550°C si ottiene il catrame che, insieme al bitume, viene utilizzato nella attività di costruzione come materiale legante nella produzione di rivestimenti per coperture e impermeabilizzanti (cartone animato, feltro per tetti, ecc.).
In natura, il carbon fossile si trova nelle seguenti regioni: regione di Mosca, bacino di Yakutsk meridionale, Kuzbass, Donbass, bacino di Pechora, bacino di Tunguska, bacino di Lena.
Gas naturale.
Il gas naturale è una miscela di gas, il cui componente principale è metano CH 4 (dal 75 al 98% a seconda del settore), il resto è etano, propano, butano e una piccola quantità di impurità: azoto, monossido di carbonio (IV ), acido solfidrico e vapori d'acqua, e, quasi sempre, idrogeno solforato E composti organici olio - mercaptani. Sono loro che conferiscono al gas uno specifico odore sgradevole e, quando bruciati, portano alla formazione di anidride solforosa tossica SO 2 .
Tipicamente, quanto più alto è il peso molecolare di un idrocarburo, tanto meno se ne trova nel gas naturale. La composizione del gas naturale proveniente da giacimenti diversi non è la stessa. La sua composizione media in percentuale in volume è la seguente:
| CAP 4 | C2H6 | C3H8 | C4H10 | N2 e altri gas |
| 75-98 | 0,5 - 4 | 0,2 – 1,5 | 0,1 – 1 | 1-12 |
Il metano si forma durante la fermentazione anaerobica (senza accesso all'aria) di residui vegetali e animali, quindi si forma nei sedimenti di fondo e viene chiamato gas “di palude”.
Depositi di metano in forma cristallina idrata, i cosiddetti metano idrato scoperto sotto uno strato di permafrost e oltre grandi profondità oceani. A basse temperature(−800ºC) e alte pressioni, le molecole di metano si trovano nei vuoti del reticolo cristallino dell'acqua ghiacciata. Nei vuoti di ghiaccio di un metro cubo di idrato di metano, vengono “inscatolati” 164 metri cubi di gas.
Pezzi di idrato di metano sembrano ghiaccio sporco, ma nell'aria bruciano con una fiamma giallo-blu. Si stima che il pianeta depositi tra 10.000 e 15.000 gigatonnellate di carbonio sotto forma di idrato di metano (“giga” equivale a 1 miliardo). Tali volumi sono molte volte superiori a tutte le riserve di gas naturale attualmente conosciute.
Il gas naturale è rinnovabile risorsa naturale, poiché è sintetizzato in natura continuamente. Viene chiamato anche "biogas". Pertanto, molti scienziati ambientali oggi associano le prospettive per una prospera esistenza dell'umanità all'uso del gas come combustibile alternativo.
Come combustibile, il gas naturale presenta grandi vantaggi rispetto ai combustibili solidi e liquidi. Il suo calore di combustione è molto più elevato, quando brucia non lascia cenere, i prodotti della combustione sono molto più puliti ambientale. Pertanto, circa il 90% del volume totale del gas naturale estratto viene bruciato come combustibile nelle centrali termoelettriche e nelle caldaie, nei processi termici in imprese industriali e nella vita di tutti i giorni. Circa il 10% del gas naturale viene utilizzato come preziosa materia prima per l'industria chimica: per la produzione di idrogeno, acetilene, fuliggine, varie plastiche e medicinali. Metano, etano, propano e butano vengono separati dal gas naturale. I prodotti ottenibili dal metano sono di grande importanza industriale. Il metano viene utilizzato per la sintesi di molte sostanze organiche: gas di sintesi e ulteriore sintesi di alcoli a base di esso; solventi ( tetracloruro di carbonio, cloruro di metilene, ecc.); formaldeide; acetilene e fuliggine.
Il gas naturale forma depositi indipendenti. I principali depositi di gas combustibili naturali si trovano nel Nord e Siberia occidentale, bacino del Volga-Urali, nel Caucaso settentrionale (Stavropol), nella Repubblica dei Komi, Regione di Astrachan', Mare di Barencevo.
È opportuno tenere presente che gli idrocarburi sono molto diffusi in natura. La maggior parte delle sostanze organiche sono ottenute da fonti naturali. Nel processo di sintesi di composti organici, gas naturali e gas associati, carbone e lignite, petrolio, torba, prodotti animali e origine vegetale.
Sorgenti naturali idrocarburi: gas naturali.
I gas naturali sono miscele naturali di idrocarburi di diversa struttura e alcune impurità gassose (idrogeno solforato, idrogeno, anidride carbonica) che riempiono le rocce della crosta terrestre. Questi composti si formano a seguito dell'idrolisi di sostanze organiche a grandi profondità nella Terra. Si trovano allo stato libero sotto forma di enormi accumuli: gas, condensa di gas e giacimenti di petrolio e gas.
Il principale componente strutturale dei gas naturali infiammabili è CH₄ (metano - 98%), C₂H₆ (etano - 4,5%), propano (C₃H₈ - 1,7%), butano (C₄H₁₀ - 0,8%), pentano (C₅H₁₂ - 0,6%) . Il gas di petrolio associato fa parte del petrolio allo stato disciolto e viene rilasciato da esso a causa di una diminuzione della pressione quando il petrolio risale in superficie. Nei giacimenti di gas e petrolio, una tonnellata di petrolio contiene da 30 a 300 mq. m di gas. Le fonti naturali di idrocarburi sono preziosi combustibili e materie prime per l'industria della sintesi organica. Il gas viene fornito agli impianti di trattamento del gas, dove può essere trattato (olio, adsorbimento a bassa temperatura, condensazione e rettifica). È diviso in componenti separati, ciascuno dei quali viene utilizzato per scopi specifici. Ad esempio dal gas di sintesi del metano, che è la materia prima base per la produzione di altri idrocarburi, acetilene, metanolo, metanale, cloroformio.
Fonti naturali di idrocarburi: petrolio.
Il petrolio è una miscela complessa costituita principalmente da idrocarburi naftenici, paraffinici e aromatici. La composizione dell'olio comprende sostanze asfaltiche-resinose, mono- e disolfuri, mercaptani, tiofene, tiofano, idrogeno solforato, piperidina, piridina e suoi omologhi, nonché altre sostanze. Sulla base dei prodotti che utilizzano metodi di sintesi petrolchimica, si ottengono più di 3000 prodotti diversi, incl. etilene, benzene, propilene, dicloroetano, cloruro di vinile, stirene, etanolo, isopropanolo, butileni, plastiche varie, fibre chimiche, coloranti, detergenti, medicinali, esplosivi eccetera.
La torba è una roccia sedimentaria di origine vegetale. Questa sostanza viene utilizzata come combustibile (principalmente per centrali termoelettriche), materie prime chimiche (per la sintesi di molte sostanze organiche), lettiera antisettica nelle aziende agricole, soprattutto negli allevamenti di pollame, e componente di fertilizzanti per il giardinaggio e la coltivazione in campo.
Fonti naturali di idrocarburi: xilema o legno.
Xilema: tessuto piante superiori, attraverso il quale l'acqua e i nutrienti disciolti fluiscono dal sistema rizoma alle foglie, così come ad altri organi della pianta. È costituito da cellule con un guscio irrigidito che hanno un sistema di conduzione vascolare. A seconda del tipo di legno contiene quantità diverse di sostanze pectiniche e composti minerali (principalmente sali di calcio), lipidi e oli essenziali. Il legno viene utilizzato come combustibile; da esso si possono sintetizzare alcol metilico, acido acetato, cellulosa e altre sostanze. Alcuni tipi di legno vengono utilizzati per produrre coloranti (legno di sandalo, legno di tronchi), tannini (quercia), resine e balsami (cedro, pino, abete rosso), alcaloidi (piante delle famiglie della belladonna, del papavero, delle ranuncoli e delle ombrellacee). Alcuni alcaloidi sono usati come medicinali(chitina, caffeina), erbicidi (anabasina), insetticidi (nicotina).
Le fonti naturali di idrocarburi sono i 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 dalle microscopiche piante e animali marini che si sono rivelati
incluso nelle rocce sedimentarie formate sul fondo del mare, a differenza
Questo carbone e torba iniziarono a formarsi 340 milioni di anni fa da piante,
cresce sulla terra.
Il gas naturale e il petrolio greggio si trovano comunemente contenenti acqua
strati petroliferi situati tra gli strati rocciosi (Fig. 2). Termine
Il termine “gas naturale” si applica anche ai gas che si formano in natura
condizioni derivanti dalla decomposizione del carbone. Gas naturale e petrolio greggio
si stanno sviluppando in tutti i continenti, ad eccezione dell'Antartide. Il più grande
I produttori di gas naturale nel mondo sono Russia, Algeria, Iran e
Stati Uniti. I maggiori produttori il petrolio greggio lo è
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 molto vario: dal marrone scuro o verde al quasi
incolore. Contiene gran numero alcani Tra questi ci sono
alcani lineari, alcani ramificati e cicloalcani con numero di atomi
carbonio da 5 a 40. Il nome industriale di questi cicloalcani è nachta. IN
il petrolio greggio contiene anche circa il 10% di aromatici
idrocarburi, nonché piccole quantità di altri composti contenenti
zolfo, ossigeno e azoto.
Tabella 1 Composizione del gas naturale
Il carbone lo è la fonte più antica energia con cui hai familiarità
umanità. È un minerale (Fig. 3), da cui si è formato
materia vegetale in fase di metamorfismo. Metamorfico
sono chiamate rocce la cui composizione ha subito cambiamenti nelle condizioni
alte pressioni, E alte temperature. Il prodotto della prima fase in
il processo di formazione del carbone è la torba, che è
materia organica decomposta. Il carbone si forma successivamente dalla torba
è ricoperto di rocce sedimentarie. Queste rocce sedimentarie sono chiamate
sovraccarico. Il sedimento sovraccarico riduce il contenuto di umidità della torba.
Nella classificazione dei carboni vengono utilizzati tre criteri: purezza (determinato
contenuto relativo di carbonio in percentuale); tipo (definito
composizione della materia vegetale originaria); grado (a seconda
grado di metamorfismo).
Tabella 2 Contenuto di carbonio di alcuni combustibili e loro potere calorifico
capacità
I tipi di carbone fossile di qualità più bassa sono la lignite e
lignite (Tabella 2). Sono i più vicini alla torba e sono caratterizzati relativamente
caratterizzato da un basso contenuto di umidità ed è ampiamente utilizzato in
industria. Il tipo di carbone più secco e duro è l'antracite. Il suo
utilizzato per riscaldare le case e cucinare.
IN Ultimamente 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 dentro
come combustibile gassoso o come materia prima per la produzione di vari
prodotti chimici e fertilizzanti.
Il carbone, come indicato di seguito, è un'importante fonte di materia prima per la produzione di
composti aromatici. Il carbone rappresenta
è una miscela complessa di sostanze chimiche che includono carbonio,
idrogeno e ossigeno, nonché piccole quantità di azoto, zolfo e altre impurità
elementi. Inoltre, la composizione del carbone, a seconda del tipo, include
diverse quantità di umidità e diversi minerali.
Gli idrocarburi si trovano naturalmente non solo nei combustibili fossili, ma anche in
in alcuni materiali origine biologica. Gomma naturale
è un esempio di un polimero idrocarburico naturale. molecola di gomma
è costituito da migliaia di unità strutturali che rappresentano il metil buta-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 quest'albero, che è il lattice
(soluzione acquosa colloidale di polimero), raccolto da tagli effettuati 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,
provocando la coagulazione della gomma.
Molti altri composti naturali contengono anche strutture di isoprene.
frammenti. Ad esempio, il limonene contiene due unità di isoprene. Limonene
è il componente principale degli oli estratti dalle scorze di agrumi,
come limoni e arance. Questa connessione appartiene alla classe delle connessioni
chiamati terpeni. I terpeni contengono 10 atomi di carbonio (C) nelle loro molecole
10-composti) e comprendono due frammenti di isoprene collegati tra loro
tra loro in sequenza (“testa a coda”). Composti con quattro isoprene
i frammenti (composti C 20) sono chiamati diterpeni e con sei
frammenti di isoprene - triterpeni (composti C 30). squalene,
che si trova 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. Il loro colore è dovuto alla presenza di un lungo sistema coniugato
doppi legami. Ad esempio, il β-carotene è responsabile del caratteristico colore arancione
colorazione della carota.
Tecnologia di lavorazione del petrolio e del carbone
Alla fine del 19° secolo. Sotto l'influenza dei progressi nel campo dell'ingegneria termica ed energetica, dei trasporti, dell'ingegneria, dell'esercito e di una serie di altri settori, la domanda è aumentata in modo incommensurabile ed è emersa un'urgente necessità di nuovi tipi di combustibili e prodotti chimici.
In questo periodo nacque l'industria della raffinazione del petrolio e progredì rapidamente. Un enorme impulso allo sviluppo dell'industria della raffinazione del petrolio fu dato dall'invenzione e dalla rapida diffusione del motore a combustione interna funzionante con prodotti petroliferi. Anche la tecnologia per la lavorazione del carbone, che non solo funge da uno dei principali tipi di combustibile ma, cosa particolarmente degna di nota, è diventata durante il periodo in esame una materia prima necessaria per l'industria chimica, si è sviluppata intensamente. Un ruolo importante in questa materia spettava alla chimica del coke. Le cokerie, che in precedenza fornivano coke all'industria siderurgica, si trasformarono in imprese chimiche del coke, che producevano anche una serie di prodotti chimici preziosi: gas di cokeria, benzene grezzo, catrame di carbone e ammoniaca.
Sulla base dei prodotti della lavorazione del petrolio e del carbone, iniziò a svilupparsi la produzione di sostanze e materiali organici sintetici. Sono ampiamente utilizzati come materie prime e prodotti semilavorati in vari rami dell'industria chimica.
Biglietto n.10
Le più importanti fonti naturali di idrocarburi sono olio , gas naturale E carbone . Formano ricchi depositi in varie regioni della Terra.
Precedentemente estratto prodotti naturali utilizzato esclusivamente come combustibile. Attualmente sono stati sviluppati e ampiamente utilizzati metodi per la loro lavorazione, che consentono di isolare preziosi idrocarburi, che vengono utilizzati sia come combustibile di alta qualità che come materia prima per varie sintesi organiche. Elabora fonti naturali di materie prime industria petrolchimica . Diamo un'occhiata ai principali metodi di lavorazione degli idrocarburi naturali.
La fonte più preziosa di materie prime naturali è olio . È un liquido oleoso di colore bruno scuro o nero con odore caratteristico, praticamente insolubile in acqua. La densità dell'olio è 0,73–0,97 g/cm3. Il petrolio è una miscela complessa di vari idrocarburi liquidi in cui sono disciolti idrocarburi gassosi e solidi e la composizione del petrolio proveniente da diversi campi può differire. Alcani, cicloalcani, idrocarburi aromatici, nonché composti organici contenenti ossigeno, zolfo e azoto possono essere presenti nell'olio in proporzioni variabili.
Il petrolio greggio non viene praticamente utilizzato, ma viene lavorato.
Distinguere raffinazione primaria del petrolio (distillazione ), cioè. dividendolo in frazioni con diversi punti di ebollizione, e raccolta differenziata (screpolature ), durante il quale la struttura degli idrocarburi viene modificata
colombe incluse nella sua composizione.
Raffinazione primaria del petrolio si basa sul fatto che maggiore è il punto di ebollizione degli idrocarburi, maggiore è la loro massa molare. L'olio contiene composti con punto di ebollizione compreso tra 30 e 550°C. Come risultato della distillazione, l'olio viene diviso in frazioni che bollono temperature diverse e contenenti miscele di idrocarburi con masse molari diverse. Queste frazioni hanno una varietà di usi (vedi Tabella 10.2).
Tabella 10.2. Prodotti lavorazione primaria olio.
| Frazione | Punto di ebollizione, °C | Composto | Applicazione |
| Gas liquefatto | <30 | Idrocarburi C3-C4 | Combustibili gassosi, materie prime per l'industria chimica |
| Benzina | 40-200 | Idrocarburi C5 – C9 | Carburante per aerei e automobili, solvente |
| Nafta | 150-250 | Idrocarburi C9 – C12 | Carburante diesel, solvente |
| Cherosene | 180-300 | Idrocarburi C9-C16 | Carburante per motori diesel, carburante domestico, carburante per illuminazione |
| Gasolio | 250-360 | Idrocarburi C 12 -C 35 | Carburante diesel, materia prima per il cracking catalitico |
| Carburante | > 360 | Idrocarburi superiori, sostanze contenenti O, N, S, Me | Combustibile per caldaie e forni industriali, materie prime per ulteriore distillazione |
L’olio combustibile rappresenta circa la metà della massa del petrolio. Pertanto è anche sottoposto a trattamento termico. Per evitare la decomposizione, l'olio combustibile viene distillato a pressione ridotta. In questo caso si ottengono diverse frazioni: idrocarburi liquidi, che vengono utilizzati come oli lubrificanti ; miscela di idrocarburi liquidi e solidi – petrolato , utilizzato nella preparazione di unguenti; miscela di idrocarburi solidi – paraffina , utilizzato per la produzione di lucido da scarpe, candele, fiammiferi e matite, nonché per l'impregnazione del legno; residuo non volatile - catrame , utilizzato per produrre bitume per strade, costruzioni e coperture.
Riciclo del petrolio comporta reazioni chimiche che modificano la composizione e la struttura chimica degli idrocarburi. La sua varietà è
ty – cracking termico, cracking catalitico, reforming catalitico.
Cracking termico solitamente sottoposto a olio combustibile e altre frazioni pesanti di petrolio. Ad una temperatura di 450-550°C e una pressione di 2–7 MPa, le molecole di idrocarburi vengono divise dal meccanismo dei radicali liberi in frammenti con un numero minore di atomi di carbonio e si formano composti saturi e insaturi:
S 16 H 34 ¾® S 8 H 18 + S 8 H 16
C8 H18 ¾®C4 H10 +C4 H8
Questo metodo viene utilizzato per ottenere la benzina per motori.
Cracking catalitico effettuata in presenza di catalizzatori (solitamente alluminosilicati) a pressione atmosferica e temperatura 550 - 600°C. Allo stesso tempo, la benzina per aviazione viene prodotta da frazioni di petrolio cherosene e gasolio.
La degradazione degli idrocarburi in presenza di alluminosilicati avviene secondo il meccanismo ionico ed è accompagnata da isomerizzazione, cioè la formazione di una miscela di idrocarburi saturi e insaturi con uno scheletro carbonioso ramificato, ad esempio:
Canale 3 Canale 3 Canale 3 Canale 3 Canale 3
gatto., T||
C 16 H 34 ¾¾® CH 3 -C -C-CH 3 + CH 3 -C = C - CH-CH 3
Riforma catalitica condotta ad una temperatura di 470-540°C e una pressione di 1–5 MPa utilizzando catalizzatori al platino o platino-renio depositati su base Al 2 O 3. In queste condizioni, la trasformazione delle paraffine e
cicloparaffine del petrolio in idrocarburi aromatici
gatto., t, pag
¾¾¾¾® + 3H 2
gatto., t, pag
C 6 H 14 ¾¾¾¾® + 4H 2
I processi catalitici consentono di ottenere benzina di qualità migliore grazie a alto contenuto contiene idrocarburi ramificati e aromatici. La qualità della benzina è caratterizzata dalla sua numero di ottano. Quanto più la miscela di carburante e aria viene compressa dai pistoni, tanto maggiore è la potenza del motore. Tuttavia, la compressione può essere effettuata solo fino ad un certo limite, al di sopra del quale avviene la detonazione (esplosione).
miscela di gas, causando surriscaldamento e usura prematura del motore. Le paraffine normali hanno la più bassa resistenza alla detonazione. Con una diminuzione della lunghezza della catena, un aumento della sua ramificazione e del numero dei doppi
Aumenta il numero di connessioni; è particolarmente ricco di idrocarburi aromatici
prima del parto. Per valutare la resistenza alla detonazione di vari tipi di benzina, vengono confrontati con indicatori simili della miscela isoottano E n-hep-tana con diversi rapporti di componenti; Il numero di ottano è pari alla percentuale di isoottano presente in questa miscela. Più è alto, maggiore è la qualità della benzina. Il numero di ottano può essere aumentato anche aggiungendo speciali agenti antidetonanti, ad esempio piombo tetraetile Pb(C 2 H 5) 4, tuttavia, tale benzina e i suoi prodotti di combustione sono tossici.
Oltre al combustibile liquido, i processi catalitici producono idrocarburi gassosi inferiori, che vengono poi utilizzati come materie prime per la sintesi organica.
Un'altra importante fonte naturale di idrocarburi, la cui importanza è in costante aumento, è gas naturale. Contiene fino al 98% vol di metano, 2–3% vol. i suoi omologhi più vicini, nonché impurità di idrogeno solforato, azoto, diossido di carbonio, gas nobili e acqua. Gas rilasciati durante la produzione di petrolio ( passando ), contengono meno metano, ma più suoi omologhi.
Come combustibile viene utilizzato il gas naturale. Inoltre, i singoli idrocarburi saturi vengono isolati da esso mediante distillazione gas di sintesi , costituito principalmente da CO e idrogeno; sono utilizzati come materie prime per varie sintesi organiche.
Estratto in grandi quantità carbone – materiale solido eterogeneo di colore nero o grigio-nero. È una miscela complessa di vari composti ad alto peso molecolare.
Il carbone viene utilizzato come combustibile solido ed è anche soggetto a coca – distillazione a secco senza accesso d'aria a 1000-1200°C. Come risultato di questo processo, si formano: Coca Cola , che è grafite finemente macinata e viene utilizzata in metallurgia come agente riducente; catrame di carbone , che viene distillato per produrre idrocarburi aromatici (benzene, toluene, xilene, fenolo, ecc.) e pece utilizzato per la preparazione del cartone catramato; acqua ammoniacale E gas di cokeria , contenente circa il 60% di idrogeno e il 25% di metano.
Pertanto, forniscono fonti naturali di idrocarburi
industria chimica una varietà di materie prime relativamente economiche per la realizzazione di sintesi organiche, che consentono di ottenere numerosi composti organici che non si trovano in natura, ma sono necessari per l'uomo.
Schema generale L'uso di materie prime naturali per la sintesi organica e petrolchimica di base può essere presentato come segue.
Arene Gas di sintesi Acetilene AlcheniAlcani
Sintesi organica e petrolchimica di base
Attività di prova.
1222. Qual è la differenza tra raffinazione primaria del petrolio e raccolta differenziata?
1223. Quali connessioni determinano alta qualità benzina?
1224. Suggerire un metodo che permetta di ottenere alcol etilico dal petrolio.