ХІМІЯ - Комплексна підготовка до зовнішнього незалежного оцінювання

РОЗДІЛ III. ОРГАНІЧНА ХІМІЯ

11. Вуглеводні

11.5. Природні джерела вуглеводнів та їхня переробка

1. Природний газ — суміш газоподібних алканів: метан (близько 90%)1, етан, пропан, бутан. Попутний нафтовий газ — суміш газоподібних вуглеводнів, розчинених у нафті, виділяються з неї під час видобутку і переробки; містить метану зазвичай 90-98 %, а також етан, пропан, бутан. Болотяний газ — газ, який виділяється внаслідок гниття органічних решток боліт. Основним компонентом болотяного газу є метан, також може містити незначну кількість СО2, N2, H2S (який надає газу неприємного запаху). Рудниковий газ — газ, який виділяється з кам’яновугільних пластів (трапляється і в інших рудниках). Основний компонент — метан (з домішками інших алканів)2.

2. Кам’яне вугілля. Унаслідок його сухої перегонки (за температури 1000 °С без доступу кисню) отримують леткі продукти (аміак, воду і коксовий газ (60 % Н2; 25 % СН4; 5 % СО; 4 % N2; 2 % NО2; 2 % С2Н4, 2 % інших газів) та кам’яновугільну смолу — складну суміш органічних речовин (з яких ідентифіковано лише близько 60 % — більше 500 сполук). При її фракціонуванні одержують кілька фракцій: легку (бензен, толуен, ароматичні кислоти), середню (фенол, нафталін), важку (нафталін і його гомологи), антраценову (антрацен, фенантрен), залишок — пек і пековий кокс.

3. Нафта — суміш рідких, газоподібних та твердих вуглеводнів (парафіни, циклопарафіни, арени). Первинна переробка нафти — фракційна перегонка (ректифікація):

1) нагрівання сирої нафти в печі до 400 °С;

2) пропускання парів нафти через ректифікаційну колону — пристрій для розділення рідких сумішей речовин, являє собою вертикальний циліндр (80 і більше м заввишки і до 8 м завтовшки) з контактними пристроями («тарілками») усередині, — де вони охолоджуються і, залежно від температури кипіння, розділяються на різні частини — фракції:

(бензин);

(лігроїн);

(гас);

(газойль, один з компонентів Дизельного пального);

мазут (близько 50 % залежно від виду нафти) — суміш вуглеводнів з кількістю атомів

Карбону, більшою за 20, та нафтових смол; його додатково переганяють у вакуумних установках, одержуючи низку речовин, зокрема гудрон — цінний матеріал, який використовують у виробництві дорожніх, покрівельних та будівельних бітумів, мастил тощо.

Вторинна переробка нафтопродуктів:

вторинна фракційна перегонка бензину і гасу;

високотемпературний піроліз — дегідрогенізація циклоалканів і дегідроциклізація алканів (ароматизація) на платиновому каталізаторі за температури 600-700 °С;

термічний крекінг вуглеводнів, що містяться в мазуті й газойлі (розщеплення більших молекул на менші);

коксування (прожарювання) важких залишків нафти; отримують нафтовий кокс — тверду пористу речовину, яка містить 90-96 % вуглецю;

риформінг (каталітичний риформінг), на відміну від крекінгу, проводять за наявності каталізатора, що дає змогу дещо знизити температуру процесу й отримати бензин вищої якості. Під час риформінгу відбувається також ізомеризація алканів (н-гексан ізогексан), що змінює октанове число з 25 на 77.

_____________________________________________________________

1 Метан є основою атмосфери деяких планет Сонячної системи — Сатурна, Юпітера і його супутника Титана

2 Раніше для запобігання масової загибелі людей, які працювали в шахтах, використовували пташок: поки пташка в клітці поводилася спокійно, небезпека була мінімальною; якщо починала «нервуватися» або гинула, то це був сигнал, що концентрація газу стала небезпечною. Токсичність газу є не дуже високою (ГДК у повітрі робочої зони становить 7000 мг/м3). Головна небезпека полягає у тому, що газ може вибухнути: суміш із повітрям (6—16%) надзвичайно вибухонебезпечна. Зараз для запобігання цьому використовують спеціальні електронні прилади контролю — полум’яно-іонізаційні детектори (газохроматографічний метод), електричне обладнання із системою гасіння іскри. Удосконалили вентиляційні системи. Але й досі викиди рудникового газу призводять до людських жертв.



Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити