Какие главные природные источники углеводородов вам известны

Природные углеводороды

Углеводороды являются сложными органическими веществами. В природе углеводороды получают из полезных ископаемых – нефти, каменного угля, газа. Составляющие компоненты углеводородов – это атомы углерода и водорода. Все прочие углеродсодержащие вещества представляют собой производные углеводородов.
Основные природные углеводороды это:

Ископаемые угли

На нашей планете существует свыше 36 тысяч угольных бассейнов, а также месторождений. Все вместе они занимают 15% территории планеты Земля. Угольные бассейны простираются на тысячи километров. Существует три основных типа ископаемых углей:

• антрацит – наиболее старый из ископаемых углей. Имеет высокую плотность и блеск. В нем содержится примерно 95% углерода
• каменный уголь имеет в своем составе примерно 99% углерода. Этот вид ископаемого угля наиболее популярен в использовании
• бурый уголь имеет гораздо меньше углерода в составе – всего 72%. Поскольку он является наиболее молодым из ископаемых углей, то в нем часто встречаются следы древесной структуры. Он характеризуется высоким уровнем гигроскопичности, а также высокой зольностью (от 7% до 38 %), по этой причине его используют исключительно в качестве местного топлива и сырья для химической переработки. При помощи процесса гидрогенизации из него создают ценные типы жидкого топлива: бензин и керосин.

В каменном угле находится много разных органических веществ. Присутствуют, конечно же, и неорганические, к примеру, вода, аммиак, сероводород, углерод. Наиболее часто каменный уголь перерабатывается методом коксования, в условиях температуры 10000 С. Результатом такого процесса является получение:

• коксового газа
• каменноугольной смолы
• надсмольной или аммиачной воды
• кокса – твёрдого остатка коксования. Его можно назвать чистым углеродом.
• Кокс применяют во время создания чугуна и стали, аммиак – для изготовления азотных и комбинированных удобрений.
• Выше мы уже рассмотрели, какие существуют природные источники углеводородов, уголь из них сложнее всего добывать. Он является крайне грязным топливом. В процессе его добычи часто случаются взрывы и возгорания метана, а также происходит загрязнение окружающей среды.

Нефть

Следующий природный углеводород – нефть, известен людям с древних времён. На берегах реки Евфрат ее добывали еще 6-7 тыс. лет до н. э. Применяли нефть для освещения жилищ, готовили из нее строительные растворы, а также использовали как лекарства и мази в процессе бальзамирования. Кроме этого, нефть была главным компонентом зажигательного средства, называемого “греческим огнем”.
На сегодняшний день разведано свыше 600 нефтегазоносных бассейнов. Разработки ведутся в 450 из них. При этом ученые считают, что всего в мире около 50 тысяч нефтяных месторождений.
Бывает легкая и тяжелая нефть. Извлечение легкой нефти происходит при помощи насосов или фонтанным методом. Из такого продукта создают главным образом бензин и керосин. Тяжелые сорта нефти часто разрабатывают шахтным способом (к примеру, в Республике Коми). Из нее создают битум, мазут, разные масла.
Нефть можно назвать самым универсальным топливом. Добывать ее довольно легко, поскольку для этого не нужно опускать под землю людей. Основным недостатком такого топлива можно назвать невысокую ресурсообеспеченность (примерно 50 лет).
Каждая капля нефти содержит свыше 900 разных химических соединений, больше половины Периодической системы элементов. Примечательно, что в сыром виде нефть совершенно не используют, применяют исключительно продукты нефтепереработки.
Переработка природных углеводородов, а именно нефти дает возможность получить большое количество крайне ценных продуктов. Результатом отгонки из нефти светлых продуктов является получение мазута. Его подвергают второй перегонке с целью получения смазочных масел. Неперегоняемая часть мазута – гудрон. Его применяют в строительной отрасли, а также в процессе асфальтирования дорог. Объем бензина не превышал 17-20% от массы сырой нефти. Однако, Владимир Шухов в 1891 году предложил вариант промышленного крекинга керосиновой фракции нефти. Таким образом, удалось повысить выход бензина до 65-70% (в перерасчёте на сырую нефть).
Добыча нефти связана с загрязнением окружающей среды. В результате аварий нефтеналивных танкеров, которые периодически происходят, берега покрываются слоем мазута, задыхаются рыбы и млекопитающие, гибнут птицы, когда их крылья вымазываются в мазут. К примеру, в 2007 году в Керченском проливе в воду вылились 2 тысячи тонн нефтепродуктов и почти 7 тысяч тонн серы. Затронутая аварией экосистема сможет восстановиться не раньше, чем через 10 лет. В результате разлива нефти в проливе погибли свыше 15 тысяч птиц. Только представьте, что литр нефти, дающий воду, образует на ее поверхности пятно площадью 100 кв.м. Экологи заявили, что на сегодняшний день почти 20% площади мирового океана покрыты нефтяными пятнами.

Природный и попутный нефтяной газы

В природном газе находятся углеводороды, имеющие небольшую молекулярную массу, главным компонентом является метан. Его объем в газе из различных месторождений составляет от 80% до 97%. Помимо метана, в природном газе находятся:

Интересно, что по своим качествам природный газ как топливо превосходит нефть, поскольку он более калорийный. Кроме этого, газ легче добывать и транспортировать. Он является самым экономичным из всех видов топлива.
Сферы использования природного газа:

• эффективное топливо
• сырье химической промышленности
• производство ацетилена, этилена, водорода, сажи, пластмассы, уксусной кислоты, красителей
• изготовление медикаментов.

Попутный нефтяной газ – это природная смесь углеводородов, растворенных в нефти и выделяющихся в процессе её добычи. Нефтяной газ содержит меньше метана, но больше пропана, бутана и прочих высших углеводородов.
Свыше 70 стран мира имеют промышленные запасы газа. Практически 2/3 мировой добычи газа приходится на Россию и США. Ведущим регионом газодобычи не только в России, но и в мире, можно назвать Ямало-Ненецкий автономный округ. Российский город Новый Уренгой давно признали газовой столицей.
Применение природных источников углеводородов играет огромную роль для химической промышленности. Ученые занимаются поиском альтернативы и замены такого топлива. К примеру, активно вводятся в эксплуатацию ветро- и гидро- электростанции, используется энергия солнца. Уменьшение объема используемой нефти путь не только к более рациональному её применению, но и к сохранению данного сырья для будущих поколений. Углеводородным сырьём стоит пользоваться исключительно с целью переработки и синтеза различных ценных соединений. Однако, на сегодняшний день, 94% добываемой нефти используется в качестве топлива. Еще Д. И. Менделеев сказал: “Сжигать нефть – это то же самое, что топить печь ассигнациями”.

Природные источники углеводородов – переработка

Добытые из недр земли углеводороды имеют неоднородный состав, вследствие чего использование их в чистом виде связанно со многими трудностями. Необходимость переработки углеводородов связанна с желанием мировых компаний повышать объем добычи полезных компонентов из нефти и газа, а также создавать высокооктановые бензины для новейших ДВС и смазочные материалы высокого качества. Переработка осуществляется такими методами:

• перегонка – самый первый этап переработки нефти, заключается в простом разделении на легкокипящие, средние и тяжелые фракции. Результатом этого процесса является получение бензинов, керосинов и мазута
• крекинг – это переработка нефти в условиях высокой температуры. Результатом этого процесса является синтез моторного масла, топлива и другого сырья для химической и нефтяной отрасли
• коксование – это получение кокса из тяжелых фракций, который впоследствии применяют для создания электродов и коррозионностойкой аппаратуры
• риформинг является каталитическим облагораживанием синтезированных ранее видов бензина с низким октановым числом. Конечные продукты – высокооктановый бензин, ароматические углеводороды (бензол, толуол)
• гидроочистка. В процессе риформинга нефтяных производных наблюдается выделение водорода, который далее поступает на очистку нефтепродуктов от серы и азота.

Во время добычи нефти получают и природный газ, находящийся как в самой нефти, так и в виде газовой шапки внутри месторождения. Область его использования в последние годы существенно расширилась:

• энергетика
• тепловые электростанции
• бытовое топливо
• автомобилестроение.

По этой причине переработка метана в жидкие углеводороды находится под наблюдением. В процессе разработки месторождений, при отсутствии подготовленной инфраструктуры для сбора, перевозки и переработки попутного нефтяного газа и природного газа, их попросту сжигают в факеле. Однако, данный продукт является ценным топливом и бюджетным вариантом электро- и тепловой энергии.
Можно сделать вывод, что технологии добычи и переработки углеводородов имеют непосредственную взаимосвязь. Высокий уровень разработки месторождений в несколько раз повышает объем добываемого сырья для последующего синтеза очень важных для человечества химических веществ.
Ученые не сидят сложа руки, им нужны дешевое топливо и мощные двигатели. В связи с этим они находятся в постоянном поиске новых методов получения полезных веществ из природных ресурсов.

Какие главные природные источники углеводородов вам известны

style=”display:inline-block;width:728px;height:90px”
data-ad-client=”ca-pub-1238826088183094″
data-ad-slot=”6840044768″>

Ответы к параграфу 19

1. Какие главные природные источники углеводородов вам известны?
Нефть, природный газ, сланцы, каменный уголь.

2. Каков состав природного газа? Покажите на географической карте важнейшие месторождения: а) природного газа; б) нефти; в) каменного угля.

3. Какие преимущества по сравнению с другими видами топлива имеет природный газ? Для каких целей используют природный газ в химической промышленности?
Природный газ, по сравнению с другими источниками углеводородов, наиболее легок в добыче, транспортировке и переработке. В химической промышленности природный газ используется в качестве источника низкомолекулярных углеводородов.

4. Напишите уравнения реакций получения: а) ацетилена из метана; б) хлоропренового каучука из ацетилена; в) тетрахлорметана из метана.

5. Чем отличаются попутные нефтяные газы от природного газа?
Попутные газы – это летучие углеводороды, растворенные в нефти. Их выделение происходит путем перегонки. В отличие от природного газа, может быть выделен на любой стадии разработки нефтяного месторождения.

6. Охарактеризуйте основные продукты, получаемые из попутных нефтяных газов.
Основные продукты: метан, этан, пропан, н-бутан, пентан, изобутан, изопентан, н-гексан, н-гептан, изомеры гексана и гептана.

7. Назовите важнейшие нефтепродукты, укажите их состав и области их применения.

8. Какие смазочные масла используют на производстве?
Моторные масла трансмиссионные, индустриальные, смазочно-охлаждающие эмульсии для металлорежущих станков и др.

9. Как осуществляют перегонку нефти?

10. Что такое крекинг нефти? Составьте уравнение реакций расщепления углеводородов и при этом процессе.

11. Почему при прямой перегонке нефти удается получить не более 20 % бензина?
Потому, что содержание бензиновой фракции в нефти ограниченно.

12. Чем отличается термический крекинг от каталитического? Дайте характеристику бензинов термического и каталитического крекингов.
При термическом крекинге необходимо нагревать реагирующие вещества до высоких температур, при каталитическом – введение катализатора снижает энергию активации реакции, что позволяет существенно уменьшить температуру реакции.

13. Как практически можно отличить крекинг-бензин от бензина прямой перегонки?
Крекинг-бензин обладает более высоким октановым числом, по сравнению с бензином прямой перегонки, т.е. детонационно более устойчив и рекомендуется для использованию в двигателях внутреннего сгорания.

14. Что такое ароматизация нефти? Составьте уравнения реакций, поясняющих этот процесс.

15. Какие основные продукты получают при коксовании каменного угля?
Нафталин, антрацен, фенантрен, фенолы и каменноугольные масла.

16. Как получают кокс и где его используют?
Кокс – твердый пористый продукт серого цвета, получаемый путём кокосования каменного угля при температурах 950-1100 без доступа кислорода. Его применяют для выплавки чугуна, как бездымное топливо, восстановитель железной руды, разрыхлитель шихтовых материалов.

17. Какие основные продукты получают:
а) из каменноугольной смолы; б) из надсмольной воды; в) из коксового газа? Где они применяются? Какие органические вещества можно получить из коксового газа?
а)бензол, толуол, нафталин – химическая промышленность
б)аммиак, фенолы, органические кислоты – химическая промышленность
в)водород, метан, этилен – топливо.

18. Вспомните все основные способы получения ароматических углеводородов. Чем различаются способы получения ароматических углеводородов из продуктов коксования каменного угля и нефти? Напишите уравнения соответствующих реакций.
Различаются способами получения: первичная переработка нефти основана на различии в физических свойствах различных фракций, а коксование основано сугубо на химических свойствах каменного угля.

19. Поясните, как в процессе решения энергетических проблем в стране будут совершенствоваться пути переработки и использования природных углеводородных ресурсов.
Поиск новых источников энергии, оптимизация процессов добычи и переработки нефти, разработка новых катализаторов для удешевления всего производства и т.д.

20. Каковы перспективы получения жидкого топлива из угля?
В перспективе получение жидкого топлива из угля возможно, при условии снижения затрат на его производство.

Задача 1. Известно, что газ содержит в объемных долях 0,9 метана, 0,05 этана, 0,03 пропана, 0,02 азота. Какой объем воздуха потребуется, чтобы сжечь 1 м3 этого газа при нормальных условиях?

Задача 2. Какой объем воздуха (н.у.) необходим, чтобы сжечь 1 кг гептана?

Задача 3. Вычислите, какой объем (в л) и какая масса (в кг) оксида углерода (IV) получится при сгорании 5 моль октана (н.у.).

Какие главные природные источники углеводородов вам известны?

Какие главные природные источники углеводородов вам известны?

Природными источниками углеводородов являются горючие ископаемые. Большинство органических веществ получают из природных источников. В процессе синтеза органических соединений в качестве сырья используют природные и сопутствующие газы, каменный и бурый уголь, нефть, горючие сланцы, торф, продукцию животного и растительного происхождения.

Каков состав природного газа

Качественный состав природного газа это компоненты двух групп: органические и неорганические. К органическим составляющим относятся: метан – СН4; пропан – С3Н8; бутан – С4Н10; этан – С2Н4; более тяжелые углеводороды с количеством атомов углерода больше пяти. Неорганические компоненты включают в себя следующие соединения: водород (в небольших количествах) – Н2; углекислый газ – СО2; гелий – Не; азот – N2; сероводород – H2S. Каким именно будет состав той или иной смеси, зависит от источника, то есть месторождения. Этими же причинами объясняются и различные физико-химические свойства природного газа.

Химический состав
Основную часть природного газа составляет метан (CH4) — до 98 %. В состав природного газа могут также входить более тяжёлые углеводороды:
* этан (C2H6),
* пропан (C3H8),
* бутан (C4H10)
— гомологи метана, а также другие неуглеводородные вещества:
* водород (H2),
* сероводород (H2S),
* диоксид углерода (СО2),
* азот (N2),
* гелий (Не) .

Природный газ не имеет цвета и запаха. Чтобы можно было определить утечку по запаху, в газ добавляют небольшое количество меркаптанов, имеющих сильный неприятный запах

Какие преимущества природного газа перед другими видами топлива

1. упрощенная добыча (не нуждается в искусственном откачивание)

2. готов к использованию без промежуточных переработок (перегонок)

3. транспортировка как в газообразном, так и в жидком состоянии.

4. минимальные выбросы вредных веществ при сгорании.

5. удобство подачи топлива в уже газообразном состоянии при его сжигании (меньшая себестоимость оборудования, использующего данный вид топлива)

6. запасы наиболее обширные, чем другие виды топлива (меньше рыночная стоимость)

7. использование в больших отраслях народного хозяйства, чем другие виды топлива.

8. достаточное количество в недрах России.

9. выбросы самого топлива при авариях менее токсичны для окружающей среды.

10. высокая температура горения для использования в технологических схемах народного хозяйства и т. д. и т. п.

Применение в химической промышленности

Его используют для получения пластмассы, спирта, каучука, органических кислот. Только с использованием природного газа можно синтезировать такие химические вещества, которые просто не встретишь в природе, к примеру, полиэтилен. метан применяется как сырье для производства ацетилена, аммиака, метанола и цианистого водорода. При этом природный газ является главной сырьевой базой при производстве аммиака. Практически три четверти всего аммиака применяется для производства азотных удобрений.

Цианистый водород, получаемый уже из аммиака, вместе с ацетиленом служит первоначальным сырьем для производства различных синтетических волокон. Из ацетилена можно вырабатывать разные пласты-каты, которые довольно широко применяются в промышленности и в быту. Также при помощи него производится ацетатный шелк.

Природный газ является одним из лучших видов топлива, которые используются для промышленных и бытовых нужд. Его ценность как горючего состоит также в том, что это минеральное топливо довольно чистое экологически. При его сгорании появляется гораздо меньше вредных веществ, если сравнить с другими видами топлива.

Важнейшие нефтепродукты

Из нефти в процессе переработки получают топливо (жидкое и газообразное), смазочные масла и консистентные смазки, растворители, индивидуальные углеводороды – этилен, пропилен, метан, ацетилен, бензол, толуол, ксило и др., твердые и полутвердые смеси углеводородов (парафин, вазелин, церезин), нефтяные битумы, технический углерод (сажу), нефтяные кислоты и их производные.

Жидкое топливо, получаемое нефтепереработкой, подразделяют на моторное и котельное. К газообразному топливу относят углеводородные сжиженные топливные газы, применяемые для коммунально-бытового обслуживания. Это смеси пропана и бутана в разных соотношениях.

Смазочные масла, предназначенные для обеспечения жидкостной смазки в различных машинах и механизмах, подразделяют в зависимости от применения на индустриальные, турбинные, компрессорные, трансмиссионные, изоляционные, моторные.

Консистентные смазки представляют собой нефтяные масла, загущенные мылами, твердыми углеводородами и другими загустителями.

Индивидуальные углеводороды, получаемые в результате переработки нефти и нефтяных газов, служат сырьем для производства полимеров и продуктов органического синтеза. Из них наиболее важны предельные – метан, этан, пропан, бутан; непредельные – этилен, пропилен; ароматические – бензол, толуол, ксилолы. Также продуктами переработки нефти являются предельные углеводороды с большой молекулярной массой (С₁₆ и выше) – парафины, церезины, применяемые в парфюмерной промышленности и в виде загустителей для консистентных смазок.

Нефтяные битумы, получаемые из тяжелых нефтяных остатков путем их окисления, используют для дорожного строительства, для получения кровельных материалов, для приготовления асфальтовых лаков и полиграфических красок и др.

Одним из главных продуктов переработки нефти является моторное топливо, которое включает авиационные и автомобильные бензины.

Какие главные природные источники углеводородов вам известны?

Природными источниками углеводородов являются горючие ископаемые. Большинство органических веществ получают из природных источников. В процессе синтеза органических соединений в качестве сырья используют природные и сопутствующие газы, каменный и бурый уголь, нефть, горючие сланцы, торф, продукцию животного и растительного происхождения.

Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ – конструкции, предназначен­ные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Источники:

http://mining-prom.ru/gornoe/geologiya/prirodnye-uglevodorody/
http://superhimik.ru/10-klass/paragraf-19.html
http://cyberpedia.su/1x7b1b.html