Dapat pansinin na ang mga hydrocarbon ay malawak na ipinamamahagi sa kalikasan. Karamihan organikong bagay nakuha mula sa mga likas na mapagkukunan. Sa proseso ng synthesis ng mga organikong compound, natural at nauugnay na mga gas, karbon at kayumangging karbon, langis, pit, mga produkto ng pinagmulan ng hayop at gulay ay ginagamit bilang mga hilaw na materyales.
Mga likas na pinagmumulan ng hydrocarbons: mga natural na gas.
Ang mga natural na gas ay mga likas na pinaghalong hydrocarbon ng iba't ibang istruktura at ilang mga dumi ng gas (hydrogen sulfide, hydrogen, carbon dioxide) na pumupuno sa mga bato sa crust ng lupa. Ang mga compound na ito ay nabuo bilang isang resulta ng hydrolysis ng mga organikong sangkap sa napakalalim sa kapal ng Earth. Ang mga ito ay matatagpuan sa isang libreng estado sa anyo ng malaking akumulasyon - gas, gas condensate at mga patlang ng langis at gas.
Ang pangunahing bahagi ng istruktura ng mga nasusunog na natural na gas ay CH₄ (methane - 98%), С₂Н₆ (ethane - 4.5%), propane (С₃Н₈ - 1.7%), butane (С₄Н₁₀ - 0.8%), pentane (С₃Н₈ - 1.7%), butane (С₄Н₁₀ - 0.8%), pentane (С₃Н₈ - 1.7%) . Ang nauugnay na petroleum gas ay bahagi ng langis sa isang dissolved state at inilalabas mula dito dahil sa pagbaba ng pressure kapag tumaas ang langis sa ibabaw. Sa mga patlang ng gas at langis, ang isang tonelada ng langis ay naglalaman ng mula 30 hanggang 300 sq. m ng gas. Ang mga likas na pinagmumulan ng hydrocarbons ay isang mahalagang gasolina at hilaw na materyal para sa industriya ng organic synthesis. Ang gas ay ibinibigay sa mga negosyo sa pagpoproseso ng gas, kung saan ito pinoproseso (langis, mababang temperatura na adsorption, condensation at rectification). Ito ay nahahati sa magkakahiwalay na mga bahagi, ang bawat isa ay ginagamit para sa mga tiyak na layunin. Halimbawa, mula sa methane synthesis gas, na siyang pangunahing hilaw na materyales para sa paggawa ng iba pang hydrocarbons, acetylene, methanol, methanal, chloroform.
Mga likas na pinagmumulan ng hydrocarbons: langis.
Ang langis ay isang kumplikadong timpla na pangunahing binubuo ng naphthenic, paraffinic at aromatic hydrocarbons. Ang komposisyon ng langis ay kinabibilangan ng mga aspalto-resinous na sangkap, mono- at disulfides, mercaptans, thiophene, thiophane, hydrogen sulfide, piperidine, pyridine at mga homologue nito, pati na rin ang iba pang mga sangkap. Batay sa mga produkto, higit sa 3,000 iba't ibang mga produkto ang nakuha gamit ang mga pamamaraan ng petrochemical synthesis, incl. ethylene, benzene, propylene, dichloroethane, vinyl chloride, styrene, ethanol, isopropanol, butylenes, iba't ibang plastic, chemical fibers, dyes, detergents, droga, pampasabog, atbp.
Ang pit ay isang sedimentary rock na pinagmulan ng halaman. Ang sangkap na ito ay ginagamit bilang isang panggatong (pangunahin para sa mga thermal power plant), bilang isang kemikal na hilaw na materyal (para sa synthesis ng maraming mga organikong sangkap), bilang isang antiseptic bedding sa mga bukid, lalo na sa mga sakahan ng manok, bilang isang bahagi ng mga pataba para sa paghahardin at mga pananim sa bukid.
Mga likas na pinagmumulan ng hydrocarbons: xylem o kahoy.
Ang Xylem ay isang tissue ng mas matataas na halaman, kung saan ang tubig at mga natunaw na sustansya ay nagmumula sa rhizome ng system patungo sa mga dahon, pati na rin ang iba pang mga organo ng halaman. Binubuo ito ng mga cell na may matigas na shell, na mayroong vascular conduction system. Depende sa uri ng kahoy, naglalaman ito ng iba't ibang dami ng pectin at mineral compounds (pangunahin ang mga calcium salts), lipid at mahahalagang langis. Ang kahoy ay ginagamit bilang panggatong; ang methyl alcohol, acetic acid, cellulose, at iba pang mga sangkap ay maaaring synthesize mula dito. Mula sa ilang mga uri ng kahoy, ang mga tina ay nakuha (sandalwood, logwood), tannins (oak), resins at balsams (cedar, pine, spruce), alkaloids (mga halaman ng nightshade, poppy, ranunculus, mga pamilya ng payong). Ang ilang mga alkaloid ay ginagamit bilang mga gamot (chitin, caffeine), herbicides (anabasine), insecticides (nicotine).
Ang pinakamahalagang pinagmumulan ng hydrocarbon ay natural at nauugnay na mga petrolyo na gas, langis, at karbon.
Sa pamamagitan ng mga reserba natural na gas ang unang lugar sa mundo ay pag-aari ng ating bansa. Ang natural na gas ay naglalaman ng mababang molekular na timbang na mga hydrocarbon. Mayroon itong sumusunod na tinatayang komposisyon (sa dami): 80-98% methane, 2-3% ng mga pinakamalapit na homologue nito - ethane, propane, butane at isang maliit na halaga ng mga impurities - hydrogen sulfide H 2 S, nitrogen N 2 , noble gases , carbon monoxide (IV ) CO 2 at singaw ng tubig H 2 O . Ang komposisyon ng gas ay tiyak sa bawat larangan. Mayroong sumusunod na pattern: mas mataas ang relatibong molekular na timbang ng hydrocarbon, mas mababa ito sa natural na gas.
Ang natural na gas ay malawakang ginagamit bilang murang gasolina na may mataas na calorific value (combustion ng 1m 3 releases hanggang 54,400 kJ). Isa ito sa ang pinakamagandang tanawin panggatong para sa mga pangangailangan sa tahanan at industriya. Bilang karagdagan, ang natural na gas ay isang mahalagang hilaw na materyal para sa industriya ng kemikal: ang produksyon ng acetylene, ethylene, hydrogen, soot, iba't ibang mga plastik, acetic acid, mga tina, mga gamot at iba pang mga produkto.
Mga nauugnay na petrolyo gas ay nasa mga deposito kasama ng langis: sila ay natunaw dito at matatagpuan sa itaas ng langis, na bumubuo ng isang "cap" ng gas. Kapag kumukuha ng langis sa ibabaw, ang mga gas ay nahihiwalay mula dito dahil sa isang matalim na pagbaba sa presyon. Noong nakaraan, ang mga nauugnay na gas ay hindi ginagamit at nasusunog sa panahon ng paggawa ng langis. Sa kasalukuyan, sila ay kinukuha at ginagamit bilang panggatong at mahahalagang kemikal na hilaw na materyales. Ang mga nauugnay na gas ay naglalaman ng mas kaunting methane kaysa sa natural na gas, ngunit mas maraming ethane, propane, butane at mas mataas na hydrocarbon. Bilang karagdagan, naglalaman ang mga ito ng parehong mga impurities tulad ng sa natural na gas: H 2 S, N 2, noble gases, H 2 O vapor, CO 2 . Ang mga indibidwal na hydrocarbon (ethane, propane, butane, atbp.) ay nakuha mula sa mga nauugnay na gas, ginagawang posible ng kanilang pagproseso na makakuha ng unsaturated hydrocarbons sa pamamagitan ng dehydrogenation - propylene, butylene, butadiene, kung saan ang mga rubber at plastic ay pagkatapos ay synthesize. Ang pinaghalong propane at butane (liquefied gas) ay ginagamit bilang panggatong sa bahay. Ang natural na gasolina (isang pinaghalong pentane at hexane) ay ginagamit bilang isang additive sa gasolina para sa mas mahusay na pag-aapoy ng gasolina kapag sinisimulan ang makina. Ang oksihenasyon ng mga hydrocarbon ay gumagawa ng mga organikong acid, alkohol at iba pang mga produkto.
Langis- madulas na nasusunog na likido ng madilim na kayumanggi o halos itim na kulay na may katangian na amoy. Ito ay mas magaan kaysa sa tubig (= 0.73–0.97 g / cm 3), halos hindi matutunaw sa tubig. Sa pamamagitan ng komposisyon, ang langis ay isang kumplikadong halo ng mga hydrocarbon ng iba't ibang mga molekular na timbang, kaya wala itong tiyak na punto ng kumukulo.
Ang langis ay pangunahing binubuo ng mga likidong hydrocarbon (solid at gaseous hydrocarbons ay natunaw sa kanila). Kadalasan ang mga ito ay mga alkane (pangunahin sa isang normal na istraktura), cycloalkanes at arene, ang ratio nito sa mga langis mula sa iba't ibang larangan ay malawak na nag-iiba. Ang langis ng Ural ay naglalaman ng higit pang mga arene. Bilang karagdagan sa mga hydrocarbon, ang langis ay naglalaman ng oxygen, sulfur at nitrogenous organic compounds.
Ang langis na krudo ay hindi karaniwang ginagamit. Upang makakuha ng mga teknikal na mahahalagang produkto mula sa langis, ito ay sumasailalim sa pagproseso.
Pangunahing pagproseso ang langis ay binubuo sa paglilinis nito. Isinasagawa ang distillation sa mga refinery pagkatapos ng paghihiwalay ng mga nauugnay na gas. Sa panahon ng distillation ng langis, ang mga produktong magaan na langis ay nakuha:
gasolina ( t kip \u003d 40–200 ° С) ay naglalaman ng mga hydrocarbon С 5 -С 11,
naphtha ( t kip \u003d 150–250 ° С) ay naglalaman ng mga hydrocarbon С 8 -С 14,
kerosene ( t kip \u003d 180–300 ° С) ay naglalaman ng mga hydrocarbon С 12 -С 18,
langis ng gas ( t kip > 275 °C),
at sa natitira - isang malapot na itim na likido - langis ng gasolina.
Ang langis ay sumasailalim sa karagdagang pagproseso. Ito ay distilled sa ilalim ng pinababang presyon (upang maiwasan ang agnas) at lubricating oils ay isolated: spindle, engine, cylinder, atbp. Petroleum jelly at paraffin ay nakahiwalay mula sa gasolina langis ng ilang mga grado ng langis. Ang nalalabi ng langis ng gasolina pagkatapos ng distillation - tar - pagkatapos ng bahagyang oksihenasyon ay ginagamit upang makagawa ng aspalto. Pangunahing kawalan oil distillation - isang maliit na ani ng gasolina (hindi hihigit sa 20%).
Ang mga produktong oil distillation ay may iba't ibang gamit.
Petrolyo ginagamit sa malalaking dami bilang aviation at automotive fuel. Karaniwan itong binubuo ng mga hydrocarbon na naglalaman ng average na 5 hanggang 9 C atoms sa mga molekula. Naphtha Ginagamit ito bilang panggatong para sa mga traktora, gayundin bilang isang solvent sa industriya ng pintura at barnisan. Ang malalaking dami ay pinoproseso sa gasolina. Kerosene Ginagamit ito bilang panggatong para sa mga traktora, jet plane at rocket, gayundin para sa mga domestic na pangangailangan. solar oil - langis ng gas- ginagamit bilang gasolina ng motor, at mga langis na pampadulas- para sa mga mekanismo ng pagpapadulas. Petrolatum ginagamit sa medisina. Binubuo ito ng pinaghalong likido at solid na hydrocarbon. Paraffin ginagamit upang makakuha ng mas mataas na mga carboxylic acid, upang i-impregnate ang kahoy sa paggawa ng mga posporo at lapis, para sa paggawa ng mga kandila, polish ng sapatos, atbp. Binubuo ito ng pinaghalong solid hydrocarbons. langis ng gasolina bilang karagdagan sa pagproseso sa lubricating oils at gasolina, ito ay ginagamit bilang boiler liquid fuel.
Sa pangalawang pamamaraan ng pagproseso ang langis ay isang pagbabago sa istruktura ng mga hydrocarbon na bumubuo sa komposisyon nito. Kabilang sa mga pamamaraang ito, ang malaking kahalagahan ay ang pag-crack ng mga hydrocarbon ng langis, na isinasagawa upang mapataas ang ani ng gasolina (hanggang sa 65-70%).
Nagbitak- ang proseso ng paghahati ng mga hydrocarbon na nilalaman sa langis, bilang isang resulta kung saan ang mga hydrocarbon na may mas maliit na bilang ng mga C atom sa molekula ay nabuo. Mayroong dalawang pangunahing uri ng pag-crack: thermal at catalytic.
Thermal cracking ay isinasagawa sa pamamagitan ng pag-init ng feedstock (fuel oil, atbp.) sa temperatura na 470–550 °C at presyon na 2–6 MPa. Kasabay nito, ang mga molekulang hydrocarbon na may isang malaking bilang Ang mga C atom ay nahahati sa mga molekula na may mas maliit na bilang ng mga atomo ng parehong saturated at unsaturated hydrocarbons. Halimbawa:
(radikal na mekanismo),
Sa ganitong paraan, pangunahing gasolina ang nakukuha. Ang output nito mula sa langis ay umabot sa 70%. Ang thermal crack ay natuklasan ng Russian engineer na si V.G. Shukhov noong 1891.
catalytic cracking isinasagawa sa pagkakaroon ng mga catalyst (karaniwang aluminosilicates) sa 450-500 °C at presyon ng atmospera. Sa ganitong paraan, ang aviation gasoline ay nakuha na may ani na hanggang 80%. Ang ganitong uri ng crack ay pangunahing napapailalim sa kerosene at gas oil fractions ng langis. Sa catalytic cracking, kasama ang mga reaksyon ng cleavage, nangyayari ang mga reaksyon ng isomerization. Bilang resulta ng huli, ang mga saturated hydrocarbon na may branched carbon skeleton ng mga molekula ay nabuo, na nagpapabuti sa kalidad ng gasolina:
Mas mataas ang kalidad ng catalytic cracked na gasolina. Ang proseso ng pagkuha nito ay nagpapatuloy nang mas mabilis, na may mas kaunting pagkonsumo ng thermal energy. Bilang karagdagan, medyo maraming branched-chain hydrocarbons (isocompounds) ang nabuo sa panahon ng catalytic cracking, na kung saan ay malaking halaga para sa organic synthesis.
Sa t= 700 °C at mas mataas, nangyayari ang pyrolysis.
Pyrolysis- pagkabulok ng mga organikong sangkap na walang air access sa mataas na temperatura. Sa panahon ng oil pyrolysis, ang mga pangunahing produkto ng reaksyon ay unsaturated gaseous hydrocarbons (ethylene, acetylene) at aromatic hydrocarbons - benzene, toluene, atbp. Dahil ang oil pyrolysis ay isa sa pinakamahalagang paraan upang makakuha ng aromatic hydrocarbons, ang prosesong ito ay madalas na tinatawag na oil aromatization.
Aromatization– pagbabago ng mga alkanes at cycloalkanes sa mga arene. Kapag ang mabibigat na bahagi ng mga produktong petrolyo ay pinainit sa pagkakaroon ng isang katalista (Pt o Mo), ang mga hydrocarbon na naglalaman ng 6-8 C atoms bawat molekula ay na-convert sa aromatic hydrocarbons. Ang mga prosesong ito ay nangyayari sa panahon ng reporma (pag-upgrade ng gasolina).
Nagrereporma- ito ang aromatization ng mga gasolina, na isinasagawa bilang isang resulta ng pagpainit sa kanila sa pagkakaroon ng isang katalista, halimbawa, Pt. Sa ilalim ng mga kondisyong ito, ang mga alkanes at cycloalkanes ay na-convert sa aromatic hydrocarbons, bilang isang resulta kung saan ang bilang ng octane ng gasolina ay tumataas din nang malaki. Ang aromatization ay ginagamit upang makakuha ng indibidwal na aromatic hydrocarbons (benzene, toluene) mula sa mga fraction ng gasolina ng langis.
AT mga nakaraang taon Ang mga petrolyo hydrocarbon ay malawakang ginagamit bilang pinagmumulan ng mga kemikal na hilaw na materyales. Sa iba't ibang paraan, ginagamit ang mga ito upang makakuha ng mga sangkap na kinakailangan para sa paggawa ng mga plastik, synthetic textile fibers, synthetic rubber, alcohol, acids, synthetic mga detergent, mga pampasabog, pestisidyo, sintetikong taba, atbp.
uling tulad ng natural na gas at langis, ito ay pinagmumulan ng enerhiya at isang mahalagang kemikal na hilaw na materyal.
Pangunahing pamamaraan ng pagproseso matigas na uling – coking(dry distillation). Sa panahon ng coking (pag-init hanggang sa 1000 ° С - 1200 ° С nang walang air access), ang iba't ibang mga produkto ay nakuha: coke, coal tar, tar water at coke oven gas (scheme).
Scheme
Ang coke ay ginagamit bilang pampababa ng ahente sa paggawa ng bakal sa mga plantang metalurhiko.
Ang coal tar ay nagsisilbing pinagmumulan ng aromatic hydrocarbons. Ito ay sumasailalim sa rectification distillation at benzene, toluene, xylene, naphthalene, pati na rin ang phenols, nitrogen-containing compounds, atbp.
Ang ammonia, ammonium sulfate, phenol, atbp. ay nakuha mula sa tar water.
Ang coke oven gas ay ginagamit upang magpainit ng mga coke oven (pagkasunog ng 1 m 3 ay naglalabas ng humigit-kumulang 18,000 kJ), ngunit ito ay pangunahing napapailalim sa pagproseso ng kemikal. Kaya, ang hydrogen ay nakuha mula dito para sa synthesis ng ammonia, na pagkatapos ay ginagamit upang makabuo ng nitrogen fertilizers, pati na rin ang methane, benzene, toluene, ammonium sulfate, at ethylene.
Ang mga likas na pinagmumulan ng hydrocarbon ay mga fossil fuel - langis at
gas, karbon at pit. Ang mga deposito ng krudo at gas ay lumitaw 100-200 milyong taon na ang nakalilipas
pabalik mula sa microscopic marine halaman at hayop na naging
kasama sa mga sedimentary rock na nabuo sa ilalim ng dagat, Hindi tulad
na ang karbon at pit ay nagsimulang mabuo 340 milyong taon na ang nakalilipas mula sa mga halaman,
lumalaki sa tuyong lupa.
Ang natural na gas at langis na krudo ay karaniwang matatagpuan kasama ng tubig
oil-bearing layers na matatagpuan sa pagitan ng mga layer ng mga bato (Fig. 2). Termino
Nalalapat din ang "natural gas" sa mga gas na nabuo sa natural
mga kondisyon bilang resulta ng pagkabulok ng karbon. Natural gas at krudo
binuo sa lahat ng kontinente maliban sa Antarctica. ang pinakamalaking
Ang mga gumagawa ng natural gas sa mundo ay Russia, Algeria, Iran at
Estados Unidos. Ang pinakamalaking producer ng krudo ay
Venezuela, Saudi Arabia, Kuwait at Iran.
Ang natural na gas ay pangunahing binubuo ng methane (Talahanayan 1).
Ang langis na krudo ay isang madulas na likido, ang kulay nito ay maaari
maging ang pinaka-magkakaibang - mula sa madilim na kayumanggi o berde hanggang sa halos
walang kulay. Naglalaman ito ng malaking bilang ng mga alkane. Kabilang sa mga ito ay
straight chain alkanes, branched alkanes at cycloalkanes na may bilang ng mga atom
carbon five hanggang 40. Ang pang-industriya na pangalan para sa mga cycloalkane na ito ay may bilang. AT
krudo, bilang karagdagan, ay naglalaman ng humigit-kumulang 10% mabango
hydrocarbons, pati na rin ang isang maliit na halaga ng iba pang mga compound na naglalaman
asupre, oxygen at nitrogen.
Talahanayan 1 Komposisyon ng natural na gas
Ang karbon ay ang pinakalumang pinagmumulan ng enerhiya na kilala
sangkatauhan. Ito ay isang mineral (Larawan 3), na nabuo mula sa
bagay ng halaman sa panahon ng metamorphism. Metamorphic
tinatawag na mga bato, ang komposisyon nito ay sumailalim sa mga pagbabago sa mga kondisyon
mataas na presyon pati na rin ang mataas na temperatura. Ang produkto ng unang yugto sa
Ang proseso ng pagbuo ng karbon ay pit, na
nabubulok na organikong bagay. Ang karbon ay nabuo mula sa pit pagkatapos
natatakpan ito ng mga sedimentary na bato. Ang mga sedimentary rock na ito ay tinatawag
overloaded. Ang overloaded precipitation ay binabawasan ang moisture content ng peat.
Tatlong pamantayan ang ginagamit sa pag-uuri ng mga uling: kadalisayan (tinutukoy ng
kamag-anak na nilalaman ng carbon sa porsyento); uri (tinukoy
ang komposisyon ng orihinal na bagay ng halaman); grado (depende sa
antas ng metamorphism).
Talahanayan 2 Ang nilalaman ng carbon sa ilang uri ng gasolina at ang kanilang calorific value
kakayahan
Ang pinakamababang grade fossil coals ay lignite at
lignite (Talahanayan 2). Ang mga ito ay pinakamalapit sa pit at nailalarawan sa pamamagitan ng medyo
nailalarawan sa pamamagitan ng mas mababang moisture content at malawakang ginagamit sa
industriya. Ang pinakatuyo at pinakamahirap na grado ng karbon ay anthracite. Ang kanyang
ginagamit para sa pagpainit at pagluluto ng bahay.
Sa mga nagdaang taon, salamat sa pag-unlad ng teknolohiya, ito ay parami nang parami
matipid na gasification ng karbon. Kasama sa mga produkto ng coal gasification
carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen, methane at nitrogen. Ginagamit ang mga ito sa
bilang isang gas na panggatong o bilang isang hilaw na materyal para sa produksyon ng iba't-ibang
mga kemikal at pataba.
Ang karbon, gaya ng tinalakay sa ibaba, ay isang mahalagang pinagkukunan ng mga hilaw na materyales para sa
mga aromatic compound. Kinakatawan ng Coal
isang kumplikadong pinaghalong mga kemikal, na kinabibilangan ng carbon,
hydrogen at oxygen, pati na rin ang maliit na halaga ng nitrogen, sulfur at iba pang mga impurities
mga elemento. Bilang karagdagan, ang komposisyon ng karbon, depende sa grado nito, ay kinabibilangan
iba't ibang dami ng moisture at iba't ibang mineral.
Ang mga hydrocarbon ay natural na nangyayari hindi lamang sa mga fossil fuel, kundi pati na rin sa
sa ilang mga materyales na may pinagmulang biyolohikal. natural na goma
ay isang halimbawa ng natural na hydrocarbon polymer. molekula ng goma
ay binubuo ng libu-libong mga yunit ng istruktura, na methylbuta-1,3-diene
(isoprene);
natural na goma. Humigit-kumulang 90% natural na goma, na
kasalukuyang mina sa buong mundo, nakuha mula sa Brazilian
puno ng goma Hevea brasiliensis, pangunahing nilinang sa
mga bansang ekwador sa Asya. Ang katas ng punong ito, na latex
(isang colloidal aqueous solution ng polymer), na nakolekta mula sa mga paghiwa na ginawa gamit ang kutsilyo
tumahol. Ang Latex ay naglalaman ng humigit-kumulang 30% na goma. Ang maliliit na piraso nito
nasuspinde sa tubig. Ang juice ay ibinubuhos sa mga lalagyan ng aluminyo, kung saan idinagdag ang acid,
nagiging sanhi ng pag-coagulate ng goma.
Maraming iba pang natural na compound ang naglalaman din ng isoprene structural
mga fragment. Halimbawa, ang limonene ay naglalaman ng dalawang isoprene moieties. Limonene
ay ang pangunahing mahalaga bahagi mga langis na nakuha mula sa balat ng mga bunga ng sitrus,
tulad ng mga limon at dalandan. Ang koneksyon na ito ay kabilang sa klase ng mga koneksyon,
tinatawag na terpenes. Ang mga terpenes ay naglalaman ng 10 carbon atoms sa kanilang mga molekula (C
10-compounds) at isama ang dalawang isoprene fragment na konektado sa isa't isa
ang isa ay sunud-sunod ("ulo hanggang buntot"). Mga compound na may apat na isoprene
fragment (C 20 compounds) ay tinatawag na diterpenes, at may anim
isoprene fragment - triterpenes (C 30 compounds). Squalene
na matatagpuan sa langis ng atay ng pating ay isang triterpene.
Ang Tetraterpenes (C 40 compounds) ay naglalaman ng walong isoprene
mga fragment. Ang mga tetraterpenes ay matatagpuan sa mga pigment ng mga taba ng gulay at hayop.
pinagmulan. Ang kanilang kulay ay dahil sa pagkakaroon ng isang mahabang conjugated system
dobleng bono. Halimbawa, ang β-carotene ay responsable para sa katangian ng orange
pangkulay ng karot.
Teknolohiya sa pagproseso ng langis at karbon
AT huli XIX sa. sa ilalim ng impluwensya ng pag-unlad sa larangan ng thermal power engineering, transportasyon, engineering, militar at maraming iba pang mga industriya, ang demand ay tumaas nang hindi masusukat at isang kagyat na pangangailangan ay lumitaw para sa mga bagong uri ng mga produktong panggatong at kemikal.
Sa oras na ito, ang industriya ng pagdadalisay ng langis ay ipinanganak at mabilis na umunlad. Ang isang malaking impetus sa pag-unlad ng industriya ng pagdadalisay ng langis ay ibinigay ng imbensyon at mabilis na pagkalat ng panloob na combustion engine na tumatakbo sa mga produktong petrolyo. Ang pamamaraan ng pagproseso ng karbon, na kung saan ay hindi lamang isa sa mga pangunahing uri ng gasolina, ngunit, na kung saan ay lalong kapansin-pansin, ay naging isang mahalagang hilaw na materyal para sa industriya ng kemikal sa panahon ng pagsusuri, na binuo din nang masinsinan. Ang isang malaking papel sa bagay na ito ay kabilang sa coke chemistry. Ang mga halaman ng coke, na dating nagtustos ng coke sa ferrous metalurgy, ay naging mga negosyo ng coke-chemical, na, bilang karagdagan, ay gumawa ng isang bilang ng mga mahahalagang produktong kemikal: coke oven gas, krudo benzene, coal tar at ammonia.
Ang paggawa ng mga sintetikong organikong sangkap at materyales ay nagsimulang umunlad batay sa mga produktong pagdadalisay ng langis at karbon. Malawakang ginagamit ang mga ito bilang hilaw na materyales at semi-tapos na mga produkto sa iba't ibang sangay ng industriya ng kemikal.
Numero ng tiket 10
Badyet ng estado institusyong pang-edukasyon
sekondaryang paaralan No. 225 ng Admiralteisky district ng St. Petersburg
SANAYSAY
SA CHEMISTRY
Hydrocarbons at ang kanilang mga likas na mapagkukunan
Guro ng kimika:Voronaev Ivan Gennadievich
Grade
St. Petersburg
2018
Panimula
Ang mga hydrocarbon ay mga organikong compound na binubuo ng mga atomo ng C (carbon) at H (hydrogen) - gas, likido at solid, depende sa bigat ng molekular at sa istruktura ng kemikal.
Ang layunin ng abstract ay isaalang-alang ang mga organikong compound, kung anong mga grupo ang nahahati sa kanila, kung saan sila naganap at ang posibilidad ng paggamit ng mga hydrocarbon.
Kaugnayan ng paksa: Ito ay organikong kimika na isa sa pinakamabilis na umuunlad na mga disiplinang kemikal na komprehensibong nakakaapekto sa buhay ng tao. Ito ay kilala na ang bilang ng mga organic compound ay masyadong malaki at, ayon sa ilang data, umabot sa halos 18 milyon.
Pag-uuri ng hydrocarbon
Ang isang malaking pangkat ng mga hydrocarbon ay nahahati sa aliphatic at aromatic. Ang aliphatic naman, ay nahahati sa dalawang subgroup: - puspos o nililimitahan; - unsaturated o unsaturated. Sa saturated hydrocarbons, lahat ng carbon valences ay ginagamit para sa koneksyon sa mga kalapit na carbon atoms at koneksyon sa hydrogen atoms. Ang mga unsaturated hydrocarbon ay tinatawag na hydrocarbons, sa mga molekula kung saan mayroong mga carbon atom na pinag-uugnay ng doble o triple bond. Ang pag-uuri ng mga hydrocarbon ay sistematiko sa talahanayan 1.
Talahanayan 1
pangkalahatang katangian haydrokarbon
Alkanes - ito ay mga acyclic hydrocarbons ng isang linear o branched na istraktura, sa mga molekula kung saan ang mga carbon atom ay magkakaugnay sa pamamagitan ng simpleng -mga koneksyon. Ang mga alkane ay bumubuo ng isang homologous na serye na may pangkalahatang formula C n H 2n+2 , kung saan ang n ay ang bilang ng mga carbon atom.
Larawan 1. Structural formula ng methane
Alkenes - acyclic unsaturated hydrocarbons ng isang linear o branched na istraktura, sa molekula kung saan mayroong isang dobleng bono sa pagitan ng mga atomocarbon. Pangkalahatang pormulaC n H 2n .
Figure 2. Structural formula ng ethylene
Alkynes - unsaturated acyclic hydrocarbons na naglalaman ng isang C≡C triple bond. Homologous na serye ng acetylene. Pangkalahatang pormulaC n H 2n–2 . Posibleng isomerism ng carbon skeleton, isomerism ng posisyon ng triple bond, interclass at spatial. Ang pinaka-katangian na mga reaksyon ay karagdagan, pagkasunog.
Larawan 3 Structural formula ng acetylene
Alkadienes - unsaturated acyclic hydrocarbons na naglalaman ng dalawang C=C double bond. Homologous na serye ng diene hydrocarbons. Pangkalahatang pormulaC n H 2n–2 . Ang carbon skeleton isomerism, double bond position isomerism, interclass, cis-trans isomerism ay posible. Ang pinakakaraniwang reaksyon ay karagdagan.
Larawan 4 Structural formula ng butadiene-1,3
Mga cycloalkane - saturated carbocyclic hydrocarbons na may iisang C–C bond. Homologous na serye ng polymethylenes. Pangkalahatang pormulaC n H 2n. Posibleng isomerism ng carbon skeleton, spatial, interclass. Para sa mga cycloalkanes na may n = 3–4, ang mga reaksyon ng karagdagan na may pagbubukas ng singsing ay pinaka-katangian.
Larawan 5 Structural formula ng cyclopropane
Ang pagbuo ng mga hydrocarbon. Lugar ng aplikasyon
Ang pangunahing teorya ng pinagmulan ng mga hydrocarbon ay ang pagkabulok ng mga organismo ng halaman at mga labi ng hayop.
Ang mga hydrocarbon ay ginagamit bilang gasolina at bilang panimulang mga produkto para sa synthesis ng iba't ibang mga sangkap. Ang pangunahing pinagmumulan ng produksyon ng hydrocarbon ay natural gas at langis.
Ang natural na gas ay naglalaman ng pangunahing mababang molekular na timbang na mga hydrocarbon mula sa methane CH 4 hanggang butane C 4 H 10 . Ang langis ay naglalaman ng iba't ibang hydrocarbon na mas mataas sa molekular na timbang kaysa sa natural gas hydrocarbons, gaya nglikidong alkanesSa 5 H 12 - MAY 16 H 34 , bumubuo sa bulk ng mga likidong fraction ng langis at solid na alkanes ng komposisyonSa 17 H 36 - MAY 53 H 108 at higit pa, na kasama sa mabibigat na fraction ng langis at solid paraffin.
Ang mga hydrocarbon, lalo na ang cyclic hydrocarbons, ay nakukuha din sa pamamagitan ng dry distillation ng coal at oil shale.
Ang isang malawak na iba't ibang mga produkto na naglalaman ng mga hydrocarbon, at ang mga kondisyon kung saan maaari silang mabuo nang paulit-ulit, kaya ang mga hydrocarbon ay maaaring gumanap ng papel ng mga panganib sa trabaho sa halos lahat ng mga industriya:
sa pagkuha ng natural na likido at gas na panggatong (gas, industriya ng langis);
sa pagpoproseso ng langis at mga produktong hinango mula rito (oil refining at petrochemical industry);
kapag gumagamit ng mga produkto ng thermal processing ng matigas at kayumangging karbon, shale, pit, langis para sa iba't ibang layunin (bilang gasolina para sa sasakyang panghimpapawid, kotse, traktor);
bilang mga solvents sa maraming industriya, bilang mga mineral na langis.
Ang mga hydrocarbon ay maaaring kumilos bilang mga lason sa bahay:
kapag naninigarilyo ng tabako (polyaromatic, tulad ng naphthalene C 10 H 8 pyrene C 16 H 10);
bilang mga solvents sa pang-araw-araw na buhay (halimbawa, kapag naglilinis ng mga damit);
sa kaso ng hindi sinasadyang pagkalason, pangunahin sa mga bata, na may mga likidong mixtures ng hydrocarbons (gasolina, kerosene).
Hydrocarbon na naglalaman ng hanggang 5 carbon atoms bawat molekula (CH 4, C 2 H 2, C 3 H 8, C 4 H 10, C 5 H 12 ) at kumakatawan sa ordinaryong temperatura at presyon mga gaseous substance, ay maaaring mapaloob sa hangin sa anumang konsentrasyon at humantong sa ilang mga kaso sa kakulangan ng oxygen sa hangin (halimbawa, ang akumulasyon ng CH4 sa mga minahan ng karbon) at sa mga pagsabog.
Limitahan ang mga hydrocarbon na naglalaman ng mula 6 hanggang 9 na carbon atoms sa isang molekula (C 6 H 14, C 7 H 16, C8H 18 oktano, C 9 H 20 ), - mga likidong sangkap na bumubuo sa gasolina, kerosene. Malawakang ginagamit ang mga ito bilang mga solvent at thinner para sa adhesives, varnishes, paints, pati na rin ang degreasing agent at maaaring lumikha ng mataas na konsentrasyon ng singaw sa mga pang-industriyang lugar (goma, pintura, paggawa ng makina at iba pang mga industriya).
Ang mabibigat na hydrocarbon na may 10 o higit pang mga carbon atom sa bawat molekula (petrolyo at mineral na langis, paraffin, naphthalene, phenanthrene, anthracene, bitumen) ay nailalarawan sa mababang pagkasumpungin, ngunit nagdudulot ng ilang partikular na sugat na may talamak na pagkakalantad sa balat at mucous membrane, ay may pangkalahatang nakakalason epekto. Kapag nagtatrabaho sa mga cooling lubricating fluid, halimbawa, fresol at emulsols at emulsions na ginawa sa kanilang batayan (pagputol ng metal), maaaring magkaroon ng oil folliculitis ( nagpapasiklab na proseso purulent na karakter).
Konklusyon
Ang mga pangunahing klase ng hydrocarbon ay isinasaalang-alang. Paghahanap sa kalikasan at saklaw.
Ang mga hydrocarbon ay natagpuan ang malawak na aplikasyon sa industriya. Pangunahing saklaw:
bilang panggatong;
Para sa synthesis ng mga plastik, goma, goma, sintetikong mga hibla, pintura, pataba, tina;
Para sa paggawa ng parmasyutiko, kalinisan, mga pampaganda;
Para sa paggawa ng mga detergent;
Para sa paggawa ng mga additives ng pagkain at mga produktong pagkain.
Bibliograpiya
Paffengolts K.N. Diksyunaryo ng geological - M .: Nedra, 1978. V.2.– 456 p.
Terney A. Modernong organikong kimika. - M.: Mir, 1981. V.1-2. - 678 p., 651 p.
Network electronic textbook sa organic chemistry, http://cnit.ssau.ru/organics/chem2/
slide 1
slide 2
slide 3
Mga likas na sunugin na gas - mga pinaghalong gas na hydrocarbon ng iba't ibang mga istraktura, pinupuno ang mga pores at voids ng mga bato, na nakakalat sa mga lupa, natutunaw sa mga tubig ng pagbuo. Ang mga nauugnay na petrolyo gas ay mga pinaghalong hydrocarbon na natutunaw sa langis o sa itaas nito sa anyo ng isang gas cap. Ang mga ito ay pinakawalan dahil sa pagbaba ng presyon kapag ang langis ay tumaas sa ibabaw ng Earth.
slide 4
- West Siberian base (92% ng kabuuang gas ng bansa): Urengoy, Yamburg, Medvezhye; - Orenburg - Astrakhan base (6%); - Timano - Pechora base (1%). Urengoy field
slide 5
Gas Natural Associated petroleum Composition Methane 80-97% Ethane, propane, butane, pentane. Nitrogen at iba pang mga gas. Methane (mas mababa kaysa sa natural) Ethane, propane, butane, pentane (mas malaki ang masa, mas malaki ang dami ng hydrocarbon. Paglalapat ng 90% bilang panggatong 10% bilang isang kemikal na hilaw na materyal para sa produksyon ng hydrogen, acetylene, soot, ethylene 90% bilang isang mahalagang kemikal na hilaw na materyales para sa produksyon ng hydrogen, acetylene, ethane, propane, atbp., Panggatong para sa gamit sa bahay at sasakyan, Additive sa gasolina.
slide 6
Slide 7
Ang langis ay isang maitim na kayumanggi o itim na malapot na likido. Ang langis ay naglalaman ng mga alkanes, cycloalkanes at arenes. Ang komposisyon ay depende sa deposito. Bilang karagdagan sa mga hydrocarbon, ang langis ay naglalaman ng mga organikong compound na naglalaman ng oxygen, sulfur, nitrogen, at resins. Sa kabuuan, ang langis ay naglalaman ng halos 100 iba't ibang mga compound.
Slide 8
- West Siberian base (70% ng kabuuang langis ng bansa): Samotlor, Megion; - Volga-Ural base (25% ng lahat ng langis): Romashkinskoye, Tuymazy. - Pananaw - ang istante ng Dagat Barents, Sakhalin (Dagat ng Okhotsk).
Slide 9
Baku-Supsa oil pipeline Onshore drilling rig Lumulutang drilling rig Offshore oil rig
slide 10
Pagwawasto Naphtha Gasoline Kerosene Gas oil Panggatong langis Automotive fuel Gatong sa pabrika, lubricating oil Diesel at boiler fuel Jet at rocket fuel Tractor fuel
slide 11
Ang knock resistance ay ang kakayahan ng isang gasolina na makatiis ng mataas na compression sa isang makina (nang walang maagang pagkasunog). Ang Octane number ay isang quantitative indicator ng knock resistance ng mga gasolina. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 n-heptane octane number = 0 CH3 2,2,4 - trimethylpentane CH3-C - CH2-CH-CH3 (isooctane) CH3 CH3 octane number = 100
slide 12
Ang pag-crack ay isang kemikal na proseso ng pagbagsak ng petroleum hydrocarbons sa mas pabagu-bago ng isip na mga sangkap upang mapataas ang ani ng gasolina. Ang reforming ay isang proseso ng pagproseso ng mga fraction ng gasolina sa ilalim ng presyon ng hydrogen sa T = 5000C, sa pagkakaroon ng isang platinum catalyst, upang makakuha ng aromatic at branched saturated hydrocarbons. Ang pyrolysis ay ang proseso ng paghahati ng mga hydrocarbon na may malakas na pag-init (hanggang sa 700 - 9000C).
slide 13
Mga uri ng pag-crack Thermal Catalytic Conditions t = 470-550°C t = 500°C (Al2O3 nSiO2) Mga Produkto Gasoline containing unsaturated hydrocarbons Gasoline containing unsaturated and branched hydrocarbons Chemistry (CH2)6 -CH2 ||CH2-(CH2) 6 | | CH3 CH3 ≈ 500 °С C8H18 +C8H10 Tingnan ang thermal cracking Cat isomerization, t CH3 -CH2 -CH2 -CH2 –CH3 CH3 -CH -CH2 –CH3 | CH3
slide 14
Ang karbon ay isang kumplikadong pinaghalong macromolecular compound, na kinabibilangan ng: carbon, hydrogen, oxygen, sulfur at nitrogen. Coal coking - pag-init hanggang sa 10000С nang walang air access.
slide 15
1. Kuznetsk basin (Kuzbass) - 40% ng produksyon. 2. Kansko - Achinsk brown na karbon. 3. Pechora basin.
slide 16
Bumalik sa Mga Nilalaman Coke oven gas: hydrogen, methane, carbon dioxide, nitrogen, ethylene, atbp. Panggatong Kemikal na hilaw na materyales Mga produkto ng coking at ang kanilang paggamit Ammonia water: ammonia, phenol, hydrogen sulfide, atbp. Nitrogen fertilizers. Coke Sa mga plantang metalurhiko para sa mga blast furnace. Coal tar: benzene at mga homologue nito, phenol, naphthalene, atbp. Mga hilaw na materyales ng kemikal
slide 17
Sa kasalukuyan, ang langis ay nasa ika-6 na ranggo sa polusyon sa hangin at ika-2 sa polusyon sa tubig. Kapag sinunog ang gasolina, mahigit 200 milyong toneladang oxide ng sulfur, carbon, at nitrogen ang pumapasok sa atmospera taun-taon. Kapag sinunog ang karbon, ang mga hindi nasusunog na dumi ay nagiging slag, na nahuhulog sa kapaligiran. Hanggang sa 60% ng lahat ng mapaminsalang emisyon ay nagmumula sa mga kotse.
slide 18
- Sumulat si D.I. Mendeleev: "Walang mga basura sa kimika, ngunit mayroong hindi mauubos na hilaw na materyales." Kinakailangang ipakilala ang mga teknolohiyang hindi basura sa produksyon, ang pinagsamang paggamit ng mga hilaw na materyales; - sa mga negosyo ng industriya ng kemikal, kinakailangan na mag-install ng mga pasilidad sa paggamot, gumamit ng mga materyales ng filter at mga kolektor ng alikabok;
