Слід зазначити, що вуглеводні у природі поширені. Більшість органічних речовинодержують із природних джерел. У процесі синтезу органічних сполук як сировину використовують природні та супутні гази, кам'яне та буре вугілля, нафту, торф, продукцію тваринного та рослинного походження.
Природні джерела вуглеводнів: природні гази.
Природні гази – це природні суміші вуглеводнів різної будови та деяких домішок газів (сірководень, водень, вуглекислота), які заповнюють породи гірських порід у земній корі. Ці сполуки утворюються в результаті гідролізу органічних речовин на великих глибинах у товщі Землі. Зустрічаються у вільному стані у вигляді величезних скупчень - газових, газоконденсатних та нафтогазових родовищ.
Основним структурним компонентом горючих природних газів є СН₄ (метан - 98%), С₂Н₆ (етан - 4,5%), пропан (С₃Н₈- 1,7%), бутан (С₄Н₁₀ - 0,8%), пентан (С₅Н₅ 6%). Супутній нафтовий газ входить до складу нафти у розчиненому стані та виділяється з неї внаслідок зниження тиску при піднятті нафти на поверхню. У газонафтових родовищах одна тонна нафти містить від 30 до 300 кв. м газу. Природні джерела вуглеводню - цінне паливо та сировину для промисловості органічного синтезу. Газ надходить на газопереробні підприємства, де піддається переробці (масляній, низькотемпературній адсорбції, конденсації та ректифікації). Він поділяється на окремі компоненти, кожен із яких використовується для певних цілей. Наприклад, метану синтез-газ, які є базовою сировиною для отримання інших вуглеводнів, ацетилену, метанолу, метаналю, хлороформу.
Природні джерела вуглеводнів: нафту.
Нафта - складна суміш, що складається переважно з нафтенових, парафінових та ароматичних вуглеводнів. До складу нафти входять асфальтно-смолисті речовини, моно- та дисульфіди, меркаптани, тіофен, тіофан, сірководень, піперидин, піридин та його гомологи, а також інші речовини. З продуктів з допомогою методів нафтохімічного синтезу отримують понад 3000 різних продуктів, зокрема. етилен, бензен, пропілен, дихлоретан, вінілхлорид, стирен, етанол, ізопропанол, бутилени, різноманітні пластичні маси, хімічні волокна, барвники, миючі засоби, ліки, вибухові речовини тощо.
Торф – осадова порода рослинного походження. Цю речовину використовують як паливо (переважно для теплоелектростанцій), хімічну сировину (для синтезу багатьох органічних речовин), антисептичну підстилку на фермах особливо на птахофабриках, компонент добрив для городництва та польництва.
Природні джерела вуглеводнів: ксилема чи деревина.
Ксилема - тканина вищих рослин, за якою вода та розчинені поживні речовини надходять із кореневища системи до листя, а також інших органів рослини. Вона складається з клітин з одерев'янілою оболонкою, які мають судинну провідникову систему. Залежно від виду деревини в ній міститься різна кількість пектинових речовин та мінеральних сполук (переважно солі кальцію), ліпідів та ефірних олій. Деревина використовується як паливо, з неї можна синтезувати метиловий спирт, ацетантну кислоту, целюлозу, а також інші речовини. З деяких видів деревини отримують барвники (сандал, кампешове дерево), дубильні речовини (дуб), смоли та бальзами (кедр, сосна, ялина), алкалоїди (рослини сімейства пасльонових, макових, лютикових, парасолькових). Деякі алкалоїди використовують як лікарські засоби (хітин, кофеїн), гербіциди (анабазин), інсектициди (нікотин).
Найбільш важливими джерелами вуглеводнів є природне та попутні нафтові гази, нафта, кам'яне вугілля.
За запасами природного газуперше місце у світі належить нашій країні. У природному газі містяться вуглеводні з низькою молекулярною масою. Він має наступний зразковий склад (за обсягом): 80–98 % метану, 2–3 % його найближчих гомологів – етану, пропану, бутану та невелику кількість домішок – сірководню Н 2 S, азоту N 2 , благородних газів, оксиду вуглецю (IV ) CO 2 та пари води H 2 O . Склад газу специфічний кожному за родовища. Існує така закономірність: що вище відносна молекулярна маса вуглеводню, то менше його міститься у природному газі.
Природний газ широко використовується як дешеве паливо з високою теплотворною здатністю (при спалюванні 1м 3 виділяється до 54400 кДж). Це один із кращих видівпалива для побутових та промислових потреб. Крім того, природний газ є цінною сировиною для хімічної промисловості: отримання ацетилену, етилену, водню, сажі, різних пластмас, оцтової кислоти, барвників, медикаментів та інших продуктів.
Попутні нафтові газиперебувають у покладах разом із нафтою: вони розчинені у ній і перебувають над нафтою, утворюючи газову “шапку”. При вилученні нафти поверхню гази внаслідок різкого падіння тиску відокремлюються від неї. Раніше попутні гази не знаходили застосування і при видобутку нафти спалювалися смолоскипним способом. В даний час їх уловлюють і використовують як паливо та цінну хімічну сировину. У попутних газах міститься менше метану, ніж у природному газі, але більше етану, пропану, бутану та вищих вуглеводнів. Крім того, в них присутні в основному ті ж домішки, що і в природному газі: H 2 S, N 2 благородні гази, пари Н 2 О, CO 2 . З попутних газів вилучають індивідуальні вуглеводні (етан, пропан, бутан і т.д.), їх переробка дозволяє отримувати шляхом дегідрування ненасичені вуглеводні – пропілен, бутилен, бутадієн, з яких потім синтезують каучуки та пластмаси. Суміш пропану та бутану (скраплений газ) застосовують як побутове паливо. Газовий бензин (суміш пентану з гексаном) застосовують як добавку до бензину для кращого займання пального під час запуску двигуна. Окисленням вуглеводнів отримують органічні кислоти, спирти та інші продукти.
Нафта- масляниста горюча рідина темно-бурого або майже чорного кольору з характерним запахом. Вона легша за воду ( = 0,73-0,97 г/см 3 ), у воді практично нерозчинна. За складом нафта - складна суміш вуглеводнів різної молекулярної маси, тому вона не має певної температури кипіння.
Нафта складається головним чином рідких вуглеводнів (в них розчинені тверді і газоподібні вуглеводні). Зазвичай це алкани (переважно нормальної будови), циклоалкани і арени, співвідношення яких у нафтах різних родовищ коливається у межах. Уральська нафта містить більше аренів. Крім вуглеводнів, нафта містить кисневі, сірчисті та азотисті органічні сполуки.
Сира нафта зазвичай не застосовується. Для отримання з нафти технічно цінних продуктів її переробляють.
Первинна переробканафти полягає у її перегонці. Перегонку виробляють на нафтопереробних заводах після відокремлення попутних газів. При перегонці нафти одержують світлі нафтопродукти:
бензин ( tкип = 40-200 ° С) містить вуглеводні З 5 -З 11 ,
лігроїн ( tкип = 150-250 ° С) містить вуглеводні З 8 -З 14
гас ( tкип = 180-300 ° С) містить вуглеводні З 12 -З 18
газойль ( tкіп > 275 °С),
а у залишку – в'язку чорну рідину – мазут.
Мазут піддають подальшій переробці. Його переганяють під зменшеним тиском (щоб попередити розкладання) і виділяють мастила: веретене, машинне, циліндрове та ін. З мазуту деяких сортів нафти виділяють вазелін та парафін. Залишок мазуту після відгону – гудрон – після часткового окиснення застосовується для отримання асфальту. Головний недолікперегонки нафти – мінімальний вихід бензину (трохи більше 20 %).
Продукти перегонки нафти мають різне застосування.
Бензину великих кількостях використовується як авіаційне та автомобільне паливо. Він складається зазвичай з вуглеводнів, що містять молекулах в середньому від 5 до 9 атомів С. Лігроїнзастосовується як пальне для тракторів, а також як розчинник у лакофарбовій галузі промисловості. Великі кількості його переробляють на бензин. Гасзастосовується як пальне для тракторів, реактивних літаків та ракет, а також для побутових потреб. Солярова олія – газойль– використовується як моторне паливо, а мастила– для мастила механізмів. Вазелінвикористовується у медицині. Він складається із суміші рідких та твердих вуглеводнів. Парафінзастосовується для отримання вищих карбонових кислот, для просочення деревини у виробництві сірників та олівців, для виготовлення свічок, гуталіну тощо. Він складається із суміші твердих вуглеводнів. Мазуткрім переробки на мастила та бензин використовується як котельне рідке паливо.
При вторинних методів переробкинафти відбувається зміна структури вуглеводнів, що входять до її складу. Серед цих методів велике значення має крекінгу вуглеводнів нафти, що проводиться з метою підвищення виходу бензину (до 65-70%).
Крекінг– процес розщеплення вуглеводнів, які у нафти, у результаті якого утворюються вуглеводні з меншою кількістю атомів З молекулі. Розрізняють два основні види крекінгу: термічний та каталітичний.
Термічний крекінгпроводиться при нагріванні вихідної сировини (мазуту та ін.) при температурі 470-550 ° С та тиску 2-6 МПа. При цьому молекули вуглеводнів великою кількістюатомів З розщеплюються на молекули з меншим числом атомів як граничних, і ненасичених вуглеводнів. Наприклад:
(радикальний механізм),
У такий спосіб отримують головним чином автомобільний бензин. Вихід його з нафти сягає 70%. Термічний крекінг відкритий російським інженером В.Г.Шуховим у 1891 р.
Каталітичний крекінгпроводиться в присутності каталізаторів (зазвичай алюмосилікатів) при 450-500 ° С атмосферному тиску. Цим способом отримують авіаційний бензин із виходом до 80%. Такому виду крекінгу піддається переважно гасова та газойльова фракції нафти. При каталітичному крекінгу поряд з реакціями розщеплення протікають реакції ізомеризації. В результаті останніх утворюються граничні вуглеводні з розгалуженим вуглецевим скелетом молекул, що покращує якість бензину:
Бензин каталітичного крекінгу має більш високу якість. Процес його отримання протікає значно швидше, із меншою витратою теплової енергії. До того ж при каталітичному крекінгу утворюється відносно багато вуглеводнів з розгалуженим ланцюгом (з'єднань), що представляють велику цінністьдля органічного синтезу
При t= 700 °З вище відбувається піроліз.
Піроліз– розкладання органічних речовин без доступу повітря за високої температури. При піролізі нафти основними продуктами реакції є ненасичені газоподібні вуглеводні (етилен, ацетилен) та ароматичні – бензол, толуол та ін. Оскільки піроліз нафти – один з найважливіших шляхів отримання ароматичних вуглеводнів, цей процес часто називають ароматизацією нафти.
Ароматизація– перетворення алканів та циклоалканів на арени. При нагріванні важких фракцій нафтопродуктів у присутності каталізатора (Pt або Mo) вуглеводні, що містять 6-8 атомів С у молекулі, перетворюються на ароматичні вуглеводні. Ці процеси протікають при риформінг (облагоджування бензинів).
Ріформінг– це ароматизація бензинів, що здійснюється внаслідок нагрівання їх у присутності каталізатора, наприклад, Pt. У цих умовах алкани та циклоалкани перетворюються на ароматичні вуглеводні, внаслідок чого октанове число бензинів також суттєво підвищується. Ароматизацію застосовують для отримання індивідуальних ароматичних вуглеводнів (бензолу, толуолу) із бензинових фракцій нафти.
В Останніми рокамиВуглеводні нафти широко використовуються як джерело хімічної сировини. Різними способами з них отримують речовини, необхідні для виробництва пластмас, синтетичного текстильного волокна, синтетичного каучуку, спиртів, кислот, синтетичних миючих засобів, вибухових речовин, отрутохімікатів, синтетичних жирів і т.д.
Кам'яне вугіллятак само, як природний газ і нафта, є джерелом енергії та цінною хімічною сировиною.
Основний метод переробки кам'яного вугілля – коксування(Суха перегонка). При коксуванні (нагріванні до 1000 ° С – 1200 ° С без доступу повітря) виходять різні продукти: кокс, кам'яновугільна смола, надсмольна вода та коксовий газ (схема).
Схема
Кокс використовують як відновник при виробництві чавуну на металургійних заводах.
Кам'яновугільна смола є джерелом ароматичних вуглеводнів. Її піддають ректифікаційної перегонки і отримують бензол, толуол, ксилол, нафталін, а також феноли, азотовмісні сполуки та ін. Пек – густа чорна маса, що залишилася після перегонки смоли, використовується для приготування електродів та покрівельного толю.
З надсмольної води одержують аміак, сульфат амонію, фенол та ін.
Коксовий газ застосовують для обігріву коксових печей (при згорянні 1м 3 виділяється близько 18000 кДж), але в основному його піддають хімічній переробці. Так, з нього виділяють водень для синтезу аміаку, який потім використовується для отримання азотних добрив, а також метан, бензол, толуол, сульфат амонію, етилен.
Природними джерелами вуглеводнів є горючі копалини - нафта і
газ, вугілля та торф. Поклади сирої нафти та газу виникли 100-200 мільйонів років
назад з мікроскопічних морських рослин та тварин, які виявилися
включеними в осадові породи, що утворилися на дні моря, на відміну від
цього вугілля та торф почали утворюватися 340 мільйонів років тому з рослин,
виростали на суші.
Природний газ і сира нафта зазвичай виявляються разом з водою
нафтоносних шарах, розташованих між шарами гірських порід (рис. 2). Термін
«природний газ» застосовується також до газів, які утворюються в природних
умовах внаслідок розкладання вугілля. Природний газ та сира нафта
розробляються всіх континентах, крім Антарктиди. Найбільшими
виробниками природного газу у світі є Росія, Алжир, Іран та
Сполучені Штати. Найбільшими виробниками сирої нафти є
Венесуела, Саудівська Аравія, Кувейт та Іран.
Природний газ складається головним чином метану (табл. 1).
Сира нафта є маслянистою рідиною, забарвлення якої може
бути найрізноманітнішою – від темно-коричневої або зеленої до майже
безбарвною. У ній міститься велика кількість алканів. Серед них є
нерозгалужені алкани, розгалужені алкани та циклоалкани з числом атомів
вуглецю від п'яти до 40. Промислова назва цих циклоалканів-начтен. В
сирої нафти, крім того, міститься приблизно 10% ароматичних
вуглеводнів, а також невелика кількість інших сполук, що містять
сірку, кисень та азот.
Таблиця 1 Склад природного газу
Вугілля є найдавнішим джерелом енергії, з яким знайоме
людство. Він є мінералом (рис. 3), який утворився з
рослинної речовини у процесі метаморфізму. Метаморфічними
називаються гірські породи, склад яких зазнав змін в умовах
високих тисків, і навіть високих температур. Продуктом першої стадії
процесі утворення вугілля є торф, який є
органічна речовина, що розклалася. Вугілля утворюється з торфу після того, як
він покривається осадовими породами. Ці осадові породи називаються
перевантаженими. Перевантажені опади зменшують вміст вологи у торфі.
У класифікації вугілля використовуються три критерії: чистота (визначається
відносним вмістом вуглецю у відсотках); тип (визначається
складом вихідної рослинної речовини); сортність (залежить від
ступеня метаморфізму).
Таблиця 2Вміст вуглецю в деяких видах палива та їх теплотворна
здатність
Найбільш низькосортними видами викопного вугілля є буре вугілля
лігніт (табл. 2). Вони найближче до торфу і характеризуються порівняно
характеризується меншим вмістом вологи і широко використовується в
промисловості. Найсухіший і найтвердіший сорт вугілля – це антрацит. Його
використовують для опалення жител та приготування їжі.
Останнім часом завдяки технічним досягненням стає дедалі більше
економічної газифікації вугілля. Продукти газифікації вугілля включають
моноксид вуглецю, діоксид вуглецю, водень, метан та азот. Вони використовуються в
як газоподібного пального або як сировина для отримання різних
хімічних продуктів та добрив.
Вугілля, як це викладено нижче, є важливим джерелом сировини для отримання
ароматичних сполук. Вугілля представляє
собою складну суміш хімічних речовин, до складу яких входять вуглець,
водень та кисень, а також невеликі кількості азоту, сірки та домішки інших
елементів. Крім того, до складу вугілля в залежності від його сорту входить
різна кількість вологи та різних мінералів.
Вуглеводні зустрічаються у природі у горючих копалин, а й
у деяких матеріалах біологічного походження. Натуральний каучук
є прикладом природного вуглеводневого полімеру. Молекула каучуку
складається з тисяч структурних одиниць, що являють собою метилбута-1,3-дієн
(ізопрен);
Натуральний каучук.Приблизно 90% натурального каучуку
видобувається в даний час у всьому світі, отримують з бразильського
каучуконосного дерева Hevea brasiliensis, культивованого головним чином
екваторіальні країни Азії. Сік цього дерева, що є латексом
(колоїдний водний розчин полімеру), збирають з надрізів, зроблених ножем на
корі. Латекс містить приблизно 30% каучуку. Його крихітні частинки
зважені у воді. Сік зливають в алюмінієві ємності, куди додають кислоту,
що змушує каучук коагулювати.
Багато інших природних сполук також містять ізопренові структурні
фрагменти. Наприклад, лимонен містить два ізопренові фрагменти. Лимонен
є головною складовоюмасел, що витягуються з шкірки цитрусових,
наприклад лимонів та апельсинів. Це з'єднання належить до класу з'єднань,
званих терпенами. Терпени містять у молекулах 10 атомів вуглецю (С
10-з'єднання) і включають два ізопренових фрагменти, з'єднаних один з
іншому послідовно («голова до хвоста»). З'єднання з чотирма ізопреновими
фрагментами (З 20 -сполуки) називаються дитерпенами, а з шістьма
ізопреновими фрагментами -тритерпенами (З 30 -сполуки). Сквален,
який міститься в маслі з печінки акули, є тритерпеном.
Тетратерпени (З 40-сполуки) містять вісім ізопренових
фрагментів. Тетратерпены містяться в пігментах жирів рослинної та тваринної
походження. Їхнє фарбування обумовлене наявністю довгої сполученої системи
подвійних зв'язків. Наприклад, β-каротин відповідальний за характерну помаранчеву
фарбування моркви.
Технологія переробки нафти та кам'яного вугілля
В наприкінці XIXв. під впливом прогресу у сфері теплоенергетики, транспорту, машинобудівної, військової та інших галузей промисловості незмірно зріс попит і виникла гостра потреба у нових видах палива і хімічних продуктах.
У цей час зародилася та швидко прогресувала нафтопереробна промисловість. Величезний поштовх розвитку нафтопереробної промисловості дало винахід та швидке поширення двигуна внутрішнього згоряння, що працює на нафтопродуктах. Інтенсивно розвивалася також техніка переробки кам'яного вугілля, що служить не тільки одним з основних видів палива, але, що особливо примітно, що у період, що розглядається, необхідною сировиною для хімічної промисловості. Велика роль у цій справі належала коксохімії. Коксові заводи, які раніше постачали чорної металургії кокс, перетворилися на коксохімічні підприємства, що виробляли, крім того, низку цінних хімічних продуктів: коксовий газ, сирий бензол, кам'яновугільну смолу та аміак.
На основі продуктів переробки нафти та кам'яного вугілля почало розвиватися виробництво синтетичних органічних речовин та матеріалів. Вони набули широкого поширення як сировини та напівфабрикатів у різних галузях хімічної промисловості.
Білет №10
Державне бюджетне освітня установа
середня загальноосвітня школа №225 Адміралтейського району Санкт-Петербурга
РЕФЕРАТ
ПО ХІМІЇ
Вуглеводні та їх природні джерела
Вчитель хімії:Воронаєв Іван Геннадійович
Оцінка
Санкт-Петербург
2018 р.
Вступ
Вуглеводні органічні сполуки, що складаються з атомів С (вуглецю) та Н (водню) – газоподібні, рідкі та тверді залежно від молекулярної ваги та від хімічної структури.
Метою реферату є розгляд органічних сполук, які групи вони діляться, де зустрічаються і можливість застосування вуглеводнів.
Актуальність теми:Саме органічна хімія є однією з хімічних дисциплін, що найбільш швидко розвиваються, всебічно впливають на життя людини. Відомо, що кількість органічних сполук дуже велика і за деякими даними сягає близько 18 мільйонів.
Класифікація вуглеводнів
Численну групу вуглеводнів поділяють на аліфатичні та ароматичні. Аліфатичні, у свою чергу, поділяються на дві підгрупи: - Насичені або граничні; - ненасичені чи ненасичені. У граничних вуглеводнях всі валентності вуглецю використані на з'єднання із сусідніми атомами вуглецю та з'єднання з атомами водню. Ненасиченими називаються вуглеводні, в молекулах яких є атоми вуглецю, пов'язані між собою подвійними або потрійними зв'язками. Класифікація вуглеводнів систематизована у таблиці 1.
Таблиця 1
Загальна характеристикавуглеводнів
Алкани - це ациклічні вуглеводні лінійної чи розгалуженої будови, у молекулах яких атоми вуглецю з'єднані між собою простими -зв'язками. Алкани утворюють гомологічний ряд із загальною формулою C n H 2n+2 , де n - Число вуглецевих атомів.
Малюнок 1. Структурна формула метану
Алкени - ациклічні ненасичені вуглеводні лінійної або розгалуженої будови, в молекулі яких є один подвійний зв'язок між атомамивуглецю. Загальна формулаC n H 2n .
Рисунок 2. Структурна формула етилену
Алкіни - ненасичені ациклічні вуглеводні, що містять один потрійний зв'язок С≡С. Гомологічний ряд ацетилену. Загальна формулаC n H 2n–2 . Можлива ізомерія вуглецевого скелета, ізомерія положення потрійного зв'язку, міжкласова та просторова. Найбільш характерні реакції приєднання, горіння.
Рисунок 3. Структурна формула ацетилену
Алкадієни - ненасичені ациклічні вуглеводні, що містять два подвійні зв'язки С=С. Гомологічний ряд дієнових вуглеводнів. Загальна формулаC n H 2n–2 . Можлива ізомерія вуглецевого скелета, ізомерія положення подвійного зв'язку, міжкласова, цис-транс-ізомерія. Найбільш характерні реакції приєднання.
Рисунок 4. Структурна формула бутадієну-1,3
Циклоалкани - граничні карбоциклічні вуглеводні з одинарними зв'язками С-С. Гомологічний ряд поліметіленів. Загальна формулаC n H 2n. Можлива ізомерія вуглецевого скелета, просторова, міжкласова. Для циклоалканів з n = 3–4 найбільш характерними є реакції приєднання з розкриттям циклу.
Малюнок 5. Структурна формула циклопропану
Утворення вуглеводнів. Область застосування
Основна теорія походження вуглеводнів - це гниття рослинних організмів та останків тварин.
Використовують вуглеводні як паливо та як вихідні продукти для синтезу різноманітних речовин. Основними джерелами отримання вуглеводнів є природний газ та нафта.
До складу природного газу входять головним чином вуглеводні з малою молекулярною вагою від метану СН 4 до бутану С 4 Н 10 . До складу нафти входять різноманітні вуглеводні, що мають більш високу молекулярну вагу, ніж вуглеводні природних газів, такі якрідкі алканиЗ 5 Н 12 - З 16 Н 34 , складають основну масу рідких фракцій нафти та тверді алкани складуЗ 17 Н 36 - З 53 Н 108 і більше, які входять у важкі нафтові фракції та тверді парафіни.
Вуглеводні, особливо циклічні, отримують також сухою перегонкою кам'яного вугілля та горючих сланців.
Велика різноманітність продуктів, які містять у собі вуглеводні, та умови, за яких вони можуть утворитися знову і знову, тому вуглеводні можуть грати роль професійних шкідливостей майже у всіх галузях промисловості:
при видобутку природного рідкого та газоподібного палива (газова, нафтовидобувна промисловість);
при переробці нафти та одержуваних із неї продуктів (нафтопереробна та нафтохімічна промисловість);
при використанні продуктів термічної переробки кам'яного та бурого вугілля, сланців, торфу, нафти для різних цілей (як паливо для літаків, автомобілів, тракторів);
як розчинники в багатьох виробництвах, як мінеральні мастила.
Вуглеводні можуть виступати як і побутові отрути:
при курінні тютюну (поліароматичні, такі як нафталін С 10 Н 8 пірен З 16 Н 10);
як розчинники у побуті (наприклад, при чищенні одягу);
при випадкових отруєннях, переважно дітей, рідкими сумішами вуглеводнів (бензином, гасом).
Вуглеводні, що містять до 5 атомів вуглецю в молекулі (СН 4 , З 2 Н 2 , З 3 Н 8 , З 4 Н 10 , З 5 Н 12 ) і що являють собою при звичайній температурі та тиску газоподібні речовини, можуть утримуватися в повітрі в будь-яких концентраціях і призводити в деяких випадках до нестачі кисню в повітрі (наприклад, накопичення СН4 у вугільних шахтах) та вибухів.
Граничні вуглеводні, що містять від 6 до 9 атомів вуглецю в молекулі (С 6 Н 14, С 7 Н 16, октан С8Н 18, С 9 Н 20 ), - рідкі речовини, що входять до складу бензину, гасу. Вони широко застосовуються як розчинники та розріджувачі клеїв, лаків, фарб, а також як знежирювальні речовини та можуть створювати високі концентрації пар у виробничих приміщеннях (резинотехнічна, лакофарбова, машинобудівна та інші галузі промисловості).
Тяжкі вуглеводні з 10 і більше атомами вуглецю в молекулі (нафтові та мінеральні олії, парафіни, нафталін, фенантрен, антрацен, бітуми) відрізняються малою летючістю, але викликають ті чи інші ураження при хронічному впливі на шкіру і слизові оболонки, надають загальний струм. При роботі з охолодними змащувальними рідинами, наприклад, фрезол і виготовленими на їх основі емульсолами та емульсіями (обробка металу різанням) можуть розвинутися масляні фолікуліти ( запальний процесгнійного характеру).
Висновок
Розглянуто основні класи вуглеводнів. Знаходження в природі та область застосування.
Вуглеводні знайшли широке застосування у промисловості. Основна сфера застосування:
Як паливо;
Для синтезу пластмаси, гуми, каучуку, синтетичних волокон, фарб, добрив, барвників;
Для виробництва фармацевтичних, гігієнічних, косметичних засобів;
Для виробництва миючих засобів;
Для виробництва харчових добавок та харчових продуктів.
Список літератури
Паффенгольц К.М. Геологічний словник. - М.: Надра, 1978. Т.2.- 456 с.
Терней А. Сучасна органічна хімія. - М.: Світ, 1981. Т.1-2. - 678 с., 651 с
Мережевий електронний підручник з органічної хімії, http://cnit.ssau.ru/organics/chem2/
Cлайд 1
Cлайд 2
Cлайд 3
Природні горючі гази – суміші газоподібних вуглеводнів різної будови, що заповнюють пори та порожнечі гірських порід, розсіяні у ґрунтах, розчинені у пластових водах. Нафтові попутні гази – суміші вуглеводнів, що у нафти у розчиненому вигляді чи з неї як газової шапки. Виділяються внаслідок зниження тиску під час підйому нафти поверхню Землі.
Cлайд 4
- Західно - Сибірська база (92% всього газу країни): Уренгой, Ямбург, Медвежье; - Оренбурзько – Астраханська база (6%); - Тімано - Печорська база (1%). Уренгойське родовище
Cлайд 5
Газ Природний Попутний нафтовий Склад Метан 80-97% Етан, пропан, бутан, пентан. Азот та ін. гази. Метан (менше, ніж у природному) Етан, пропан, бутан, пентан. сировину для отримання водню, ацетилену, етану, пропану та ін., Паливо в побуті та в автомобілі, Добавка до бензину.
Cлайд 6
Cлайд 7
Нафта – це в'язка рідина темно-коричневого чи чорного кольору. До складу нафти входять алкани, циклоалкани та арени. Склад залежить від родовища. Крім вуглеводнів у нафті є органічні сполуки, що містять кисень, сірку, азот, а також смоли. Усього нафту містить близько 100 різних сполук.
Cлайд 8
- Західно - Сибірська база (70% всієї нафти країни): Самотлор, Мегіон; - Волго - Уральська база (25% всієї нафти): Ромашкінське, Туймази. - Перспектива – шельф Баренцевого моря, Сахалін (Охотське море).
Cлайд 9
Нафтопровід Баку - Супса Наземна бурова установка Плавуча бурова установка Нафтова вежа у відкритому морі
Cлайд 10
Ректифікація Лігроїн Бензин Гас Газойль Мазут Автомобільне паливо Заводське паливо, мастила Дизельне та котельне паливо Пальне для реактивних літаків та ракет Пальне для тракторів
Cлайд 11
Детонаційна стійкість – це здатність пального витримувати сильне стиснення двигуна (без передчасного згоряння). Октанове число - кількісний показник детонаційної стійкості бензинів. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 н-гептан октанове число = 0 СН3 2,2,4 – триметилпентан СН3- С - СН2-СН-СН3 (ізооктан) СН3 СН3 октанове число = 100
Cлайд 12
Крекінг – це хімічний процес розкладання вуглеводнів нафти більш леткі речовини, з метою підвищення виходу бензину. Риформінг – це процес переробки бензинових фракцій під тиском водню при Т = 5000С, у присутності платинового каталізатора, з метою отримання ароматичних та розгалужених насичених вуглеводнів. Піроліз – це процес розщеплення вуглеводнів за сильного нагрівання (до 700 – 9000С).
Cлайд 13
Види крекінгу Термічний Каталітичний Умови t = 470-550°С t = 500°С (Al2O3·nSiO2) Продукти Бензин, що містить ненасичені вуглеводні Бензин, що містить ненасичені та розгалужені вуглеводні Хімізм (CH2)6 -CH2 ·| 6 | | CH3 CH3 ≈ 500 °С C8H18 +C8H10 Див. термічний крекінг Ізомеризація кат. CH3
Cлайд 14
Кам'яне вугілля – складна суміш високомолекулярних сполук, до складу яких входять: вуглець, водень, кисень, сірка та азот. Коксування кам'яного вугілля - нагрівання до 10000С без доступу повітря.
Cлайд 15
1. Кузнецький басейн (Кузбас) - 40% видобутку. 2. Кансько - Ачинський буровугільний. 3. Печорський басейн.
Cлайд 16
Повернення на Зміст Коксовий газ: водень, метан, вуглекислий газ, азот, етилен та ін. Паливо Хімічне сировину Кокс На металургійних заводах доменних печей. Кам'яновугільна смола: бензол та його гомологи, фенол, нафталін та ін.
Cлайд 17
В даний час нафта займає 6 місце по забруднення повітряного басейну та 2 місце по забруднення водного. При спалюванні палива щорічно у повітря надходить понад 200 млн. т. оксидів сірки, вуглецю, азоту. При згорянні кам'яного вугілля, негорючі домішки перетворюються на шлак, який потрапляє в навколишнє середовище. До 60% всіх шкідливих викидів належить автомобілям.
Cлайд 18
- Д.І.Менделєєв писав: «У хімії немає відходів, а є невичерпна сировина». Необхідно впроваджувати у виробництво безвідходні технології, комплексне використання сировини; - на підприємствах хімічної промисловості потрібно встановлювати очисні споруди, використовувати фільтруючі матеріали та пиловловлювачі;
