Главная >> Химия 10 класс. Профильный уровень. Кузнецова

Глава 15. Природные источники углеводородов и способы их переработки. Промышленный органический синтез

§ 54. Нефть. Нефтепродукты

В настоящее время развитие органической химии дает возможность получать (искусственно синтезировать) все вещества, которые встречаются в живой природе. Однако еще многие из них выгоднее получать из природных источников, в первую очередь — углеводороды.

Природными источниками углеводородов являются: нефть, каменный уголь, природный газ. Более 90% углеводородов, добываемых из природных источников, сжигается в двигателях внутреннего сгорания, в топках тепловых электростанций для обогрева жилых помещений. Это большое расточительство. Природные углеводороды — сырье для промышленности органического синтеза.

Какая информация о нефти вам уже известна?
Перечислите физические свойства нефти.
Назовите нефтепродукты, их состав и применение.

Физические свойства нефти

Нефть — маслянистая жидкость от светло-бурого до почти черного цвета, с характерным запахом. Залегает в толще земной коры на разных глубинах. Она немного легче воды (ρ = 0,73-0,97 г/см³) и практически в ней не растворяется.

Нефть представляет собой сложную смесь различных, в основном жидких, углеводородов (алканов, циклоалканов и ароматических), в которых растворены твердые и газообразные углеводороды. Поэтому она не имеет постоянной температуры кипения. Состав нефти различается в зависимости от месторождения. Например, бакинская нефть богата циклоалканами, грозненская — предельными углеводородами. Кроме углеводородов нефть содержит органические соединения, включающие кислород, серу, азот.

Нефтепродукты и их применение

Сырую нефть в промышленности обычно не применяют. Она широко используется как источник химического сырья. Для получения ценных продуктов на нефтеперерабатывающих заводах нефть подвергают переработке. Сначала ее очищают, а затем производят первичную переработку — перегонку нефти — разделение нефти на фракции, каждая из которых представляет собой смесь углеводородов (бензин, лигроин, керосин и др.) с определенными интервалами температур кипения. В таблице 22 указаны фракции, на которые обычно разгоняют нефть.

Перегонка нефти — это физический процесс. Рассмотрим краткую схему первичной переработки нефти (схема 9).

Прямой перегонке подвергается вся добываемая нефть. Основными аппаратами при перегонке нефти являются трубчатая печь для нагревания нефти и ректификационная колонна (рис. 86).

Сырая нефть содержит большое количество растворенных в ней попутных нефтяных газов и легких углеводородов, которые при хранении нефти могут выделяться (при этом меняется состав нефти). Чтобы уменьшить потери и предотвратить загрязнение атмосферы, их предварительно извлекают из нефти до ее переработки. Этот процесс получил название стабилизации нефти.

Нефть нагревают в трубчатой печи до температуры 350 °С, образовавшиеся пары вводят в ректификационную колонну снизу, где продолжают нагрев до кипения. Ректификационная колонна имеет горизонтальные перегородки с отверстиями — барботажные колпачковые колонны тарельчатого типа (рис. 87). Пары нефти, поднимаясь вверх, проходят через отверстия в тарелках, постепенно охлаждаются и сжижаются на определенных тарелках в зависимости от температуры кипения. Чем выше расположена тарелка, тем меньшую температуру кипения имеет конденсированная на ней жидкость. Менее летучие углеводороды сжижаются на первых тарелках, образуя газойлевую фракцию, более летучие углеводороды поднимаются вверх и образуют керосиновую фракцию, еще выше сжижаются углеводороды лигроиновой фракции, и самые легкие углеводороды образуют бензиновую фракцию. Таким образом из ректификационной колонны отбираются дистилляты. Часть бензина подается обратно в колонну, что способствует охлаждению и конденсации поднимающихся углеводородов. Отобранные дистилляты проходят через холодильник и отводятся как товарные продукты.

Продолжение >>>