Главная >> Химия 9 класс. Кузнецова

Дополнительный материал к § 39-41

Природные источники углеводородов. Нефть. Нефтепродукты

Природными источниками углеводородов — ценнейшего сырья для современного органического синтеза — являются природный и попутный нефтяные газы, нефть, каменный уголь. Более 90 % углеводородов, добываемых из природных источников, сжигается в топках тепловых электростанций, двигателях внутреннего сгорания. Это большое расточительство. Еще в прошлом веке Д.И. Менделеев говорил: «Нефть — не топливо. Топить можно и ассигнациями». Природные углеводороды — ценное сырье для химической промышленности.

Подробно мы рассмотрим один из важнейших источников углеводородов — нефть.

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

Нефть — это сложная смесь различных углеводородов, в основном жидких (в них растворены твердые и газообразные углеводороды). Поэтому нефть не имеет постоянной температуры кипения. Состав нефтей неодинаков, соотношение углеводородов в нефтях различно и зависит от месторождения. Например, бакинская нефть богата циклоалканами, грозненская — предельными углеводородами. Кроме углеводородов нефть содержит органические соединения, в составе которых находятся кислород, сера, азот.

Нефтепродукты и их применение. Сырая нефть обычно не применяется. Она широко используется как источник химического сырья. Из нее получают вещества, необходимые для производства пластмасс, синтетического волокна, синтетического каучука, спиртов, кислот, синтетических моющих средств, взрывчатых веществ, ядохимикатов и т. п. Для получения ценных продуктов на нефтеперерабатывающих заводах нефть подвергают переработке. Сначала производят первичную переработку нефти, перегонку. Она основана на физическом свойстве углеводородов нефти — разной температуре кипения. Нефть разделяют на отдельные фракции.

При перегонке нефти получают светлые нефтепродукты (табл. 30).

После отгонки из нефти светлых нефтепродуктов остается вязкая черная жидкость — мазут. Мазут также является ценным нефтепродуктом (он представляет собой смесь углеводородов с большим числом атомов углерода). Мазут применяют и в качестве жидкого топлива в котельных установках. Его также подвергают дополнительной переработке: перегоняют под уменьшенным давлением (чтобы предупредить разложение углеводородов) и выделяют смазочные масла: веретенное, машинное, цилиндровое и др. Из мазута некоторых сортов нефти получают вазелин и парафин.

Мазут подвергают также химической переработке и получают дополнительное количество бензина.

После отгонки мазута остается нелетучая темная масса — гудрон, который применяется в производстве асфальта.

При перегонке нефти получают от 5 до 20% бензина. Это количество не может удовлетворить все возрастающий спрос на него. Выход бензина можно увеличить, подвергнув химической переработке тяжелые углеводороды, например мазут или газойлевые фракции. При высокой температуре происходит расщепление углеводородов с длинной цепью на углеводороды с меньшей относительной молекулярной массой. Этот процесс получил название крекинг-процесс (от английского cracking — «расщепление»). Наряду с предельными углеводородами при этом образуются непредельные. Крекинг-процесс был разработан русским инженером В.Г. Шуховым в 1891 г. При крекинге выход бензина может достичь 65-70%.