§ 16. Природные источники углеводородов (окончание)

Газовый бензин, являясь смесью летучих компонентов с небольшой молекулярной массой, хорошо испаряется даже при низких температурах. Это позволяет использовать газовый бензин в качестве топлива для двигателей внутреннего сгорания на Крайнем Севере и как добавку к моторному топливу, облегчающую запуск двигателей в зимних условиях.

Пропан-бутановая смесь в виде сжиженного газа применяется как бытовое топливо (знакомые вам газовые баллоны на даче) и для заполнения зажигалок. Перевод автомобильного транспорта на сжиженный газ — один из путей преодоления глобального топливного кризиса и решения экологических проблем.

Сухой газ, близкий по составу к природному, также широко используется в качестве топлива.

Однако применение попутного нефтяного газа и его составляющих в качестве топлива далеко не самый перспективный путь его использования. Значительно более эффективно использовать компоненты попутного нефтяного газа в качестве сырья для химических производств. Из алканов, входящих в состав попутного нефтяного газа, получают водород, ацетилен, непредельные и ароматические углеводороды и их производные.

Газообразные углеводороды могут не только сопровождать нефть в земной коре, но и образовывать месторождения природного газа.

Природный газ

Основным компонентом природного газа является метан, доля которого в зависимости от месторождения составляет от 75 до 99% по объёму. Кроме метана, в состав природного газа входят этан, пропан, бутан и изобутан, а также азот и углекислый газ.

Как и попутный нефтяной, природный газ используется и как топливо, и в качестве сырья для получения разнообразных органических и неорганических соединений.

Вы уже знаете, что из основного компонента природного газа — метана, получают водород, ацетилен и метиловый спирт, формальдегид и муравьиную кислоту, многие другие органические вещества. В качестве топлива природный газ используют на электростанциях, в котельных, в доменном и мартеновском производствах. Чиркая спичкой и зажигая газ в кухонной газовой горелке, вы запускаете цепную реакцию окисления алканов, входящих в состав природного газа.

Кроме нефти, природного и попутного нефтяного газов, природным источником углеводородов является каменный уголь.

Каменный уголь

Каменный уголь образует мощные пласты в земных недрах. Его разведанные запасы значительно превышают запасы нефти. Как и нефть, каменный уголь содержит большое количество различных органических веществ. Одним из основных способов переработки каменного угля является коксование — прокаливание без доступа воздуха. В результате коксования, которое проводят при температуре около 1000 °С, образуются:

коксовый газ, в состав которого входят водород, метан, угарный и углекислый газы, примеси аммиака, азота и других газов;

каменноугольная смола, содержащая несколько сотен различных органических веществ, в том числе бензол и его гомологи, фенол и ароматические спирты, нафталин и различные гетероциклические соединения;

надсмольная, или аммиачная, вода, содержащая, как ясно из названия, растворённый аммиак, а также фенол, сероводород и другие вещества;

кокс — твёрдый остаток коксования, практически чистый углерод.

Кокс используется в производстве чугуна, аммиак — в производстве азотных и комбинированных удобрений, а значение органических продуктов коксования трудно переоценить.

Таким образом, нефть, попутный нефтяной и природный газы, каменный уголь не только ценнейшие источники углеводородов, но и часть уникальной кладовой невосполнимых природных ресурсов, бережное и разумное использование которых — необходимое условие прогрессивного развития человеческого общества.

1. Перечислите основные природные источники углеводородов. Какие органические вещества входят в состав каждого из них? Что общего в их составах?

2. Опишите физические свойства нефти. Почему она не имеет постоянной температуры кипения?

3. Обобщив сообщения СМИ, опишите экологические бедствия, вызванные утечкой нефти, и способы преодоления их последствий.

4. Что такое ректификация? На чём основан этот процесс? Назовите получаемые в результате ректификации нефти фракции. Чем они отличаются друг от друга?

5. Что такое крекинг? Приведите уравнения трёх реакций, соответствующих крекингу нефтепродуктов.

6. Какие виды крекинга вы знаете? Что общего в этих процессах? Чем они отличаются друг от друга? В чём заключается принципиальное отличие продуктов крекинга разных видов?

7. Почему попутный нефтяной газ носит такое название? Каковы его основные компоненты и их применение?

8. Чем природный газ отличается от попутного нефтяного? Что общего в их составах? Приведите уравнения горения всех известных вам компонентов попутного нефтяного газа.

9. Приведите уравнения реакций, с помощью которых можно получить бензол из природного газа. Укажите условия проведения этих реакций.

10. Что такое коксование? Каковы его продукты и их состав? Приведите уравнения реакций, характерных для известных вам продуктов коксования каменного угля.

11. Как вы думаете, почему сжигание нефти, каменного угля и попутного нефтяного газа далеко не самый рациональный способ их использования?

12. Найдите в Интернете данные по объёмам добычи природного газа и нефти в России за последние 5 лет. Постройте в Microsoft Office Excel соответствующие диаграммы в координатах год—объём добычи.

13. Подготовьте доклад на тему «История развития нефтяной промышленности в России». Воспользуйтесь материалами сайта http://myrt.ru/inter/993-kreking-pererabotkanefti. html

14. По материалам сайта http : // r u . wikipedia.org/wiki/Нефтеперерабатывающая_промышленность_России подготовьте сообщение на тему «Современное состояние нефтеперерабатывающей промышленности в России».

15. Подготовьте иллюстрированное сообщение о Московском нефтеперерабатывающем заводе по материалам, опубликованным на сайте http://chemistry-chemists.com/forum/ viewtopic.php?f=9&t=1024

<<< К началу