Petrol, doğal ve ilgili petrol gazı ve kömür. Doğal hidrokarbon kaynakları

Japonlar devraldı gaz yakıt gelecek? 13 Ocak 2013

Japonya bugün metan hidrat deneme üretimine başladı - bir dizi uzmana göre rezervleri ülkenin enerji sorunlarını büyük ölçüde çözebilecek çeşitli doğal gaz. Özel araştırma gemisi "Tikyu" /"Dünya"/ sondaja başladı Pasifik Okyanusu Atsumi Yarımadası'nın 70 km güneyinde, ana Japon adası Honshu'nun doğu kıyısında, Nagoya şehri yakınlarında.
Geçen yıl boyunca, Japon uzmanlar metan hidrat aramak için Pasifik tabanını delmek için bir dizi deney yaptılar. Bu sefer, enerji kaynağının tam ölçekli çıkarılmasını ve ondan metan gazının çıkarılmasını test etmeyi planlıyorlar. Başarılı olursa, Nagoya şehri yakınlarındaki alanın ticari gelişimi 2018'de başlayacak.

Metan hidrat veya metan hidrat, metan gazının su ile bir kombinasyonudur. görünüm kar veya gevşek erimiş buz. Bu kaynak doğada yaygın olarak dağılmıştır - örneğin, permafrost bölgesinde. Okyanus tabanının altında, şimdiye kadar geliştirmenin kârsız olduğu düşünülen büyük metan hidrat rezervleri var. Ancak Japon uzmanlar, nispeten uygun maliyetli teknolojiler bulduklarını iddia ediyor.

Yalnızca Nagoya şehrinin güneyindeki bölgedeki metan hidrat rezervlerinin 1 trilyon metreküp olduğu tahmin ediliyor. Teorik olarak Japonya'nın doğalgazdaki ihtiyacını 10 yıl boyunca tam olarak karşılayabiliyorlar. Sonuç olarak, uzmanlara göre, ülkenin bitişik bölgelerinde okyanus tabanının altındaki metan hidrat birikintileri yaklaşık 100 yıl sürecek. Bununla birlikte, işleme, nakliye ve diğer maliyetler dikkate alındığında bu yakıtın maliyeti hala geleneksel yakıtların piyasa fiyatını aşmaktadır. doğal gaz.

Şu anda Japonya enerji kaynaklarından yoksun ve tamamen ithal ediyor. Özellikle Tokyo, dünyanın en büyük sıvılaştırılmış doğal gaz alıcısıdır. Son zamanlarda Fukushima-1 nükleer santralinde meydana gelen kaza ve tüm nükleer santrallerin kademeli olarak kapatılmasından sonra Japonya'nın enerji kaynaklarına olan talebi arttı.

Alternatif enerji kaynaklarının geliştirilmesine rağmen, fosil yakıtlar hala varlığını sürdürmektedir ve öngörülebilir gelecekte de korunacaktır. başrol gezegenin yakıt karışımında. ExxonMobil uzmanlarına göre, önümüzdeki 30 yıl içinde gezegendeki enerji tüketimi yarı yarıya artacak. Bilinen hidrokarbon birikintilerinin üretkenliği azaldıkça, yeni büyük tortular giderek daha az keşfedilmekte ve kömür kullanımı çevreye zarar vermektedir. Bununla birlikte, geleneksel hidrokarbonların azalan rezervleri dengelenebilir.
Aynı ExxonMobil uzmanları durumu dramatize etmeye meyilli değiller. Birincisi, petrol ve gaz üretim teknolojileri gelişiyor. Örneğin bugün Meksika Körfezi'nde petrol, su yüzeyinin 2,5-3 km altından çıkarılıyor, 15 yıl önce bu derinlikler düşünülemezdi. İkincisi, işleme teknolojileri gelişiyor karmaşık tipler hidrokarbonlar (ağır ve ekşi yağlar) ve petrol vekilleri (bitüm, yağlı kumlar). Bu, geleneksel madencilik alanlarına geri dönmeyi ve orada çalışmaya devam etmeyi ve ayrıca yeni alanlarda madenciliğe başlamayı mümkün kılar. Örneğin Tataristan'da Shell'in desteğiyle sözde "ağır petrol"ün çıkarılması başlıyor. Kuzbass'ta kömür damarlarından metan çıkarılması için projeler geliştiriliyor.

Hidrokarbon üretim seviyesini korumanın üçüncü yönü, geleneksel olmayan türlerini kullanmanın yollarını aramakla ilişkilidir. Gelecek vaat eden yeni hidrokarbon hammadde türleri arasında, bilim adamları, gezegendeki rezervleri, geçici tahminlere göre, en az 250 trilyon metreküp olan metan hidratı seçiyorlar. enerji değeri bu, gezegendeki tüm petrol, kömür ve gaz rezervlerinin toplam değerinin 2 katıdır).

Metan hidrat, su ile metan'ın supramoleküler bir bileşiğidir. Aşağıda moleküler düzeyde bir metan hidrat modeli bulunmaktadır. Metan molekülünün etrafında bir su (buz) molekülü kafesi oluşur. Bileşik, düşük sıcaklık ve yüksek basınçta kararlıdır. Örneğin metan hidrat, 0 °C'de ve 25 bar veya daha fazla mertebedeki basınçlarda stabildir. Bu basınç, yaklaşık 250 m'lik bir okyanus derinliğinde gerçekleşir. atmosferik basınç metan hidrat -80 °C'de stabildir.

metan hidrat modeli

Metan hidrat ısıtılırsa veya basınç düşürülürse, bileşik su ve doğal gaza (metan) ayrışır. Normal atmosfer basıncında bir metreküp metan hidrattan, 164 metreküp doğal gaz.

ABD Enerji Bakanlığı'na göre, gezegendeki metan hidrat rezervleri çok büyük. Ancak şimdiye kadar bu bileşik pratikte bir enerji kaynağı olarak kullanılmamaktadır. Bakanlık, metan hidrat üretiminin araştırılması, değerlendirilmesi ve ticarileştirilmesi için tam bir program (Ar-Ge programı) geliştirmiş ve uygulamaktadır.

Deniz tabanında metan hidrat tepesi

Amerika Birleşik Devletleri'nin metan hidrat ekstraksiyonu için teknolojilerin geliştirilmesi için önemli fonlar ayırmaya hazır olması tesadüf değildir. Doğal gaz, ülkenin yakıt dengesinin yaklaşık %23'ünü oluşturmaktadır. ABD doğal gazının çoğu, Kanada'dan gelen boru hatlarından kaynaklanmaktadır. 2007 yılında ülkedeki doğal gaz tüketimi 623 milyar metreküp olarak gerçekleşti. m.2030 yılına kadar %18-20 oranında büyüyebilir. ABD, Kanada ve açık denizde konvansiyonel doğal gaz yatakları kullanılarak bu düzeyde bir üretim sağlanması mümkün değildir.

Ama burada, dedikleri gibi, başka bir sorun var: gazla birlikte, gazın mümkün olan tüm özenle arıtılması gereken büyük bir su kütlesi yükselecektir. Klorürler ve diğer okyanus tuzları şeklindeki yakıt kütlesinin% 1'ine bile kayıtsız kalacak böyle motorlar yoktur. Önce dizeller ölecek, türbinler biraz daha uzun sürecek. motor mu DIŞ YANMA Stirling mi?

Bu nedenle, doğrudan alt katmandan boru hattına gaz tedariki hiçbir şekilde çalışmayacaktır. Golovnikov'u temizlerken, Japonlar çatıdan hıçkırarak geçecek. Ve sonra yeşillikler onları alt katmanları ile okyanusun kalınlığında kirlilik için alacak. Büyük olasılıkla, bir jet kumu ve diğer kirlilikler akışla birlikte gidecek ve uzaydan görünecek. Yaklaşık olarak Marmara Denizi'nde Boğaz'dan bir jet.

Bu proje ve beklentileri bana belirsiz ve büyük ölçüde tartışmalı bir kaya gazı projesini hatırlatıyor.

kaynaklar

Gelecekte bizi nelerin beklediğine dair düşünceler daha önce bilim adamlarını rahatsız etmişti. Bugün herkes bu konuyu konuşuyor: hükümet liderleri okul çocuklarına. Küresel ısınma, erime asırlık buz, demografik problemler, insan klonlama, modern ve geleceğin iletişim ve ulaşım araçları, insanların enerji taşıyıcılarına bağımlılığı... Yine de günümüzün en popüler konularından biri şudur: Alternatif yakıt.

Geleceğin yakıtı - doğal kaynaklara bir alternatif

Doğal yakıtlar şu anda ana enerji kaynağımızdır. Hidrokarbonlar moleküler bağları kırmak ve enerjilerini serbest bırakmak için yakılır. Yüksek seviye Fosil yakıtların tüketimi önemli kirliliğe neden olur doğal çevre yandıklarında.
21. yüzyılda yaşıyoruz, bu yeni teknolojilerin zamanı ve birçok bilim insanı, geleneksel yakıtın yerini alabilecek ve ona olan bağımlılığımızı ortadan kaldırabilecek, geleceğin alternatif bir yakıtını yaratma zamanının geldiğine inanıyor. Son 150 yılda hidrokarbonların kullanımı atmosferdeki karbondioksit miktarını %25 artırdı. Hidrokarbonların yanması ayrıca duman, asit yağmuru ve hava kirliliği gibi diğer kirlilik türlerine de yol açar. Bu tür kirlilik sadece zarar vermekle kalmaz çevre, hayvan ve insan sağlığı değil, aynı zamanda fosil yakıtlar yenilenemez kaynaklar olduğu ve sonunda tükeneceği için savaşlara da yol açar. Üzerinde şu an yeni çözümler bulmak ve yüklemek önemlidir alternatif kaynaklar geleceğin yakıtı.

Bazı bilim adamları, üretken oluşumların petrol geri kazanım faktörünü artırma konusunu çözerken, diğerleri petrol şeylinden gaz halinde yakıt elde etmenin yollarını ararken, diğerleri yakıt ihtiyacının geleneksel yöntemlerle karşılanabileceği sonucuna varmışlardır. büyükbabanın yöntemi. Hakkında"katı yağ ürünleri", doğal yakıt - yakacak odun hakkında. "Dünya kadar eski" fikri ABD'deki Stanford Üniversitesi'nden uzmanlar tarafından benimsendi ve Georgia Üniversitesi'nden bilim adamları onlara katıldı. Tabii ki burada, yılda 1 hektar başına 40 tona kadar odun üreten kızılağaç veya çınar gibi hızlı büyüyen özel ağaç çeşitlerine ihtiyacımız var.

Çınar - Platanus - yoğun yayılan bir taç ve kalın bir gövdeye sahip güçlü bir ağaç - geniş bir çınar ağacı ailesinin atası. Çınar cinsi içerisinde yaklaşık 10 tür bulunmaktadır. Çınar ağacının yüksekliği 60m'ye ve gövdenin çevresi - 18m'ye kadar! Bir çınar ağacının gövdesi silindir şeklindedir, kabuğu yeşilimsidir - gri renk, peeling. Çınar ağacının yaprakları, uzun saplı, avuç içi lobludur.

Çınar ağaçlarının kesilmesinden sonra yerde kalan yapraklar doğal gübre olarak kullanılabilir. Çınar odunu kırıcılarda kırılır ve enerji santrallerinin fırınlarına beslenir. 125 km2'lik bir çınar dikim alanı 80.000 nüfuslu bir şehre enerji sağlayabilir. Kesilen alanlardan 2-4 yıl sonra sürgünlerden yeniden yakıta uygun yeni çınar ağaçları çıkacaktır. Bilim adamları, Rusya ve Ukrayna topraklarının% 3'ünün doğal yakıt yetiştirmek için "çınar ağaçlarının enerji plantasyonları" için tahsis edilmesi durumunda, ülkelerin yakacak odun pahasına yakıt ihtiyaçlarını tam olarak karşılayabileceklerini hesapladılar.

"Fosil yakıtlar" yerine "çiftlik fosil yakıtları" kullanmanın ana avantajı ( kömür, doğal gaz ve petrol), büyüme sürecinde, çınar ağaçlarının enerji ormanının daha sonra yandığında salınan karbondioksiti emmesidir. Bu, çınar ağaçları yakıldığında, büyümesi sırasında çınar tarafından emilen aynı miktarda CO2'nin atmosfere salındığı anlamına gelir. Fosil yakıtları yakarken atmosferdeki CO2 içeriğini arttırıyoruz ve bu küresel ısınmanın ana nedenidir.

Yeni yakıt, değerli bir yenilenebilir enerji kaynağı olarak umut vaat ediyor ve gelecekte daha önemli olacak. Zaten bugün, örneğin, Avrupa'nın bir çınar ağacı üzerindeki en büyük elektrik santrali Simmering'de (Avusturya) bulunuyor. Kapasitesi 66 MW olup, burada 100 km yarıçap içinde yetiştirilen yıllık 190 bin ton çınar ağacı tüketilmektedir. Almanya'da ise enerji ormanlarının kapasitesi yılda 20 milyon metreküp oduna ulaşıyor.

Yeni yakıtlar

Evsel ısıtmanın “odunlaştırılmasının” Amerikalı destekçileri, Avrupalı ​​meslektaşları tarafından tekrarlanıyor.Örneğin Belçika'da, 1988'de Saar gazetesi, yakacak odunu geleceğin doğal yakıtı olarak adlandırdığı bir makale yayınladı. petrol ürünlerinin kullanımı. Aynı amaçlar için atık kağıt kullanılması önerilmektedir. Zaten mağazalarda satışta. el basın Kalorifik değeri linyite göre daha düşük olmayan atık kağıttan briket üretimi için.

Ayrıca gaz jeneratörü prensibiyle çalışan, tasarımı ısının dışarı kaçmasını engelleyen özel ekonomik sobalar da satın alabilirsiniz. baca. Yakacak odun ve atık kağıt briketleri bu fırında çok yavaş yanar: bir demet - 8 saatte Aynı zamanda, yakacak odun tamamen yanar, atmosfere kül ve kurum salınımı olmaz. Binaları bu tür sobalarla ısıtmak çok karlı, çünkü benzer bir kalorifik değere sahip bir kilogram yakacak odun, depolanması için özel yakıt kaplarının da gerekli olduğu bir litre sıvı yakıttan 10 kat daha az maliyetlidir.

Hızlı büyüyen kahverengi algler, başka bir grup Amerikalı bilim insanının dikkatini çekti. Deniz plantasyonlarının bakterilerin yardımıyla gaz halindeki metan haline dönüştürülmesi önerilmektedir. Isıtarak da yağ benzeri maddeler elde etmek mümkündür. Hesaplamalara göre, okyanusta 40 bin hektarlık plantasyon alanına sahip doğal bir çiftlik, gelecekte 50 bin nüfuslu bir şehre enerji sağlayabilecek. Fransa'dan bilim adamları, tek hücreli algleri alternatif bir yakıt olarak kullanmayı öneriyorlar. Bu mikroskobik organizmaların yaşamları boyunca hidrokarbon saldıkları ortaya çıktı. Algleri özel kaplarda yetiştirerek ve onlara karbon dioksit ve mineral tuzlar, düzenli olarak "hidrokarbonları hasat edebilir" ve doğal yakıt.

Tropiklerde bulunan doğal "benzin istasyonları" Güney Amerika, Filipinler'de. Bazı asma türleri ve tropik ağaçlar, damıtılması bile gerekmeyen doğal yakıt - "dizel yağı" içerir. Asmalardan elde edilen alternatif yakıt, araba motorlarında mükemmel bir şekilde yanar ve benzinden daha az zehirli egzoz verir. En iyi yaşamların üretimi için uygun ve Palmiye yağı"güneş yağı" elde etmenin nispeten kolay olduğu.

Ama şimdilik, hepsi bilim kurgu alanında. Daha gerçekçi bir proje, kömürden sentetik yakıt üretimidir. ABD'li bilim adamları tarafından oldukça basit bir yöntem geliştirildi. Kömür ezilir, bir çözücü ile işlenir ve elde edilen karışıma hidrojen eklenir. Bir ton kömürden, sentetik benzinin üretilebileceği yaklaşık 650 litre sentetik yakıt elde edilir.

ABD'li bilim adamları, kömür damarlarının yeraltında gazlaştırılmasıyla ciddi şekilde ilgileniyorlar. Piroliz ile %40 metan gazı, %45 kok ve %3 sıvı yakıt elde edilmektedir. Uzmanlar, geleceğin yakıtını çöpten elde etmek için tamamen beklenmedik bir yol geliştirdiler. Manyetik ve manyetik olmayan metaller, öncelikle insan atıklarından çıkarılır ve daha sonra yeniden eritilmek üzere gönderilir. Yeni teknoloji cam atıklarının geri dönüştürülmesi, camın daha ucuz ve daha ucuz parçalardan elde edilmesini mümkün kılmaktadır. Yüksek kalite orijinal hammaddeden daha Atık artıkları kok, metan gazına işlenir ve sıvı yakıt. "Önemsiz" petrol ürünleri pilot tesislerde test edildi - güzelce yanıyorlar.Bu şekilde bir ton çöpten 6 ila 20 dolar "çıkarıyorlar". 1976 - 1977 San Diego bir atık geri dönüşüm tesisi açtı.

Ancak, İngiltere'de benzer bir sorun üzerinde başarılı bir şekilde çalışıyorlar. Burada, üflenen oksijenin yanması sırasında yüksek sıcaklıkların etkisi altında, çöplerin (plastik ambalajlar ve şişeler, gıda atıkları, gazete artıkları, paçavralar vb.) hidrojen ile sentetik yağ ürünleri ve metan gazı üretmek için kullanılır. Sıvı sentetik yakıtlar ve gazın tanklarda depolanması ve kısmen dizel motoru çalıştırmak için ve kısmen de elde edilebilecek kırık camı yeniden eritmek için kullanılması gerekiyor. yapı taşları. Gelecekte, atıkların eski yüksek fırınlarda işlenmesi planlanmaktadır. Bu, yeni atık yakma tesislerinin inşası için yüksek verimlilik, zaman ve para tasarrufu sağlayacaktır. Deneylerin gösterdiği gibi, kalan cüruf da harekete geçecek - beton işleri yaparken çakılın değiştirilmesi için uygundur.

Ve burada sentetik benzin elde etmenin iki yolu daha var. Fransız mühendis A. Roethlisberger, kuru mısır saplarından alternatif bir benzin elde etti. Yazar, 98 oktan dereceli geleceğin yeni yakıtının saman, talaş, sebze üstleri ve selüloz lifleri içeren diğer atıklardan elde edilebileceğini savunuyor. Devlet kurumlarının baskısı altında, mucit yeni yakıtın sentezi için teknolojiyi sınıflandırdı, ancak yeni benzinin kalitesinin büyük ölçüde alkollere eklenen karmaşık stabilize edici katkı maddelerine ve selülozdan elde edilen izopropil eterlere bağlı olduğu bilinmektedir. Yeni alternatif yakıt patlamaz, dumansız ve kokusuz yanar. Normal benzin ile herhangi bir oranda karıştırılabilir. Aynı zamanda, gelecekte motorlarda tasarım değişiklikleri gerekli değildir. Fransa, sonunda yeni benzin üretimini yılda 20 milyon tona çıkarmayı planlıyor.

Yapay benzinin bir başka mucidi İsviçre'de yaşıyor. başlangıç ​​malzemesi talaş, mısır kabuğu, plastik poşetler. Ama sorun şu ki, "geleceğin benzini" kaçak içki gibi kokuyor.Mucit üretim için %8 vergi ödemek zorunda. alkollü içecekler. Bununla birlikte, 1 litre yapay "geleceğin benzini" gerçek olandan 2 kat daha ucuza mal oluyor ve araba yeni gibi düzgün çalışıyor.

Mucitlerin buluşları suni benzinle sınırlı değildir, evsel amaçlarla hidrokarbon gazı üretmek için orijinal yöntemler sunarlar. Bunlardan biri Almanya'da geliştirildi. yeni bir kaynak olarak alternatif enerji gelecek, Schwerborn banliyö kasabasında bir çöplük. Depolama alanını doldururken, altına bir gaz kuyusu ve boru hattı ağı döşendi. 1 kg çöpün 100 litresi metan olmak üzere 200 litreye kadar gaz verdiği ortaya çıktı. Şimdiye kadar, çöp sahasından saatte 40 m3 gaz "çıkarılmaktadır".
Yeni yakıt ısıtır endüstriyel tesisler. Köyü ısıtmak için alternatif yakıt kullanan bir kalorifer santrali yapılması planlanmaktadır. Hesaplamalara göre alternatif yakıt elde etmenin maliyeti 3,5 yılda kendini amorti edecek.

İkinci yol daha da beklenmedik. Teklif, Kerala (Hindistan) eyaletindeki Ottapalam şehrinin yetkilileri tarafından yapıldı. Yeni yakıtın tarifi aşağıdaki gibidir: Kuyu inek gübresi ile doldurulur ve hava geçirmez şekilde kapatılır. Fermantasyon sırasında üretilen gaz, bağlı borular vasıtasıyla gaza iletilir. gaz sobaları evlerde. Böyle bir biyogaz tesisi, ailenin biyoenerji ihtiyacını tamamen karşılar. Ev kullanımı. Bugün Hindistan'da 53 model biyogaz sistemi geliştirilmiş ve uygulanmıştır. Yaklaşık 3.5 milyon aile bunları etkin bir şekilde kullanıyor. Ülkenin hükümeti, biyogaz tesislerinin yayılmasını aktif olarak desteklemektedir. Bu, şimdiden yılda yaklaşık 1,2 milyar rupi tasarruf sağlıyor.

Güneş enerjisi geleceğin teknolojisidir

Yazının başında çeşitli yeni enerji teknolojilerinden bahsetmiştik. Fotovoltaik sistemler (veya güneş panelleri) bugün halihazırda kullanılmakta olan bir başka “geleceğin teknolojisi”dir.

Artık birçok insan güneş panellerini ana veya yedek kaynak için elektrik Konut inşaatları ve Ofis binaları. Yakın zamanda denizde bulunduysanız seyir şamandıralarının da enerji kullandığını fark etmişsinizdir. Solar paneller. Ordu tarafından uzun süredir “benimsediler”: Çöl Fırtınası Operasyonu sırasında saha radyoları hafif ECD güneş panelleri ile donatıldı.

Gelecekte, güneş panellerinin kullanımı sadece büyüyecek. Son zamanlarda, ECD, Texaco ile işbirliği içinde, Bakersfield, California'daki 200 hektarlık bir petrol sahasında petrol üretim ekipmanına güç sağlamak için güneş enerjisini kullanmak için bir teknoloji önerdi. Daha önce, üç varil petrol çıkarmak için bir varil buhar jeneratöründe yakıldı. kullanım Güneş enerjisi sadece yenilenemeyen kaynakların tüketimini azaltmakla kalmayacak, aynı zamanda zararlı emisyonları ve gürültüyü de azaltacaktır.

Doğal gaz renksiz ve kokusuzdur, gaz alanları şeklinde bağımsız birikimler oluşturur Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı: 650 °C Gaz, boru hatları ile en basit ulaşıma sahiptir. Bu, nakliyeyi kaldırır ve gazın maliyetini düşürür. Dünya gaz rezervleri Rusya, İran, ABD, Cezayir, Kanada, Meksika, Norveç'te yoğunlaşmıştır. Gaz rezervleri açısından Rusya 1. sırada yüksek basınç hidrokarbonlara dönüştürülür.

Azot ve diğer gazlar Propan Etan Pentan Bütan Metan ana bileşeni CH % C 2 H 6 % 0,5-4 C 3 H 8 % 0,2-1,5 C 4 H 10 % 0,1-1 C 5 H % N… % 2-13 "kuru gaz "

Sanayide ve günlük yaşamda yakıt olarak, kimya endüstrisi için bir hammadde olarak, kalorifik değeri diğer yakıt türlerine göre daha yüksektir (1 m3 gaz yakıldığında, kJ'ye kadar açığa çıkar) kül bırakmaz, çevre dostu yakıt türü Sentetik lifler, kauçuk, plastikler, alkoller, yağlar, azotlu gübreler, amonyak, asetilen, patlayıcılar, ilaçlar vb.

Ayrıca doğal gaz, yağda çözünmüş ve petrolün üzerinde yer alır. 1 ton petrol ile birlikte 100–150 m3 gaz üretilir.Petrol yüzeye çıkarıldığında basınçtaki keskin düşüş nedeniyle gaz ondan ayrılır. CH 4 %40 İlişkili gaz, molekülleri 1 ila 6 atom içeren alkanlar içerir C C 2 H 6 %20 C 3 H 8 %20 C 4 H 10 %20 C 5 H 12 az C 6 H 14 az gaz”, çünkü metan (kuru gaz) ve homologlarına ek olarak daha yüksek hidrokarbonlar içerir.

Pentan ve heksan karışımı İlgili gazın kullanımı doğal gazdan daha geniştir, çünkü CH 4 ile bol miktarda C 2 H 6, C 3 H 8, C 4 H 10, C 5 H 12 Benzin, benzine katkı maddesi olarak kullanılır. Sıvılaştırılmış haldeki propan ve bütan karışımı günlük yaşamda ve arabalarda yakıt olarak kullanılır. İlişkili gaz, daha sonra doymamış hidrokarbonların elde edildiği etan, propan vb.'ye ayrılır.

yağlı yağ yanıcı sıvı açık kahverengiden siyaha kadar karakteristik bir kokuya sahiptir sudan biraz daha hafiftir suda çözülmez kesin bir kaynama noktası yoktur Petrol, gaz gibi ayrı katmanlar oluşturmaz, kayalardaki boşlukları doldurur: kum taneleri arasındaki gözenekler, çatlaklar Petrol birikintileri Dünyanın bağırsaklarında farklı derinliklerde bulunurlar. Petrol basınç altındadır ve kuyudan yeryüzüne yükselir.

%2 S) Yağın bileşimi sahaya bağlıdır. Bakü: sikloalkanlarca zengin, doymuş hidrokarbonlarca fakir > %2 S) Yağ bileşimi sahaya bağlı Bakü: sikloalkanlarca zengin, doymuş hidrokarbonlarca fakir" class="link_thumb"> 9 !} Kükürtlü (%0,5 ila %2 S) Yağ - diğer maddelerin safsızlıkları ile çeşitli hidrokarbonların (150) bir karışımı Düşük kükürt (%0,5'e kadar S) Yüksek kükürt (> %2 S) Yağın bileşimi sahaya bağlıdır . Bakü: sikloalkanlarca zengin, doymuş hidrokarbonlarca fakir Grozny ve Ferghana: daha doymuş hidrokarbonlar Perm: aromatik hidrokarbonlar içerir Kükürt, petrolcülere çok fazla sorun getirir ve metallerin aşınmasına neden olur. %2 S) Yağın bileşimi sahaya bağlıdır. Bakü: sikloalkanlar bakımından zengin, doymuş hidrokarbonlar bakımından fakir "\u003e 2% S) Yağ bileşimi sahaya bağlıdır. Bakü: sikloalkanlar bakımından zengin, doymuş hidrokarbonlar bakımından fakir Grozny ve Fergana: daha doymuş hidrokarbonlar Perm: aromatik hidrokarbonlar içerir Kükürt çok getirir petrolcülere sıkıntı, metallerin korozyona uğramasına neden olur. "> %2 S) Yağın bileşimi sahaya bağlıdır. Bakü: sikloalkanlarca zengin, doymuş hidrokarbonlarca fakir > %2 S) Yağ bileşimi sahaya bağlı Bakü: sikloalkanlarca zengin, doymuş hidrokarbonlarca fakir"> title="Kükürtlü (%0,5 ila %2 S) Yağ - diğer maddelerin safsızlıkları ile çeşitli hidrokarbonların (150) bir karışımı Düşük kükürt (%0,5'e kadar S) Yüksek kükürt (> %2 S) Yağın bileşimi sahaya bağlıdır . Bakü: sikloalkanlarca zengin, doymuş hidrokarbonlarca fakir"> !}

Hafif ağır, pompalarla çeşme şeklinde çıkarılır. Esas olarak benzin ve kerosen yaparlar, bazen maden yöntemiyle çıkarılırlar (Komi Cumhuriyeti'ndeki Yaremskoye yatağı) Bitüm, akaryakıt, yağlar, parafin bazı yağ türlerinden izole edilirler. Vazelin, katı ve sıvı hidrokarbonların karıştırılmasıyla elde edilir. Hafif yağ, ağır yağdan yaklaşık yüzde iki daha az karbona sahiptir, ancak daha fazla hidrojen ve oksijene sahiptir.

Yağ C2H4C2H4 Bütadien kauçuk H 2 C-CH 2 | HO OH Antifrizler C 2 H 5 OH Çözücüler Dakron lifleri Çözücüler SBR H 2 C-CH-CH 2 | | | HO OH OH Antifriz şifalı merhemler Parfümeri için merhemler H3C-CH=CH2 ve diğerleri. hidrokarbonlar Çözücüler İçten yanmalı motorlar için yakıtlar Patlayıcılar CH 2 =CH | CH2 \u003d CH

Birincil işlemden sonra kesirlerin işlenmesi 1 Cracking yani. uzun bir hidrokarbon zincirinin daha az karbon atomlu hidrokarbonlara bölünmesi 2 Piroliz yani. org'un parçalanması yüksek sıcaklıkta havaya erişimi olmayan maddeler 3 Hidro-işleme yani. bir katalizör varlığında ısıtma ve basınç altında hidrojen tedavisi Yağ damıtma (rektifikasyon), yani fraksiyonlama Dezavantaj: benzin verimini artırmak ve kalitesini iyileştirmek için düşük benzin verimi aromatik hidrokarbonlar (benzen, toluen) elde etmek, tahmin edilemez kükürt ve nitrojen bileşiklerini uzaklaştırmak için gaz halindeki hidrokarbonlar (etilen, asetilen).

Sanayide ve günlük hayatta yakıt olarak, teknolojik ve kimyasal hammaddeler suni grafit yaparlar. Üretimde kül kullanılıyor Yapı malzemeleri, seramik ve refrakter hammaddeler, alümina. Büyük kömür havzaları şunlardır: Rusya'da Tunguska, Lena, Taimyr, ABD'de Appalachian, Kazakistan'da Karaganda Kömürden hidrokarbon elde etmenin ana yöntemlerinden biri koklaştırma veya kuru damıtmadır.

Sanayi için üç hammadde kaynağı önemlidir: petrol, gaz ve kömür.

Sıvı yağ.

Yağ, dallı ve dalsız alkanlar, sikloalkanlar içeren suda çözünmeyen, koyu renkli, yağlı bir sıvıdır. Kompozisyon depozitoya bağlıdır.

Sıvı yağ kuru damıtma (piroliz, karbonizasyon) ile organik bileşikler elde etmek için ana malzemedir. Ana ürünler aromatik hidrokarbonlar ve bunların türevleridir. Esas olarak boyalar, sentetik yağlar ve sıvı yağlar alırlar.

Petrolün artan önemi ile kimyasal işleme yöntemleri gelişti. Şu anda, sentetik organik bileşiklerin yaklaşık %90'ı petrol ve türevlerinden elde edilmektedir.

Petrol elde etmek için laboratuvar ve endüstriyel yöntemler.

Laboratuvar ve endüstriyel yağ elde etme yöntemleri arasında bir takım önemli farklılıklar vardır, yani:

• fiyat (laboratuvarda küçük miktarlarda reaktifler kullanılırken endüstride büyük hacimlere ihtiyaç duyulur. Bu nedenle laboratuvarda pahalı ve nadir bileşikler kullanılabilir ve endüstride atlamak gerekir en düşük maliyetli. Veya laboratuvarda zararlı toksik maddelerin kullanımı, mevcudiyeti nedeniyle oldukça kabul edilebilir. davlumbazlar, daha sonra endüstriyel ölçekli son derece tehlikelidir.)
• sıcak. Endüstride, laboratuvarda olduğu gibi, bu tür sentezler kolaylıkla uygulanabilir olduğunda, orta derecede yüksek ve normal sıcaklıklarda gerçekleştirilen reaksiyonlar için ısı temini çok pahalıdır;
• karışımın saflığı. Laboratuvarda genellikle saf maddelerle, endüstride ise çoğunlukla karışımlarla çalışırlar;
• maddenin dolaşımı. Endüstride karışımları çeşitli kimyasal işlemlerle (damıtma, filtrasyon, sürekli işlemler) ayırmak mümkünse, bu laboratuvar için kârsızdır. Endüstride, reaksiyona girmemiş bir maddenin işleme sürecinin döngüsüne yeniden dahil edilebildiği döngüsel bir süreç vardır ve laboratuvarda bu büyük zorluklarla yapılır.

Petrol arıtma.

Endüstride, "ham petrolün" fraksiyonel damıtılması kullanılır, bunun sonucunda ikincisi birkaç fraksiyona bölünür. çeşitli sıcaklıklar kaynama:

benzin oranı petrol eteri ve ekstraksiyon benzininden oluşur. Fraksiyonun bileşimi aşağıdakilere göre değişir: 6'dan - 9'dan. Fraksiyonun tamamı önemli bir petrol ürünüdür, çünkü içten yanmalı motorlar için yakıt görevi görür.

Gazyağı (С 9 -С 16) kullanılan ısıtma cihazları ve ayrıca uçak ve türbin motorları için bir yakıttır.

Gaz yağı (dizel yakıt) dizel motorlar için yakıt görevi görür.

Yağlama yağları (C 20 - C 50) yağlayıcı olarak kullanılır.

Akaryakıt (artık)- yakıt olarak kullanıldığında damıtılır ve bunun sonucunda yüksek kaynama noktalı bir hidrokarbon fraksiyonu elde edilir.

Yağda bulunan hidrokarbonların kimyasal dönüşümleri.

yakıtın önemi modern dünyaönemli ölçüde artar. Bu nedenle, yüksek kaynama noktalı fraksiyonlardan - çatlama - yüksek alkanların hava erişimi olmadan ısıtılmasından benzin elde etmenin en uygun yolunu buldular, bunun sonucunda daha düşük ve daha yüksek hidrokarbonlara ayrışma meydana geldi:

Çatlama bir katalizör kullanılmadan devam ederse, buna termal denir. Katalizör kullanılırsa SiO 2 veya Al 2 Ö 3 , o zaman bu katalitik çatlamadır. Bu tür işlemlerin ürünü, endüstri için önemli hammaddeler haline gelen etan ve propendir.

Benzinin kalitesini iyileştirmek için reform ve alkilasyon yapılır.

reform(izomerizasyon) - dallanmamış alkanların bir katalizör ile ısıtıldığında daha yüksek oktan sayısına sahip daha dallı alkanlara dönüştürüldüğü bir işlem. Örneğin,

alkilasyon- bir alkan ve alken karışımının, katalizör olarak bir asit kullanılarak yüksek oktan sayısına sahip dallı bileşiklere dönüştürüldüğü bir işlem:

Doğal gaz.

Doğal gaz, bileşimi alana bağlı olan gazların bir kombinasyonudur. Temel olarak metan, etan ve propanın bir karışımıdır, ancak az miktarda nitrojen, yüksek alkanlar, karbon, helyum (nadiren) de bulunabilir.

Doğal gaz endüstriyel bir yakıttır, en önemli bileşiği sentez gazı(karbon monoksit ve hidrojen karışımı):

Sıcak kokunun buharla hareketiyle elde edilebilir, bu bileşikte elde edilir. bu süreç, denir su gazı:

Metanolün elde edildiği karbon monoksit ve hidrojendir:

Reaksiyon, katalizörlerin mevcudiyetinde basınç altında ilerler.

Kömür.

Kömür, aromatik hidrokarbonların üretimi için bir hammadde görevi görür. Şematik olarak, süreç aşağıdaki gibi temsil edilebilir:

Benzer şekilde, toluen alabilirsiniz.

Kuru damıtma sırasında yüksek sıcaklıklar katı, sıvı ve gaz halindeki ürünlerin bir karışımını elde edin.

gaz fazı ürünü bir kok fırını gazı ana bileşenleri hidrojen ve metan olan.

sıvı ürün temsil etmek katran izole edilmiş olan çok sayıda fenol, kresol, naftalin, tiyofen, antrasen.

katı ürün bir kok.

1. doğal kaynaklar hidrokarbonlar: gaz, petrol, kömür. İşlemeleri ve pratik uygulamaları.

Hidrokarbonların ana doğal kaynakları petrol, doğal ve ilgili petrol gazları ve kömürdür.

Doğal ve ilgili petrol gazları.

Doğal gaz, ana bileşeni metan, geri kalanı etan, propan, bütan ve az miktarda safsızlık - nitrojen, karbon monoksit (IV), hidrojen sülfür ve su buharı olan bir gaz karışımıdır. %90'ı yakıt olarak, kalan %10'u ise hammadde olarak kullanılmaktadır. kimyasal endüstri: hidrojen, etilen, asetilen, kurum, çeşitli plastikler, ilaçlar vb. üretimi

İlişkili petrol gazı da doğal gazdır, ancak petrol ile birlikte oluşur - petrolün üzerinde bulunur veya basınç altında çözülür. İlişkili gaz %30-50 metan içerir, geri kalanı homologlarıdır: etan, propan, bütan ve diğer hidrokarbonlar. Ayrıca, doğal gazdakiyle aynı safsızlıkları içerir.

İlişkili gazın üç fraksiyonu:

1. Benzin; motorun çalışmasını iyileştirmek için benzine eklenir;

2. Propan-bütan karışımı; ev yakıtı olarak kullanılır;

3. Kuru gaz; kauçuk, plastik, alkollerin üretildiği asilen, hidrojen, etilen ve diğer maddeleri üretmek için kullanılır, organik asitler vb.

Sıvı yağ.

Yağ, karakteristik bir kokuya sahip sarı veya açık kahverengiden siyaha kadar yağlı bir sıvıdır. Sudan daha hafiftir ve içinde pratik olarak çözünmez. Yağ, diğer maddelerle karıştırılmış yaklaşık 150 hidrokarbonun bir karışımıdır, bu nedenle belirli bir kaynama noktası yoktur.

Üretilen yağın %90'ı üretim için hammadde olarak kullanılmaktadır. Çeşitli türler yakıt ve yağlayıcılar. Aynı zamanda petrol, kimya endüstrisi için değerli bir hammaddedir.

Dünyanın bağırsaklarından çıkarılan yağa ham derim. Ham petrol kullanılmaz, işlenir. Ham petrol gazlardan, sudan ve mekanik safsızlıklardan arındırılır ve daha sonra fraksiyonel damıtma işlemine tabi tutulur.

Damıtma, karışımları kaynama noktalarındaki farklılıklara göre ayrı bileşenlere veya fraksiyonlara ayırma işlemidir.

Yağın damıtılması sırasında, birkaç petrol ürünü fraksiyonu izole edilir:

1. Gaz fraksiyonu (t kaynama = 40°C) normal ve dallı alkanlar CH4 - C4H10 içerir;

2. Benzin fraksiyonu (kaynama = 40 - 200°C) hidrokarbonlar C5H12 - C11H24 içerir; yeniden damıtma sırasında, düşük sıcaklık aralıklarında kaynayan hafif yağ ürünleri karışımdan salınır: petrol eteri, havacılık ve motor benzini;

3. Nafta fraksiyonu (ağır benzin, kaynama noktası = 150 - 250 ° C), traktörler, dizel lokomotifler, kamyonlar için yakıt olarak kullanılan C 8 H 18 - C 14 H 30 bileşiminin hidrokarbonlarını içerir;

4. Kerosen fraksiyonu (kaynama = 180 - 300°C), C12H26 - C18H38 bileşiminin hidrokarbonlarını içerir; jet uçakları, roketler için yakıt olarak kullanılır;

5. Gaz yağı (tkaynama = 270 - 350°C) dizel yakıt olarak kullanılır ve büyük çapta kırılır.

Fraksiyonların damıtılmasından sonra, koyu viskoz bir sıvı kalır - akaryakıt. Akaryakıttan güneş yağları, vazelin, parafin izole edilir. Akaryakıtın damıtılmasından elde edilen kalıntı katrandır, yol yapımı için malzeme üretiminde kullanılır.

Petrol rafinerisi şunlara dayanmaktadır: kimyasal süreçler:

1. Çatlama - büyük hidrokarbon moleküllerinin daha küçük olanlara bölünmesi. Şu anda daha yaygın olan termal ve katalitik çatlama arasında ayrım yapın.

2. Reforming (aromatizasyon), alkanların ve sikloalkanların aromatik bileşiklere dönüştürülmesidir. Bu işlem, bir katalizör varlığında benzinin yüksek basınçta ısıtılmasıyla gerçekleştirilir. Benzin fraksiyonlarından aromatik hidrokarbonlar elde etmek için reforming kullanılır.

3. Petrol ürünlerinin pirolizi, petrol ürünlerinin 650 - 800°C sıcaklığa ısıtılmasıyla gerçekleştirilir, ana reaksiyon ürünleri doymamış gaz ve aromatik hidrokarbonlardır.

Yağ, sadece yakıtın değil, aynı zamanda birçok organik maddenin üretimi için de bir hammaddedir.

Kömür.

Kömür aynı zamanda bir enerji kaynağı ve değerli bir kimyasal hammaddedir. Kömürün bileşimi esas olarak organik madde ve sudur. mineraller yandığında kül oluşturan.

Taş kömürü işleme türlerinden biri koklaştırmadır - bu, kömürü hava erişimi olmadan 1000 ° C sıcaklığa ısıtma işlemidir. Kömürün koklaştırılması kok fırınlarında yapılır. Kok neredeyse saf karbondan oluşur. Metalurji tesislerinde yüksek fırın pik demir üretiminde indirgeyici ajan olarak kullanılır.

Yoğuşma sırasında uçucu maddeler kömür katranı (çoğu aromatik olan birçok farklı organik madde içerir), amonyak suyu (amonyak, amonyum tuzları içerir) ve kok fırın gazı (amonyak, benzen, hidrojen, metan, karbon monoksit (II), etilen içerir) , nitrojen ve diğer maddeler).