ภาพรวมวัสดุ

ภาพรวมวัสดุ

บทเรียนบูรณาการทางเคมีและภูมิศาสตร์ในชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 ในหัวข้อ "แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติ"

“...คุณจมน้ำได้ด้วยธนบัตร”

ดิ. เมนเดเลเยฟ

อุปกรณ์: แผนที่ทางภูมิศาสตร์ของทรัพยากรแร่ของรัสเซียและโลก, แผนที่ "อุตสาหกรรมเชื้อเพลิงของโลก", "ทรัพยากรแร่ของโลก", แผนที่ตำราเรียน, แผนที่, ตารางตำราเรียน, วัสดุทางสถิติ คอลเลกชัน “เชื้อเพลิง”, “น้ำมันและผลิตภัณฑ์”, “แร่ธาตุ”, การติดตั้งมัลติมีเดีย, ตาราง “ผลิตภัณฑ์การกลั่นน้ำมัน”, “คอลัมน์การกลั่น”, “การรีไซเคิลน้ำมัน...”, “ผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม.. "

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

1. ทำซ้ำการวางตำแหน่งสะสมไฮโดรคาร์บอนในดินแดนของรัสเซียและทั่วโลก

2. สรุปความรู้เกี่ยวกับแหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติ: องค์ประกอบคุณสมบัติทางกายภาพวิธีการผลิตการแปรรูป

3. พิจารณาโอกาสในการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของเชื้อเพลิงและพลังงาน (แหล่งพลังงานทางเลือก)

วิธีการสอน เล่าเรื่อง การบรรยาย การสนทนา การสาธิตการรวบรวม งานอิสระพร้อมแผนที่ทางภูมิศาสตร์แอตลาส

หัวข้อ “แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติ” มีความเกี่ยวข้องมากขึ้นกว่าที่เคย การพัฒนาแหล่งสะสมไฮโดรคาร์บอนก่อให้เกิดปัญหามากมายต่อสังคม นี่เป็นสิ่งแรกและสำคัญที่สุด ปัญหาสังคมเกี่ยวข้องกับการพัฒนาพื้นที่เข้าถึงยากที่ไม่มี โครงสร้างสังคม. สภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยจำเป็นต้องมีการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับการสกัดและการขนส่งวัตถุดิบ การส่งออกผลิตภัณฑ์น้ำมันดิบ การขาดฐานอุตสาหกรรมที่พัฒนาแล้วสำหรับการแปรรูป และการขาดแคลนผลิตภัณฑ์น้ำมันในตลาดรัสเซียภายในประเทศ เป็นปัญหาทางเศรษฐกิจและการเมือง ปัญหาทางนิเวศวิทยาที่เกี่ยวข้องกับการผลิต การขนส่ง และการแปรรูปไฮโดรคาร์บอน สังคมมนุษย์ถูกบังคับให้มองหาวิธีแก้ไขปัญหาเหล่านี้ทั้งหมด สิ่งสำคัญคือต้องเรียนรู้ที่จะตัดสินใจ ตัดสินใจเลือก และรับผิดชอบต่อผลลัพธ์ของกิจกรรมของคุณ

ในระหว่างเรียน

บนโต๊ะนักเรียนมีคอลเลกชันเชื้อเพลิงแข็งและแร่ธาตุ แผนที่ และหนังสือเรียนภูมิศาสตร์

ครูวิชาเคมีเริ่มบทเรียนโดยเล่าให้นักเรียนฟังถึงความสำคัญของก๊าซและน้ำมันไม่เพียงแต่เป็นแหล่งพลังงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมีด้วย จากนั้นนักเรียนจะหารือเกี่ยวกับข้อดีของเชื้อเพลิงก๊าซเหนือเชื้อเพลิงแข็ง ในระหว่างการสนทนา จะมีการกำหนดและเขียนข้อสรุปไว้

ครูสอนเคมี

แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติที่สำคัญคือ:

ก๊าซปิโตรเลียมธรรมชาติและที่เกี่ยวข้อง

น้ำมัน

ถ่านหิน

ก๊าซปิโตรเลียมธรรมชาติและก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องมีความแตกต่างกันในธรรมชาติ องค์ประกอบ และการใช้งาน

มาดูองค์ประกอบของก๊าซธรรมชาติกัน

องค์ประกอบของก๊าซธรรมชาติ

СН4 93 - 98% С4Н10 0.1 - 1%

C2H6 0.5 - 4% C5H12 0 - 1%

C3H8 0.2 - 1.5% N2 2 - 13%

และก๊าซอื่นๆ

อย่างที่เราเห็น ส่วนหลักของก๊าซธรรมชาติคือมีเทน

ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องมีมีเธนน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญ (30-50%) แต่มีความคล้ายคลึงกันที่ใกล้เคียงที่สุดมากกว่า: อีเทน โพรเพน, บิวเทน, เพนเทน (มากถึง 20% อย่างละ) และไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวอื่น ๆ แหล่งก๊าซธรรมชาติมักพบใกล้กับแหล่งน้ำมัน เห็นได้ชัดว่าก๊าซธรรมชาติ (เช่นเดียวกับก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้อง) เกิดขึ้นเนื่องจากการสลายของน้ำมันไฮโดรคาร์บอนอันเป็นผลมาจากกิจกรรมของแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจน

ก๊าซปิโตรเลียมธรรมชาติและก๊าซที่เกี่ยวข้องเป็นเชื้อเพลิงราคาถูกและเป็นวัตถุดิบเคมีที่มีคุณค่า เชื้อเพลิงก๊าซประเภทที่สำคัญที่สุดคือก๊าซธรรมชาติ ราคาถูก และมีแคลอรีสูง (มากถึง 39,700 กิโลจูล) เนื่องจากเชื้อเพลิงหลัก ส่วนสำคัญคือมีเทน (มากถึง 93-98%)

เหตุใดคุณจึงคิดว่าก๊าซธรรมชาติถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงก๊าซ

เชื้อเพลิงก๊าซมีข้อดีมากกว่าเชื้อเพลิงแข็ง:

ผสมกับอากาศได้ง่ายและสมบูรณ์ดังนั้นเมื่อเผาไหม้ต้องใช้อากาศส่วนเกินเพียงเล็กน้อยเท่านั้นเพื่อการเผาไหม้ที่สมบูรณ์

สามารถอุ่นแก๊สในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบพิเศษเพื่อให้ได้อุณหภูมิเปลวไฟที่สูงขึ้น

การออกแบบเรือนไฟนั้นง่ายกว่ามากเนื่องจากไม่มีตะกรันหรือขี้เถ้าระหว่างการเผาไหม้

การไม่มีควันมีผลดีต่อสภาพสุขอนามัยและสุขอนามัย สิ่งแวดล้อม; ความสะอาดของสิ่งแวดล้อม

เชื้อเพลิงก๊าซสามารถส่งผ่านท่อส่งก๊าซได้

ความราคาถูก;

ค่าความร้อนสูง

ด้วยเหตุนี้ เชื้อเพลิงก๊าซจึงถูกนำมาใช้มากขึ้นในอุตสาหกรรม ชีวิตประจำวัน และยานพาหนะ และเป็นหนึ่งในนั้น มุมมองที่ดีที่สุดเชื้อเพลิงสำหรับความต้องการภายในประเทศและอุตสาหกรรม

ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 20 การผลิตก๊าซของโลกเพิ่มขึ้นมากกว่า 10 เท่าและยังคงเติบโตอย่างต่อเนื่อง จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ ก๊าซส่วนใหญ่ผลิตในประเทศที่พัฒนาแล้ว แต่ใน เมื่อเร็วๆ นี้บทบาทของประเทศในเอเชียและแอฟริกากำลังเติบโตขึ้น ผู้นำที่ไม่มีปัญหาในด้านปริมาณสำรองและการผลิตก๊าซคือรัสเซีย วัตถุดิบที่สกัดได้ 15-20% เข้าสู่ตลาดโลก

นักเรียนจะถูกถามคำถาม:

1. คุณคิดว่าแหล่งเชื้อเพลิงถูกใช้ที่ไหน?

หลังจากนักเรียนตอบแล้ว ครูสรุปและให้คำจำกัดความของเชื้อเพลิงและพลังงานที่ซับซ้อนอีกครั้ง จากนั้นจะมีการเสนองาน (ทำงานเป็นกลุ่มย่อย อ่านแผนที่ ตาราง แผนภาพ งานค้นหาบางส่วน)

ภารกิจที่ 1: ใช้ตารางที่ 4 ของหนังสือเรียนทำความคุ้นเคยกับการผลิตเชื้อเพลิงประเภทหลักของโลก (การผลิตน้ำมันและก๊าซ)

ภารกิจที่ 2: ใช้รูปที่ 23 ทำความคุ้นเคยกับการเปลี่ยนแปลงโครงสร้างการใช้ทรัพยากรเชื้อเพลิงของโลกและตอบคำถาม: ปริมาณการใช้ก๊าซเพิ่มขึ้นในโลกหรือไม่ (คำตอบคือใช่)

ในระหว่างการอภิปรายข้อมูลในตารางที่ 4 และรูปที่ 23 นักเรียนได้ข้อสรุปว่ามีพื้นที่การผลิตน้ำมันและก๊าซที่สำคัญที่สุดหลายแห่ง ครู แผนที่ทางภูมิศาสตร์แสดงและตั้งชื่อพื้นที่หลักของการผลิตน้ำมันและก๊าซ นักเรียนเปรียบเทียบกับแผนที่ ตั้งชื่อประเทศและจดลงในสมุดบันทึก

จำนวนแหล่งน้ำมันทั้งหมดประมาณ 50,000 อย่างไรก็ตาม ในระดับการผลิตในปัจจุบัน มาคำนวณความพร้อมของทรัพยากรของมนุษยชาติกัน

ในสมุดบันทึกของคุณ: จำสูตรการคำนวณ (R = W/D)

ความพร้อมของทรัพยากรแสดงอยู่ในหน่วยใด (ของปี). ได้ข้อสรุป! (น้อย)

มีหลายประเทศในโลกที่มีน้ำมันสำรองจำนวนมหาศาล ใช้ตารางตั้งชื่อ 3 ประเทศที่มีทุนสำรองมากที่สุด รัสเซียอยู่อันดับไหน?

หลายประเทศผลิตน้ำมัน ในแต่ละภูมิภาค สามารถระบุได้ว่าหลายประเทศเป็นผู้นำด้านการผลิต ใช้แผนที่ตั้งชื่อประเทศเหล่านี้และจดลงในสมุดบันทึกของคุณ

ในยุโรป: ในเอเชีย: ในอเมริกา: ในแอฟริกา:

พวกเขาอยู่ที่ไหนกันแน่? เงินฝากที่ใหญ่ที่สุดน้ำมัน? นี่เป็นเพียงบางส่วนเท่านั้น

น้ำมัน 1 บาร์เรล เท่ากับ 158.988 ลิตร 1 บาร์เรลต่อวัน – 50 ตันต่อปี

Gavar ผลิตน้ำมันมากกว่า 680,000 ตันต่อวัน นอกเหนือจากก๊าซธรรมชาติ 56.6 ล้านลูกบาศก์เมตรต่อวัน

Agajari มีบ่อน้ำไหล 60 บ่อ ผลผลิตปีละ 31.4 ล้านตัน

มีบ่อน้ำไหลอยู่ 484 บ่อที่ดำเนินการอยู่ใน Greater Burgan โดยมีการผลิตประมาณ 70 ล้านตันต่อปี

ชั้นวางคืออะไร?

คุณคิดว่าการผลิตจากชั้นวางมีราคาถูกกว่าหรือแพงกว่าบนแผ่นดินใหญ่หรือไม่ เพราะเหตุใด ทำไม

ประเทศใดบ้างที่ถูกเน้นบนแผนที่ พวกเขามีอะไรเหมือนกัน? องค์กรนี้ชื่ออะไร? งานหลักของเธอเหรอ?

น้ำมันมีการขายอย่างแข็งขันในตลาดโลก (40%) ความสัมพันธ์อันมั่นคงได้พัฒนาขึ้นระหว่างประเทศต่างๆ ที่เรียกว่า "สะพานน้ำมัน" อะไรคือสิ่งที่สำคัญที่สุดของพวกเขา? คุณจะอธิบายการดำรงอยู่ของพวกเขาอย่างไร? การขนส่งน้ำมันเป็นอย่างไร?

เรือบรรทุกน้ำมันที่ใหญ่ที่สุดมีความยาว 500 เมตร รองรับน้ำมันได้มากถึง 500,000 ตัน

Supertankers เป็นผลงานของการปฏิวัติทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในยุคของเรา คำพูดนั้นมาจาก คำภาษาอังกฤษ"รถถัง" - รถถัง เรือบรรทุกน้ำมันทางทะเลเป็นเรือที่ออกแบบมาเพื่อขนส่งสินค้าของเหลว (น้ำมัน, กรด, น้ำมันพืช, กำมะถันหลอมเหลว ฯลฯ ) ในถังเรือ (ถัง) เรือบรรทุกน้ำมันขนาดใหญ่สามารถขนส่งน้ำมันได้มากกว่า 50 เปอร์เซ็นต์ในการเดินทางครั้งเดียวมากกว่าเรืออื่นๆ และมีค่าใช้จ่ายในการดำเนินงานสำหรับบังเกอร์ ลูกเรือ และการประกันภัยเพิ่มขึ้นเพียง 15 เปอร์เซ็นต์ ช่วยให้บริษัทน้ำมันที่เช่าเหมาลำเรือสามารถเพิ่มผลกำไรและประหยัดเงินได้ เรือบรรทุกน้ำมันประเภทนี้จะมีความต้องการอยู่เสมอ

หนึ่งในตัวแทนของเรือเดินทะเลประเภทนี้คือเรือบรรทุกน้ำมัน Batillus เรือบรรทุกสินค้าลำนี้ถูกสร้างขึ้นตั้งแต่ต้นจนจบตามการออกแบบดั้งเดิมโดยไม่มีการปรับปรุงให้ทันสมัยเพิ่มเติมระหว่างการปฏิบัติการ ใช้เวลาก่อสร้าง 10 เดือน และใช้เหล็กประมาณ 70,000 ตันในการก่อสร้าง เจ้าของใช้ต้นทุนการก่อสร้าง 130 ล้านเหรียญสหรัฐ

ตะวันออกกลาง: ประเทศต่างๆ โดยรอบ อ่าวเปอร์เซีย(ซาอุดีอาระเบีย, สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์, อิหร่าน, อิรัก) ภูมิภาคนี้คิดเป็น 2/3 ของการผลิตน้ำมันทั่วโลก

อเมริกาเหนือ: อลาสก้า รัฐเท็กซัส

ภาคเหนือและ แอฟริกาตะวันตก: แอลจีเรีย, ลิเบีย, ไนจีเรีย, อียิปต์

อเมริกาใต้: ทางตอนเหนือของแผ่นดินใหญ่ เวเนซุเอลา

ยุโรป: หิ้งทะเลเหนือและทะเลนอร์เวย์

รัสเซีย (ไซบีเรียตะวันตก): ภูมิภาค Tomsk และ Tyumen

ภารกิจที่ 3: ใช้รูปที่ 24 กำหนดประเทศชั้นนำในการผลิตน้ำมัน ใช้รูปที่ 25 กำหนดการก่อตัวของสะพานน้ำมันที่ยั่งยืนระหว่างประเทศ

สรุป: การผลิตน้ำมันและก๊าซส่วนใหญ่ดำเนินการในประเทศกำลังพัฒนา การบริโภคในประเทศที่พัฒนาแล้ว

ครูเคมีพูดต่อ

การเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในการผลิตเชื้อเพลิงประเภทแคลอรีสูงและราคาถูกกว่า (น้ำมันและก๊าซ) ทำให้ส่วนแบ่งเชื้อเพลิงแข็งลดลงอย่างมากในสมดุลเชื้อเพลิงของประเทศต่างๆ

ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องก็เป็นก๊าซธรรมชาติ (โดยกำเนิด) เช่นกัน เป็นหนี้ชื่อน้ำมันซึ่งเกิดขึ้นตามธรรมชาติ ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องจะละลายในน้ำมัน (บางส่วน) และบางส่วนตั้งอยู่เหนือมัน ก่อตัวเป็นโดมก๊าซ ภายใต้ความกดดันของก๊าซนี้ น้ำมันจะลอยขึ้นมาจากบ่อจนถึงผิวน้ำ เมื่อความดันลดลง ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องจะหลุดออกจากน้ำมันได้ง่าย

เป็นเวลานานแล้วที่ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องไม่ได้ถูกใช้และถูกเผาที่ไซต์งาน ปัจจุบันมันถูกดักจับและใช้เป็นเชื้อเพลิงหรือเป็นหนึ่งในแหล่งที่มาสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ เนื่องจากมีเทนที่คล้ายคลึงกันจำนวนมาก สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม การใช้เหตุผลก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องแบ่งออกเป็นเศษส่วน

เศษส่วนของก๊าซ: 1. C5H12, C6H14 และของเหลวอื่น ๆ - น้ำมันเบนซิน

2. C3H8, C4H10 - ส่วนผสมโพรเพนบิวเทน

3. CH4, C2H6 และสิ่งสกปรกอื่น ๆ - "ก๊าซแห้ง"

ใช้เป็นสารเติมแต่งน้ำมันเบนซิน

เป็นเชื้อเพลิงและเป็นก๊าซในครัวเรือน

ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และเป็นเชื้อเพลิง

เราเกิดและอาศัยอยู่ในโลกของผลิตภัณฑ์และสิ่งของต่างๆ ที่ได้มาจากน้ำมัน ในประวัติศาสตร์ของมนุษยชาติมียุคหินและเหล็ก ใครจะรู้ บางทีนักประวัติศาสตร์อาจเรียกน้ำมันหรือพลาสติกในยุคของเรา น้ำมันเป็นแร่ธาตุประเภทที่มีชื่อมากที่สุด เธอถูกเรียกว่าเป็นทั้ง "ราชินีแห่งพลังงาน" และ "ราชินีแห่งการเจริญพันธุ์" และค่าภาคหลวงของเธอในเคมีอินทรีย์คือ "ทองคำดำ" น้ำมันสร้างอุตสาหกรรมใหม่ - ปิโตรเคมี และยังก่อให้เกิดปัญหาสิ่งแวดล้อมอีกมากมาย

น้ำมันเป็นที่รู้จักของมนุษยชาติมาตั้งแต่สมัยโบราณ บนฝั่งแม่น้ำยูเฟรติสถูกขุดเมื่อ 6-7 พันปีก่อนคริสต์ศักราช จ. ใช้สำหรับให้แสงสว่างในบ้านและสำหรับดองศพ น้ำมันเป็นส่วนสำคัญของสารก่อความไม่สงบที่ลงไปในประวัติศาสตร์ภายใต้ชื่อ "ไฟกรีก" ในยุคกลางส่วนใหญ่จะใช้สำหรับไฟถนน

ในช่วงต้นศตวรรษที่ 19 ในรัสเซีย ปิโตรเลียมถูกกลั่นให้เป็นน้ำมันสำหรับจุดไฟที่เรียกว่าน้ำมันก๊าด ซึ่งใช้ในตะเกียงที่ประดิษฐ์ขึ้นในกลางศตวรรษที่ 19 ในช่วงเวลาเดียวกันเนื่องจากการเติบโตของอุตสาหกรรมและการเกิดขึ้น เครื่องยนต์ไอน้ำความต้องการน้ำมันเพื่อใช้เป็นแหล่งน้ำมันหล่อลื่นเริ่มเพิ่มขึ้น การแนะนำตัวในช่วงปลายยุค 60 การขุดเจาะน้ำมันในศตวรรษที่ 19 ถือเป็นจุดกำเนิดของอุตสาหกรรมน้ำมัน

ในช่วงเปลี่ยนศตวรรษที่ 19 และ 20 มีการประดิษฐ์เครื่องยนต์เบนซินและดีเซล สิ่งนี้นำไปสู่การพัฒนาอย่างรวดเร็วของการผลิตน้ำมันและวิธีการแปรรูป

น้ำมันคือ "กลุ่มพลังงาน" การใช้สารนี้เพียง 1 มิลลิลิตรคุณสามารถให้ความร้อนน้ำทั้งถังได้หนึ่งองศาและในการต้มกาโลหะแบบถังคุณต้องใช้น้ำมันน้อยกว่าครึ่งแก้ว ในแง่ของความเข้มข้นของพลังงานต่อหน่วยปริมาตร น้ำมันจัดอยู่ในอันดับแรกในบรรดาสารธรรมชาติ แม้แต่แร่กัมมันตภาพรังสีก็ไม่สามารถแข่งขันกับมันได้ในเรื่องนี้เนื่องจากเนื้อหาของสารกัมมันตภาพรังสีในนั้นมีขนาดเล็กมากจนต้องแปรรูปหินจำนวนมากเพื่อสกัดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ 1 มก.

แหล่งสะสมของน้ำมันดิบและก๊าซเกิดขึ้นเมื่อ 100-200 ล้านปีก่อนในความหนาของโลก ต้นกำเนิดของน้ำมันถือเป็นหนึ่งในความลับที่ซ่อนอยู่ของธรรมชาติ

น้ำมันและผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม

น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงฟอสซิลเหลวเพียงชนิดเดียว ของเหลวมันจากสีเหลืองถึงสีน้ำตาลเข้ม เบากว่าน้ำ (มีตัวอย่างน้ำมันให้ดู) มีทั้งน้ำมันเบาและน้ำมันหนัก ปอดถูกสกัดโดยใช้ปั๊มโดยใช้วิธีน้ำพุ และส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตน้ำมันเบนซินและน้ำมันก๊าด ของหนักบางครั้งถึงกับขุดโดยใช้วิธีการขุด (เงินฝาก Yaremskoye ในสาธารณรัฐโคมิ) และแปรรูปเป็นน้ำมันดิน น้ำมันเชื้อเพลิง และน้ำมัน

ต่างจากแร่ธาตุอื่น ๆ น้ำมันไม่ก่อตัวเป็นชั้น ๆ เหมือนแก๊ส มันเติมเต็มช่องว่างในหิน: รูพรุนระหว่างเม็ดทราย, รอยแตก

น้ำมันติดไฟได้ โดยยังคงรักษาคุณสมบัตินี้ไว้แม้เมื่ออยู่บนผิวน้ำ ซึ่งสามารถจุดติดไฟจากคบเพลิงที่ติดไฟได้จนกระทั่งกระจายเป็นฟิล์มสีรุ้งบางๆ น้ำมันเป็นเชื้อเพลิงที่มีลักษณะเฉพาะ ค่าความร้อนอยู่ที่ 37-49 MJ/kg ดังนั้นน้ำมัน 10 ตันจึงให้ความร้อนในปริมาณเท่ากับแอนทราไซต์ 13 ตันและฟืน 31 ตัน เป็นพื้นฐานของอุตสาหกรรมพลังงานและเคมี น้ำมันสมุนไพรที่อุดมไปด้วยแนฟเทนิกและอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนเป็นที่รู้จักกันเช่นกัน

การทดลองในห้องปฏิบัติการหมายเลข 1 คุณสมบัติทางกายภาพของน้ำมัน

เราตรวจสอบหลอดทดลองด้วยน้ำมัน (ของเหลวในน้ำมัน มีสีน้ำตาลเข้ม เกือบดำและมีกลิ่นเฉพาะตัว)

น้ำมันไม่มีกลิ่นเหมือนน้ำมันเบนซินซึ่งเป็นแนวคิดที่เกี่ยวข้อง กลิ่นของน้ำมันได้มาจากคาร์บอนไดซัลไฟด์ที่มาพร้อมกับซากสิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์

ละลายน้ำมันในน้ำ (ไม่ละลายเกิดฟิล์มขึ้นบนพื้นผิว) ความหนาแน่นของฟิล์มน้อยกว่าน้ำจึงอยู่บนพื้นผิว

องค์ประกอบของน้ำมัน

C – 84 – 87% O, N, S - 0.5 – 2%

H – 12 – 14% ในเงินฝากบางส่วนสูงถึง 5% S

น้ำมันเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารประกอบอินทรีย์จำนวนมาก

องค์ประกอบของน้ำมันและผลิตภัณฑ์

การกลั่นปิโตรเลียม (เคมี)

การกลั่นน้ำมันเป็นกระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการสร้างอุปกรณ์ที่ซับซ้อน

ครู: กรอกตาราง “การกลั่นน้ำมัน”

การประมวลผลหลัก (กระบวนการทางกายภาพ)	การทำความสะอาด	การคายน้ำ การแยกเกลือ การกลั่นไฮโดรคาร์บอนที่ระเหยง่าย (มีเทนเป็นหลัก)
	การกลั่น	การแยกน้ำมันด้วยความร้อนออกเป็นเศษส่วน ขึ้นอยู่กับความแตกต่างของจุดเดือดของไฮโดรคาร์บอนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน
การรีไซเคิล (กระบวนการทางเคมี)	แคร็ก	การสลายไฮโดรคาร์บอนสายโซ่ยาวและการก่อตัวของไฮโดรคาร์บอนโดยมีอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุลน้อยลง
	การปฏิรูป	การเปลี่ยนโครงสร้างของโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนโดย: ไอโซเมอไรเซชัน, อัลคิเลชัน, การหมุนเวียน (การแต่งกลิ่น)

การกลั่นน้ำมันเบื้องต้น - การแก้ไข - การแยกออกเป็นเศษส่วนของน้ำมันโดยพิจารณาจากความแตกต่างของจุดเดือด

น้ำมันจะถูกป้อนเข้าไปในคอลัมน์การกลั่นผ่านเตาหลอมแบบท่อซึ่งจะถูกให้ความร้อนที่ 350⁰C ในรูปของไอน้ำ น้ำมันจะลอยขึ้นในคอลัมน์และค่อยๆ เย็นตัวลง โดยแบ่งออกเป็นเศษส่วน ได้แก่ น้ำมันเบนซิน แนฟทา น้ำมันก๊าด น้ำมันดีเซล น้ำมันเชื้อเพลิง ส่วนที่ไม่สามารถกลั่นได้คือน้ำมันดิน

(ตารางอธิบายการทำงานของคอลัมน์การกลั่น ตั้งชื่อเศษส่วนและพื้นที่การใช้งาน)

เศษส่วนน้ำมัน:

C5 – C11 - น้ำมันเบนซิน (เชื้อเพลิงสำหรับรถยนต์และเครื่องบิน, ตัวทำละลาย);

C8 - C14 – แนฟทา (เชื้อเพลิงสำหรับรถแทรกเตอร์);

C12 – C18 – น้ำมันก๊าด (เชื้อเพลิงสำหรับรถแทรกเตอร์ จรวด เครื่องบิน)

С15 – С22 – น้ำมันแก๊ส (ผลิตภัณฑ์น้ำมันเบา) – ดีเซล เชื้อเพลิง.

สารตกค้างจากการกลั่นคือน้ำมันเชื้อเพลิง (เชื้อเพลิงสำหรับโรงต้มไอน้ำ) การกลั่นเพิ่มเติมจะทำให้เกิดน้ำมันหล่อลื่น การใช้น้ำมันเชื้อเพลิง ได้แก่ น้ำมันดีเซล พาราฟิน ปิโตรเลียมเจลลี่ น้ำมันหล่อลื่น การใช้ทาร์-บิทูเมน แอสฟัลต์

การกลั่นน้ำมันขั้นที่สอง: การแตกร้าว (ตัวเร่งปฏิกิริยาและความร้อน)

ความร้อน	ตัวเร่งปฏิกิริยา
450–550°	400-500 °C แมว Al2O3 nSiO2 (ตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิโนซิลิเกต)
กระบวนการนี้ช้า	กระบวนการนี้รวดเร็ว
เกิดไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวจำนวนมาก	เกิดไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวน้อยลงอย่างเห็นได้ชัด
น้ำมันเบนซินที่ผลิต: 1) ทนต่อการระเบิด 2) ไม่เสถียรระหว่างการเก็บรักษา (ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวจะถูกออกซิไดซ์ได้ง่าย)	น้ำมันเบนซินที่ผลิต: 1) ทนต่อการระเบิด 2) มีเสถียรภาพมากขึ้นระหว่างการเก็บรักษา (เนื่องจากมีไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวจำนวนมาก)

С16Н34 → С8Н18 + С8Н16 СH₃- CH₂- CH₂- CH₃ → CH₃- CH- CH₃

ช₃

ยี่ห้อน้ำมันเบนซินและคุณภาพขึ้นอยู่กับความต้านทานการกระแทกในระดับออกเทน:

ความต้านทานการระเบิดถือเป็น 0 (ติดไฟได้ง่ายเอง)

n. เฮปเทน;

มากกว่า 100 – (ความเสถียรสูง) 2,2,4-ไตรเมทิลเพนเทน ยิ่งมีเอ็น.เฮปเทนอยู่ในน้ำมันเบนซินมากเท่าใด เกรดก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น

ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวแบบกิ่งก้านไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวและอะโรมาติกมีความทนทานต่อการระเบิด

การปฏิรูป (อะโรมาไนซ์) - 450⁰ - 540⁰С

เฮกเซน → ไซโคลเฮกเซน → เบนซีน: C₆H₁₄ → C₆H₁₂ → C₆H₆

ผลิตเพื่อเพิ่มความต้านทานการระเบิดของน้ำมันเบนซิน-ความสามารถในการต้านทาน อุณหภูมิสูง ah แรงอัดแรงในกระบอกสูบเครื่องยนต์โดยไม่มีการเผาไหม้ที่เกิดขึ้นเอง

ครูภูมิศาสตร์เรียนบทเรียนต่อ

การกระจายตัวของน้ำมันสำรองที่สำคัญในโลก

คำว่า "น้ำมัน" ปรากฏเป็นภาษารัสเซียในศตวรรษที่ 17 และมาจากภาษาอาหรับ "นาฟาตา" ซึ่งแปลว่า "พ่น" นั่นคือสิ่งที่พวกเขาเรียกมันใน 4-3 พันปีก่อนคริสต์ศักราช จ. ผู้อยู่อาศัย เมโสโปเตเมีย--โบราณศูนย์กลางของอารยธรรมคือของเหลวสีดำมันติดไฟได้ ซึ่งบางครั้งอาจปะทุขึ้นบนพื้นผิวโลกในรูปของน้ำพุ

ดังนั้นตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงกลางศตวรรษที่ 19 น้ำมันจึงถูกสกัดโดยที่มันไหลในรูปของสปริง ผ่านรอยเลื่อนและรอยแตกในหิน แต่เมื่อพวกเขาเริ่มมองหามันไกลจากแหล่งผลิตน้ำมันโดยตรงก็มีคำถามเกิดขึ้น: จะทำอย่างไร? จะเจาะบ่อที่ไหน?

จากการศึกษาทางธรณีวิทยาอันยาวนานพบว่าน้ำมันมักพบบริเวณที่ชั้นตะกอนหนาถูกพับและฉีกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ตามการเคลื่อนที่ของเปลือกโลก เปลือกโลกก่อตัวเป็นชั้นโค้งคล้ายโดมซึ่งเรียกว่าการสะสมไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติแบบแอนติคลินิกเรียกว่าอ่างเก็บน้ำ พื้นที่ของเปลือกโลกที่มีตะกอนดังกล่าวตั้งแต่หนึ่งชนิดขึ้นไปเรียกว่าแหล่งสะสม

มีการค้นพบแหล่งน้ำมันมากกว่า 27,000 แห่งในโลก แต่มีเพียงส่วนเล็ก ๆ เท่านั้น (1%) ที่มีปริมาณสำรองน้ำมันของโลก 3/4 และยักษ์ใหญ่ 33 แห่งมีปริมาณสำรองครึ่งหนึ่งของโลก

จากการวิเคราะห์การกระจายตัวของทรัพยากรน้ำมันที่ได้รับการพิสูจน์แล้วของโลกตามภูมิภาคและประเทศ เราได้ข้อสรุปว่าเอเชียตะวันตกเฉียงใต้มีบทบาทพิเศษ กล่าวคือ 2/3 ของทรัพยากรน้ำมันของโลกอยู่ในประเทศในอ่าวเปอร์เซีย (SA, อิรัก, สหรัฐอาหรับเอมิเรตส์, คูเวต, อิหร่าน)

ฉันเสนอให้ใช้ข้อมูลเพื่อทำงานหมายเลข 1 ให้สำเร็จ (ทำเครื่องหมาย 10 ประเทศชั้นนำของโลกในแง่ของทรัพยากรน้ำมันที่ได้รับการพิสูจน์แล้ว)

อุตสาหกรรมเชื้อเพลิงในเศรษฐกิจโลก

โรงกลั่นน้ำมัน ชนิดที่แตกต่างกันเชื้อเพลิง (น้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าด น้ำมันเตา) ส่วนใหญ่จะอยู่ในพื้นที่การบริโภค ดังนั้นช่องว่างอาณาเขตขนาดใหญ่จึงเกิดขึ้นในเศรษฐกิจโลกระหว่างพื้นที่การผลิตและการบริโภค เรามาดูกันว่าเพราะเหตุใด?

ปัจจุบันมีการผลิตน้ำมันในกว่า 80 ประเทศทั่วโลก การผลิตทั่วโลก (ประมาณ 3.5 พันล้านตัน) มีการกระจายอย่างเท่าเทียมกันระหว่างประเทศที่พัฒนาแล้วและประเทศกำลังพัฒนา

มากกว่า 40% เล็กน้อยอยู่ในประเทศกลุ่ม OPEC และในภูมิภาคขนาดใหญ่บางแห่ง เอเชียต่างประเทศมีความโดดเด่นเป็นพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งต้องขอบคุณกลุ่มประเทศอ่าวไทย

มาวิเคราะห์ข้อมูลกัน ดังนั้นกลุ่มประเทศอ่าวเปอร์เซียคิดเป็น 2/3 ของน้ำมันสำรองที่พิสูจน์แล้วของโลก และประมาณ 1/3 ของการผลิตทั่วโลก 4 ประเทศในภูมิภาคนี้ผลิตน้ำมันได้มากกว่า 100 ล้านตันต่อปี โดย SA เป็นผู้นำอันดับ 1 ของโลก ภูมิภาคที่เหลือตามขนาดการผลิตน้ำมันมีการกระจายตามลำดับต่อไปนี้: ละตินอเมริกา, อเมริกาเหนือ , แอฟริกา , CIS , ยุโรปเหนือ ในเวลาเดียวกัน แหล่งพลังงานส่วนใหญ่ โดยเฉพาะน้ำมันที่ผลิตในประเทศกำลังพัฒนาจะถูกส่งออกไปยังสหรัฐอเมริกา ยุโรปตะวันตกประเทศญี่ปุ่นซึ่งมักจะต้องพึ่งพาการนำเข้าเชื้อเพลิงในอุตสาหกรรมสูงอยู่เสมอ

เป็นผลให้เกิด "สะพานพลังงาน" ที่มั่นคงระหว่างหลายประเทศและทวีป - ในรูปแบบของการขนส่งสินค้าน้ำมันที่ทรงพลังโดยหลักในมหาสมุทร

ดังนั้นปัจจุบันผู้ส่งออกน้ำมันชั้นนำยังคงเป็นกลุ่มประเทศ OPEC (เกือบ OPEC 2/3 ของการส่งออกทั่วโลก) เม็กซิโกและรัสเซีย จากที่นี่ ปริมาณการส่งออกน้ำมันที่ทรงพลังที่สุดจะเป็นไปตามทิศทางต่อไปนี้:

เสริมกำลังวัสดุที่เสนอ ภารกิจที่ 2 ให้สมบูรณ์บนแผนที่รูปร่าง สังเกตกระแสการขนส่งสินค้าน้ำมันหลัก

นักเทคโนโลยีและนักออกแบบชาวรัสเซีย – Shukhov V.G.;

ทำการคำนวณ (พ.ศ. 2421) สำหรับท่อส่งน้ำมันสายแรกในรัสเซียและควบคุมการก่อสร้าง ได้รับสิทธิบัตร (พ.ศ. 2434) สำหรับการสร้างหน่วยแคร็กไฮโดรคาร์บอนน้ำมัน

ในช่วงต้นทศวรรษที่ 80 มีน้ำมันประมาณ 16 ล้านตันเข้าสู่มหาสมุทรทุกปี ซึ่งคิดเป็น 10.23% ของการผลิตทั่วโลก การสูญเสียน้ำมันที่ใหญ่ที่สุดนั้นเกี่ยวข้องกับการขนส่งจากพื้นที่การผลิต สถานการณ์ฉุกเฉินที่เกี่ยวข้องกับเรือบรรทุกที่ปล่อยน้ำล้างและบัลลาสต์ลงน้ำ ทั้งหมดนี้ทำให้เกิดมลพิษตามเส้นทางเดินทะเลในปริมาณคงที่

ตลอด 130 ปีที่ผ่านมา นับตั้งแต่ปี 1964 มีการขุดเจาะบ่อน้ำประมาณ 12,000 บ่อในมหาสมุทรโลก โดยในจำนวนนี้ 11,000 บ่อและ 1,350 หลุมได้ถูกติดตั้งในทะเลเหนือเพียงแห่งเดียว เนื่องจากการรั่วไหลเล็กน้อย ทำให้สูญเสียน้ำมันถึง 10.1 ล้านตันต่อปี น้ำมันปริมาณมากไหลลงสู่ทะเลผ่านทางแม่น้ำและน้ำเสียทางอุตสาหกรรม เข้าสู่ สภาพแวดล้อมทางทะเลน้ำมันจะกระจายตัวเป็นชั้นแรกเป็นแผ่นฟิล์ม เกิดเป็นชั้นที่มีความหนาต่างกัน ฟิล์มน้ำมันจะเปลี่ยนองค์ประกอบของสเปกตรัมและความเข้มของแสงที่ทะลุผ่านลงไปในน้ำ เมื่อผสมกับน้ำ น้ำมันจะเกิดเป็นอิมัลชันสองประเภท: "ส่งน้ำมันในน้ำ" และ "น้ำในน้ำมัน" กลับกัน อิมัลชันโดยตรงที่ประกอบด้วยหยดน้ำมันที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางไม่เกิน 10.5 ไมครอน มีความเสถียรน้อยกว่าและเป็นลักษณะของน้ำมันที่มีสารลดแรงตึงผิว เมื่อเศษส่วนระเหยถูกกำจัดออก น้ำมันจะก่อตัวเป็นอิมัลชันผกผันที่มีความหนืดซึ่งสามารถคงอยู่บนพื้นผิว ถูกกระแสน้ำพัดพา ถูกพัดพาขึ้นฝั่ง และตกลงสู่ด้านล่าง

13 พฤศจิกายน 2545 เรือบรรทุกน้ำมันที่บรรทุกน้ำมันจมนอกชายฝั่งสเปน เรือบรรทุกน้ำมันมีน้ำมันอยู่ 77,000 ตัน

เมื่อเรือบรรทุกน้ำมันจม น้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมันดีเซลประมาณ 5,000 ตันที่ใช้ในการขับเคลื่อนเครื่องยนต์ของเรือบรรทุกน้ำมันได้หกลงสู่ทะเล และในปริมาณเท่ากันก็หกเมื่อเรือบรรทุกแบ่งออกเป็นสองส่วน ในพื้นที่เกิดเหตุเกิดน้ำมันรั่วขนาดยักษ์ 2 ครั้ง ครอบคลุมพื้นที่กว่า 100 ตารางกิโลเมตร คลื่นซัดน้ำมันเตาขึ้นฝั่งมากขึ้นเรื่อยๆ และเท่าที่ตามองเห็น แถบสีน้ำตาลดำที่เป็นพิษทอดยาวไปทั่วทั้งชายฝั่ง คลื่นสีดำตัดกันอย่างน่ากลัวกับพุ่มไม้สีเขียวของชายฝั่ง พื้นที่.

ปลาจะเคลือบน้ำมันและตายเพราะหายใจไม่ออก นกทะเล - นกนางนวล, นกนางนวล, กิลมอต, นกกาน้ำ - เหยียบย่ำบนก้อนหิน พวกเขาเย็นหน้าอกคอปีกถูกปกคลุมไปด้วยน้ำมันโคลนพิษแทรกซึมเข้าไปในร่างกายเมื่อพวกเขาพยายามทำความสะอาดขนด้วยจะงอยปาก โดยไม่เข้าใจอะไรเลย พวกเขามองดูองค์ประกอบดั้งเดิมของพวกเขา ซึ่งกลายมาเป็นมนุษย์ต่างดาว น่าเศร้า ราวกับกำลังรอความตายที่ใกล้เข้ามา นกถูกส่งมอบอย่างเต็มใจให้กับผู้ที่ชื่นชอบการพยายามทำความสะอาดน้ำมันจากขนนก และใช้ปิเปตหยดสารละลายที่ช่วยรักษาดวงตาแวววาวของพวกมัน แต่นกที่กำลังจะตายเพียงไม่กี่แสนตัวเท่านั้นที่สามารถช่วยเหลือได้ ความเสียหายที่ไม่อาจแก้ไขได้เกิดขึ้นกับหนึ่งในภูมิภาคประมงที่ร่ำรวยที่สุดของประเทศ สถานที่เก็บหอยนางรม หอยแมลงภู่ การจับปลาหมึกยักษ์ และปูที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวล้วนมีมลพิษ

ครูสอนเคมี

การทำน้ำมันให้บริสุทธิ์

วิธีการต่อสู้กับน้ำมันในมหาสมุทร:

ก) การทำลายตัวเอง b) การกระจายตัวของสารเคมี c) การดูดซึม d) ฟันดาบ e) การบำบัดทางชีวภาพ

A - คราบน้ำมันมีขนาดเล็กและอยู่ห่างจากฝั่ง (ละลายในน้ำและการระเหย)

B - การเตรียมสารเคมี (ดูดซับน้ำมัน ดึงเป็นจุดเล็ก ๆ แล้วเอาออกด้วยอวน)

B - ฟางหรือพีทดูดซับจุดเล็ก ๆ ในสภาวะสงบ

G - ฟันดาบด้วย "ภาชนะ" และปั๊มออกจากภาชนะ

D - ยาชีวภาพ

เพื่อลดอันตรายต่อธรรมชาติ จำเป็น:

ปรับปรุงวิธีการและเทคโนโลยีสำหรับการผลิต การจัดเก็บ และการขนส่งน้ำมัน และรับประกันความปลอดภัยในการผลิต

ถ่านหินฟอสซิลเป็นผลิตภัณฑ์แข็งจากการดัดแปลงซากพืชโบราณ ใช้ในอุตสาหกรรมในรูปของเชื้อเพลิงและเป็นวัตถุดิบทางเคมีด้วย มีความโดดเด่นด้วยปริมาณเถ้า ถ้าปริมาณเถ้าต่ำกว่า 50% แสดงว่าเป็นถ่านหิน ถ้าสูงกว่า แสดงว่าเป็นหินน้ำมัน

ถ่านหินประกอบด้วยคาร์บอน 60-98% ไฮโดรเจน 1-12% ออกซิเจน 2-20% ไนโตรเจน 1-3% ซัลเฟอร์ ฟอสฟอรัส ซิลิคอน อลูมิเนียม เหล็ก ความชื้น

ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของวัสดุตั้งต้น ถ่านหินจะถูกแบ่งออกเป็นฮิวมิก (เกิดจากพืชชั้นสูง) และซาโพรพีลิก (เกิดจากสาหร่าย) พีทหรือซาโพรเพลค่อยๆ เปลี่ยนเป็นถ่านหินสีน้ำตาลซึ่งเปลี่ยนเป็นถ่านหินแข็งและกลายเป็นแอนทราไซต์ภายใต้ความกดดันและไม่มีออกซิเจน ภายใต้เงื่อนไขทางธรณีวิทยาที่เฉพาะเจาะจง (ความดันสูง อุณหภูมิสูง) ถ่านหินสามารถเปลี่ยนเป็นกราไฟต์และซันไดต์ ซึ่งเป็นหินที่มีคาร์บอนที่เข้ารหัสลับ

ถ่านหินสีน้ำตาลเป็นรูปแบบหลวม ๆ ของสีน้ำตาลหรือสีน้ำตาลดำ ประกอบด้วยคาร์บอน 64-78% ไฮโดรเจนสูงถึง 6% มีค่าการนำความร้อนต่ำ เหล่านี้เป็นถ่านหินคุณภาพต่ำ ถ่านหินสีน้ำตาลสำรองที่ใหญ่ที่สุดกระจุกตัวอยู่ในแอ่ง Lena และ Kansk-Achinsk ของรัสเซีย (ทำงานกับแผนที่ทางภูมิศาสตร์)

ถ่านหินหินมีความหนาแน่นมาก ประกอบด้วยคาร์บอน 90% ไฮโดรเจนสูงถึง 5% (ใช้กับแผนภาพ "ถ่านหิน" (ภาคผนวก 1)) พวกเขามีที่ดี ค่าความร้อน. จากพวกเขาผ่านการประมวลผลคุณจะได้รับผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันมากกว่า 400 รายการซึ่งมีต้นทุนเพิ่มขึ้น 20-25 เท่าเมื่อเทียบกับต้นทุนถ่านหินเอง การแปรรูปถ่านหินดำเนินการที่โรงงานโค้ก ทิศทางการประมวลผลที่มีแนวโน้มดีคือการผลิตเชื้อเพลิงเหลวจากถ่านหิน

เชื้อเพลิง. วัตถุดิบเคมี

ครูสอนภูมิศาสตร์

แอ่งถ่านหินที่ใหญ่ที่สุด ได้แก่ Tunguska, Lensky, Taimyr ในรัสเซีย Appalachian ในสหรัฐอเมริกา รัสเซียในเยอรมนี แอ่ง Karaganda ในคาซัคสถาน (ทำงานร่วมกับแผนที่ทางภูมิศาสตร์)

แอนทราไซต์มีคาร์บอนมากที่สุด - มากถึง 97% (ทำงานร่วมกับแผนภาพ "ถ่านหิน") ดังนั้นจึงใช้เป็นเชื้อเพลิงไร้ควันคุณภาพสูงตลอดจนในอุตสาหกรรมโลหะวิทยา เคมี และไฟฟ้า

ดูถ่านหินที่สะสมและสังเกตว่ายิ่งปริมาณคาร์บอนในสารสูง สีก็จะเข้มขึ้น คุณภาพของถ่านหินก็จะยิ่งสูงขึ้นตามไปด้วย

นักเรียนดูถ่านหินสีน้ำตาล ถ่านหินบิทูมินัส และแอนทราไซต์ในคอลเลคชัน "เชื้อเพลิง"

ถ่านหินมีการขุดอย่างไร?

การขุดถ่านหินทำได้สองวิธี: แบบเปิดและแบบใต้ดิน วิธีการแบบเปิดมีความก้าวหน้าและประหยัดกว่าเนื่องจากช่วยให้ใช้เทคโนโลยีได้ วิธีการนี้ใช้เพื่อสกัดถ่านหินให้ความร้อนเป็นหลัก วิธีการใต้ดินมีราคาแพงกว่า แต่ก็มีแนวโน้มมากกว่าเช่นกัน เนื่องจากถ่านหินคุณภาพสูงสุดพบได้ที่ระดับความลึกมาก วันนี้นี่คือวิธีการขุดถ่านหินเพื่อโลหะวิทยา

ประเทศใดอยู่ในอันดับที่ 1 ในแง่ของปริมาณสำรองถ่านหินที่พิสูจน์แล้ว (สหรัฐอเมริกา)

ครูสอนเคมี

ดิ. Mendeleev ซึ่งฉลองวันเกิดปีที่ 175 ของเขาในปีนี้ เขียนในฉบับนี้ว่า “ไม่มีขยะ มีวัตถุดิบที่ไม่ได้ใช้”

ดังนั้นน้ำมัน ก๊าซ ถ่านหินจึงไม่เพียงแต่เป็นแหล่งไฮโดรคาร์บอนที่มีค่าที่สุดเท่านั้น แต่ยังเป็นส่วนหนึ่งของคลังเก็บของที่มีเอกลักษณ์เฉพาะที่ไม่สามารถทดแทนได้ ทรัพยากรธรรมชาติการใช้ความระมัดระวังและสมเหตุสมผลซึ่ง - เงื่อนไขที่จำเป็นการพัฒนาที่ก้าวหน้าของสังคมมนุษย์ ในโอกาสนี้ เราจะกลับมาที่บทสรุปของบทเรียนของเราอีกครั้ง - คำพูดของ D.I. นักเคมีผู้ยิ่งใหญ่ชาวรัสเซีย Mendeleev เคยกล่าวไว้ว่า "น้ำมันไม่ใช่เชื้อเพลิง คุณสามารถเผามันด้วยธนบัตรได้" ข้อความนี้สามารถใช้ได้กับไฮโดรคาร์บอนธรรมชาติทั้งหมด

เสริมสร้างเนื้อหาที่เรียนรู้

1. ผลิตภัณฑ์อะไรบ้างที่แยกได้จากก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้อง และใช้ทำอะไร?

คำตอบ: น้ำมันเบนซินแยกออกจากก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องซึ่งใช้เป็นสารเติมแต่งให้กับน้ำมันเบนซินธรรมดาเศษส่วนโพรเพนบิวเทนถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง; ก๊าซแห้งถูกใช้ในปฏิกิริยาอินทรีย์สังเคราะห์.

2. เหตุใดก๊าซธรรมชาติจึงติดไฟในเครื่องยนต์ได้ง่ายกว่าน้ำมันเบนซินทั่วไป

คำตอบ: แก๊สเบนซินมีอุณหภูมิต่ำกว่าจุดระเบิดได้มากกว่าปกติ

3. เหตุใดจึงแสดงองค์ประกอบของน้ำมันเป็นสูตรเดียวไม่ได้

ตอบ องค์ประกอบของน้ำมันไม่สามารถแสดงเป็นสูตรเดียวได้ เพราะ...น้ำมันเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนหลายชนิด

การบ้าน:

1. อ่านตามตำรามาตรา § 20 – 22 (ก่อนแคร็กผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม)

2. คำถามและการมอบหมาย: หมายเลข 4 § 20, หมายเลข 7 – 9 § 21

ดาวน์โหลดเอกสาร

ส่งผลงานดีๆ ของคุณในฐานความรู้ได้ง่ายๆ ใช้แบบฟอร์มด้านล่าง

นักศึกษา นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ ที่ใช้ฐานความรู้ในการศึกษาและการทำงาน จะรู้สึกขอบคุณเป็นอย่างยิ่ง

โพสต์เมื่อ http://www.allbest.ru/

คณะกรรมการการศึกษามอสโก

กรมเขตตะวันออกเฉียงใต้

โรงเรียนมัธยมศึกษาปีที่ 506 มีการศึกษาเศรษฐศาสตร์เชิงลึก

แหล่งธรรมชาติของไฮโดรคาร์บอน การผลิตและการประยุกต์ใช้

คอฟเชจิน อิกอร์ 11b

ทิชเชนโก วิตาลี 11b

บทที่ 1 ธรณีเคมีของการสำรวจน้ำมันและฟอสซิล

1.1 แหล่งกำเนิดเชื้อเพลิงฟอสซิล

1.2 หินแก๊สและน้ำมัน

บทที่ 2 แหล่งธรรมชาติ

บทที่ 3 การผลิตไฮโดรคาร์บอนทางอุตสาหกรรม

บทที่ 4 การแปรรูปน้ำมัน

4.1 การกลั่นแบบเศษส่วน

4.2 การแคร็ก

4.3 การปฏิรูป

4.4 การกำจัดซัลเฟอร์

บทที่ 5 การใช้งานไฮโดรคาร์บอน

5.1 อัลเคน

5.2 อัลคีน

5.3 อัลไคน์

บทที่ 6 การวิเคราะห์สถานะของอุตสาหกรรมน้ำมัน

บทที่ 7 คุณสมบัติและแนวโน้มหลักของอุตสาหกรรมน้ำมัน

รายการอ้างอิงที่ใช้

บทที่ 1 ธรณีเคมีของการสำรวจน้ำมันและฟอสซิล

1 .1 ต้นกำเนิดของเชื้อเพลิงฟอสซิล

ทฤษฎีแรกที่พิจารณาถึงหลักการที่กำหนดการสะสมของน้ำมันมักจะถูกจำกัดอยู่ที่คำถามว่าสะสมอยู่ที่ไหนเป็นหลัก อย่างไรก็ตาม ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา เป็นที่ชัดเจนว่าในการตอบคำถามนี้ จำเป็นต้องเข้าใจว่าเหตุใด เมื่อใด และในปริมาณเท่าใด น้ำมันจึงก่อตัวขึ้นในลุ่มน้ำใดพื้นที่หนึ่ง ตลอดจนเข้าใจและสร้างผลจากกระบวนการใดที่น้ำมันก่อตัวขึ้น กำเนิด อพยพ และสะสม ข้อมูลนี้จำเป็นอย่างยิ่งในการปรับปรุงประสิทธิภาพของการสำรวจน้ำมัน

ตามมุมมองสมัยใหม่ การก่อตัวของฟอสซิลไฮโดรคาร์บอนเกิดขึ้นจากลำดับกระบวนการธรณีเคมีที่ซับซ้อน (ดูรูปที่ 1) ภายในหินก๊าซและน้ำมันดั้งเดิม ในกระบวนการเหล่านี้ส่วนประกอบของระบบชีวภาพต่างๆ (สารจากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติ) จะถูกแปลงเป็นไฮโดรคาร์บอนและในระดับที่น้อยลงไปเป็นสารประกอบมีขั้วที่มีความคงตัวทางอุณหพลศาสตร์ที่แตกต่างกัน - อันเป็นผลมาจากการตกตะกอนของสารจากแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติและการปกคลุมที่ตามมา ด้วยหินตะกอนภายใต้อิทธิพลของอุณหภูมิที่สูงขึ้นและ ความดันโลหิตสูงในชั้นผิวเปลือกโลก การโยกย้ายเบื้องต้นของผลิตภัณฑ์ของเหลวและก๊าซจากชั้นก๊าซ-น้ำมันเริ่มต้น และการโยกย้ายรองที่ตามมา (ผ่านขอบเขตแบริ่ง การเคลื่อนตัว ฯลฯ) ไปสู่หินที่มีรูพรุนที่มีน้ำมันอิ่มตัว นำไปสู่การก่อตัวของการสะสมของวัสดุไฮโดรคาร์บอน การโยกย้ายเพิ่มเติมของ ซึ่งป้องกันได้โดยการล็อคตะกอนระหว่างชั้นหินที่ไม่มีรูพรุน

ในสารสกัดจากอินทรียวัตถุจากหินตะกอนที่มีต้นกำเนิดทางชีวภาพ จะพบสารประกอบที่มีโครงสร้างทางเคมีเหมือนกับที่พบในปิโตรเลียม สารประกอบเหล่านี้บางส่วนซึ่งถือเป็น "เครื่องหมายทางชีวภาพ" ("ฟอสซิลเคมี") มีความสำคัญเป็นพิเศษสำหรับธรณีเคมี ไฮโดรคาร์บอนดังกล่าวมีความเหมือนกันมากกับสารประกอบที่พบในระบบทางชีววิทยา (เช่น ลิพิด เม็ดสี และเมตาบอไลต์) ซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดน้ำมัน สารประกอบเหล่านี้ไม่เพียงแต่แสดงให้เห็นถึงต้นกำเนิดทางชีวภาพของไฮโดรคาร์บอนธรรมชาติเท่านั้น แต่ยังให้ข้อมูลที่สำคัญมากเกี่ยวกับหินก๊าซและน้ำมัน เช่นเดียวกับรูปแบบของการเจริญเติบโตและแหล่งกำเนิด การอพยพและการย่อยสลายทางชีวภาพที่นำไปสู่การก่อตัวของก๊าซและน้ำมันจำเพาะ

รูปที่ 1 กระบวนการธรณีเคมีที่นำไปสู่การก่อตัวของฟอสซิลไฮโดรคาร์บอน

1. 2 หินแก๊สและน้ำมัน

หินแก๊ส-น้ำมันถือเป็นหินตะกอนที่กระจัดกระจายอย่างประณีต ซึ่งเมื่อสะสมตามธรรมชาติ ทำให้เกิดหรืออาจนำไปสู่การก่อตัวและปล่อยน้ำมันและ (หรือ) ก๊าซในปริมาณที่มีนัยสำคัญ การจำแนกประเภทของหินดังกล่าวขึ้นอยู่กับเนื้อหาและประเภทของอินทรียวัตถุ สถานะของวิวัฒนาการการแปรสภาพ (การเปลี่ยนแปลงทางเคมีที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 50-180 ° C) และธรรมชาติและปริมาณของไฮโดรคาร์บอนที่สามารถหาได้ . สารอินทรีย์ kerogen Kerogen (จากภาษากรีก keros ซึ่งหมายถึง "ขี้ผึ้ง" และยีนซึ่งหมายถึง "การก่อตัว") เป็นสารอินทรีย์ที่กระจายตัวอยู่ในหิน ไม่ละลายในตัวทำละลายอินทรีย์ กรดแร่และเบสที่ไม่ออกซิไดซ์ ในหินตะกอนที่มีต้นกำเนิดทางชีวภาพสามารถพบได้หลากหลายรูปแบบแต่สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภทหลักๆ

1) ลิปติไนต์- มีปริมาณไฮโดรเจนสูงมาก แต่มีปริมาณออกซิเจนต่ำ องค์ประกอบถูกกำหนดโดยการมีอยู่ของโซ่คาร์บอนอะลิฟาติก สันนิษฐานว่า liptinites เกิดขึ้นจากสาหร่ายเป็นหลัก (มักอยู่ภายใต้การสลายตัวของแบคทีเรีย) มีความสามารถสูงในการเปลี่ยนเป็นน้ำมัน

2) ออก- มีปริมาณไฮโดรเจนสูง (แต่ต่ำกว่าของลิปติไนต์) อุดมไปด้วยโซ่อะลิฟาติกและแนฟธีนอิ่มตัว (อะลิไซคลิกไฮโดรคาร์บอน) รวมถึงวงแหวนอะโรมาติกและหมู่ฟังก์ชันที่มีออกซิเจน อินทรียวัตถุนี้เกิดขึ้นจากวัสดุจากพืช เช่น สปอร์ ละอองเกสร หนังกำพร้า และส่วนโครงสร้างอื่นๆ ของพืช Exinites มีความสามารถที่ดีในการเปลี่ยนเป็นน้ำมันและก๊าซคอนเดนเสท คอนเดนเสทเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่เป็นก๊าซในสนาม แต่จะควบแน่นเป็นของเหลวเมื่อถูกสกัดลงสู่พื้นผิว และที่ระดับที่สูงขึ้นของวิวัฒนาการแปรสภาพเป็นก๊าซ

3) วิตรชิตา- มีปริมาณไฮโดรเจนต่ำ ปริมาณออกซิเจนสูง และประกอบด้วยโครงสร้างอะโรมาติกเป็นหลักโดยมีสายอะลิฟาติกสั้นเชื่อมโยงกันด้วยหมู่ฟังก์ชันที่มีออกซิเจน พวกมันถูกสร้างขึ้นจากวัสดุที่มีโครงสร้างเป็นไม้ (ลิกโนเซลลูโลส) และมีความสามารถจำกัดในการเปลี่ยนเป็นน้ำมัน แต่ ความสามารถที่ดีทำให้เป็นแก๊ส

4) ความเฉื่อยเป็นหินสีดำทึบแสง (คาร์บอนสูงและไฮโดรเจนต่ำ) ที่เกิดจากสารตั้งต้นของไม้ที่มีการดัดแปลงสูง พวกเขาไม่มีความสามารถในการเปลี่ยนเป็นน้ำมันและก๊าซ

ปัจจัยหลักที่หินน้ำมันแก๊สได้รับการยอมรับคือปริมาณเคอโรเจน ชนิดของอินทรียวัตถุในเคอโรเจน และระยะวิวัฒนาการของการแปรสภาพของอินทรียวัตถุนี้ หินน้ำมันแก๊สที่ดีคือหินที่มีอินทรียวัตถุ 2-4% ซึ่งเป็นประเภทที่สามารถเกิดและปล่อยไฮโดรคาร์บอนที่เกี่ยวข้องได้ ภายใต้สภาวะธรณีเคมีที่เหมาะสม การก่อตัวของน้ำมันสามารถเกิดขึ้นได้จากหินตะกอนที่มีอินทรียวัตถุ เช่น ลิปติไนต์ และเอ็กซิไนต์ การก่อตัวของก๊าซมักเกิดขึ้นในหินที่อุดมด้วยไวทริไนต์ หรือเป็นผลมาจากการแตกร้าวด้วยความร้อนของน้ำมันที่ก่อตัวครั้งแรก

อันเป็นผลมาจากการฝังตะกอนอินทรียวัตถุในเวลาต่อมาภายใต้ชั้นบนของหินตะกอน วัสดุนี้ต้องเผชิญกับอุณหภูมิที่สูงขึ้นมากขึ้น ซึ่งนำไปสู่การสลายตัวทางความร้อนของเคอโรเจนและการก่อตัวของน้ำมันและก๊าซ การก่อตัวของน้ำมันในปริมาณที่น่าสนใจสำหรับการพัฒนาอุตสาหกรรมของสนามเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขบางประการในเวลาและอุณหภูมิ (ความลึกของการเกิด) และเวลาในการก่อตัวจะนานขึ้น อุณหภูมิก็จะยิ่งต่ำลง (ซึ่งก็เข้าใจได้ไม่ยากหากเราถือว่า ปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นตามสมการลำดับแรกและอาร์รีเนียสขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ) ตัวอย่างเช่น ปริมาณน้ำมันที่ก่อตัวที่อุณหภูมิ 100°C ในเวลาประมาณ 20 ล้านปีควรจะก่อตัวที่อุณหภูมิ 90°C ใน 40 ล้านปี และที่อุณหภูมิ 80°C ใน 80 ล้านปี . อัตราการก่อตัวของไฮโดรคาร์บอนจากเคโรเจนจะเพิ่มขึ้นประมาณสองเท่าเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นทุกๆ 10°C อย่างไรก็ตามองค์ประกอบทางเคมีของเคอโรเจน สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมาก ดังนั้นความสัมพันธ์ที่ระบุระหว่างเวลาการสุกของน้ำมันกับอุณหภูมิของกระบวนการนี้จึงถือเป็นพื้นฐานสำหรับการประมาณค่าโดยประมาณเท่านั้น

การศึกษาธรณีเคมีสมัยใหม่แสดงให้เห็นว่าบนไหล่ทวีปทะเลเหนือ ความลึกที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 100 เมตรมาพร้อมกับอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นประมาณ 3°C ซึ่งหมายความว่าหินตะกอนที่อุดมด้วยสารอินทรีย์จะเกิดไฮโดรคาร์บอนเหลวที่ระดับความลึก 2,500-4,000 เมตรภายใน 50-80 ล้านปี เห็นได้ชัดว่าน้ำมันเบาและคอนเดนเสทก่อตัวที่ระดับความลึก 4,000-5,000 ม. และมีเทน (ก๊าซแห้ง) ที่ระดับความลึกมากกว่า 5,000 ม.

บทที่ 2 แหล่งธรรมชาติ

แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติคือเชื้อเพลิงฟอสซิล ได้แก่ น้ำมันและก๊าซ ถ่านหินและพีท แหล่งสะสมของน้ำมันและก๊าซดิบเกิดขึ้นเมื่อ 100-200 ล้านปีก่อนจากพืชและสัตว์ทะเลด้วยกล้องจุลทรรศน์ซึ่งฝังตัวอยู่ในหินตะกอนที่ก่อตัวขึ้นบนพื้นทะเล ในทางตรงกันข้าม ถ่านหินและพีทเริ่มก่อตัวเมื่อ 340 ล้านปีก่อนจากพืชที่ปลูกบนบก .

ก๊าซธรรมชาติและน้ำมันดิบมักพบร่วมกับน้ำในชั้นที่มีน้ำมันซึ่งอยู่ระหว่างชั้นหิน (รูปที่ 2) คำว่า "ก๊าซธรรมชาติ" ยังใช้กับก๊าซที่ก่อตัวขึ้นด้วย สภาพธรรมชาติอันเป็นผลมาจากการสลายตัวของถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติและน้ำมันดิบได้รับการพัฒนาในทุกทวีป ยกเว้นทวีปแอนตาร์กติกา ผู้ผลิตก๊าซธรรมชาติรายใหญ่ที่สุดของโลก ได้แก่ รัสเซีย แอลจีเรีย อิหร่าน และสหรัฐอเมริกา ผู้ผลิตน้ำมันดิบรายใหญ่ที่สุด ได้แก่ เวเนซุเอลา ซาอุดีอาระเบีย คูเวต และอิหร่าน

ก๊าซธรรมชาติประกอบด้วยมีเทนเป็นส่วนใหญ่ (ตารางที่ 1)

น้ำมันดิบเป็นของเหลวที่มีสีมันซึ่งมีสีแตกต่างกันไปตั้งแต่สีน้ำตาลเข้มหรือสีเขียวไปจนถึงเกือบไม่มีสี ประกอบด้วยอัลเคนจำนวนมาก ในหมู่พวกเขามีอัลเคนตรง, อัลเคนที่แยกกิ่งและไซโคลอัลเคนโดยมีจำนวนอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ห้าถึง 40 ชื่อทางอุตสาหกรรมของไซโคลอัลเคนเหล่านี้คือ nachtany น้ำมันดิบยังประกอบด้วยอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนประมาณ 10% เช่นเดียวกับสารประกอบอื่นๆ จำนวนเล็กน้อยที่มีซัลเฟอร์ ออกซิเจน และไนโตรเจน

รูปที่ 2 พบก๊าซธรรมชาติและน้ำมันดิบติดอยู่ระหว่างชั้นหิน

ตารางที่ 1 องค์ประกอบของก๊าซธรรมชาติ

ถ่านหินเป็นแหล่งพลังงานที่เก่าแก่ที่สุดที่มนุษยชาติคุ้นเคย เป็นแร่ธาตุ (รูปที่ 3) ซึ่งเกิดจากพืชในกระบวนการ การแปรสภาพหินแปรเป็นหินที่องค์ประกอบมีการเปลี่ยนแปลงภายใต้สภาวะความกดอากาศสูงและอุณหภูมิสูง ผลิตภัณฑ์ของขั้นตอนแรกในกระบวนการสร้างถ่านหินคือ พีท,ซึ่งเป็นอินทรียวัตถุที่สลายตัว ถ่านหินเกิดจากพีทหลังจากถูกปกคลุมไปด้วยตะกอน หินตะกอนเหล่านี้เรียกว่ามีมากเกินไป ตะกอนที่มากเกินไปจะช่วยลดความชื้นของพีท

มีการใช้เกณฑ์สามประการในการจำแนกถ่านหิน: ความบริสุทธิ์(กำหนดโดยปริมาณคาร์บอนสัมพัทธ์เป็นเปอร์เซ็นต์) พิมพ์(พิจารณาจากองค์ประกอบของพืชดั้งเดิม) ระดับ(ขึ้นอยู่กับระดับของการแปรสภาพ)

ตารางที่ 2. ปริมาณคาร์บอนของเชื้อเพลิงบางชนิดและค่าความร้อน

ถ่านหินฟอสซิลประเภทเกรดต่ำสุดคือ ถ่านหินสีน้ำตาลและ ลิกไนต์(ตารางที่ 2). พวกมันใกล้เคียงกับพีทมากที่สุดและมีลักษณะพิเศษคือมีปริมาณคาร์บอนค่อนข้างต่ำและมีความชื้นสูง ถ่านหินโดดเด่นด้วยปริมาณความชื้นที่ต่ำกว่าและมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม ถ่านหินประเภทที่แห้งที่สุดและแข็งที่สุดคือ แอนทราไซต์ใช้สำหรับทำความร้อนในบ้านและปรุงอาหาร

เมื่อเร็ว ๆ นี้ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีทำให้ประหยัดมากขึ้น การแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหินผลิตภัณฑ์จากการแปรสภาพเป็นแก๊สถ่านหิน ได้แก่ คาร์บอนมอนอกไซด์ คาร์บอนไดออกไซด์ ไฮโดรเจน มีเทน และไนโตรเจน ใช้เป็นเชื้อเพลิงก๊าซหรือเป็นวัตถุดิบในการผลิตผลิตภัณฑ์เคมีและปุ๋ยต่างๆ

ถ่านหินตามที่ระบุไว้ด้านล่างนี้เป็นแหล่งวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับการผลิตสารประกอบอะโรมาติก

รูปที่ 3 ตัวแปรของแบบจำลองโมเลกุลของถ่านหินเกรดต่ำ ถ่านหินเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อน สารเคมีซึ่งรวมถึงคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ตลอดจนไนโตรเจน ซัลเฟอร์ และสิ่งสกปรกของธาตุอื่นๆ จำนวนเล็กน้อย นอกจากนี้องค์ประกอบของถ่านหินยังรวมถึงประเภทของถ่านหินด้วย ปริมาณที่แตกต่างกันความชื้นและแร่ธาตุต่างๆ

รูปที่ 4 ไฮโดรคาร์บอนที่พบในระบบชีวภาพ

ไฮโดรคาร์บอนเกิดขึ้นตามธรรมชาติไม่เพียงแต่ในเชื้อเพลิงฟอสซิลเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัสดุบางชนิดที่มีต้นกำเนิดทางชีวภาพด้วย ยางธรรมชาติเป็นตัวอย่างหนึ่งของโพลีเมอร์ไฮโดรคาร์บอนธรรมชาติ โมเลกุลของยางประกอบด้วยหน่วยโครงสร้างหลายพันหน่วย ซึ่งได้แก่ เมทิลบิวตา-1,3-ไดอีน (ไอโซพรีน) โครงสร้างของมันถูกแสดงเป็นแผนผังในรูปที่. 4. Methylbuta-1,3-diene มีโครงสร้างดังนี้

ยางธรรมชาติ.ประมาณ 90% ของยางธรรมชาติที่ขุดได้ทั่วโลกในปัจจุบันมาจากต้นยางของบราซิล Hevea brasiliensis ซึ่งปลูกในแถบเส้นศูนย์สูตรของเอเชียเป็นหลัก น้ำยางของต้นไม้ชนิดนี้ซึ่งเป็นน้ำยาง (สารละลายน้ำคอลลอยด์ของพอลิเมอร์) จะถูกรวบรวมจากการตัดด้วยมีดในเปลือกไม้ น้ำยางประกอบด้วยยางประมาณ 30% อนุภาคเล็กๆ ของมันถูกแขวนลอยอยู่ในน้ำ น้ำคั้นจะถูกเทลงในภาชนะอะลูมิเนียมโดยเติมกรดลงไป ส่งผลให้ยางจับตัวเป็นก้อน

อื่นๆอีกมากมาย สารประกอบธรรมชาติยังมีชิ้นส่วนโครงสร้างไอโซพรีนอยู่ด้วย ตัวอย่างเช่น ลิโมนีนมีหน่วยไอโซพรีน 2 หน่วย ลิโมนีนเป็นส่วนประกอบหลักของน้ำมันที่สกัดจากเปลือกผลไม้รสเปรี้ยว เช่น มะนาวและส้ม สารประกอบนี้อยู่ในกลุ่มสารประกอบที่เรียกว่าเทอร์พีน เทอร์พีนประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน 10 อะตอมในโมเลกุล (สารประกอบ C 10) และประกอบด้วยชิ้นส่วนไอโซพรีนสองชิ้นที่เชื่อมต่อกันแบบอนุกรม (“หัวจรดหาง”) สารประกอบที่มีชิ้นส่วนไอโซพรีนสี่ชิ้น (สารประกอบ C 20) เรียกว่าไดเทอร์พีน และสารประกอบที่มีชิ้นส่วนไอโซพรีนหกชิ้นเรียกว่าไตรเทอร์พีน (สารประกอบ C 30) สควาลีนซึ่งพบในน้ำมันตับปลาฉลามคือสารไตรเทอร์พีน Tetraterpenes (สารประกอบ C 40) มีแปดหน่วยไอโซพรีน Tetraterpenes พบได้ในเม็ดสีไขมันจากพืชและสัตว์ สีของพวกเขาเกิดจากการมีระบบพันธะคู่แบบคอนจูเกตแบบยาว ตัวอย่างเช่น เบต้าแคโรทีนมีหน้าที่ทำให้แครอทมีสีส้ม

บทที่ 3 การผลิตไฮโดรคาร์บอนทางอุตสาหกรรม

อัลเคน อัลคีน อัลไคน์ และเอรีนได้มาจากการกลั่นปิโตรเลียม (ดูด้านล่าง) ถ่านหินยังเป็นแหล่งวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับการผลิตไฮโดรคาร์บอน เพื่อจุดประสงค์นี้ ถ่านหินจะถูกให้ความร้อนโดยไม่มีอากาศเข้าถึงในเตารีทอร์ท ผลลัพธ์ที่ได้คือโค้ก น้ำมันถ่านหิน แอมโมเนีย ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และก๊าซถ่านหิน กระบวนการนี้เรียกว่าการกลั่นถ่านหินแบบทำลายล้าง โดยการกลั่นน้ำมันถ่านหินแบบแยกส่วนเพิ่มเติม จะได้อารีนต่างๆ (ตารางที่ 3) เมื่อโค้กทำปฏิกิริยากับไอน้ำ จะได้ก๊าซน้ำ:

ตารางที่ 3 สารประกอบอะโรมาติกบางชนิดที่ได้จากการกลั่นแบบแยกส่วนของน้ำมันถ่านหิน (tar)

อัลเคนและอัลคีนสามารถหาได้จากก๊าซน้ำโดยใช้กระบวนการ Fischer-Tropsch ในการทำเช่นนี้ ก๊าซน้ำจะถูกผสมกับไฮโดรเจนและถูกส่งผ่านพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาเหล็ก โคบอลต์ หรือนิกเกิลที่อุณหภูมิสูงและภายใต้ความดัน 200-300 atm

กระบวนการ Fischer-Tropsch ยังทำให้สามารถรับเมทานอลและสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ที่มีออกซิเจนจากก๊าซน้ำได้:

ปฏิกิริยานี้ดำเนินการต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยาโครเมียม (III) ออกไซด์ที่อุณหภูมิ 300°C และภายใต้ความดัน 300 atm

ในประเทศอุตสาหกรรม ไฮโดรคาร์บอน เช่น มีเทนและเอทิลีน ได้มาจากชีวมวลเพิ่มมากขึ้น ก๊าซชีวภาพประกอบด้วยมีเทนเป็นส่วนใหญ่ เอทิลีนสามารถผลิตได้โดยการขจัดเอทานอลซึ่งเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการหมัก

แคลเซียมไดคาร์ไบด์ยังได้มาจากโค้กโดยการให้ความร้อนส่วนผสมกับแคลเซียมออกไซด์ที่อุณหภูมิสูงกว่า 2,000°C ในเตาไฟฟ้า:

เมื่อแคลเซียมไดคาร์ไบด์ทำปฏิกิริยากับน้ำ จะเกิดอะเซทิลีนขึ้น กระบวนการนี้เปิดโอกาสให้มีการสังเคราะห์ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวจากโค้กอีกประการหนึ่ง

บทที่ 4 การแปรรูปน้ำมัน

น้ำมันดิบเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของไฮโดรคาร์บอนและสารประกอบอื่นๆ ในรูปแบบนี้ไม่ค่อยได้ใช้ ขั้นแรกก็นำไปแปรรูปเป็นผลิตภัณฑ์อื่นๆที่มี การใช้งานจริง. ดังนั้นน้ำมันดิบจึงถูกขนส่งโดยเรือบรรทุกหรือท่อไปยังโรงกลั่น

การกลั่นปิโตรเลียมเกี่ยวข้องกับกระบวนการทางกายภาพและเคมีหลายรูปแบบ: การกลั่นแบบแยกส่วน การแตกร้าว การเปลี่ยนรูป และการกำจัดซัลเฟอร์ไดออกไซด์

4.1 การกลั่นแบบเศษส่วน

น้ำมันดิบถูกแยกออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ โดยการกลั่นแบบง่าย แบบแยกส่วน และแบบสุญญากาศ ธรรมชาติของกระบวนการเหล่านี้ ตลอดจนจำนวนและองค์ประกอบของเศษส่วนน้ำมันที่ได้นั้น ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของน้ำมันดิบและข้อกำหนดสำหรับเศษส่วนต่างๆ

ประการแรก สิ่งเจือปนของก๊าซที่ละลายในนั้นจะถูกกำจัดออกจากน้ำมันดิบโดยการกลั่นแบบธรรมดา จากนั้นจึงทำการเติมน้ำมันลงไป การกลั่นเบื้องต้นซึ่งแบ่งออกเป็นก๊าซ เศษส่วนเบาและปานกลาง และน้ำมันเชื้อเพลิง การกลั่นแบบเศษส่วนเพิ่มเติมของเศษส่วนเบาและปานกลาง รวมถึงการกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิงแบบสุญญากาศ นำไปสู่การก่อตัวของเศษส่วนจำนวนมาก ในตาราง รูปที่ 4 แสดงช่วงจุดเดือดและองค์ประกอบของเศษส่วนน้ำมันต่างๆ และรูปที่ 4 รูปที่ 5 แสดงแผนภาพการออกแบบคอลัมน์การกลั่นเบื้องต้น (การกลั่น) สำหรับการกลั่นน้ำมัน ตอนนี้เรามาดูคำอธิบายคุณสมบัติของเศษส่วนน้ำมันแต่ละตัวกัน

ตารางที่ 4 เศษส่วนการกลั่นน้ำมันทั่วไป

	จุดเดือด, °C	จำนวนอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุล
แนฟทา (แนฟทา)
น้ำมันหล่อลื่นและแวกซ์

รูปที่ 5 การกลั่นน้ำมันดิบเบื้องต้น

เศษส่วนของก๊าซก๊าซที่ได้รับระหว่างการกลั่นน้ำมันเป็นอัลเคนที่ไม่มีการแยกส่วนที่ง่ายที่สุด ได้แก่ อีเทน โพรเพน และบิวเทน ส่วนนี้มีชื่อเรียกอุตสาหกรรมว่า โรงกลั่นน้ำมัน (ปิโตรเลียม) ก๊าซ มันถูกแยกออกจากน้ำมันดิบก่อนที่จะนำไปกลั่นแบบปฐมภูมิ หรือแยกออกจากส่วนของน้ำมันเบนซินหลังจากการกลั่นแบบปฐมภูมิ ก๊าซโรงกลั่นใช้เป็นก๊าซเชื้อเพลิงหรือทำให้เป็นของเหลวภายใต้แรงกดดันเพื่อผลิตก๊าซปิโตรเลียมเหลว หลังจำหน่ายเป็นเชื้อเพลิงเหลวหรือใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตเอทิลีนในโรงงานแคร็ก

เศษส่วนน้ำมันเบนซินเศษส่วนนี้ใช้ในการผลิตเชื้อเพลิงมอเตอร์ประเภทต่างๆ เป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนหลายชนิด รวมถึงอัลเคนแบบตรงและแบบกิ่งก้าน ลักษณะการเผาไหม้ของอัลเคนโซ่ตรงไม่เหมาะสำหรับเครื่องยนต์ สันดาปภายใน. ดังนั้นเศษส่วนของน้ำมันเบนซินจึงมักต้องผ่านการปฏิรูปด้วยความร้อนเพื่อแปลงโมเลกุลที่ไม่มีการแตกแขนงให้เป็นโมเลกุลที่แตกแขนง ก่อนการใช้งาน เศษส่วนนี้มักจะผสมกับอัลเคนที่มีกิ่งก้าน ไซโคลอัลเคน และสารประกอบอะโรมาติกที่ได้มาจากเศษส่วนอื่นโดยการเร่งปฏิกิริยาแคร็กหรือการปฏิรูป

คุณภาพของน้ำมันเบนซินเป็นเชื้อเพลิงจะถูกกำหนดโดยเลขออกเทน โดยระบุเปอร์เซ็นต์ปริมาตรของ 2,2,4-ไตรเมทิลเพนเทน (ไอโซออกเทน) ในส่วนผสมของ 2,2,4-ไตรเมทิลเพนเทนและเฮปเทน (อัลเคนสายโซ่ตรง) ที่มีลักษณะการน็อคการเผาไหม้แบบเดียวกับน้ำมันเบนซินที่กำลังทดสอบ

น้ำมันเชื้อเพลิงเครื่องยนต์ที่ไม่ดีจะมีค่าออกเทนเป็นศูนย์ และค่าออกเทนของเชื้อเพลิงที่ดีคือ 100 ค่าออกเทนของเศษน้ำมันเบนซินที่ได้จากน้ำมันดิบมักจะไม่เกิน 60 คุณลักษณะการเผาไหม้ของน้ำมันเบนซินได้รับการปรับปรุงโดยการเติมสารเติมแต่งป้องกันการน็อค คือ เตตระเอทิลเลด(IV). , Pb(C 2 H 5) 4. ตะกั่ว Tetraethyl เป็นของเหลวไม่มีสีที่ได้มาจากการให้ความร้อนคลอโรอีเทนกับโลหะผสมของโซเดียมและตะกั่ว:

เมื่อน้ำมันเบนซินที่มีสารเติมแต่งนี้ไหม้ จะเกิดอนุภาคของตะกั่วและตะกั่ว (II) ออกไซด์ พวกมันชะลอการเผาไหม้เชื้อเพลิงเบนซินในบางขั้นตอนและป้องกันการระเบิด นอกจากตะกั่วเตตระเอทิลแล้ว 1,2-dibromoethane ยังถูกเติมลงในน้ำมันเบนซินด้วย ทำปฏิกิริยากับตะกั่วและตะกั่ว (II) ทำให้เกิดตะกั่ว (II) โบรไมด์ เนื่องจากลีด (II) โบรไมด์เป็นสารประกอบระเหย จึงถูกกำจัดออกจากเครื่องยนต์รถยนต์ผ่านก๊าซไอเสีย

แนฟทา (แนฟทา).การกลั่นปิโตรเลียมเศษส่วนนี้ได้มาในช่วงเวลาระหว่างเศษส่วนของน้ำมันเบนซินและน้ำมันก๊าด ประกอบด้วยอัลเคนเป็นส่วนใหญ่ (ตารางที่ 5)

นอกจากนี้ แนฟทายังได้รับจากการกลั่นแบบแยกส่วนของส่วนของน้ำมันเบาที่ได้จากน้ำมันถ่านหิน (ตารางที่ 3) แนฟทาถ่านหินมีปริมาณอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนสูง

แนฟทาส่วนใหญ่ที่ได้จากการกลั่นปิโตรเลียมจะถูกแปรสภาพให้เป็นน้ำมันเบนซิน อย่างไรก็ตามมีการใช้ส่วนสำคัญเป็นวัตถุดิบในการผลิตสารเคมีอื่นๆ

ตารางที่ 5 องค์ประกอบไฮโดรคาร์บอนของเศษส่วนแนฟทาของน้ำมันตะวันออกกลางทั่วไป

น้ำมันก๊าด. ส่วนของน้ำมันก๊าดของการกลั่นปิโตรเลียมประกอบด้วยอัลเคนอะลิฟาติก แนฟทาลีน และอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน บางส่วนได้รับการขัดเกลาเพื่อใช้เป็นแหล่งไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว พาราฟิน และอีกส่วนหนึ่งถูกแตกเพื่อแปลงเป็นน้ำมันเบนซิน อย่างไรก็ตาม น้ำมันก๊าดจำนวนมากถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงเครื่องบิน

น้ำมันแก๊ส. การกลั่นน้ำมันในส่วนนี้เรียกว่าเชื้อเพลิงดีเซล บางส่วนแตกร้าวเพื่อผลิตก๊าซโรงกลั่นและน้ำมันเบนซิน อย่างไรก็ตามน้ำมันแก๊สส่วนใหญ่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล ในเครื่องยนต์ดีเซล เชื้อเพลิงจะถูกจุดติดโดยการเพิ่มแรงดัน ดังนั้นจึงทำได้โดยไม่ต้องใช้หัวเทียน น้ำมันแก๊สยังใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับเตาเผาอุตสาหกรรมอีกด้วย

น้ำมันเตา. เศษส่วนนี้จะยังคงอยู่หลังจากที่เศษส่วนอื่นๆ ทั้งหมดถูกกำจัดออกจากน้ำมันแล้ว ส่วนใหญ่ใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลวเพื่อให้ความร้อนแก่หม้อไอน้ำและผลิตไอน้ำในโรงงานอุตสาหกรรม โรงไฟฟ้า และเครื่องยนต์ของเรือ อย่างไรก็ตามน้ำมันเชื้อเพลิงบางส่วนจะถูกกลั่นสุญญากาศเพื่อผลิตน้ำมันหล่อลื่นและขี้ผึ้งพาราฟิน น้ำมันหล่อลื่นจะถูกทำให้บริสุทธิ์เพิ่มเติมโดยการสกัดด้วยตัวทำละลาย วัสดุที่มีความหนืดสีเข้มที่เหลืออยู่หลังจากการกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิงแบบสุญญากาศเรียกว่า “น้ำมันดิน” หรือ “ยางมะตอย” ใช้ทำพื้นผิวถนน

เราได้พูดคุยกันว่าการกลั่นแบบเศษส่วนและแบบสุญญากาศ ควบคู่ไปกับการสกัดด้วยตัวทำละลาย สามารถแยกน้ำมันดิบออกเป็นเศษส่วนต่างๆ ที่มีความสำคัญในทางปฏิบัติได้อย่างไร กระบวนการทั้งหมดเหล่านี้เป็นกระบวนการทางกายภาพ แต่กระบวนการทางเคมีก็ใช้ในการกลั่นน้ำมันเช่นกัน กระบวนการเหล่านี้สามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท: การแคร็กและการปฏิรูป

4.2 การแคร็ก

ในกระบวนการนี้ โมเลกุลขนาดใหญ่ของเศษส่วนที่มีจุดเดือดสูงของน้ำมันดิบจะถูกแบ่งออกเป็นโมเลกุลขนาดเล็กซึ่งประกอบเป็นเศษส่วนที่มีจุดเดือดต่ำ การแคร็กเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากความต้องการเศษส่วนของน้ำมันที่มีจุดเดือดต่ำ โดยเฉพาะน้ำมันเบนซิน มักจะแซงหน้าความสามารถในการได้มาจากการกลั่นน้ำมันดิบแบบแยกส่วน

จากการแคร็กนอกจากน้ำมันเบนซินแล้วยังได้รับอัลคีนซึ่งจำเป็นสำหรับเป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมีอีกด้วย ในทางกลับกัน การแคร็กแบ่งออกเป็นสามประเภทหลัก: การแตกร้าวด้วยไฮโดรคาร์บอน การแตกร้าวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา และการแตกร้าวด้วยความร้อน

ไฮโดรแคร็กกิ้ง. การแคร็กประเภทนี้ช่วยให้คุณสามารถแปลงเศษส่วนที่มีจุดเดือดสูงของน้ำมัน (ขี้ผึ้งและน้ำมันหนัก) ให้เป็นเศษส่วนที่มีจุดเดือดต่ำ กระบวนการไฮโดรแคร็กเกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนแก่ส่วนที่แตกร้าวภายใต้แรงดันสูงมากในบรรยากาศไฮโดรเจน สิ่งนี้นำไปสู่การแตกของโมเลกุลขนาดใหญ่และการเติมไฮโดรเจนลงในชิ้นส่วนของมัน เป็นผลให้เกิดโมเลกุลอิ่มตัวที่มีขนาดเล็ก Hydrocracking ใช้ในการผลิตน้ำมันแก๊สและน้ำมันเบนซินจากเศษส่วนที่หนักกว่า

ตัวเร่งปฏิกิริยาแคร็กวิธีนี้ส่งผลให้เกิดส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ที่อิ่มตัวและไม่อิ่มตัว การแคร็กด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาจะดำเนินการที่อุณหภูมิค่อนข้างต่ำ และใช้ส่วนผสมของซิลิกาและอลูมินาเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา ด้วยวิธีนี้น้ำมันเบนซินคุณภาพสูงและไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวจะได้มาจากเศษน้ำมันจำนวนมาก

การแตกร้าวด้วยความร้อนโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนขนาดใหญ่ที่พบในเศษส่วนปิโตรเลียมหนักสามารถแบ่งออกเป็นโมเลกุลขนาดเล็กลงได้โดยการให้ความร้อนเศษส่วนเหล่านี้ให้มีอุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือด เช่นเดียวกับการแคร็กด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา จะได้ส่วนผสมของผลิตภัณฑ์ที่อิ่มตัวและไม่อิ่มตัว ตัวอย่างเช่น,

การแตกร้าวด้วยความร้อนมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการผลิตไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว เช่น เอทิลีนและโพรพีน สำหรับการแคร็กด้วยความร้อน จะใช้หน่วยแคร็กด้วยไอน้ำ ในการติดตั้งเหล่านี้ วัตถุดิบตั้งต้นของไฮโดรคาร์บอนจะถูกให้ความร้อนในเตาเผาที่อุณหภูมิ 800°C ก่อน จากนั้นจึงเจือจางด้วยไอน้ำ สิ่งนี้จะเพิ่มผลผลิตของอัลคีน หลังจากที่โมเลกุลขนาดใหญ่ของไฮโดรคาร์บอนดั้งเดิมถูกสลายเป็นโมเลกุลขนาดเล็ก ก๊าซร้อนจะถูกทำให้เย็นลงจนถึงอุณหภูมิประมาณ 400 °C ด้วยน้ำ ซึ่งกลายเป็นไอน้ำอัด จากนั้นก๊าซเย็นจะเข้าสู่คอลัมน์การกลั่น (การแยกส่วน) ซึ่งก๊าซจะถูกทำให้เย็นลงถึง 40°C การควบแน่นของโมเลกุลขนาดใหญ่ทำให้เกิดการก่อตัวของน้ำมันเบนซินและน้ำมันแก๊ส ก๊าซไม่ควบแน่นจะถูกบีบอัดในคอมเพรสเซอร์ ซึ่งขับเคลื่อนด้วยไอน้ำอัดที่ได้รับระหว่างขั้นตอนการทำความเย็นของแก๊ส การแยกผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายจะดำเนินการในคอลัมน์การกลั่นแบบเศษส่วน

ตารางที่ 6 ผลผลิตของผลิตภัณฑ์แคร็กด้วยไอน้ำจากวัตถุดิบตั้งต้นไฮโดรคาร์บอนต่างๆ (wt.%)

สินค้า	วัตถุดิบไฮโดรคาร์บอน
บูตะ-1,3-ไดอีน
เชื้อเพลิงเหลว

ในประเทศแถบยุโรป วัตถุดิบหลักสำหรับการผลิตไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแตกตัวคือแนฟทา ในสหรัฐอเมริกา วัตถุดิบหลักสำหรับจุดประสงค์นี้คืออีเทน สามารถหาได้ง่ายที่โรงกลั่นน้ำมันโดยเป็นหนึ่งในส่วนประกอบของก๊าซปิโตรเลียมเหลวหรือจากก๊าซธรรมชาติ และจากบ่อน้ำมันซึ่งเป็นหนึ่งในส่วนประกอบของก๊าซธรรมชาติที่เกี่ยวข้อง โพรเพน บิวเทน และน้ำมันแก๊สยังใช้เป็นวัตถุดิบในการแตกร้าวด้วยไอน้ำ ผลิตภัณฑ์จากการแคร็กอีเทนและแนฟทาแสดงอยู่ในตาราง 6.

ปฏิกิริยาแคร็กเกิดขึ้นจากกลไกที่รุนแรง

4.3 การปฏิรูป

กระบวนการปฏิรูปเปลี่ยนโครงสร้างของโมเลกุลหรือทำให้รวมกันเป็นโมเลกุลที่ใหญ่ขึ้น ต่างจากกระบวนการแคร็กซึ่งเกี่ยวข้องกับการสลายโมเลกุลขนาดใหญ่ให้เล็กลง การปฏิรูปใช้ในการกลั่นน้ำมันดิบเพื่อแปลงเศษส่วนน้ำมันเบนซินคุณภาพต่ำให้เป็นเศษส่วนคุณภาพสูง นอกจากนี้ยังใช้เพื่อให้ได้วัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเคมีอีกด้วย กระบวนการปฏิรูปสามารถแบ่งได้เป็นสามประเภท: ไอโซเมอไรเซชัน, อัลคิเลชัน และไซคลิกไลเซชันและอะโรมาติก

ไอโซเมอไรเซชัน. ในกระบวนการนี้ โมเลกุลของไอโซเมอร์ตัวหนึ่งจะได้รับการจัดเรียงใหม่เพื่อสร้างไอโซเมอร์อีกตัวหนึ่ง กระบวนการไอโซเมอไรเซชันมีความสำคัญมากในการปรับปรุงคุณภาพของส่วนของน้ำมันเบนซินที่ได้รับหลังจากการกลั่นน้ำมันดิบเบื้องต้น เราได้ระบุแล้วว่าเศษส่วนนี้มีอัลเคนที่ไม่ได้แยกส่วนมากเกินไป พวกมันสามารถแปลงเป็นอัลเคนที่มีกิ่งก้านได้โดยการให้ความร้อนเศษส่วนนี้เป็น 500-600°C ภายใต้ความดัน 20-50 atm กระบวนการนี้เรียกว่า การปฏิรูปความร้อน

ยังสามารถใช้สำหรับไอโซเมอไรเซชันของอัลเคนตรงได้ การปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา. ตัวอย่างเช่น บิวเทนสามารถถูกไอโซเมอร์เป็น 2-เมทิลโพรเพนได้โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิเนียมคลอไรด์ที่อุณหภูมิ 100°C หรือสูงกว่า:

ปฏิกิริยานี้มีกลไกไอออนิกซึ่งดำเนินการโดยมีส่วนร่วมของคาร์โบเคชัน

อัลคิเลชั่น. ในกระบวนการนี้ อัลเคนและอัลคีนที่เกิดขึ้นจากการแตกร้าวจะถูกรวมเข้าด้วยกันใหม่เพื่อสร้างน้ำมันเบนซินคุณภาพสูง อัลเคนและอัลคีนดังกล่าวมักจะมีอะตอมของคาร์บอนสองถึงสี่อะตอม กระบวนการนี้ดำเนินการที่อุณหภูมิต่ำโดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรดแก่ เช่น กรดซัลฟิวริก:

ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นโดยกลไกไอออนิกโดยมีส่วนร่วมของ carbocation (CH 3) 3 C +

การหมุนเวียนและอะโรมาติกเมื่อเศษส่วนของน้ำมันเบนซินและแนฟทาที่ได้จากการกลั่นเบื้องต้นของน้ำมันดิบถูกส่งผ่านบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น แพลตตินัมหรือโมลิบดีนัม (VI) ออกไซด์ บนตัวรองรับอะลูมิเนียมออกไซด์ ที่อุณหภูมิ 500°C และภายใต้ความดัน 10- 20 atm การหมุนเวียนเกิดขึ้นพร้อมกับอะโรมาติเซชันของเฮกเซนและอัลเคนอื่น ๆ ที่มีสายตรงยาวกว่า:

เรียกสิ่งที่เป็นนามธรรมของไฮโดรเจนจากเฮกเซนและจากไซโคลเฮกเซน การดีไฮโดรจีเนชัน. การปฏิรูปประเภทนี้ถือเป็นกระบวนการแคร็กกิ้งอย่างหนึ่ง มันถูกเรียกว่าการสร้างแพลตฟอร์ม การปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา หรือเพียงแค่การปฏิรูป ในบางกรณีไฮโดรเจนจะถูกนำเข้าสู่ระบบปฏิกิริยาเพื่อป้องกัน การสลายตัวที่สมบูรณ์อัลเคนเป็นคาร์บอนและรักษาการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยา ในกรณีนี้ กระบวนการนี้เรียกว่าไฮโดรฟอร์มิง

4.4 การกำจัดซัลเฟอร์

น้ำมันดิบประกอบด้วยไฮโดรเจนซัลไฟด์และสารประกอบที่มีซัลเฟอร์อื่นๆ ปริมาณกำมะถันในน้ำมันขึ้นอยู่กับพื้นที่ น้ำมันที่ได้จากไหล่ทวีปทะเลเหนือมีปริมาณกำมะถันต่ำ เมื่อกลั่นน้ำมันดิบ สารประกอบอินทรีย์ที่มีซัลเฟอร์จะถูกย่อยสลาย ส่งผลให้เกิดไฮโดรเจนซัลไฟด์เพิ่มเติม ไฮโดรเจนซัลไฟด์ไปอยู่ในก๊าซโรงกลั่นหรือในส่วนของก๊าซปิโตรเลียมเหลว เนื่องจากไฮโดรเจนซัลไฟด์มีคุณสมบัติเป็นกรดอ่อน จึงสามารถกำจัดออกได้โดยการบำบัดผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมที่มีเบสอ่อนบางชนิด ซัลเฟอร์สามารถสกัดได้จากไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่ได้จากการเผาไหม้ไฮโดรเจนซัลไฟด์ในอากาศและส่งผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ไปบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาอะลูมิเนียมออกไซด์ที่อุณหภูมิ 400°C ปฏิกิริยาโดยรวมของกระบวนการนี้อธิบายได้ด้วยสมการ

ประมาณ 75% ของธาตุกำมะถันทั้งหมดที่ใช้ในอุตสาหกรรมในประเทศที่ไม่ใช่สังคมนิยมนั้นสกัดจากน้ำมันดิบและก๊าซธรรมชาติ

บทที่ 5 การใช้งานไฮโดรคาร์บอน

ประมาณ 90% ของน้ำมันที่ผลิตทั้งหมดถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง แม้ว่าสัดส่วนของน้ำมันที่ใช้ในการผลิตผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมีจะมีน้อย แต่ผลิตภัณฑ์เหล่านี้ก็มีมาก ความสำคัญอย่างยิ่ง. สารประกอบอินทรีย์หลายพันชนิดได้มาจากผลิตภัณฑ์การกลั่นปิโตรเลียม (ตารางที่ 7) ในทางกลับกัน พวกมันถูกใช้เพื่อผลิตผลิตภัณฑ์หลายพันรายการที่ไม่เพียงตอบสนองความต้องการขั้นพื้นฐานเท่านั้น สังคมสมัยใหม่แต่ยังต้องการความสะดวกสบายด้วย (รูปที่ 6)

ตารางที่ 7 วัตถุดิบไฮโดรคาร์บอนสำหรับอุตสาหกรรมเคมี

	ผลิตภัณฑ์เคมี
	เมธานอล, กรดอะซิติก, คลอโรมีเทน, เอทิลีน
	เอทิลคลอไรด์, ตะกั่วเตตระเอทิล (IV)
	เมธานอล, เอธานอล
	โพลีเอทิลีน, โพลีคลอโรเอทิลีน (โพลีไวนิลคลอไรด์), โพลีเอสเตอร์, เอทานอล, เอทานอล (อะซีตัลดีไฮด์)
	โพรพิลีน, โพรพาโนน (อะซิโตน), โพรเพนอล, โพรเพน-1,2,3-ไตรออล (กลีเซอรอล), โพรเพนไนไตรล์ (อะคริโลไนไตรล์), อีพอกซีโพรเพน
	ยางสังเคราะห์
อะเซทิลีน	คลอโรเอทิลีน (ไวนิลคลอไรด์), 1,1,2,2-เตตระคลอโรอีเทน
	(1-เมทิล)เบนซีน ฟีนอล โพลีฟีนิลเอทิลีน

แม้ว่าผลิตภัณฑ์เคมีกลุ่มต่างๆ จะแสดงในรูป 6 ได้รับการกำหนดให้กว้างๆ ว่าเป็นปิโตรเคมีเนื่องจากได้มาจากปิโตรเลียม ควรสังเกตว่าผลิตภัณฑ์อินทรีย์หลายชนิด โดยเฉพาะอะโรเมติกส์ นั้นได้มาจากอุตสาหกรรมจากน้ำมันถ่านหินและแหล่งวัตถุดิบอื่น ๆ แต่ประมาณ 90% ของวัตถุดิบทั้งหมดสำหรับอุตสาหกรรมออร์แกนิกมาจากปิโตรเลียม

ตัวอย่างทั่วไปบางส่วนที่แสดงการใช้ไฮโดรคาร์บอนเป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมีจะกล่าวถึงด้านล่าง

รูปที่ 6 การใช้งานผลิตภัณฑ์ปิโตรเคมี

5.1 อัลเคน

มีเทนไม่ได้เป็นเพียงเชื้อเพลิงที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งเท่านั้น แต่ยังมีประโยชน์อื่นๆ อีกมากมายอีกด้วย มันถูกใช้เพื่อรับสิ่งที่เรียกว่า ก๊าซสังเคราะห์หรือซินกาส เช่นเดียวกับก๊าซน้ำซึ่งผลิตจากโค้กและไอน้ำ ก๊าซสังเคราะห์เป็นส่วนผสมของคาร์บอนมอนอกไซด์และไฮโดรเจน ก๊าซสังเคราะห์ได้มาจากการให้ความร้อนมีเทนหรือแนฟทาจนถึงประมาณ 750°C ภายใต้ความดันประมาณ 30 atm โดยมีตัวเร่งปฏิกิริยานิกเกิล:

ก๊าซสังเคราะห์ใช้ในการผลิตไฮโดรเจนในกระบวนการฮาเบอร์ (การสังเคราะห์แอมโมเนีย)

ก๊าซสังเคราะห์ยังใช้ในการผลิตเมทานอลและสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ ในกระบวนการผลิตเมทานอล ก๊าซสังเคราะห์จะถูกส่งผ่านพื้นผิวของซิงค์ออกไซด์และตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงที่อุณหภูมิ 250°C และความดัน 50-100 atm ซึ่งนำไปสู่ปฏิกิริยา

ก๊าซสังเคราะห์ที่ใช้ในกระบวนการนี้จะต้องทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งสกปรกอย่างทั่วถึง

เมธานอลสามารถถูกสลายตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาได้ง่าย ซึ่งทำให้เกิดก๊าซสังเคราะห์อีกครั้ง สะดวกมากในการใช้ขนส่งก๊าซสังเคราะห์ เมทานอลเป็นหนึ่งในวัตถุดิบที่สำคัญที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมปิโตรเคมี ตัวอย่างเช่นใช้ในการผลิตกรดอะซิติก:

ตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับกระบวนการนี้คือคอมเพล็กซ์โรเดียมประจุลบที่ละลายน้ำได้ วิธีนี้ใช้สำหรับการผลิตกรดอะซิติกทางอุตสาหกรรมซึ่งมีความต้องการเกินขนาดการผลิตอันเป็นผลมาจากกระบวนการหมัก

สารประกอบโรเดียมที่ละลายน้ำได้อาจใช้ในอนาคตเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นเนื้อเดียวกันสำหรับการผลิตอีเทน-1,2-ไดออลจากก๊าซสังเคราะห์:

ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิ 300°C และความดันประมาณ 500-1,000 atm ปัจจุบันกระบวนการดังกล่าวไม่สามารถทำได้ในเชิงเศรษฐกิจ ผลิตภัณฑ์ของปฏิกิริยานี้ (ชื่อสามัญคือเอทิลีนไกลคอล) ใช้เป็นสารป้องกันการแข็งตัวและผลิตโพลีเอสเตอร์หลายชนิด เช่น เทอริลีน

มีเทนยังใช้ในการผลิตคลอโรมีเทน เช่น ไตรคลอโรมีเทน (คลอโรฟอร์ม) คลอโรมีเทนมีประโยชน์หลายอย่าง ตัวอย่างเช่น คลอโรมีเทนถูกใช้ในกระบวนการผลิตซิลิโคน

ในที่สุด มีเทนก็ถูกนำมาใช้เพื่อผลิตอะเซทิลีนมากขึ้น

ปฏิกิริยานี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 1,500°C เพื่อให้ความร้อนมีเทนถึงอุณหภูมินี้ ก๊าซมีเทนจะถูกเผาในสภาวะที่อากาศเข้าถึงได้จำกัด

อีเทนยังมีการใช้งานที่สำคัญอีกหลายประการ ใช้ในกระบวนการผลิตคลอโรอีเทน (เอทิลคลอไรด์) ตามที่ระบุไว้ข้างต้น เอทิลคลอไรด์ถูกใช้เพื่อผลิตตะกั่วเตตระเอทิล (IV) ในสหรัฐอเมริกา อีเทนเป็นวัตถุดิบที่สำคัญสำหรับการผลิตเอทิลีน (ตารางที่ 6)

โพรเพนมีบทบาทสำคัญในการผลิตอัลดีไฮด์ทางอุตสาหกรรม เช่น มีทานอล (ฟอร์มาลดีไฮด์) และเอทานอล (อะซิติกอัลดีไฮด์) สารเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในการผลิตพลาสติก บิวเทนใช้ในการผลิตบิวตา-1,3-ไดอีน ซึ่งดังที่อธิบายไว้ด้านล่างเพื่อใช้ในการผลิตยางสังเคราะห์

5.2 อัลคีเนส

เอทิลีน. อัลคีนที่สำคัญที่สุดชนิดหนึ่งและโดยทั่วไปหนึ่งในผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุดของอุตสาหกรรมปิโตรเคมีก็คือเอทิลีน เป็นวัตถุดิบสำหรับพลาสติกหลายชนิด มาแสดงรายการกัน

เอทิลีน. เอทิลีนเป็นผลิตภัณฑ์จากการเกิดพอลิเมอไรเซชันของเอทิลีน:

โพลีคลอเอทิลีน. พอลิเมอร์นี้เรียกอีกอย่างว่าโพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) ได้มาจากคลอโรเอทิลีน (ไวนิลคลอไรด์) ซึ่งได้มาจากเอทิลีนตามลำดับ ปฏิกิริยาทั้งหมด:

1,2-ไดคลอโรอีเทนได้ในรูปของของเหลวหรือก๊าซโดยใช้ซิงค์คลอไรด์หรือคลอไรด์เหล็ก (III) เป็นตัวเร่งปฏิกิริยา

เมื่อ 1,2-ไดคลอโรอีเทนถูกให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิ 500°C ภายใต้ความดัน 3 atm ต่อหน้าภูเขาไฟ จะเกิดคลอโรเอทิลีน (ไวนิลคลอไรด์)

อีกวิธีหนึ่งในการผลิตคลอโรเอทิลีนคือการให้ความร้อนส่วนผสมของเอทิลีน ไฮโดรเจนคลอไรด์ และออกซิเจนที่อุณหภูมิ 250°C โดยมีคอปเปอร์ (II) คลอไรด์ (ตัวเร่งปฏิกิริยา):

เส้นใยโพลีเอสเตอร์ตัวอย่างของเส้นใยดังกล่าวคือเทอริลีน ได้มาจากอีเทน-1,2-ไดออล ซึ่งจะถูกสังเคราะห์จากอีพอกซีอีเทน (เอทิลีนออกไซด์) ดังนี้

Ethane-1,2-diol (เอทิลีนไกลคอล) ยังใช้เป็นสารป้องกันการแข็งตัวและผลิตสารสังเคราะห์ ผงซักฟอก.

เอทานอลผลิตโดยการให้ความชุ่มชื้นของเอทิลีนโดยใช้กรดฟอสฟอริกที่มีซิลิการองรับเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา:

เอทานอลใช้ในการผลิตเอทานอล (อะซีตัลดีไฮด์) นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวทำละลายสำหรับเคลือบเงาและขัดเงาตลอดจนในอุตสาหกรรมเครื่องสำอาง

ในที่สุด เอทิลีนยังใช้ในการผลิตคลอโรอีเทน ซึ่งดังที่กล่าวข้างต้น ถูกนำมาใช้เพื่อผลิตตะกั่วเตตระเอทิล (IV) ซึ่งเป็นสารเติมแต่งป้องกันการน็อคสำหรับน้ำมันเบนซิน

โพรเพน. โพรพีน (โพรพิลีน) เช่นเดียวกับเอทิลีนใช้สำหรับการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์เคมีหลายชนิด หลายชนิดใช้ในการผลิตพลาสติกและยาง

โพลีโพรพีน. โพรพิลีนเป็นผลิตภัณฑ์โพลีเมอไรเซชันของโพรพีน:

โพรพาโนนและโพรเพนอลโพรพาโนน (อะซิโตน) ถูกใช้อย่างกว้างขวางเป็นตัวทำละลาย และยังใช้ในการผลิตพลาสติกที่เรียกว่าลูกแก้ว (โพลีเมทิลเมทาคริเลต) โพรพาโนนได้มาจากเบนซีน (1-เมทิลเอทิล) หรือจากโพรแพน-2-ออล หลังได้มาจากโพรพีนดังนี้:

การเกิดออกซิเดชันของโพรพีนโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาคอปเปอร์ (II) ออกไซด์ที่อุณหภูมิ 350°C ทำให้เกิดการผลิตโพรพีนัล (อะคริลิกอัลดีไฮด์): ไฮโดรคาร์บอนในการกลั่นน้ำมัน

โพรเพน-1,2,3-ไตรออลโพรแพน-2-ออล ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ และโพรเพนอลที่ผลิตในกระบวนการที่อธิบายไว้ข้างต้นสามารถใช้ในการผลิตโพรแพน-1,2,3-ไตรออล (กลีเซอรอล):

กลีเซอรีนใช้ในการผลิตฟิล์มกระดาษแก้ว

โพรเพนไนไตรล์ (อะคริโลไนไตรล์)สารประกอบนี้ใช้ในการผลิตเส้นใยสังเคราะห์ ยาง และพลาสติก ได้มาจากการส่งส่วนผสมของโพรพีน แอมโมเนีย และอากาศไปบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาโมลิบเดตที่อุณหภูมิ 450°C:

เมทิลบูตา-1,3-ไดอีน (ไอโซพรีน).ยางสังเคราะห์ผลิตโดยกระบวนการพอลิเมอไรเซชัน ไอโซพรีนผลิตขึ้นโดยใช้กระบวนการหลายขั้นตอนต่อไปนี้:

อีพอกซีโพรเพนใช้ในการผลิตโฟมโพลียูรีเทน โพลีเอสเตอร์ และผงซักฟอกสังเคราะห์ มันถูกสังเคราะห์ดังนี้:

But-1-ene, but-2-ene และ buta-1,2-dieneใช้ในการผลิตยางสังเคราะห์ หากใช้บิวทีนเป็นวัตถุดิบสำหรับกระบวนการนี้ พวกมันจะถูกแปลงเป็นบิวทา-1,3-ไดอีนก่อนโดยการดีไฮโดรจีเนชันโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาอยู่ ซึ่งเป็นส่วนผสมของโครเมียม (III) ออกไซด์และอะลูมิเนียมออกไซด์:

5. 3 อัลคีน

ตัวแทนที่สำคัญที่สุดของอัลคีนจำนวนหนึ่งคือเอธิน (อะเซทิลีน) อะเซทิลีนมีประโยชน์หลายอย่าง เช่น:

– เป็นเชื้อเพลิงในคบเพลิงออกซิเจนอะเซทิลีนสำหรับการตัดและเชื่อมโลหะ เมื่ออะเซทิลีนเผาไหม้ในออกซิเจนบริสุทธิ์ เปลวไฟของอะเซทิลีนจะมีอุณหภูมิสูงถึง 3,000°C;

– สำหรับการผลิตคลอโรเอทิลีน (ไวนิลคลอไรด์) แม้ว่าปัจจุบันเอทิลีนจะกลายเป็นวัตถุดิบที่สำคัญที่สุดในการสังเคราะห์คลอโรเอทิลีน (ดูด้านบน)

– เพื่อให้ได้ตัวทำละลาย 1,1,2,2-เตตระคลอโรอีเทน

5.4 อารีน่า

เบนซีนและเมทิลเบนซีน (โทลูอีน) ผลิตขึ้นในปริมาณมากในระหว่างการกลั่นน้ำมันดิบ เนื่องจากในกรณีนี้จะได้เมทิลเบนซีนแม้ในปริมาณที่มากเกินความจำเป็น ส่วนหนึ่งจึงถูกแปลงเป็นเบนซีน เพื่อจุดประสงค์นี้ ส่วนผสมของเมทิลเบนซีนและไฮโดรเจนถูกส่งผ่านบนพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมบนตัวรองรับอะลูมิเนียมออกไซด์ที่อุณหภูมิ 600°C ภายใต้ความดัน:

กระบวนการนี้เรียกว่า ไฮโดรอัลคิเลชัน.

เบนซินถูกใช้เป็นวัตถุดิบในการผลิตพลาสติกจำนวนหนึ่ง

(1-เมทิลเอทิล)เบนซีน(คิวมีนหรือ 2-ฟีนิลโพรเพน) ใช้ในการผลิตฟีนอลและโพรพาโนน (อะซิโตน) ฟีนอลใช้สำหรับการสังเคราะห์ยางและพลาสติกต่างๆ ด้านล่างนี้คือขั้นตอนการผลิตฟีนอลสามขั้นตอน

โพลี (ฟีนิลเอทิลีน)(โพลีสไตรีน). โมโนเมอร์ของโพลีเมอร์นี้คือฟีนิลเอทิลีน (สไตรีน) ได้มาจากเบนซิน:

บทที่ 6 การวิเคราะห์สถานะของอุตสาหกรรมน้ำมัน

ส่วนแบ่งของรัสเซียในการผลิตโลก วัตถุดิบแร่ยังคงสูงและมีจำนวน 11.6% สำหรับน้ำมัน 28.1% สำหรับก๊าซ 12-14% สำหรับถ่านหิน ในแง่ของปริมาณสำรองแร่ที่สำรวจแล้ว รัสเซียครองตำแหน่งผู้นำในโลก ด้วยดินแดนที่ถูกครอบครอง 10%, 12-13% ของน้ำมันสำรองของโลก, 35% ของก๊าซและ 12% ของถ่านหินกระจุกตัวอยู่ในส่วนลึกของรัสเซีย ในโครงสร้างของฐานทรัพยากรแร่ของประเทศ เงินสำรองมากกว่า 70% มาจากทรัพยากรของศูนย์เชื้อเพลิงและพลังงาน (น้ำมัน ก๊าซ ถ่านหิน) มูลค่ารวมของวัตถุดิบแร่ที่สำรวจและประเมินอยู่ที่ 28.5 ล้านล้านดอลลาร์ ซึ่งเป็นลำดับความสำคัญที่มากกว่ามูลค่าของอสังหาริมทรัพย์แปรรูปทั้งหมดในรัสเซีย

ตารางที่ 8 ศูนย์เชื้อเพลิงและพลังงานของสหพันธรัฐรัสเซีย

ศูนย์เชื้อเพลิงและพลังงานเป็นกระดูกสันหลังของเศรษฐกิจภายในประเทศ โดยส่วนแบ่งของศูนย์เชื้อเพลิงและพลังงานในการส่งออกทั้งหมดในปี 1996 จะอยู่ที่เกือบ 40% (25 พันล้านดอลลาร์) ประมาณ 35% ของรายได้งบประมาณของรัฐบาลกลางทั้งหมดในปี 1996 (121 จาก 347 ล้านล้านรูเบิล) ได้รับการวางแผนที่จะได้รับผ่านกิจกรรมขององค์กรที่ซับซ้อน ส่วนแบ่งของเชื้อเพลิงและพลังงานที่ซับซ้อนในปริมาณรวมนั้นเห็นได้ชัดเจน ผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ซึ่งรัฐวิสาหกิจของรัสเซียวางแผนที่จะเปิดตัวในปี 2539 จาก 968 ล้านล้านรูเบิล ของผลิตภัณฑ์ที่วางตลาด (ในราคาปัจจุบัน) ส่วนแบ่งขององค์กรเชื้อเพลิงและพลังงานจะมีมูลค่าเกือบ 270 ล้านล้านรูเบิลหรือมากกว่า 27% (ตารางที่ 8) ศูนย์เชื้อเพลิงและพลังงานยังคงเป็นศูนย์อุตสาหกรรมที่ใหญ่ที่สุด โดยมีการลงทุน (มากกว่า 71 ล้านล้านรูเบิลในปี 1995) และดึงดูดการลงทุน (1.2 พันล้านดอลลาร์จากธนาคารโลกเพียงแห่งเดียวในช่วงสองปีที่ผ่านมา) ในองค์กรในทุกอุตสาหกรรม

อุตสาหกรรมน้ำมันของสหพันธรัฐรัสเซียมีการพัฒนามาอย่างยาวนาน ความสำเร็จนี้เกิดขึ้นได้จากการค้นพบและทดสอบการใช้งานแหล่งน้ำมันขนาดใหญ่ที่ให้ผลผลิตสูงในภูมิภาคอูราล-โวลกา และไซบีเรียตะวันตกในช่วงทศวรรษที่ 50-70 รวมถึงการก่อสร้างใหม่และการขยายโรงกลั่นน้ำมันที่มีอยู่ ผลผลิตที่สูงของแหล่งนี้ทำให้สามารถเพิ่มการผลิตน้ำมันได้ 20-25 ล้านตันต่อปีด้วยการลงทุนเฉพาะเจาะจงที่น้อยที่สุดและต้นทุนวัสดุและทรัพยากรทางเทคนิคที่ค่อนข้างต่ำ อย่างไรก็ตาม การพัฒนาพื้นที่ดำเนินการในอัตราที่สูงจนไม่อาจยอมรับได้ (จาก 6 ถึง 12% ของปริมาณสำรองเริ่มต้น) และตลอดหลายปีที่ผ่านมาโครงสร้างพื้นฐานในพื้นที่ที่ผลิตน้ำมันและการก่อสร้างที่อยู่อาศัยก็ล้าหลังอย่างมาก ในปี 1988 รัสเซียผลิตคอนเดนเสทน้ำมันและก๊าซได้สูงสุด - 568.3 ล้านตันหรือ 91% ของการผลิตน้ำมันของสหภาพทั้งหมด ดินใต้ผิวดินในดินแดนของรัสเซียและน่านน้ำที่อยู่ติดกันมีประมาณ 90% ของปริมาณสำรองน้ำมันที่พิสูจน์แล้วของสาธารณรัฐทั้งหมดซึ่งก่อนหน้านี้เป็นส่วนหนึ่งของสหภาพโซเวียต ฐานทรัพยากรแร่ทั่วโลกกำลังพัฒนาตามแผนการขยายการสืบพันธุ์ นั่นคือทุกปีมีความจำเป็นต้องโอนเงินฝากใหม่ไปยังผู้ผลิตมากกว่าที่ผลิตได้ 10-15% นี่เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อรักษาโครงสร้างการผลิตที่สมดุลเพื่อให้อุตสาหกรรมไม่ประสบปัญหาการขาดแคลนวัตถุดิบ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาของการปฏิรูป ประเด็นการลงทุนในการสำรวจทางธรณีวิทยาเริ่มรุนแรง การพัฒนาน้ำมันหนึ่งล้านตันต้องใช้เงินลงทุนสองถึงห้าล้านดอลลาร์สหรัฐ นอกจากนี้กองทุนเหล่านี้จะให้ผลตอบแทนหลังจาก 3-5 ปีเท่านั้น ขณะเดียวกันเพื่อชดเชยการผลิตที่ลดลงจำเป็นต้องพัฒนาน้ำมันปีละ 250-300 ล้านตัน ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา มีการสำรวจแหล่งน้ำมันและก๊าซ 324 แห่ง และได้เปิดดำเนินการแล้ว 70-80 แห่ง ในปี 1995 มีการใช้ GDP เพียง 0.35% ในด้านธรณีวิทยา (ในอดีตสหภาพโซเวียตต้นทุนเหล่านี้สูงกว่าสามเท่า) มีความต้องการกักเก็บผลิตภัณฑ์ของนักธรณีวิทยา - แหล่งสะสมที่สำรวจ อย่างไรก็ตาม ในปี พ.ศ. 2538 การสำรวจทางธรณีวิทยายังคงสามารถหยุดยั้งการลดลงของการผลิตในอุตสาหกรรมของตนได้ ปริมาณการขุดเจาะสำรวจลึกในปี 1995 เพิ่มขึ้น 9% เมื่อเทียบกับปี 1994 จากเงินทุน 5.6 ล้านล้านรูเบิล นักธรณีวิทยาได้รับ 1.5 ล้านล้านรูเบิลจากส่วนกลาง สำหรับปี 1996 งบประมาณของ Roskomnedra อยู่ที่ 14 ล้านล้านรูเบิล โดย 3 ล้านล้านเป็นการลงทุนแบบรวมศูนย์ นี่เป็นเพียงหนึ่งในสี่ของการลงทุนด้านธรณีวิทยาของรัสเซียในอดีตสหภาพโซเวียต

ฐานวัตถุดิบของรัสเซียภายใต้การก่อตัวของเงื่อนไขทางเศรษฐกิจที่เหมาะสมสำหรับการพัฒนาการสำรวจทางธรณีวิทยาสามารถให้ระดับการผลิตในระยะเวลาที่ค่อนข้างยาวนานซึ่งจำเป็นต่อการตอบสนองความต้องการน้ำมันของประเทศ ควรคำนึงว่าในสหพันธรัฐรัสเซียหลังจากอายุเจ็ดสิบไม่มีการค้นพบทุ่งขนาดใหญ่และมีประสิทธิผลสูงเพียงแห่งเดียวและปริมาณสำรองที่เพิ่มเข้ามาใหม่นั้นเสื่อมโทรมลงอย่างมากในสภาพของพวกเขา ตัวอย่างเช่นเนื่องจากสภาพทางธรณีวิทยา อัตราการไหลเฉลี่ยของหลุมใหม่หนึ่งหลุมในภูมิภาค Tyumen ลดลงจาก 138 ตันในปี 1975 เป็น 10-12 ตันในปี 1994 เช่น มากกว่า 10 ครั้ง ต้นทุนทางการเงิน วัสดุ และทรัพยากรทางเทคนิคเพื่อสร้างกำลังการผลิตใหม่ 1 ตันเพิ่มขึ้นอย่างมาก สถานะของการพัฒนาแหล่งผลิตขนาดใหญ่ที่มีประสิทธิผลสูงนั้นมีลักษณะเฉพาะคือการพัฒนาปริมาณสำรองในปริมาณ 60-90% ของปริมาณสำรองเริ่มต้นที่สามารถกู้คืนได้ซึ่งกำหนดไว้ล่วงหน้าถึงการลดลงตามธรรมชาติของการผลิตน้ำมัน

เนื่องจากการหมดสิ้นลงของเงินฝากขนาดใหญ่ที่ให้ผลผลิตสูง คุณภาพของทุนสำรองจึงเปลี่ยนไปในทางที่แย่ลง ซึ่งต้องการการดึงดูดทรัพยากรทางการเงิน วัสดุ และทางเทคนิคที่มากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญสำหรับการพัฒนา เนื่องจากการลดเงินทุน ปริมาณงานสำรวจทางธรณีวิทยาจึงลดลงอย่างไม่อาจยอมรับได้ และเป็นผลให้ปริมาณสำรองน้ำมันเพิ่มขึ้นลดลง ถ้าในปี 1986-1990 ในไซบีเรียตะวันตกปริมาณสำรองเพิ่มขึ้น 4.88 พันล้านตันจากนั้นในปี 2534-2538 เนื่องจากปริมาณการขุดเจาะสำรวจลดลงทำให้เพิ่มขึ้นเกือบครึ่งหนึ่งและมีจำนวน 2.8 พันล้านตัน ในสภาวะปัจจุบันเพื่อตอบสนองความต้องการของประเทศแม้ในอนาคตอันใกล้นี้จำเป็นต้องใช้มาตรการภาครัฐเพื่อ เพิ่มแหล่งวัตถุดิบ

การเปลี่ยนแปลงไปสู่ความสัมพันธ์ทางการตลาดกำหนดความจำเป็นในการเปลี่ยนแปลงแนวทางในการสร้างสภาวะทางเศรษฐกิจสำหรับการทำงานขององค์กรที่เกี่ยวข้องกับอุตสาหกรรมเหมืองแร่ ใน อุตสาหกรรมน้ำมันโดดเด่นด้วยทรัพยากรที่ไม่หมุนเวียนของวัตถุดิบแร่อันมีค่า - น้ำมัน แนวทางทางเศรษฐกิจที่มีอยู่ไม่รวมส่วนสำคัญของปริมาณสำรองจากการพัฒนาเนื่องจากการพัฒนาไม่ได้ประสิทธิผลตามเกณฑ์ทางเศรษฐกิจในปัจจุบัน การประมาณการแสดงให้เห็นว่าสำหรับบริษัทน้ำมันแต่ละแห่ง ด้วยเหตุผลทางเศรษฐกิจ ปริมาณสำรองน้ำมันตั้งแต่ 160 ถึง 1,057 ล้านตันไม่สามารถเกี่ยวข้องกับการหมุนเวียนทางเศรษฐกิจได้

อุตสาหกรรมน้ำมันซึ่งมีปริมาณสำรองคงเหลือจำนวนมากกำลังถดถอยลงในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยเฉลี่ยแล้ว การผลิตน้ำมันที่ลดลงต่อปีสำหรับสต็อกปัจจุบันอยู่ที่ประมาณ 20% ด้วยเหตุนี้ เพื่อรักษาระดับการผลิตน้ำมันที่ประสบความสำเร็จในรัสเซีย จึงจำเป็นต้องแนะนำกำลังการผลิตใหม่ที่ 115-120 ล้านตันต่อปี ซึ่งต้องขุดเจาะหลุมผลิต 62 ล้านลูกบาศก์เมตร แต่ในความเป็นจริงในปี 1991 อยู่ที่ 27.5 ล้านตัน m ถูกเจาะและในปี 1995 - 9.9 ล้าน m

การขาดเงินทุนทำให้ปริมาณการก่อสร้างทางอุตสาหกรรมและโยธาลดลงอย่างมาก โดยเฉพาะในไซบีเรียตะวันตก ส่งผลให้งานพัฒนาแหล่งน้ำมัน การก่อสร้างและฟื้นฟูระบบรวบรวมและขนส่งน้ำมัน การก่อสร้างที่อยู่อาศัย โรงเรียน โรงพยาบาล และสิ่งอำนวยความสะดวกอื่น ๆ ลดลง ซึ่งเป็นสาเหตุหนึ่งที่ทำให้สังคมตึงเครียด สถานการณ์ในภูมิภาคที่ผลิตน้ำมัน โครงการก่อสร้างสิ่งอำนวยความสะดวกการใช้ก๊าซที่เกี่ยวข้องหยุดชะงัก เป็นผลให้มีการปล่อยก๊าซน้ำมันมากกว่า 10 พันล้านลูกบาศก์เมตรต่อปี เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างระบบท่อส่งน้ำมันขึ้นใหม่ จึงเกิดการแตกของท่อจำนวนมากอย่างต่อเนื่องในทุ่งนา เพียงในปี 1991 ก็มีการสูญเสียน้ำมันมากกว่า 1 ล้านตันด้วยเหตุผลนี้ และสร้างความเสียหายอย่างมากต่อสิ่งแวดล้อม คำสั่งก่อสร้างที่ลดลงนำไปสู่การล่มสลายขององค์กรก่อสร้างที่ทรงอำนาจในไซบีเรียตะวันตก

สาเหตุหลักประการหนึ่งที่ทำให้เกิดวิกฤติในอุตสาหกรรมน้ำมันก็คือการขาดแคลนอุปกรณ์ภาคสนามและท่อที่จำเป็น โดยเฉลี่ยแล้ว การขาดดุลในการจัดหาวัสดุและทรัพยากรทางเทคนิคแก่อุตสาหกรรมเกิน 30% ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ไม่มีการสร้างหน่วยการผลิตขนาดใหญ่ใหม่สำหรับการผลิตอุปกรณ์บ่อน้ำมัน นอกจากนี้ โรงงานหลายแห่งในโปรไฟล์นี้ได้ลดการผลิตลง และเงินทุนที่จัดสรรสำหรับการซื้อสกุลเงินต่างประเทศยังไม่เพียงพอ

เนื่องจากการขนส่งที่ไม่ดี จำนวนหลุมผลิตที่ไม่ได้ใช้งานจึงเกิน 25,000 หน่วย รวมถึงจำนวนหลุมผลิตที่ไม่ได้ใช้งาน 12,000 หน่วยที่สูงกว่าปกติ ในแต่ละวันมีการสูญเสียน้ำมันประมาณ 100,000 ตันจากบ่อที่ไม่ได้ใช้งานเกินกว่าปกติ

ปัญหาเฉียบพลันสำหรับ การพัฒนาต่อไปอุตสาหกรรมน้ำมันยังคงขาดแคลนเครื่องจักรและอุปกรณ์ประสิทธิภาพสูงสำหรับการผลิตน้ำมันและก๊าซ ภายในปี 1990 อุปกรณ์ทางเทคนิคครึ่งหนึ่งในอุตสาหกรรมชำรุดทรุดโทรมมากกว่า 50% เครื่องจักรและอุปกรณ์เพียง 14% เท่านั้นที่สอดคล้องกับมาตรฐานโลก และความต้องการผลิตภัณฑ์ประเภทหลักได้รับความพึงพอใจโดยเฉลี่ย 40-80% . สถานการณ์ในการจัดหาอุปกรณ์ให้กับอุตสาหกรรมนี้เป็นผลมาจากการพัฒนาอุตสาหกรรมวิศวกรรมน้ำมันของประเทศที่ย่ำแย่ นำเข้าวัสดุในปริมาณรวมของอุปกรณ์ถึง 20% และ บางชนิดสูงถึง 40% การซื้อท่อถึง 40 - 50%

...

เอกสารที่คล้ายกัน

คำแนะนำการใช้ไฮโดรคาร์บอน คุณภาพผู้บริโภค การแนะนำเทคโนโลยีสำหรับการแปรรูปไฮโดรคาร์บอนในเชิงลึก การใช้เป็นสารทำความเย็นและสารทำงานในเซ็นเซอร์ อนุภาคมูลฐานสำหรับการชุบภาชนะและวัสดุบรรจุภัณฑ์

รายงาน เพิ่มเมื่อ 07/07/2015


ประเภทและองค์ประกอบของก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการสลายตัวของน้ำมันไฮโดรคาร์บอนในระหว่างกระบวนการกลั่น การใช้การติดตั้งเพื่อแยกก๊าซอิ่มตัวและไม่อิ่มตัวและโรงงานก๊าซและน้ำมันเคลื่อนที่ การใช้ก๊าซแปรรูปทางอุตสาหกรรม

บทคัดย่อเพิ่มเมื่อ 02/11/2014


แนวคิดเกี่ยวกับก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องเป็นส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่ถูกปล่อยออกมาเนื่องจากความดันลดลงเมื่อน้ำมันลอยขึ้นสู่พื้นผิวโลก องค์ประกอบของก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้อง ลักษณะของการแปรรูปและการใช้งาน วิธีการกำจัดหลัก

การนำเสนอเพิ่มเมื่อ 11/10/2015


ลักษณะเฉพาะ สถานะปัจจุบัน อุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซรัสเซีย. ขั้นตอนของกระบวนการกลั่นน้ำมันเบื้องต้นและการกลั่นลำดับที่สองของเศษส่วนน้ำมันเบนซินและดีเซล กระบวนการทางความร้อนของเทคโนโลยีการกลั่นน้ำมันและเทคโนโลยีการแปรรูปก๊าซ

ทดสอบเพิ่มเมื่อ 05/02/2554


งานของอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันและปิโตรเคมี คุณสมบัติของการพัฒนาอุตสาหกรรมการกลั่นน้ำมันในโลก ลักษณะทางเคมี องค์ประกอบ และ คุณสมบัติทางกายภาพน้ำมันและก๊าซคอนเดนเสท การติดตั้งทางอุตสาหกรรมสำหรับการกลั่นน้ำมันเบื้องต้น

หลักสูตรการบรรยาย เพิ่มเมื่อ 31/10/2555


ความสำคัญของกระบวนการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาของน้ำมันเบนซินในการกลั่นน้ำมันและปิโตรเคมีสมัยใหม่ วิธีการผลิตอะโรเมติกไฮโดรคาร์บอนโดยการปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของคอมเพล็กซ์การแปรรูปน้ำมันและก๊าซคอนเดนเสท

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อ 16/06/2558


ลักษณะทางกายภาพและเคมีของน้ำมัน กระบวนการกลั่นน้ำมันขั้นต้นและรอง การจำแนกประเภท การปฏิรูปและไฮโดรทรีตติ้งของน้ำมัน การแตกตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาและการแตกตัวของน้ำ โค้กและไอโซเมอไรเซชันของน้ำมัน การสกัดอะโรมาติกเป็นการกลั่นน้ำมัน

งานหลักสูตรเพิ่มเมื่อวันที่ 13/06/2555


เส้นโค้งของอุณหภูมิจุดเดือดของน้ำมันที่แท้จริงและความสมดุลของวัสดุของโรงงานกลั่นน้ำมันขั้นต้น ปริมาณเศษส่วนที่เป็นไปได้ในน้ำมัน Vasilyevskaya ลักษณะของน้ำมันเบนซินจากการกลั่นน้ำมันเบื้องต้น การแตกตัวด้วยความร้อนและตัวเร่งปฏิกิริยา

งานห้องปฏิบัติการ เพิ่มเมื่อ 11/14/2553


ลักษณะและโครงสร้างองค์กรของโรงงานปิโตรเคมี Pavlodar CJSC กระบวนการเตรียมน้ำมันเพื่อการกลั่น: การคัดแยก, การทำให้บริสุทธิ์จากสิ่งเจือปน, หลักการกลั่นน้ำมันเบื้องต้น การออกแบบและการทำงานของคอลัมน์การกลั่น ประเภทของคอลัมน์ ประเภทของการเชื่อมต่อ

รายงานการปฏิบัติ เพิ่มเมื่อ 29/11/2552


ลักษณะทั่วไปน้ำมัน การกำหนดปริมาณที่เป็นไปได้ของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม การเลือกและเหตุผลของหนึ่งในตัวเลือกการกลั่นน้ำมัน การคำนวณยอดคงเหลือวัสดุของการติดตั้งทางเทคโนโลยี และความสมดุลสินค้าโภคภัณฑ์ของโรงกลั่นน้ำมัน

ในระหว่างบทเรียน คุณจะสามารถศึกษาหัวข้อ “แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติ การกลั่นน้ำมัน". มากกว่า 90% ของพลังงานทั้งหมดที่มนุษย์ใช้ในปัจจุบันได้มาจากฟอสซิลสารประกอบอินทรีย์ตามธรรมชาติ คุณจะได้เรียนรู้เกี่ยวกับทรัพยากรธรรมชาติ (ก๊าซธรรมชาติ น้ำมัน ถ่านหิน) สิ่งที่เกิดขึ้นกับน้ำมันหลังจากการสกัด

หัวข้อ: ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว

บทเรียน: แหล่งธรรมชาติของไฮโดรคาร์บอน

ประมาณ 90% ของพลังงานที่อารยธรรมสมัยใหม่ใช้ไปนั้นเกิดจากการเผาเชื้อเพลิงฟอสซิลตามธรรมชาติ ได้แก่ ก๊าซธรรมชาติ น้ำมัน และถ่านหิน

รัสเซียเป็นประเทศที่อุดมไปด้วยเชื้อเพลิงฟอสซิลตามธรรมชาติ มีน้ำมันและก๊าซธรรมชาติสำรองจำนวนมากในไซบีเรียตะวันตกและเทือกเขาอูราล ถ่านหินถูกขุดใน Kuznetsk, South Yakutsk และภูมิภาคอื่น ๆ

ก๊าซธรรมชาติประกอบด้วยมีเทนโดยเฉลี่ย 95% โดยปริมาตร

นอกจากมีเทนแล้ว ก๊าซธรรมชาติจากแหล่งต่างๆ ยังประกอบด้วยไนโตรเจน คาร์บอนไดออกไซด์ ฮีเลียม ไฮโดรเจนซัลไฟด์ รวมถึงอัลเคนเบาอื่นๆ เช่น อีเทน โพรเพน และบิวเทน

ก๊าซธรรมชาติถูกสกัดจากแหล่งสะสมใต้ดินซึ่งอยู่ภายใต้ความกดดันสูง มีเทนและไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ เกิดขึ้นจากสารอินทรีย์ของพืชและสัตว์ในระหว่างการย่อยสลายโดยไม่มีอากาศ มีเทนเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องอันเป็นผลมาจากการทำงานของจุลินทรีย์

มีเทนถูกค้นพบบนดาวเคราะห์ ระบบสุริยะและสหายของพวกเขา

มีเทนบริสุทธิ์ไม่มีกลิ่น อย่างไรก็ตามก๊าซที่ใช้ในชีวิตประจำวันมีกลิ่นไม่พึงประสงค์ นี่คือสิ่งที่สารเติมแต่งพิเศษมีกลิ่น - เมอร์แคปแทน กลิ่นของเมอร์แคปแทนช่วยให้คุณตรวจจับการรั่วไหลของก๊าซในประเทศได้ทันเวลา ส่วนผสมของมีเทนกับอากาศทำให้เกิดการระเบิดได้ในอัตราส่วนที่หลากหลาย - ตั้งแต่ 5 ถึง 15% ของก๊าซโดยปริมาตร ดังนั้นหากคุณได้กลิ่นแก๊สในห้อง คุณไม่ควรแค่จุดไฟแต่ควรใช้ด้วย สวิตช์ไฟฟ้า. ประกายไฟเพียงเล็กน้อยอาจทำให้เกิดการระเบิดได้

ข้าว. 1.น้ำมันจากแหล่งต่างๆ

น้ำมัน- ของเหลวข้นคล้ายน้ำมัน มีตั้งแต่สีเหลืองอ่อนไปจนถึงสีน้ำตาลและสีดำ

ข้าว. 2. แหล่งน้ำมัน

น้ำมันจากแหล่งต่างๆ มีองค์ประกอบที่แตกต่างกันอย่างมาก ข้าว. 1. ส่วนหลักของน้ำมันคือไฮโดรคาร์บอนที่มีอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 5 อะตอมขึ้นไป โดยพื้นฐานแล้วไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้จัดอยู่ในประเภทจำกัด เช่น อัลเคน ข้าว. 2.

น้ำมันยังประกอบด้วยสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยกำมะถัน ออกซิเจน ไนโตรเจน น้ำมันประกอบด้วยน้ำและสิ่งสกปรกอนินทรีย์

ก๊าซที่ปล่อยออกมาระหว่างการผลิตจะถูกละลายในน้ำมัน - ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้อง. เหล่านี้คือมีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทนที่มีไนโตรเจนเจือปน คาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนซัลไฟด์

ถ่านหินเช่นเดียวกับน้ำมันที่เป็นส่วนผสมที่ซับซ้อน ส่วนแบ่งของคาร์บอนในนั้นคิดเป็น 80-90% ส่วนที่เหลือได้แก่ ไฮโดรเจน ออกซิเจน ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน และธาตุอื่นๆ ในถ่านหินสีน้ำตาลสัดส่วนของคาร์บอนและอินทรียวัตถุต่ำกว่าในหิน แม้แต่อินทรียวัตถุก็น้อยลงด้วย หินน้ำมัน.

ในอุตสาหกรรม ถ่านหินถูกให้ความร้อนถึง 900-1100 0 C โดยไม่มีอากาศเข้า กระบวนการนี้เรียกว่า โค้ก. ผลลัพธ์ที่ได้คือโค้กที่มีปริมาณคาร์บอนสูง ซึ่งจำเป็นสำหรับโลหะวิทยา ก๊าซเตาอบโค้ก และน้ำมันถ่านหิน สารอินทรีย์หลายชนิดถูกปล่อยออกมาจากก๊าซและน้ำมันดิน ข้าว. 3.

ข้าว. 3. การสร้างเตาอบโค้ก

ก๊าซธรรมชาติและน้ำมันเป็นแหล่งวัตถุดิบที่สำคัญที่สุดสำหรับอุตสาหกรรมเคมี น้ำมันที่สกัดออกมาหรือ "น้ำมันดิบ" เป็นเรื่องยากที่จะใช้เป็นเชื้อเพลิงได้ ดังนั้นน้ำมันดิบจึงถูกแบ่งออกเป็นเศษส่วน (จากภาษาอังกฤษ "เศษส่วน" - "ส่วน") โดยใช้จุดเดือดที่แตกต่างกันของสารที่เป็นส่วนประกอบ

วิธีการแยกน้ำมันขึ้นอยู่กับ อุณหภูมิที่แตกต่างกันการต้มไฮโดรคาร์บอนที่เป็นส่วนประกอบเรียกว่าการกลั่นหรือการกลั่น ข้าว. 4.

ข้าว. 4. ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม

เศษส่วนที่กลั่นจากประมาณ 50 ถึง 180 0 C เรียกว่า น้ำมันเบนซิน.

น้ำมันก๊าดเดือดที่อุณหภูมิ 180-300 0 C

เรียกว่ากากสีดำหนาที่ไม่มีสารระเหย น้ำมันเตา.

นอกจากนี้ยังมีเศษส่วนกลางจำนวนหนึ่งที่เดือดในช่วงที่แคบกว่า ได้แก่ ปิโตรเลียมอีเทอร์ (40-70 0 C และ 70-100 0 C) สุราขาว (149-204 ° C) และน้ำมันแก๊ส (200-500 0 C) . พวกมันถูกใช้เป็นตัวทำละลาย น้ำมันเชื้อเพลิงสามารถกลั่นได้ภายใต้แรงดันที่ลดลงเพื่อผลิตน้ำมันหล่อลื่นและพาราฟิน กากของแข็งจากการกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิง - ยางมะตอย. ใช้สำหรับการผลิตพื้นผิวถนน

การแปรรูปก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องเป็นอุตสาหกรรมที่แยกจากกันและผลิตผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่าจำนวนหนึ่ง

สรุปบทเรียน

ในระหว่างบทเรียน คุณได้ศึกษาหัวข้อ “แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติ การกลั่นน้ำมัน". มากกว่า 90% ของพลังงานทั้งหมดที่มนุษย์ใช้ในปัจจุบันได้มาจากฟอสซิลสารประกอบอินทรีย์ตามธรรมชาติ คุณได้เรียนรู้เกี่ยวกับทรัพยากรธรรมชาติ (ก๊าซธรรมชาติ น้ำมัน ถ่านหิน) ว่าเกิดอะไรขึ้นกับน้ำมันหลังจากการสกัด

บรรณานุกรม

1. Rudzitis G.E. เคมี. พื้นฐาน เคมีทั่วไป. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10: หนังสือเรียนสำหรับสถาบันการศึกษาทั่วไป: ระดับพื้นฐาน / G. E. Rudzitis, F.G. เฟลด์แมน. - ฉบับที่ 14 - อ.: การศึกษา, 2555.

2. เคมี. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10 ระดับโปรไฟล์: วิชาการ เพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบัน/ วี.วี. เอเรมิน, N.E. คุซเมนโก, วี.วี. Lunin และคณะ - M.: Bustard, 2008. - 463 p.

3. เคมี. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 ระดับโปรไฟล์: วิชาการ เพื่อการศึกษาทั่วไป สถาบัน/ วี.วี. เอเรมิน, N.E. คุซเมนโก, วี.วี. Lunin และคณะ - M.: Bustard, 2010. - 462 p.

4. Khomchenko G.P. , Khomchenko I.G. รวบรวมปัญหาเคมีสำหรับผู้เข้ามหาวิทยาลัย - ฉบับที่ 4 - อ.: RIA "คลื่นลูกใหม่": ผู้จัดพิมพ์ Umerenkov, 2012. - 278 หน้า

การบ้าน

1. ลำดับที่ 3, 6 (หน้า 74) Rudzitis G.E., Feldman F.G. เคมี: เคมีอินทรีย์. ชั้นประถมศึกษาปีที่ 10: หนังสือเรียนสำหรับสถาบันการศึกษาทั่วไป: ระดับพื้นฐาน / G. E. Rudzitis, F.G. เฟลด์แมน. - ฉบับที่ 14 - อ.: การศึกษา, 2555.

2. ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องแตกต่างจากก๊าซธรรมชาติอย่างไร

3. น้ำมันกลั่นทำอย่างไร?

แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติที่สำคัญที่สุดคือ น้ำมัน , ก๊าซธรรมชาติ และ ถ่านหิน . พวกมันก่อตัวเป็นแหล่งสะสมที่อุดมสมบูรณ์ในภูมิภาคต่างๆ ของโลก

ก่อนหน้านี้ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่สกัดได้ถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงเท่านั้น ปัจจุบันวิธีการประมวลผลได้รับการพัฒนาและใช้กันอย่างแพร่หลาย ทำให้สามารถแยกไฮโดรคาร์บอนที่มีคุณค่าซึ่งใช้เป็นเชื้อเพลิงคุณภาพสูงและเป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ต่างๆ แปรรูปแหล่งวัตถุดิบจากธรรมชาติ อุตสาหกรรมปิโตรเคมี . ลองดูวิธีการหลักในการแปรรูปไฮโดรคาร์บอนธรรมชาติ

แหล่งวัตถุดิบธรรมชาติที่มีคุณค่าที่สุดคือ น้ำมัน . เป็นของเหลวมันที่มีสีน้ำตาลเข้มหรือสีดำมีกลิ่นเฉพาะตัวซึ่งแทบไม่ละลายในน้ำ มีความหนาแน่นของน้ำมัน 0.73–0.97 ก./ซม.3น้ำมันเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของไฮโดรคาร์บอนเหลวหลายชนิดซึ่งมีการละลายไฮโดรคาร์บอนที่เป็นก๊าซและของแข็ง และองค์ประกอบของน้ำมันจากแหล่งต่างๆ อาจแตกต่างกัน อัลเคน ไซโคลอัลเคน อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน รวมถึงสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยออกซิเจน ซัลเฟอร์ และไนโตรเจน อาจมีอยู่ในน้ำมันในสัดส่วนที่แตกต่างกัน

น้ำมันดิบนั้นไม่ได้ใช้จริง แต่ผ่านการประมวลผลแล้ว

แยกแยะ การกลั่นน้ำมันเบื้องต้น (การกลั่น ), เช่น. แบ่งเป็นเศษส่วนโดยมีจุดเดือดต่างกันและ การรีไซเคิล (แคร็ก ) ในระหว่างที่โครงสร้างของไฮโดรคาร์บอนมีการเปลี่ยนแปลง

dovs รวมอยู่ในองค์ประกอบ

การกลั่นน้ำมันเบื้องต้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่ายิ่งจุดเดือดของไฮโดรคาร์บอนสูงเท่าไร มวลโมเลกุลก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น น้ำมันประกอบด้วยสารประกอบที่มีจุดเดือดตั้งแต่ 30 ถึง 550°C จากการกลั่น น้ำมันจะถูกแบ่งออกเป็นเศษส่วนซึ่งเดือดที่อุณหภูมิต่างกันและมีส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่มีมวลโมลาร์ต่างกัน เศษส่วนเหล่านี้มีประโยชน์หลายอย่าง (ดูตาราง 10.2)

ตารางที่ 10.2. ผลิตภัณฑ์จากการกลั่นน้ำมันเบื้องต้น

เศษส่วน	จุดเดือด, °C	สารประกอบ	แอปพลิเคชัน
ก๊าซเหลว	<30	ไฮโดรคาร์บอน C 3 -C 4	เชื้อเพลิงก๊าซ วัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมี
น้ำมันเบนซิน	40-200	ไฮโดรคาร์บอน C 5 – C 9	เชื้อเพลิงการบินและรถยนต์ ตัวทำละลาย
แนฟทา	150-250	ไฮโดรคาร์บอน C 9 – C 12	น้ำมันดีเซลตัวทำละลาย
น้ำมันก๊าด	180-300	ไฮโดรคาร์บอน C 9 -C 16	เชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล เชื้อเพลิงในครัวเรือน เชื้อเพลิงแสงสว่าง
น้ำมันแก๊ส	250-360	ไฮโดรคาร์บอน C 12 -C 35	น้ำมันดีเซล วัตถุดิบตั้งต้นสำหรับการแตกตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา
น้ำมันเตา	> 360	สารไฮโดรคาร์บอนที่สูงขึ้น, สารที่ประกอบด้วย O-, N-, S-, Me	เชื้อเพลิงสำหรับโรงงานหม้อไอน้ำและเตาอุตสาหกรรม วัตถุดิบสำหรับการกลั่นต่อไป

น้ำมันเชื้อเพลิงมีสัดส่วนประมาณครึ่งหนึ่งของมวลน้ำมัน ดังนั้นจึงต้องผ่านกระบวนการทางความร้อนด้วย เพื่อป้องกันการสลายตัว น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกกลั่นภายใต้แรงดันที่ลดลง ในกรณีนี้จะได้เศษส่วนหลายส่วน: ไฮโดรคาร์บอนเหลวซึ่งใช้เป็น น้ำมันหล่อลื่น ; ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนของเหลวและของแข็ง – ปิโตรเลียม ใช้ในการเตรียมขี้ผึ้ง ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่เป็นของแข็ง – พาราฟิน ใช้สำหรับการผลิตยาขัดรองเท้า เทียน ไม้ขีด และดินสอ ตลอดจนสำหรับชุบไม้ สารตกค้างไม่ระเหย - ทาร์ ใช้ในการผลิตยางมะตอยก่อสร้างและมุงหลังคา

การรีไซเคิลน้ำมันรวมถึง ปฏิกริยาเคมี, การเปลี่ยนองค์ประกอบและ โครงสร้างทางเคมีไฮโดรคาร์บอน ความหลากหลายของมันคือ

ty - การแตกร้าวด้วยความร้อน, การแตกตัวเร่งปฏิกิริยา, การปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา

การแตกร้าวด้วยความร้อนมักขึ้นอยู่กับน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมันส่วนหนักอื่นๆ ที่อุณหภูมิ 450-550°C และความดัน 2-7 MPa โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนจะถูกแบ่งโดยกลไกอนุมูลอิสระออกเป็นชิ้นเล็กๆ โดยมีอะตอมของคาร์บอนจำนวนน้อยกว่า และสารประกอบที่อิ่มตัวและไม่อิ่มตัวจะถูกสร้างขึ้น:

ส 16 ชม. 34 ¾® S 8 ชม. 18 + ส 8 ชม. 16

C 8 H 18 ¾®C 4 H 10 +C 4 H 8

วิธีนี้ใช้เพื่อให้ได้น้ำมันเบนซิน

ตัวเร่งปฏิกิริยาแคร็กดำเนินการต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา (โดยปกติคืออะลูมิโนซิลิเกต) ที่ ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิ 550 - 600°C. ในขณะเดียวกัน น้ำมันเบนซินสำหรับการบินก็ผลิตจากน้ำมันก๊าดและน้ำมันแก๊สที่เป็นส่วนประกอบของน้ำมัน

การสลายไฮโดรคาร์บอนต่อหน้าอะลูมิโนซิลิเกตเกิดขึ้นตามกลไกไอออนิกและมาพร้อมกับไอโซเมอไรเซชันเช่น การก่อตัวของส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวและไม่อิ่มตัวด้วยโครงกระดูกคาร์บอนที่แตกแขนงเช่น:

ช3 ช3ช3ช3ช3

แมว., ที||

C 16 H 34 Ⓟ® CH 3 -C -C-CH 3 + CH 3 -C = C - CH-CH 3

การปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา ดำเนินการที่อุณหภูมิ 470-540°C และความดัน 1–5 MPa โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมหรือแพลตตินัม-รีเนียมที่สะสมอยู่บนฐาน Al 2 O 3 ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การเปลี่ยนแปลงของพาราฟินและ

ไซโคลพาราฟินปิโตรเลียมเป็นอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

แมว., ที, พี

⁃⁄⁄⁄® + 3Н 2

แมว., ที, พี

C 6 H 14 ⁴⁶⁶⁶® + 4H 2

กระบวนการเร่งปฏิกิริยาทำให้ได้น้ำมันเบนซินที่มีคุณภาพดีขึ้นเนื่องจากมีไฮโดรคาร์บอนที่มีกิ่งก้านและอะโรมาติกสูง คุณภาพของน้ำมันเบนซินนั้นมีลักษณะเฉพาะ หมายเลขออกเทน. ยิ่งส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศถูกบีบอัดโดยลูกสูบมากเท่าใด กำลังของเครื่องยนต์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การบีบอัดสามารถทำได้จนถึงขีดจำกัดที่กำหนดเท่านั้น ซึ่งเกินกว่าจะเกิดการระเบิด (การระเบิด)

ส่วนผสมของก๊าซทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและการสึกหรอของเครื่องยนต์ก่อนวัยอันควร พาราฟินปกติมีความต้านทานต่อการระเบิดต่ำที่สุด ด้วยความยาวของโซ่ที่ลดลงการแตกแขนงเพิ่มขึ้นและจำนวนสองเท่า

มันเพิ่มจำนวนการเชื่อมต่อ มีอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนสูงเป็นพิเศษ

ก่อนคลอดบุตร เพื่อประเมินความต้านทานต่อการระเบิดของน้ำมันเบนซินประเภทต่าง ๆ จะถูกเปรียบเทียบกับตัวบ่งชี้ที่คล้ายกันสำหรับส่วนผสม ไอโซออกเทน และ เอ็น-เฮป-ทาน่า ด้วยอัตราส่วนของส่วนประกอบที่แตกต่างกัน หมายเลขออกเทนเท่ากับเปอร์เซ็นต์ของไอโซออกเทนในส่วนผสมนี้ ยิ่งสูงเท่าไรคุณภาพของน้ำมันเบนซินก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เลขออกเทนยังสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มสารป้องกันการน็อคพิเศษ เช่น ตะกั่วเตตระเอทิล อย่างไรก็ตาม Pb(C 2 H 5) 4 น้ำมันเบนซินและผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ของน้ำมันดังกล่าวเป็นพิษ

นอกเหนือจากเชื้อเพลิงเหลวแล้ว กระบวนการเร่งปฏิกิริยายังผลิตไฮโดรคาร์บอนที่เป็นก๊าซต่ำกว่า ซึ่งจะถูกนำไปใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์

แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติที่สำคัญอีกแหล่งหนึ่งซึ่งมีความสำคัญเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องคือ ก๊าซธรรมชาติ. ประกอบด้วยมีเทนมากถึง 98% โดยปริมาตร 2–3% โดยปริมาตร ความคล้ายคลึงกันที่ใกล้เคียงที่สุดรวมถึงสิ่งสกปรกของไฮโดรเจนซัลไฟด์, ไนโตรเจน, คาร์บอนไดออกไซด์, ก๊าซมีตระกูลและน้ำ ก๊าซที่ปล่อยออกมาระหว่างการผลิตน้ำมัน ( ผ่าน ) มีเทนน้อยกว่า แต่มีความคล้ายคลึงกันมากกว่า

ก๊าซธรรมชาติถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง นอกจากนี้ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวแต่ละตัวยังถูกแยกออกจากมันโดยการกลั่นเช่นกัน ก๊าซสังเคราะห์ ประกอบด้วย CO และไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ ใช้เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ต่างๆ

ขุดได้ในปริมาณมาก ถ่านหิน – วัสดุแข็งต่างกันสีดำหรือสีเทาดำ เป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงหลายชนิด

ถ่านหินถูกนำมาใช้เป็น เชื้อเพลิงแข็งและยังถูกยัดเยียดอีกด้วย โค้ก – การกลั่นแบบแห้งโดยไม่มีอากาศเข้าถึง ที่อุณหภูมิ 1,000-1200°C จากกระบวนการนี้ จะเกิดสิ่งต่อไปนี้: โคก ซึ่งเป็นกราไฟท์บดละเอียดและใช้ในโลหะวิทยาเป็นตัวรีดิวซ์ น้ำมันถ่านหิน ซึ่งกลั่นเพื่อผลิตอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (เบนซีน โทลูอีน ไซลีน ฟีนอล ฯลฯ) และ ขว้าง ใช้สำหรับเตรียมสักหลาดหลังคา น้ำแอมโมเนีย และ แก๊สเตาอบโค้ก ประกอบด้วยไฮโดรเจนประมาณ 60% และมีเทน 25%

ดังนั้นแหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติจึงมีให้

อุตสาหกรรมเคมีที่มีวัตถุดิบหลากหลายและค่อนข้างถูกสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ทำให้สามารถได้รับสารประกอบอินทรีย์มากมายที่ไม่พบในธรรมชาติแต่จำเป็นสำหรับมนุษย์

รูปแบบทั่วไปของการใช้วัตถุดิบธรรมชาติสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์และปิโตรเคมีขั้นพื้นฐานสามารถนำเสนอได้ดังนี้

ก๊าซสังเคราะห์ Arenas อะเซทิลีน แอลคีน อัลเคน

การสังเคราะห์สารอินทรีย์และปิโตรเคมีขั้นพื้นฐาน

งานทดสอบ

1222. การกลั่นน้ำมันขั้นต้นและการกลั่นขั้นที่สองแตกต่างกันอย่างไร?

1223. การเชื่อมต่ออะไรเป็นตัวกำหนด คุณภาพสูงน้ำมันเบนซิน?

1224. เสนอวิธีการที่ทำให้ได้เอทิลแอลกอฮอล์จากน้ำมัน