Знаходження вуглеводнів в природі

Природні гази, що добуваються з надр землі, мають різний склад: гази, що містять переважно метан (90 -98 %), та гази, що містять окрім метану (60 – 65 %), інші насичені вуглеводні – етан, пропан і бутан. Природні гази зустрічаються в місцях, де є кам’яне вугілля і нафта. Нафтові гази, які виділяються під час добування і первинній перегонці нафти (супутній газ), за своїм складом аналогічні природному газу. Окрім природних газів, є також гази нафтопереробки. Природні гази і гази нафтопереробки широко використовуються як сировина для хімічного синтезу і як паливо. Газ, яким ми користуємось в побуті і на виробництві для приготування їжі, містить ≈ 95-98% газу метану, газ, яким заправляють газові балони – це суміш пропану і бутану з невеликим відсотком метану та етану.

Метан СН₄ - болотний газ, тому що він виділяється з дна боліт і накопичується в рудничих шахтах. В природі утворюється внаслідок метанового бродіння органічних речовин (клітковини). Метан – безбарвний газ, без запаху і кольору, погано розчинний у воді, горить блідим блакитним полум’ям, з повітрям утворює небезпечну вибухову суміш. Застосовується метан в основному як паливо, а також для синтезу багатьох хімічних речовин, наприклад, при окисленні метану одержують метиловий спирт і формальдегід:

СН₄ + О → СН₃ОН + О → Н – СОН + Н₂О

Метан метанол метаналь

При розкладі метану за високих температур можна одержати високоякісну сажу: 1000 ⁰С

СН₄ → С + 2Н₂

Нафта – темна масляниста рідина з характерним запахом, нерозчинна у воді, в залежності від походження має різний склад і колір. Грозненська, ферганська і західноукраїнська нафта містять велику кількість насичених вуглеводнів. Бакинська нафта складається в основному з циклічних вуглеводнів. Нафта – це суміш рідких вуглеводнів, в яких розчинені газоподібні і тверді вуглеводні. Теорія органічного походження нафти має найбільше прихильників. Дослідним шляхом встановлено, що шляхом перегонки під тиском з риб’ячого жиру і водоростей можна отримати суміш вуглеводнів, які утворюють нафту. Також в багатьох зразках нафти були одержані сполуки, які утворюються при розкладі хлорофілу і гемоглобіну. Вважають, що нафта утворилась внаслідок гниття решток рослинних і тваринних організмів без доступу кисню.

Основними способами переробки нафти є: перегонка, крекінг і ароматизація.

Перегонка нафти проводиться в спеціальних установках. При нагріванні нафти до певної температури, вуглеводні, що містяться в ній, переходять в газоподібний стан, і відокремлюються від рідкого і твердого нелеткого залишку. Збирають окремі фракції нафти, які відрізняються температурами кипіння. До 150 ⁰С збирають бензин, від 150-300 ⁰С – керосин, вище 300 ⁰С – залишок, який називають мазутом. В бензиновій фракції містяться вуглеводи, що містять від 5 до 9 атомів Карбону. З цієї фракції шляхом дрібної перегонки одержують різні сорти бензину. В керосиновій фракції містяться вуглеводи, що містять від 9 до 16 атомів Карбону. Із мазуту одержують мастильні матеріали, вазелін. Після перегонки мазуту залишається тверда речовина – гудрон.

Продукти перегонки нафти використовують як паливо для автомобілів, літаків (бензин і керосин), а також використовуються як розчинники. Мазут теж може бути паливом і сировиною для органічного синтезу. Гудрон використовують для асфальтування доріг. З окремих сортів нафти виділяють суміш твердих вуглеводнів, яку називають парафін. Парафін можна використовувати для добування вищих карбонових кислот. Ці кислоти використовують в миловарінні, як замінники органічних кислот рослинного і тваринного походження, а також для виготовлення свічок і для просочування паперу і сірників.

Крекінг нафти. Процес крекінгу нафти полягає в розщепленні вуглеводнів з великою кількістю атомів Карбону на дрібніші молекули насичених і ненасичених вуглеводнів, що відповідають бензиновій фракції. Внаслідок крекінгу нафти вихід бензину збільшується до 80 %. Існує термічний і каталітичний крекінг нафти. Термічний крекінг проводять при температурі 450-500 ⁰С і тискові 20-70 атм; каталітичний – при атмосферному тискові і 450 ⁰С в присутності каталізаторів (алюміносилікатів). В результаті крекінгу утворюється крекінг-бензин, гази і нафтовий кокс. Крекінг-бензин містить велику кількість ненасичених і ароматичних вуглеводнів, його октанове число 70-80 (октанове число бензину, одержаного простою перегонкою – 40-60).

Ароматизація нафти. Для використання нафти як сировини у виробництві хімічних продуктів Н. Д. Зелінським, Б.А. Казанським та іншими були розроблені методи перетворення парафінових вуглеводнів в ароматичні в присутності каталізаторів (платини, оксидів хрому та молібдену). Наприклад, реакція утворення бензену виражається рівнянням: С₆Н₁₂ → С₆Н₆ + 3Н₂.

Гірський віск (озокерит) за своїм походженням близький до нафти і утворений твердими вуглеводнями. Шляхом його очистки одержують церезин, що застосовується як замінник воску при виготовленні мастики. Озокерит і парафін застосовуються в медицині.

Дата добавления: 2014-11-29