Os hidrocarbonetos são de grande importância econômica, pois servem como o tipo mais importante de matéria-prima para a obtenção de quase todos os produtos da moderna indústria de síntese orgânica e são amplamente utilizados para fins energéticos. Eles parecem acumular calor e energia solar, que são liberados durante a combustão. Turfa, carvão, xisto betuminoso, petróleo, gases de petróleo naturais e associados contêm carbono, cuja combinação com o oxigênio durante a combustão é acompanhada pela liberação de calor.

carvão	turfa	óleo	gás natural
sólido	sólido	líquido	gás
sem cheiro	sem cheiro	Cheiro forte	sem cheiro
composição uniforme	composição uniforme	mistura de substâncias	mistura de substâncias
uma rocha de cor escura com alto teor de matéria combustível resultante do soterramento de acumulações de várias plantas nos estratos sedimentares	acúmulo de massa vegetal semidecomposta acumulada no fundo de pântanos e lagos cobertos de vegetação	líquido oleoso combustível natural, consiste em uma mistura de hidrocarbonetos líquidos e gasosos	uma mistura de gases formada nas entranhas da Terra durante a decomposição anaeróbica de substâncias orgânicas, o gás pertence ao grupo de rochas sedimentares
Valor calórico- o número de calorias liberadas ao queimar 1 kg de combustível
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Carvão.

O carvão sempre foi uma matéria-prima promissora para energia e muitos produtos químicos.

Desde o século 19, o primeiro grande consumidor de carvão foi o transporte, então o carvão começou a ser usado para a produção de eletricidade, coque metalúrgico e processamento químico uma variedade de produtos, materiais estruturais de carbono-grafite, plásticos, cera de montanha, combustíveis sintéticos, líquidos e gasosos de alto teor calórico, ácidos com alto teor de nitrogênio para a produção de fertilizantes.

O carvão é uma mistura complexa de compostos macromoleculares, que incluem os seguintes elementos: C, H, N, O, S. O carvão, como o petróleo, contém um grande número de várias substâncias orgânicas, bem como matéria orgânica, como, por exemplo, água, amônia, sulfeto de hidrogênio e, claro, o próprio carbono - carvão.

O processamento da hulha ocorre em três direções principais: coqueificação, hidrogenação e combustão incompleta. Uma das principais formas de processamento do carvão é coque– calcinação sem acesso ao ar em fornos de coque a uma temperatura de 1000–1200°C. A essa temperatura, sem acesso ao oxigênio, o carvão sofre as mais complexas transformações químicas, resultando na formação de coque e produtos voláteis:

1. gás de coque (hidrogênio, metano, monóxido de carbono e dióxido de carbono, impurezas de amônia, nitrogênio e outros gases);

2. alcatrão de carvão (várias centenas de substâncias orgânicas diferentes, incluindo benzeno e seus homólogos, fenol e álcoois aromáticos, naftaleno e vários compostos heterocíclicos);

3. Supra-alcatrão, ou amônia, água (amônia dissolvida, bem como fenol, sulfeto de hidrogênio e outras substâncias);

4. coque (resíduo sólido de coqueificação, carbono praticamente puro).

O coque resfriado é enviado para usinas metalúrgicas.

Quando os produtos voláteis (gás de coqueria) são resfriados, o alcatrão de carvão e a água de amônia se condensam.

Passando produtos não condensados ​​(amônia, benzeno, hidrogênio, metano, CO 2 , nitrogênio, etileno, etc.) através de uma solução de ácido sulfúrico, isola-se o sulfato de amônio, que é usado como fertilizante mineral. O benzeno é retomado no solvente e destilado da solução. Depois disso, o gás de coque é usado como combustível ou como matéria-prima química. O alcatrão de carvão é obtido em pequenas quantidades (3%). Mas, dada a escala de produção, o alcatrão de carvão é considerado matéria-prima para a obtenção de uma série de substâncias orgânicas. Se os produtos que fervem até 350 ° C são afastados da resina, permanece uma massa sólida - piche. É usado para a fabricação de vernizes.

A hidrogenação do carvão é realizada a uma temperatura de 400-600°C sob uma pressão de hidrogênio de até 25 MPa na presença de um catalisador. Nesse caso, é formada uma mistura de hidrocarbonetos líquidos, que pode ser usada como combustível para motores. Obtenção de combustível líquido a partir do carvão. Os combustíveis sintéticos líquidos são gasolina de alta octanagem, diesel e combustíveis para caldeiras. Para obter combustível líquido do carvão, é necessário aumentar seu teor de hidrogênio por hidrogenação. A hidrogenação é realizada usando circulação múltipla, o que permite transformar em líquido e gaseificar toda a massa orgânica de carvão. A vantagem deste método é a possibilidade de hidrogenação de carvão marrom de baixo grau.

A gaseificação do carvão permitirá o uso de carvões marrom e preto de baixa qualidade em usinas termelétricas sem poluir o meio ambiente com compostos de enxofre. Este é o único método para obter monóxido de carbono concentrado ( monóxido de carbono) CO. A combustão incompleta do carvão produz monóxido de carbono (II). Em um catalisador (níquel, cobalto) a pressão normal ou elevada, hidrogênio e CO podem ser usados ​​para produzir gasolina contendo hidrocarbonetos saturados e insaturados:

nCO + (2n+1)H2 → CnH2n+2 + nH2O;

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Se a destilação a seco do carvão for realizada a 500-550 ° C, obtém-se o alcatrão, que, juntamente com o betume, é usado na indústria da construção como aglutinante na fabricação de coberturas, revestimentos impermeabilizantes (material de cobertura, feltro de cobertura, etc.).

Na natureza, o carvão é encontrado nas seguintes regiões: região de Moscou, bacia de Yakutsk do Sul, Kuzbass, Donbass, bacia de Pechora, bacia de Tunguska, bacia de Lena.

Gás natural.

O gás natural é uma mistura de gases, cujo principal componente é o metano CH 4 (de 75 a 98%, dependendo do campo), o restante é etano, propano, butano e uma pequena quantidade de impurezas - nitrogênio, monóxido de carbono (IV ), sulfureto de hidrogénio e vapores de água, e, quase sempre, sulfureto de hidrogénio e compostos orgânicos de óleo - mercaptanos. São eles que dão ao gás um odor desagradável específico e, quando queimados, levam à formação de dióxido de enxofre tóxico SO 2.

Geralmente, quanto maior o peso molecular do hidrocarboneto, menos ele está contido no gás natural. Composto gás natural depósitos diferentes não é o mesmo. A sua composição média em percentagem em volume é a seguinte:

CH 4	C 2 H 6	C 3 H 8	C 4 H 10	N 2 e outros gases
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

O metano é formado durante a fermentação anaeróbica (sem acesso ao ar) de resíduos vegetais e animais, portanto, é formado em sedimentos de fundo e é chamado de gás de "pântano".

Depósitos de metano na forma cristalina hidratada, os chamados hidrato de metano, encontrado sob uma camada de permafrost e em grandes profundidades dos oceanos. Em baixas temperaturas (-800ºC) e altas pressões, as moléculas de metano estão localizadas em vazios estrutura de cristal agua gelada. Nos vazios de gelo de um metro cúbico de hidrato de metano, 164 metros cúbicos de gás são "desativados".

Pedaços de hidrato de metano parecem gelo sujo, mas no ar eles queimam com uma chama azul-amarelada. Estima-se que 10.000 a 15.000 gigatoneladas de carbono são armazenadas no planeta na forma de hidrato de metano (um giga é 1 bilhão). Tais volumes são muitas vezes maiores do que todas as reservas de gás natural atualmente conhecidas.

O gás natural é um recurso natural renovável, pois é continuamente sintetizado na natureza. Também é chamado de "biogás". Por isso, muitos cientistas ambientais hoje associam as perspectivas de existência próspera da humanidade justamente ao uso do gás como combustível alternativo.

Como combustível, o gás natural apresenta grandes vantagens sobre os combustíveis sólidos e líquidos. Seu poder calorífico é muito maior, quando queimado, não deixa cinzas, os produtos da combustão são muito mais ecológicos. Assim, cerca de 90% do volume total de gás natural produzido é queimado como combustível em usinas termelétricas e caldeiras, em processos térmicos a empresas industriais e na vida cotidiana. Cerca de 10% do gás natural é utilizado como matéria-prima valiosa para a indústria química: para produzir hidrogênio, acetileno, fuligem, diversos plásticos e medicamentos. Metano, etano, propano e butano são isolados do gás natural. Os produtos que podem ser obtidos a partir do metano têm um importante valor industrial. O metano é usado para a síntese de muitas substâncias orgânicas - gás de síntese e posterior síntese de álcoois com base nele; solventes ( tetracloreto de carbono, cloreto de metileno, etc.); formaldeído; acetileno e fuligem.

O gás natural forma depósitos independentes. As principais jazidas de gases combustíveis naturais estão localizadas nas regiões Norte e Sibéria Ocidental, a bacia do Volga-Ural, no Cáucaso do Norte (Stavropol), na República de Komi, região de Astracã, Mar De Barents.

Alvo. Generalizar o conhecimento sobre as fontes naturais de compostos orgânicos e seu processamento; mostrar os sucessos e perspectivas para o desenvolvimento da petroquímica e coquequímica, seu papel no progresso técnico do país; aprofundar o conhecimento do curso de geografia econômica sobre a indústria do gás, direções modernas do processamento de gás, matérias-primas e problemas energéticos; desenvolver independência ao trabalhar com um livro didático, literatura de referência e de ciência popular.

PLANO

Fontes naturais de hidrocarbonetos. Gás natural. Gases de petróleo associados.
Petróleo e derivados, sua aplicação.
Craqueamento térmico e catalítico.
A produção de coque e o problema da obtenção de combustível líquido.
Da história do desenvolvimento do OJSC Rosneft-KNOS.
A capacidade de produção da planta. Produtos manufaturados.
Comunicação com o laboratório químico.
Segurança meio Ambiente na fábrica.
Plante planos para o futuro.

Fontes naturais de hidrocarbonetos.
Gás natural. Gases de petróleo associados

Antes da Grande Guerra Patriótica, os estoques industriais gás natural eram conhecidos na região dos Cárpatos, no Cáucaso, na região do Volga e no Norte (Komi ASSR). O estudo das reservas de gás natural esteve associado apenas à exploração de petróleo. As reservas industriais de gás natural em 1940 somavam 15 bilhões de m 3 . Em seguida, campos de gás foram descobertos no norte do Cáucaso, Transcaucásia, Ucrânia, região do Volga, Ásia Central, Sibéria Ocidental e Extremo Oriente. No
Em 1º de janeiro de 1976, as reservas exploradas de gás natural somavam 25,8 trilhões de m 3, dos quais 4,2 trilhões de m 3 (16,3%) na parte européia da URSS, 21,6 trilhões de m 3 (83,7%), incluindo
18,2 trilhões de m 3 (70,5%) - na Sibéria e no Extremo Oriente, 3,4 trilhões de m 3 (13,2%) - na Ásia Central e no Cazaquistão. Em 1º de janeiro de 1980, as reservas potenciais de gás natural totalizavam 80–85 trilhões de m 3 , explorados - 34,3 trilhões de m 3 . Além disso, as reservas aumentaram principalmente devido à descoberta de jazidas na parte leste do país - as reservas exploradas estavam em um nível de cerca de
30,1 trilhões de m 3, o que representa 87,8% do total da União.
Hoje, a Rússia tem 35% das reservas mundiais de gás natural, que são mais de 48 trilhões de m 3 . As principais áreas de ocorrência de gás natural na Rússia e nos países da CEI (campos):

Província de petróleo e gás da Sibéria Ocidental:
Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye, Nadymskoye, Tazovskoye – Okrug Autônomo de Yamalo-Nenets;
Pokhromskoye, Igrimskoye - região gasosa de Berezovskaya;
Meldzhinskoye, Luginetskoye, Ust-Silginskoye - região gasosa de Vasyugan.
Província de petróleo e gás Volga-Ural:
o mais significativo é Vuktylskoye, na região de petróleo e gás de Timan-Pechora.
Ásia Central e Cazaquistão:
o mais significativo na Ásia Central é Gazli, no Vale de Ferghana;
Kyzylkum, Bairam-Ali, Darvaza, Achak, Shatlyk.
Norte do Cáucaso e Transcaucásia:
Karadag, Duvanny - Azerbaijão;
Luzes do Daguestão - Daguestão;
Severo-Stavropolskoye, Pelachiadinskoye - região de Stavropol;
Leningradskoye, Maykopskoye, Staro-Minskoye, Berezanskoye - Território de Krasnodar.

Além disso, os depósitos de gás natural são conhecidos na Ucrânia, Sakhalin e no Extremo Oriente.
Em termos de reservas de gás natural, destaca-se a Sibéria Ocidental (Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye). As reservas industriais aqui atingem 14 trilhões de m 3 . Os campos de condensado de gás de Yamal (Bovanenkovskoye, Kruzenshternskoye, Kharasaveyskoye, etc.) estão adquirindo agora uma importância particular. Com base neles, o projeto Yamal-Europa está sendo implementado.
A produção de gás natural é altamente concentrada e focada em áreas com as maiores e mais rentáveis ​​jazidas. Apenas cinco depósitos - Urengoyskoye, Yamburgskoye, Zapolyarnoye, Medvezhye e Orenburgskoye - contêm 1/2 de todas as reservas industriais da Rússia. As reservas de Medvezhye são estimadas em 1,5 trilhão de m 3 , e as de Urengoy – em 5 trilhões de m 3 .
A próxima característica é a localização dinâmica dos locais de produção de gás natural, o que é explicado pela rápida expansão dos limites dos recursos identificados, bem como pela relativa facilidade e baixo custo de seu envolvimento no desenvolvimento. Em pouco tempo, os principais centros de extração de gás natural passaram da região do Volga para a Ucrânia, o norte do Cáucaso. Outras mudanças territoriais foram causadas pelo desenvolvimento de depósitos na Sibéria Ocidental, Ásia Central, Urais e Norte.

Após o colapso da URSS na Rússia, houve uma queda no volume de produção de gás natural. O declínio foi observado principalmente na região econômica do Norte (8 bilhões de m 3 em 1990 e 4 bilhões de m 3 em 1994), nos Urais (43 bilhões de m 3 e 35 bilhões de m
555 bilhões de m 3) e no norte do Cáucaso (6 e 4 bilhões de m 3). A produção de gás natural manteve-se ao mesmo nível na região do Volga (6 bcm) e nas regiões económicas do Extremo Oriente.
No final de 1994, verificou-se uma tendência ascendente dos níveis de produção.
Das repúblicas ex-URSS A Federação Russa fornece mais gás, em segundo lugar está o Turcomenistão (mais de 1/10), seguido pelo Uzbequistão e Ucrânia.
De particular importância é a extração de gás natural na plataforma do Oceano Mundial. Em 1987, os campos offshore produziram 12,2 bilhões de m 3 , ou cerca de 2% do gás produzido no país. A produção de gás associado no mesmo ano foi de 41,9 bcm. Para muitas áreas, uma das reservas de combustível gasoso é a gaseificação de carvão e xisto. A gaseificação subterrânea do carvão é realizada no Donbass (Lysichansk), Kuzbass (Kiselevsk) e na Bacia de Moscou (Tula).
O gás natural foi e continua sendo um importante produto de exportação no comércio exterior russo.
Os principais centros de processamento de gás natural estão localizados nos Urais (Orenburg, Shkapovo, Almetyevsk), na Sibéria Ocidental (Nizhnevartovsk, Surgut), na região do Volga (Saratov), ​​no norte do Cáucaso (Grozny) e em outros centros de processamento de gás natural. províncias portadoras. Pode-se notar que as usinas de processamento de gás tendem a fontes de matérias-primas – jazidas e grandes gasodutos.
O uso mais importante do gás natural é como combustível. Recentemente há uma tendência de aumento da participação do gás natural no balanço de combustíveis do país.

O gás natural mais valorizado com alto teor de metano é Stavropol (97,8% CH 4), Saratov (93,4%), Urengoy (95,16%).
As reservas de gás natural em nosso planeta são muito grandes (aproximadamente 1015 m 3). Mais de 200 depósitos são conhecidos na Rússia, eles estão localizados na Sibéria Ocidental, na bacia do Volga-Ural, no norte do Cáucaso. A Rússia ocupa o primeiro lugar no mundo em termos de reservas de gás natural.
O gás natural é a visão mais valiosa combustível. Quando o gás é queimado, muito calor é liberado, por isso serve como um combustível eficiente e barato em termos energéticos. caldeiras, altos-fornos, fornos a céu aberto e fornos de vidro. A utilização de gás natural na produção permite aumentar significativamente a produtividade do trabalho.
O gás natural é fonte de matéria-prima para a indústria química: produção de acetileno, etileno, hidrogênio, fuligem, diversos plásticos, ácido acético, corantes, medicamentos e outros produtos.

Gás de petróleo associado- trata-se de um gás que existe junto com o óleo, se dissolve no óleo e se localiza acima dele, formando uma "tampa de gás", sob pressão. À medida que o poço sai, a pressão cai e gás associado separado do óleo. Este gás não era usado no passado, mas simplesmente queimado. Atualmente, está sendo capturado e usado como combustível e matéria-prima química valiosa. As possibilidades de utilização de gases associados são ainda mais amplas do que as do gás natural. sua composição é mais rica. Os gases associados contêm menos metano do que o gás natural, mas contêm significativamente mais homólogos de metano. Para usar o gás associado de forma mais racional, ele é dividido em misturas de composição mais estreita. Após a separação, são obtidos gasolina gasosa, propano e butano, gás seco. Hidrocarbonetos individuais também são extraídos - etano, propano, butano e outros. Ao desidrogená-los, obtêm-se hidrocarbonetos insaturados - etileno, propileno, butileno, etc.

Petróleo e derivados, sua aplicação

O óleo é um líquido oleoso com um odor pungente. É encontrado em muitos lugares o Globo, impregnando rochas porosas em várias profundidades.
De acordo com a maioria dos cientistas, o petróleo são os restos geoquimicamente alterados de plantas e animais que uma vez habitaram o globo. Esta teoria da origem orgânica do óleo é apoiada pelo fato de que o óleo contém algumas substâncias nitrogenadas - os produtos de decomposição de substâncias presentes nos tecidos vegetais. Existem também teorias sobre a origem inorgânica do petróleo: sua formação como resultado da ação da água nos estratos do globo sobre carbonetos de metais quentes (compostos de metais com carbono), seguido por uma mudança nos hidrocarbonetos resultantes sob a influência de alta temperatura, alta pressão, exposição a metais, ar, hidrogênio, etc.
Quando o petróleo é extraído de estratos contendo petróleo, que às vezes se encontram na crosta terrestre a vários quilômetros de profundidade, o petróleo chega à superfície sob a pressão dos gases localizados nele ou é bombeado por bombas.

A indústria do petróleo hoje é um grande complexo econômico nacional que vive e se desenvolve de acordo com suas próprias leis. O que o petróleo significa hoje para a economia nacional do país? O petróleo é matéria-prima para a petroquímica na produção de borracha sintética, álcoois, polietileno, polipropileno, uma ampla gama de diversos plásticos e produtos acabados deles, tecidos artificiais; fonte para a produção de combustíveis para motores (gasolina, querosene, diesel e querosene de aviação), óleos e lubrificantes, bem como combustível para caldeiras e fornos (óleo combustível), materiais de construção (betume, alcatrão, asfalto); matéria-prima para a obtenção de diversas preparações proteicas utilizadas como aditivos na alimentação do gado para estimular o seu crescimento.
O petróleo é a nossa riqueza nacional, a fonte do poder do país, a base da sua economia. O complexo petrolífero da Rússia inclui 148 mil poços de petróleo, 48,3 mil km de oleodutos principais, 28 refinarias de petróleo com capacidade total de mais de 300 milhões de toneladas de petróleo por ano, bem como um grande número de outras instalações de produção.
Cerca de 900.000 funcionários estão empregados nas empresas da indústria do petróleo e suas indústrias de serviços, incluindo cerca de 20.000 pessoas no campo da ciência e serviços científicos.
Nas últimas décadas, ocorreram mudanças fundamentais na estrutura da indústria de combustíveis associadas a uma diminuição da participação da indústria de carvão e ao crescimento das indústrias de produção e processamento de petróleo e gás. Se em 1940 eles representavam 20,5%, em 1984 - 75,3% da produção total de combustível mineral. Agora, o gás natural e o carvão a céu aberto estão se destacando. O consumo de petróleo para fins energéticos será reduzido, ao contrário, sua utilização como matéria-prima química será ampliada. Atualmente, na estrutura do balanço de combustíveis e energia, o petróleo e o gás representam 74%, enquanto a participação do petróleo está diminuindo, enquanto a participação do gás cresce e é de aproximadamente 41%. A participação do carvão é de 20%, os 6% restantes são de eletricidade.
O refino de petróleo foi iniciado pelos irmãos Dubinin no Cáucaso. Processamento primárioóleo consiste na sua destilação. A destilação é realizada nas refinarias após a separação dos gases de petróleo.

Uma variedade de produtos de grande importância prática são isolados do petróleo. Primeiro, os hidrocarbonetos gasosos dissolvidos (principalmente metano) são removidos dele. Após a destilação de hidrocarbonetos voláteis, o óleo é aquecido. Hidrocarbonetos com um pequeno número de átomos de carbono na molécula, que têm um ponto de ebulição relativamente baixo, são os primeiros a entrar em estado de vapor e são destilados. À medida que a temperatura da mistura aumenta, os hidrocarbonetos com ponto de ebulição mais alto são destilados. Desta forma, misturas individuais (frações) de óleo podem ser coletadas. Na maioria das vezes, com esta destilação, são obtidas quatro frações voláteis, que são então submetidas a uma nova separação.
As principais frações de óleo são as seguintes.
Fração de gasolina, coletado de 40 a 200 ° C, contém hidrocarbonetos de C 5 H 12 a C 11 H 24. Após destilação adicional da fração isolada, Gasolina (t kip = 40–70 °C), gasolina
(t kip \u003d 70–120 ° С) - aviação, automóvel, etc.
Fração de nafta, coletado na faixa de 150 a 250 ° C, contém hidrocarbonetos de C 8 H 18 a C 14 H 30. A nafta é usada como combustível para tratores. Grandes quantidades de nafta são transformadas em gasolina.
Fração de querosene inclui hidrocarbonetos de C 12 H 26 a C 18 H 38 com um ponto de ebulição de 180 a 300 °C. O querosene, depois de refinado, é usado como combustível para tratores, aviões a jato e foguetes.
Fração de óleo de gás (t fardo > 275 °C), também chamado combustível diesel.
Resíduo após a destilação do óleo - óleo combustível- contém hidrocarbonetos com um grande número de átomos de carbono (até muitas dezenas) na molécula. O óleo combustível também é fracionado por destilação a pressão reduzida para evitar a decomposição. Como resultado, obtenha óleos solares(combustível diesel), óleos lubrificantes(autotrator, aviação, industrial, etc.), petrolato(a vaselina técnica é usada para lubrificar produtos metálicos para protegê-los da corrosão, a vaselina purificada é usada como base para cosméticos e medicamentos). De alguns tipos de óleo parafina(para a produção de fósforos, velas, etc.). Após a destilação dos componentes voláteis do óleo combustível alcatrão. É amplamente utilizado na construção de estradas. Além do processamento em óleos lubrificantes, o óleo combustível também é usado como combustível líquido em caldeiras. A gasolina obtida durante a destilação do petróleo não é suficiente para cobrir todas as necessidades. Na melhor das hipóteses, até 20% da gasolina pode ser obtida do petróleo, o restante são produtos de alto ponto de ebulição. Nesse sentido, a química enfrentou a tarefa de encontrar maneiras de obter gasolina em grandes quantidades. Uma maneira conveniente foi encontrada com a ajuda da teoria da estrutura dos compostos orgânicos criada por A.M. Butlerov. Os produtos de destilação de óleo de alto ponto de ebulição não são adequados para uso como combustível para motores. Seu alto ponto de ebulição se deve ao fato de que as moléculas de tais hidrocarbonetos são cadeias muito longas. Se grandes moléculas contendo até 18 átomos de carbono são quebradas, são obtidos produtos de baixo ponto de ebulição, como a gasolina. Este caminho foi seguido pelo engenheiro russo V.G. Shukhov, que em 1891 desenvolveu um método para a separação de hidrocarbonetos complexos, mais tarde chamado de craqueamento (que significa separação).

A melhoria fundamental do craqueamento foi a introdução do processo de craqueamento catalítico na prática. Este processo foi realizado pela primeira vez em 1918 por N.D. Zelinsky. O craqueamento catalítico possibilitou a obtenção de gasolina de aviação em larga escala. Em unidades de craqueamento catalítico a uma temperatura de 450 °C, sob a ação de catalisadores, longas cadeias de carbono são divididas.

Craqueamento térmico e catalítico

A principal forma de processamento de frações de petróleo são vários tipos de craqueamento. Pela primeira vez (1871-1878), o craqueamento de petróleo foi realizado em escala laboratorial e semi-industrial por A.A. Letniy, funcionário do Instituto Tecnológico de São Petersburgo. A primeira patente para uma planta de craqueamento foi depositada por Shukhov em 1891. O craqueamento tornou-se difundido na indústria desde a década de 1920.
Cracking é a decomposição térmica de hidrocarbonetos e outros partes constituintesóleo. Quanto maior a temperatura, maior a taxa de craqueamento e maior o rendimento de gases e aromáticos.
O craqueamento de frações de petróleo, além de produtos líquidos, produz uma matéria-prima de suma importância - gases contendo hidrocarbonetos insaturados (olefinas).
Existem os seguintes tipos principais de rachaduras:
fase líquida (20–60 atm, 430–550 °C), dá gasolina insaturada e saturada, rendimento de gasolina é de cerca de 50%, gases 10%;
headspace(regular ou pressão baixa, 600 °C), dá gasolina aromática insaturada, o rendimento é menor do que com o craqueamento em fase líquida, uma grande quantidade de gases é formada;
pirólise óleo (pressão normal ou reduzida, 650–700 °C), dá uma mistura de hidrocarbonetos aromáticos (pirobenzeno), um rendimento de cerca de 15%, mais da metade da matéria-prima é convertida em gases;
hidrogenação destrutiva (pressão de hidrogênio 200–250 atm, 300–400 °C na presença de catalisadores - ferro, níquel, tungstênio, etc.), dá gasolina marginal com um rendimento de até 90%;
craqueamento catalítico (300-500 °C na presença de catalisadores - AlCl 3 , aluminossilicatos, MoS 3 , Cr 2 O 3 , etc.), dá produtos gasosos e gasolina de alta qualidade com predominância de hidrocarbonetos aromáticos e saturados de isoestrutura.
Na tecnologia, os chamados reforma catalítica– conversão de gasolinas de baixa qualidade em gasolinas de alta octanagem ou hidrocarbonetos aromáticos.
As principais reações durante o craqueamento são as reações de quebra de cadeias de hidrocarbonetos, isomerização e ciclização. Os radicais de hidrocarbonetos livres desempenham um papel enorme nestes processos.

Produção de coque
e o problema da obtenção de combustível líquido

Ações carvão duro na natureza excedem em muito as reservas de petróleo. Portanto, o carvão é o tipo mais importante de matéria-prima para a indústria química.
Atualmente, a indústria utiliza várias formas de processamento do carvão: destilação a seco (coqueificação, semicoqueamento), hidrogenação, combustão incompleta e produção de carboneto de cálcio.

A destilação a seco do carvão é usada para obter coque em metalurgia ou gás doméstico. Quando carvão de coque, coque, alcatrão de carvão, água de alcatrão e gases de coque são obtidos.
Alcatrão de carvão contém uma grande variedade de compostos aromáticos e outros compostos orgânicos. É separado em várias frações por destilação à pressão normal. Hidrocarbonetos aromáticos, fenóis, etc. são obtidos do alcatrão de carvão.
gases de coque contêm principalmente metano, etileno, hidrogênio e monóxido de carbono (II). Alguns são queimados, alguns são reciclados.
A hidrogenação do carvão é realizada a 400-600 °C sob uma pressão de hidrogênio de até 250 atm na presença de um catalisador, óxidos de ferro. Isso produz uma mistura líquida de hidrocarbonetos, que geralmente são submetidos à hidrogenação em níquel ou outros catalisadores. Carvões marrons de baixo grau podem ser hidrogenados.

O carboneto de cálcio CaC 2 é obtido a partir de carvão (coque, antracite) e cal. Mais tarde, é convertido em acetileno, que é utilizado na indústria química de todos os países em escala cada vez maior.

Da história do desenvolvimento da OJSC Rosneft-KNOS

A história do desenvolvimento da planta está intimamente ligada à indústria de petróleo e gás do Kuban.
O início da produção de petróleo em nosso país é um passado distante. De volta ao século X. O Azerbaijão negociou petróleo com varios paises. No Kuban, o desenvolvimento industrial do petróleo começou em 1864 na região de Maykop. A pedido do chefe da região de Kuban, General Karmalin, D.I. Mendeleev em 1880 deu um parecer sobre o teor de óleo do Kuban: Ilskaya".
Durante os anos dos primeiros planos quinquenais, foram realizados trabalhos de prospecção em grande escala e iniciada a produção comercial de petróleo. O gás de petróleo associado foi parcialmente usado como combustível doméstico em assentamentos de trabalhadores, e a maior parte desse valioso produto foi queimada. Para acabar com o desperdício recursos naturais, O Ministério da Indústria do Petróleo da URSS em 1952 decidiu construir uma fábrica de gás e gasolina na aldeia de Afipsky.
Durante 1963, foi assinado um ato para o comissionamento da primeira fase da fábrica de gás e gasolina Afipsky.
No início de 1964, o processamento de condensados ​​de gás do Território de Krasnodar começou com a produção de gasolina A-66 e óleo diesel. A matéria-prima era o gás de Kanevsky, Berezansky, Leningradsky, Maikopsky e outros grandes campos. Melhorando a produção, a equipe da fábrica dominou a produção de gasolina de aviação B-70 e gasolina A-72.
Em agosto de 1970, entraram em operação duas novas unidades tecnológicas de processamento de condensado de gás com produção de aromáticos (benzeno, tolueno, xileno): uma unidade de destilação secundária e uma unidade de reforma catalítica. Paralelamente, foram construídas instalações de tratamento com tratamento biológico Águas Residuais e base de commodities da planta.
Em 1975, entrou em operação uma planta para a produção de xilenos e, em 1978, uma planta de desmetilação de tolueno importada. A planta tornou-se uma das líderes da Minnefteprom na produção de hidrocarbonetos aromáticos para a indústria química.
A fim de melhorar a estrutura de gestão da empresa e a organização das unidades de produção, em janeiro de 1980, foi criada a associação de produção Krasnodarnefteorgsintez. A associação incluía três plantas: a unidade de Krasnodar (em operação desde agosto de 1922), a refinaria de petróleo Tuapse (em operação desde 1929) e a refinaria de petróleo Afipsky (em operação desde dezembro de 1963).
Em dezembro de 1993, a empresa foi reorganizada e, em maio de 1994, a Krasnodarnefteorgsintez OJSC foi renomeada para Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC.

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Acabar por ser

Capítulo 1. GEOQUÍMICA DO PETRÓLEO E EXPLORAÇÃO DOS RECURSOS DE COMBUSTÍVEL.

§ 1. Origem dos combustíveis fósseis. 3

§ 2. Rochas de gasóleo. quatro

Capítulo 2. FONTES NATURAIS.. 5

Capítulo 3. PRODUÇÃO INDUSTRIAL DE HIDROCARBONETOS .. 8

Capítulo 4. REFINO DE PETRÓLEO .. 9

§ 1. Destilação fracionada.. 9

§ 2. Rachaduras. 12

§ 3. Reformando. 13

§ 4. Remoção de enxofre.. 14

Capítulo 5. APLICAÇÕES DE HIDROCARBONETOS .. 14

§ 1. Alcanos .. 15

§ 2. Alcenos.. 16

§ 3. Alcinos.. 18

§ 4. Arenas.. 19

Capítulo 6. Análise do estado da indústria petrolífera. vinte

Capítulo 7. Características e principais tendências da indústria petrolífera. 27

Lista de referências... 33

As primeiras teorias, que consideravam os princípios que determinam a ocorrência de depósitos de petróleo, limitavam-se principalmente à questão de onde se acumulava. No entanto, ao longo dos últimos 20 anos ficou claro que, para responder a essa pergunta, é necessário entender por que, quando e em que quantidades o petróleo foi formado em uma determinada bacia, bem como entender e estabelecer os processos como resultado do qual se originou, migrou e acumulou. Essas informações são essenciais para melhorar a eficiência da exploração de petróleo.

A formação de recursos de hidrocarbonetos, de acordo com as visões modernas, ocorreu como resultado de uma complexa sequência de processos geoquímicos (ver Fig. 1) dentro das rochas originais de gás e petróleo. Nesses processos, os componentes de vários sistemas biológicos (substâncias origem natural) foram convertidos em hidrocarbonetos e, em menor escala, em compostos polares com diferentes estabilidades termodinâmicas - como resultado da precipitação de substâncias de origem natural e sua posterior sobreposição por rochas sedimentares, sob a influência temperatura elevada e aumento da pressão nas camadas superficiais da crosta terrestre. A migração primária de produtos líquidos e gasosos da camada original de gás-óleo e sua subsequente migração secundária (através de horizontes de rolamento, deslocamentos, etc.) o que é evitado pelo bloqueio de depósitos entre camadas de rocha não porosas.

Em extratos de matéria orgânica de rochas sedimentares de origem biogênica, possuem compostos com a mesma estrutura química dos compostos extraídos do petróleo. Para a geoquímica, alguns desses compostos são de particular importância e são considerados "marcadores biológicos" ("fósseis químicos"). Esses hidrocarbonetos têm muito em comum com os compostos encontrados em sistemas biológicos (por exemplo, lipídios, pigmentos e metabólitos) dos quais o óleo é derivado. Esses compostos não apenas demonstram a origem biogênica dos hidrocarbonetos naturais, mas também fornecem informações muito importantes sobre rochas portadoras de gás e petróleo, bem como a natureza da maturação e origem, migração e biodegradação que levaram à formação de depósitos específicos de gás e petróleo.

Figura 1 Processos geoquímicos que levam à formação de hidrocarbonetos fósseis.

Uma rocha gasóleo é considerada uma rocha sedimentar finamente dispersa que, durante a sedimentação natural, levou ou poderia ter levado à formação e liberação de quantidades significativas de petróleo e (ou) gás. A classificação de tais rochas é baseada no conteúdo e tipo de matéria orgânica, no estado de sua evolução metamórfica (transformações químicas que ocorrem em temperaturas de aproximadamente 50-180°C), bem como na natureza e quantidade de hidrocarbonetos que podem ser obtidos. a partir dele. O querogênio de matéria orgânica em rochas sedimentares de origem biogênica pode ser encontrado em uma ampla variedade de formas, mas pode ser dividido em quatro tipos principais.

1) Liptinites– têm um teor de hidrogênio muito alto, mas um teor de oxigênio baixo; sua composição se deve à presença de cadeias de carbono alifáticas. Supõe-se que os liptinitos foram formados principalmente a partir de algas (geralmente submetidas à decomposição bacteriana). Eles têm uma alta capacidade de se transformar em óleo.

2) Saídas– possuem alto teor de hidrogênio (embora, inferior ao das liptinitas), são ricos em cadeias alifáticas e naftenos saturados (hidrocarbonetos alicíclicos), além de ciclos aromáticos e grupos funcionais contendo oxigênio. Essa matéria orgânica é formada a partir de materiais vegetais, como esporos, pólen, cutículas e outras partes estruturais das plantas. Os exinitos têm uma boa capacidade de se transformar em condensado de petróleo e gás e, em estágios mais avançados de evolução metamórfica, em gás.

3) Vitrishity- têm um baixo teor de hidrogênio, um alto teor de oxigênio e consistem principalmente de estruturas aromáticas com cadeias alifáticas curtas ligadas por grupos funcionais contendo oxigênio. Eles são formados a partir de materiais lenhosos estruturados (lignocelulósicos) e têm capacidade limitada de se transformar em óleo, mas boa capacidade de se transformar em gás.

4) Inertinite são rochas clásticas negras e opacas (com alto teor de carbono e baixo teor de hidrogênio) que se formaram a partir de precursores lenhosos altamente alterados. Eles não têm a capacidade de se transformar em petróleo e gás.

Os principais fatores pelos quais a rocha gasóleo é reconhecida são seu conteúdo de querogênio, o tipo de matéria orgânica no querogênio e o estágio de evolução metamórfica dessa matéria orgânica. Boas rochas de petróleo e gás são aquelas que contêm 2-4% de matéria orgânica do tipo a partir do qual os hidrocarbonetos correspondentes podem ser formados e liberados. Sob condições geoquímicas favoráveis, a formação de óleo pode ocorrer a partir de rochas sedimentares contendo matéria orgânica como liptinita e exinita. A formação de depósitos de gás geralmente ocorre em rochas ricas em vitrinita ou como resultado do craqueamento térmico do óleo originalmente formado.

Como resultado do soterramento subsequente de sedimentos de matéria orgânica sob as camadas superiores de rochas sedimentares, essa substância é exposta a temperaturas cada vez mais altas, o que leva à decomposição térmica do querogênio e à formação de petróleo e gás. A formação de óleo em quantidades de interesse para o desenvolvimento industrial do campo ocorre sob certas condições de tempo e temperatura (profundidade de ocorrência), e quanto maior o tempo de formação, menor a temperatura (isso é fácil de entender se assumir que a reação prossegue de acordo com a equação de primeira ordem e tem uma dependência de Arrhenius da temperatura). Por exemplo, a mesma quantidade de óleo que se formou a 100°C em cerca de 20 milhões de anos deve ser formada a 90°C em 40 milhões de anos e a 80°C em 80 milhões de anos. A taxa de formação de hidrocarbonetos a partir do querogênio dobra aproximadamente para cada 10°C de aumento de temperatura. No entanto, a composição química do querogênio. pode ser extremamente diversa e, portanto, a relação indicada entre o tempo de maturação do óleo e a temperatura deste processo só pode ser considerada como base para estimativas aproximadas.

Estudos geoquímicos modernos mostram que na plataforma continental do Mar do Norte, cada 100 m de aumento de profundidade é acompanhado por um aumento de temperatura de aproximadamente 3°C, o que significa que rochas sedimentares ricas em matéria orgânica formaram hidrocarbonetos líquidos a uma profundidade de 2500-4000 m por 50-80 milhões de anos. Óleos leves e condensados ​​parecem ter se formado em profundidades de 4.000-5.000 m, e metano (gás seco) em profundidades superiores a 5.000 m.

As fontes naturais de hidrocarbonetos são os combustíveis fósseis - petróleo e gás, carvão e turfa. Os depósitos de petróleo e gás bruto originaram-se há 100-200 milhões de anos a partir de plantas e animais marinhos microscópicos que ficaram embutidos em rochas sedimentares que se formaram no fundo do mar, em contraste, carvão e turfa começaram a se formar há 340 milhões de anos a partir de plantas que crescem em terra.

O gás natural e o petróleo bruto são geralmente encontrados junto com a água em camadas contendo óleo localizadas entre as camadas rochosas (Fig. 2). O termo "gás natural" também é aplicável a gases que são formados em condições naturais como resultado da decomposição do carvão. O gás natural e o petróleo bruto estão sendo desenvolvidos em todos os continentes, exceto na Antártida. Os maiores fabricantes gás natural do mundo são Rússia, Argélia, Irã e Estados Unidos. Os maiores produtores de petróleo bruto são Venezuela, Arábia Saudita, Kuwait e Irã.

O gás natural consiste principalmente em metano (Tabela 1).

O petróleo bruto é um líquido oleoso que pode variar em cor de marrom escuro ou verde a quase incolor. Ele contém um grande número de alcanos. Entre eles estão alcanos não ramificados, alcanos ramificados e cicloalcanos com número de átomos de carbono de cinco a 40. O nome industrial desses cicloalcanos é bem conhecido. O petróleo bruto também contém aproximadamente 10% de hidrocarbonetos aromáticos, bem como pequenas quantidades de outros compostos contendo enxofre, oxigênio e nitrogênio.

Compostos contendo apenas átomos de carbono e hidrogênio.

Os hidrocarbonetos são divididos em cíclicos (compostos carbocíclicos) e acíclicos.

Compostos cíclicos (carbocíclicos) são chamados de compostos que incluem um ou mais ciclos consistindo apenas de átomos de carbono (em oposição a compostos heterocíclicos contendo heteroátomos - nitrogênio, enxofre, oxigênio, etc.). Os compostos carbocíclicos, por sua vez, são divididos em compostos aromáticos e não aromáticos (aliciclicos).

Os hidrocarbonetos acíclicos incluem compostos orgânicos cujo esqueleto de carbono das moléculas é de cadeias abertas.

Essas cadeias podem ser formadas por ligações simples (al-canos), conter uma ligação dupla (alcenos), duas ou mais ligações duplas (dienos ou polienos), uma ligação tripla (alcinos).

Como você sabe, as cadeias de carbono fazem parte da maioria das substâncias orgânicas. Assim, o estudo dos hidrocarbonetos é de particular importância, uma vez que estes compostos são a base estrutural de outras classes de compostos orgânicos.

Além disso, os hidrocarbonetos, especialmente os alcanos, são as principais fontes naturais de compostos orgânicos e a base das mais importantes sínteses industriais e laboratoriais (Esquema 1).

Você já sabe que os hidrocarbonetos são a matéria-prima mais importante para a indústria química. Por sua vez, os hidrocarbonetos são bastante difundidos na natureza e podem ser isolados de várias fontes naturais: petróleo, petróleo associado e gás natural, carvão. Vamos considerá-los com mais detalhes.

Óleo- uma mistura natural complexa de hidrocarbonetos, principalmente alcanos lineares e ramificados, contendo de 5 a 50 átomos de carbono em moléculas, com outras substâncias orgânicas. Sua composição depende significativamente do local de sua produção (depósito), pode, além de alcanos, conter cicloalcanos e hidrocarbonetos aromáticos.

Os componentes gasosos e sólidos do óleo são dissolvidos em seus componentes líquidos, o que determina seu estado de agregação. O óleo é um líquido oleoso de cor escura (do marrom ao preto) com odor característico, insolúvel em água. Sua densidade é menor que a da água, portanto, entrando nela, o óleo se espalha pela superfície, impedindo a dissolução do oxigênio e outros gases do ar na água. Obviamente, ao entrar em corpos hídricos naturais, o petróleo causa a morte de microrganismos e animais, levando a desastres ambientais e até catástrofes. Existem bactérias que podem utilizar os componentes do óleo como alimento, convertendo-o em produtos inofensivos de sua atividade vital. Fica claro que o uso de culturas dessas bactérias é a forma mais segura e promissora ambientalmente para combater a poluição por óleo no processo de sua produção, transporte e processamento.

Na natureza, o petróleo e o gás de petróleo associado, que serão discutidos a seguir, preenchem as cavidades do interior da Terra. Representando uma mistura várias substâncias o óleo não tem um ponto de ebulição constante. É claro que cada um de seus componentes mantém suas características individuais na mistura. propriedades físicas, que permite separar o óleo em seus componentes. Para fazer isso, ele é purificado de impurezas mecânicas, compostos contendo enxofre e submetido à chamada destilação fracionada ou retificação.

A destilação fracionada é um método físico para separar uma mistura de componentes com diferentes pontos de ebulição.

A destilação é feita em instalações especiais- colunas de destilação nas quais se repetem os ciclos de condensação e evaporação substâncias líquidas contido em óleo (Fig. 9).

Os vapores formados durante a ebulição de uma mistura de substâncias são enriquecidos com um componente de ebulição mais leve (isto é, com uma temperatura mais baixa). Esses vapores são coletados, condensados ​​(resfriados abaixo do ponto de ebulição) e levados de volta à ebulição. Nesse caso, formam-se vapores ainda mais enriquecidos com uma substância de baixo ponto de ebulição. Pela repetição repetida desses ciclos, é possível obter uma separação quase completa das substâncias contidas na mistura.

A coluna de destilação recebe óleo aquecido em um forno tubular a uma temperatura de 320-350°C. A coluna de destilação possui divisórias horizontais com orifícios - as chamadas placas, nas quais as frações de óleo se condensam. As frações de ponto de ebulição leve se acumulam nas mais altas, as frações de alto ponto de ebulição nas mais baixas.

No processo de retificação, o óleo é dividido nas seguintes frações:

Gases de retificação - uma mistura de hidrocarbonetos de baixo peso molecular, principalmente propano e butano, com ponto de ebulição de até 40 ° C;

Fração de gasolina (gasolina) - hidrocarbonetos de composição de C 5 H 12 a C 11 H 24 (ponto de ebulição 40-200 ° C); com uma separação mais fina desta fração, obtém-se gasolina ( éter de petróleo, 40-70 °С) e gasolina (70-120 °С);

Fração de nafta - hidrocarbonetos de composição de C8H18 a C14H30 (ponto de ebulição 150-250 ° C);

Fração de querosene - hidrocarbonetos de composição de C12H26 a C18H38 (ponto de ebulição 180-300 ° C);

Combustível diesel - hidrocarbonetos de composição de C13H28 a C19H36 (ponto de ebulição 200-350 ° C).

Resíduo da destilação do óleo - óleo combustível- contém hidrocarbonetos com número de átomos de carbono de 18 a 50. A destilação sob pressão reduzida do óleo combustível produz óleo solar (C18H28-C25H52), óleos lubrificantes (C28H58-C38H78), vaselina e parafina - misturas fusíveis de hidrocarbonetos sólidos. Os resíduos sólidos da destilação de óleo combustível - alcatrão e seus produtos de processamento - betume e asfalto são utilizados para a fabricação de pavimentos rodoviários.

Os produtos obtidos como resultado da retificação de óleo são submetidos a processamento químico, que inclui uma série de processos complexos. Um deles é o craqueamento de derivados de petróleo. Você já sabe que o óleo combustível é separado em componentes sob pressão reduzida. Isso se explica pelo fato de que em pressão atmosférica seus constituintes começam a se decompor antes de atingir o ponto de ebulição. Isso é o que está por trás do cracking.

Rachaduras - decomposição térmica de produtos petrolíferos, levando à formação de hidrocarbonetos com menor número de átomos de carbono na molécula.

Existem vários tipos de craqueamento: craqueamento térmico, craqueamento catalítico, craqueamento de alta pressão, craqueamento de redução.

O craqueamento térmico consiste na divisão de moléculas de hidrocarbonetos com uma longa cadeia de carbono em mais curtas sob a influência de alta temperatura (470-550 ° C). No processo dessa divisão, juntamente com os alcanos, os alcenos são formados.

NO visão geral essa reação pode ser escrita da seguinte forma:

C n H 2n+2 -> C n-k H 2(n-k)+2 + C k H 2k
alcano alcano alqueno
corrente longa

Os hidrocarbonetos resultantes podem novamente sofrer craqueamento para formar alcanos e alcenos com uma cadeia ainda mais curta de átomos de carbono na molécula:

Durante o craqueamento térmico convencional, muitos hidrocarbonetos gasosos de baixo peso molecular são formados, que podem ser usados ​​como matéria-prima para a produção de álcoois, ácidos carboxílicos e compostos de alto peso molecular (por exemplo, polietileno).

craqueamento catalítico ocorre na presença de catalisadores, que são usados ​​como aluminossilicatos naturais da composição

A implementação do craqueamento usando catalisadores leva à formação de hidrocarbonetos com uma cadeia ramificada ou fechada de átomos de carbono na molécula. O teor de hidrocarbonetos de tal estrutura no combustível para motores melhora significativamente sua qualidade, principalmente a resistência à detonação - o número de octanas da gasolina.

O craqueamento de produtos petrolíferos ocorre em altas temperaturas, de modo que os depósitos de carbono (fuligem) são frequentemente formados, poluindo a superfície do catalisador, o que reduz drasticamente sua atividade.

A limpeza da superfície do catalisador dos depósitos de carbono - sua regeneração - é a principal condição para a implementação prática do craqueamento catalítico. A maneira mais simples e barata de regenerar um catalisador é a sua torrefação, durante a qual os depósitos de carbono são oxidados pelo oxigênio atmosférico. Os produtos gasosos da oxidação (principalmente dióxido de carbono e dióxido de enxofre) são removidos da superfície do catalisador.

O craqueamento catalítico é um processo heterogêneo envolvendo substâncias sólidas (catalisador) e gasosas (vapor de hidrocarboneto). É óbvio que a regeneração do catalisador - a interação dos depósitos sólidos com o oxigênio atmosférico - também é um processo heterogêneo.

reações heterogêneas(gás - sólido) flui mais rápido à medida que a área da superfície do sólido aumenta. Portanto, o catalisador é esmagado e sua regeneração e craqueamento de hidrocarbonetos são realizados em um "leito fluidizado", familiar para você da produção de ácido sulfúrico.

A matéria-prima de craqueamento, como o gasóleo, entra no reator cônico. A parte inferior do reator tem um diâmetro menor, então a vazão de vapor de alimentação é muito alta. O gás que se move em alta velocidade captura as partículas do catalisador e as transporta para a parte superior do reator, onde, devido ao aumento de seu diâmetro, a vazão diminui. Sob a ação da gravidade, as partículas de catalisador caem na parte inferior e mais estreita do reator, de onde são novamente transportadas para cima. Assim, cada grão do catalisador está em constante movimento e é lavado de todos os lados por um reagente gasoso.

Alguns grãos de catalisador entram na parte externa mais larga do reator e, sem encontrar a resistência do fluxo de gás, descem para a parte inferior, onde são apanhados pelo fluxo de gás e levados para o regenerador. Também lá, no modo "leito fluidizado", o catalisador é queimado e devolvido ao reator.

Assim, o catalisador circula entre o reator e o regenerador, e os produtos gasosos do craqueamento e da torrefação são removidos deles.

O uso de catalisadores de craqueamento permite aumentar ligeiramente a taxa de reação, reduzir sua temperatura e melhorar a qualidade dos produtos craqueados.

Os hidrocarbonetos obtidos da fração gasolina têm principalmente uma estrutura linear, o que leva a uma baixa resistência à detonação da gasolina obtida.

Consideraremos o conceito de "resistência à detonação" mais tarde, por enquanto apenas notamos que hidrocarbonetos com moléculas ramificadas têm uma resistência à detonação muito maior. É possível aumentar a proporção de hidrocarbonetos ramificados isoméricos na mistura formada durante o craqueamento adicionando catalisadores de isomerização ao sistema.

Os campos de petróleo contêm, via de regra, grandes acumulações do chamado gás de petróleo associado, que é coletado acima do petróleo na crosta terrestre e parcialmente dissolvido nele sob a pressão das rochas sobrejacentes. Assim como o petróleo, o gás de petróleo associado é uma valiosa fonte natural de hidrocarbonetos. Ele contém principalmente alcanos, que possuem de 1 a 6 átomos de carbono em suas moléculas. Obviamente, a composição do gás de petróleo associado é muito mais pobre que a do petróleo. No entanto, apesar disso, também é amplamente utilizado tanto como combustível quanto como matéria-prima para a indústria química. Até algumas décadas atrás, na maioria dos campos de petróleo, o gás de petróleo associado era queimado como uma adição inútil ao petróleo. Atualmente, por exemplo, em Surgut, a despensa petrolífera mais rica da Rússia, a eletricidade mais barata do mundo é gerada usando gás de petróleo associado como combustível.

Como já observado, o gás de petróleo associado é mais rico em composição em vários hidrocarbonetos do que o gás natural. Dividindo-os em frações, obtém-se:

Gasolina natural - uma mistura altamente volátil composta principalmente de lentane e hexano;

Mistura propano-butano, constituída, como o nome indica, de propano e butano e facilmente se transforma em estado líquido quando a pressão aumenta;

Gás seco - uma mistura contendo principalmente metano e etano.

A gasolina natural, sendo uma mistura de componentes voláteis com baixo peso molecular, evapora bem mesmo em baixas temperaturas. Isso permite o uso de gasolina a gás como combustível para motores. combustão interna no Extremo Norte e como aditivo ao combustível para motores, o que facilita o arranque dos motores em condições de inverno.

Uma mistura de propano-butano na forma de gás liquefeito é usada como combustível doméstico (cilindros de gás familiares para você no país) e para encher isqueiros. Transição gradual do transporte rodoviário para gás liquefeito- uma das principais formas de superar a crise global dos combustíveis e resolver os problemas ambientais.

O gás seco, de composição próxima ao gás natural, também é amplamente utilizado como combustível.

No entanto, o uso do gás de petróleo associado e seus componentes como combustível está longe de ser a forma mais promissora de utilizá-lo.

É muito mais eficiente usar componentes de gás de petróleo associados como matéria-prima para a produção química. Hidrogênio, acetileno, hidrocarbonetos insaturados e aromáticos e seus derivados são obtidos a partir de alcanos, que fazem parte do gás de petróleo associado.

Os hidrocarbonetos gasosos podem não apenas acompanhar o petróleo na crosta terrestre, mas também formar acumulações independentes - depósitos de gás natural.

Gás natural - uma mistura de hidrocarbonetos gasosos saturados com um pequeno peso molecular. O principal componente do gás natural é o metano, cuja participação, dependendo do campo, varia de 75 a 99% em volume. Além do metano, o gás natural contém etano, propano, butano e isobutano, bem como nitrogênio e dióxido de carbono.

Assim como o gás de petróleo associado, o gás natural é utilizado tanto como combustível quanto como matéria-prima para a produção de várias substâncias orgânicas e inorgânicas. Você já sabe que hidrogênio, acetileno e álcool metílico, formaldeído e ácido fórmico e muitas outras substâncias orgânicas são obtidas a partir do metano, principal componente do gás natural. Como combustível, o gás natural é utilizado em usinas de energia, em sistemas de caldeiras para aquecimento de água de edifícios residenciais e industriais, na produção de altos-fornos e fornos abertos. Riscando um fósforo e acendendo o gás na cozinha fogão a gás casa da cidade, você "inicia" uma reação em cadeia de oxidação dos alcanos, que fazem parte do gás natural. Além do petróleo, gases naturais e derivados do petróleo, o carvão é uma fonte natural de hidrocarbonetos. 0n forma poderosas camadas nas entranhas da terra, suas reservas exploradas excedem significativamente as reservas de petróleo. Como o petróleo, o carvão contém uma grande quantidade de várias substâncias orgânicas. Além de orgânicos, também inclui substâncias inorgânicas, como água, amônia, sulfeto de hidrogênio e, claro, o próprio carbono - carvão. Uma das principais formas de processamento do carvão é a coqueificação - calcinação sem acesso aéreo. Como resultado do coqueamento, que é realizado a uma temperatura de cerca de 1000 ° C, são formados:

Gás de coqueria, que inclui hidrogênio, metano, monóxido de carbono e dióxido de carbono, impurezas de amônia, nitrogênio e outros gases;
alcatrão de carvão contendo várias centenas de substâncias orgânicas diferentes, incluindo benzeno e seus homólogos, fenol e álcoois aromáticos, naftaleno e vários compostos heterocíclicos;
supra-alcatrão, ou água de amônia, contendo, como o nome indica, amônia dissolvida, bem como fenol, sulfeto de hidrogênio e outras substâncias;
coque - resíduo sólido de coqueificação, carbono quase puro.

coque usado na produção de ferro e aço, amônia - na produção de nitrogênio e fertilizantes combinados, e a importância dos produtos orgânicos de coque dificilmente pode ser superestimada.

Assim, o petróleo e os gases naturais associados, o carvão não são apenas as fontes mais valiosas de hidrocarbonetos, mas também fazem parte da despensa única de insubstituíveis recursos naturais, cujo uso cuidadoso e razoável é uma condição necessária para o desenvolvimento progressivo da sociedade humana.

1. Liste as principais fontes naturais de hidrocarbonetos. Que substâncias orgânicas estão incluídas em cada um deles? O que eles têm em comum?

2. Descreva as propriedades físicas do óleo. Por que não tem um ponto de ebulição constante?

3. Após resumir as reportagens da mídia, descreva os desastres ambientais causados ​​pelo derramamento de óleo e como superar suas consequências.

4. O que é retificação? Em que se baseia este processo? Nomeie as frações obtidas como resultado da retificação do óleo. Como eles diferem um do outro?

5. O que é rachadura? Dê as equações de três reações correspondentes ao craqueamento de produtos petrolíferos.

6. Que tipos de rachaduras você conhece? O que esses processos têm em comum? Como eles diferem um do outro? Qual é a diferença fundamental entre os diferentes tipos de produtos craqueados?

7. Por que o gás de petróleo associado é assim chamado? Quais são seus principais componentes e seus usos?

8. Como o gás natural difere do gás de petróleo associado? O que eles têm em comum? Dê as equações das reações de combustão de todos os componentes do gás de petróleo associado que você conhece.

9. Dê as equações de reação que podem ser usadas para obter benzeno a partir do gás natural. Especifique as condições para essas reações.

10. O que é coque? Quais são seus produtos e sua composição? Dê as equações das reações típicas para os produtos de coqueificação de carvão que você conhece.

11. Explique por que a queima de petróleo, carvão e gás de petróleo associado está longe de ser a forma mais racional de usá-los.