Состав нефти
В зависимости от месторождения нефть имеет различный состав. В неё могут входить: алканы, циклоалканы, ароматические углеводороды.
Фракции нефти
Фракция, собираемая от 40 до 200°С — фракция бензинов — содержит углеводороды от С6Н12 до С11Н24.
Лигроиновая фракция, собираемая в пределах от 150 до 250 °С, содержит углеводороды от С8Н18 до С14Н30.
Керосиновая фракция включает углеводороды от С12Н26 до С18Н38 с температурой кипения от 180 до 300°С.
В следующей фракции получают газойль (выше 275°С) — дизельное топливо.
Остаток после перегонки нефти – мазут – содержит углеводороды с большим числом атомов углерода (до многих десятков) в молекуле. После отгонки остается гудрон. Его применяют в дорожном строительстве.
Перегонка нефти
| Перегонка – это разделение нефти на отдельные фракции по температуре кипения. |
Перегонка нефти осуществляется в ректификационной колонне.
В печи нефть нагревается до 320-350 °С и поступает в ректификационную колонну.
Внутри она имеет горизонтальные перегородки с отверстиями, так называемые тарелки.
Пары нефти подаются в колонну и поднимаются вверх, при этом постепенно охлаждаются и сжижаются.
Менее летучие углеводороды конденсируются внизу, образуя газойлевую фракцию.
Выше собирается керосин, а затем — лигроин. Наиболее летучие углеводороды выходят в виде паров из колонны и сжижаются, образуя бензин.
Главный недостаток перегонки нефти — малый выход бензина (не более 20%).
Крекинг нефтепродуктов
| Крекинг — расщепление углеводородов с длинной цепью на углеводороды с меньшей относительной молекулярной массой. |
Такой процесс называется крекингом (по англ. crack – расщеплять). Промышленный метод крекинга был изобретен русским инженером В. Г. Шуховым в 1891 г.
Процесс крекинга происходит с разрывом углеродных цепей и образованием более простых предельных и непредельных углеводородов.
Например, при крекинге гексадекан а образуются октан и октен:
C16H34 → C8H18 + C8H16
Образовавшиеся вещества могут разлагаться далее. При крекинге октана могут образоваться бутан и бутен:
C8H18 → C4H8 + C4H10
А при крекинге бутана образуются этан и этилен:
C4H10 → C2H4 + C2H6
Различают два основных вида крекинга:
Термический крекинг:
Расщепление углеводородов производится при высокой температуре (470—550°С) и давлении.
Бензин термического крекинга содержит много непредельных углеводородов и обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки. Он менее устойчив при хранении, так как непредельные углеводороды легко окисляются и полимеризуются. Поэтому к бензину термического крекинга добавляют антиокислители.
Каталитический крекинг:
Расщепление углеводородов происходит при несколько более низкой температуре (450- 500°С) с применением катализаторов (алюмосиликатов). Процесс происходит с большей скоростью, чем при термическом крекинге. Бензин каталитического крекинга более высокого качества, чем бензин термического крекинга, так как наряду с реакциями расщепления идет изомеризация и образуются разветвленные углеводороды, которые еще более повышают детонационную стойкость бензина. В бензине каталитического крекинга непредельных углеводородов содержится меньше, и поэтому он более устойчив при хранении.
Ароматизация нефти
Превращение предельных углеводородов и циклоалканов нефти в ароматические углеводороды. Также ароматизацию называют риформингом.
Так как в нефти содержатся также производные циклогексана, например, метилциклогексан, то из него при этих же условиях образуется метилбензол (толуол):
При этих же условиях н-гексан тоже превращается в бензол:
Переработка каменного угля
Каменный уголь подвергают коксованию. Это нагревание без доступа воздуха при температуре 1000-1400оС. При коксовании образуется кокс (почти чистый углерод), коксовый газ (состоит преимущественно из водорода и метана), аммиак, деготь, ароматические углеводорода и др.
Домашнее задание.
Записать виды продуктов переработки природных углеводородов и их использование.
Форма отчёта. Выполненные работы присылайте по электронной почте по адресу:
Svirkov2751@mail.ru