Státní rozpočet vzdělávací instituce

střední škola č. 225 Admiraltejského okresu Petrohradu

ESEJ

V CHEMII

Uhlovodíky a jejich přírodní zdroje

učitel chemie:

Voronajev Ivan Gennadievič

Školní známka

Petrohrad

2018

Úvod

Uhlovodíky jsou organické sloučeniny skládající se z atomů C (uhlík) a H (vodík) - plynné, kapalné a pevné, v závislosti na molekulové hmotnosti a na chemické struktuře.

Účelem abstraktu je zvážit organické sloučeniny, do jakých skupin se dělí, kde se vyskytují a možnosti využití uhlovodíků.

Relevance tématu: Právě organická chemie je jednou z nejrychleji se rozvíjejících chemických disciplín, které komplexně ovlivňují život člověka. Je známo, že počet organických sloučenin je příliš velký a podle některých údajů dosahuje asi 18 milionů.

1. Klasifikace uhlovodíků

Velká skupina uhlovodíků se dělí na alifatické a aromatické. Alifatické se zase dělí na dvě podskupiny: - nasycené nebo omezující; - nenasycené nebo nenasycené. V nasycených uhlovodících se všechny uhlíkové valence využívají pro spojení se sousedními atomy uhlíku a spojení s atomy vodíku. Nenasycené uhlovodíky se nazývají uhlovodíky, v jejichž molekulách jsou atomy uhlíku spojené dvojnými nebo trojnými vazbami. Klasifikace uhlovodíků je systematizována v tabulce 1.

stůl 1

Obecná charakteristika uhlovodíků

Alkany - jedná se o acyklické uhlovodíky lineární nebo rozvětvené struktury, v jejichž molekulách jsou atomy uhlíku propojeny jednoduchými -spojení. Alkany tvoří homologickou řadu s obecným vzorcem C n H 2n+2 , kde n je počet atomů uhlíku.

Obrázek 1. Strukturní vzorec metanu

alkeny - acyklické nenasycené uhlovodíky s lineární nebo rozvětvenou strukturou, v jejichž molekule je jedna dvojná vazba mezi atomyuhlík. Obecný vzorecC n H 2n .

Obrázek 2 Strukturní vzorec ethylenu

alkyny - nenasycené acyklické uhlovodíky obsahující jednu C≡C trojnou vazbu. Homologní řada acetylenu. Obecný vzorecC n H 2n-2 . Možná izomerie uhlíkového skeletu, izomerie polohy trojné vazby, mezitřídní a prostorová. Nejcharakterističtějšími reakcemi jsou adice, spalování.

Obrázek 3 Strukturní vzorec acetylenu

Alkadieny - nenasycené acyklické uhlovodíky obsahující dvě dvojné vazby C=C. Homologní řada dienových uhlovodíků. Obecný vzorecC n H 2n-2 . Jsou možné izomerie uhlíkového skeletu, izomerie polohy dvojné vazby, mezitřídní izomerie, cis-trans izomerie. Nejtypičtější reakce jsou adice.

Obrázek 4 Strukturní vzorec butadienu-1,3

Cykloalkany - nasycené karbocyklické uhlovodíky s jednoduchými vazbami C–C. Homologní řada polymethylenů. Obecný vzorecC n H 2n. Možná izomerie uhlíkového skeletu, prostorová, mezitřídní. Pro cykloalkany s n = 3–4 jsou nejcharakterističtější adiční reakce s otevřením kruhu.

Obrázek 5 Strukturní vzorec cyklopropanu

1. Vznik uhlovodíků. Oblast použití

Hlavní teorií původu uhlovodíků je rozklad rostlinných organismů a živočišných zbytků.

Uhlovodíky se používají jako palivo a jako výchozí produkty pro syntézu různých látek. Hlavními zdroji produkce uhlovodíků jsou zemní plyn a ropa.

Zemní plyn obsahuje především nízkomolekulární uhlovodíky z metanu CH 4 na butan C4H10 . Ropa obsahuje různé uhlovodíky, které mají vyšší molekulovou hmotnost než uhlovodíky ze zemního plynu, jako napřkapalné alkanyZ 5 H 12 - Z 16 H 34 , tvoří většinu kapalných frakcí oleje a pevných alkanů kompoziceZ 17 H 36 - Z 53 H 108 a další, které jsou součástí těžkých ropných frakcí a pevných parafinů.

Suchou destilací uhlí a ropných břidlic se získávají také uhlovodíky, zejména cyklické uhlovodíky.

Široká škála produktů, které obsahují uhlovodíky a podmínky, za kterých se mohou znovu a znovu tvořit, takže uhlovodíky mohou hrát roli pracovních rizik téměř ve všech průmyslových odvětvích:

v těžbě přírodních kapalných a plynných paliv (plyn, ropný průmysl);

při zpracování ropy a produktů z ní odvozených (rafinace ropy a petrochemický průmysl);

při použití produktů tepelného zpracování černého a hnědého uhlí, břidlice, rašeliny, ropy pro různé účely (jako palivo pro letadla, automobily, traktory);

jako rozpouštědla v mnoha průmyslových odvětvích, jako minerální oleje.

Uhlovodíky mohou působit jako domácí jedy:

při kouření tabáku (polyaromatického, jako je naftalen C 10H8pyren C16H10);

jako rozpouštědla v každodenním životě (například při čištění oděvů);

při náhodné otravě především dětí kapalnými směsmi uhlovodíků (benzín, petrolej).

Uhlovodíky obsahující až 5 atomů uhlíku na molekulu (CH 4, C2H2, C3H8, C4H10, C5H12 ) a které jsou za běžné teploty a tlaku plynnými látkami, mohou být obsaženy ve vzduchu v jakékoli koncentraci a vést v některých případech k nedostatku kyslíku ve vzduchu (například hromadění CH4 v uhelných dolech) a k výbuchům.

Omezte uhlovodíky obsahující 6 až 9 atomů uhlíku v molekule (C 6H14, C7H16, C8H18 oktan, C9H20 ), - kapalné látky, které tvoří benzín, petrolej. Jsou široce používány jako rozpouštědla a ředidla pro lepidla, laky, barvy a také odmašťovací prostředky a mohou vytvářet vysoké koncentrace par v průmyslových prostorách (gumárenství, lakýrnictví, strojírenství a další průmyslová odvětví).

Těžké uhlovodíky s 10 a více atomy uhlíku na molekulu (ropné a minerální oleje, parafíny, naftalen, fenantren, antracen, bitumen) se vyznačují nízkou těkavostí, ale způsobují určité léze s chronickou expozicí kůže a sliznic, mají obecně toxickou účinek. Při práci s chladicími mazacími kapalinami, například frezolem a emulzemi a emulzemi vyrobenými na jejich základě (řezání kovů), se může vyvinout olejová folikulitida (zánětlivý proces hnisavé povahy).

Závěr

Jsou zvažovány hlavní třídy uhlovodíků. Nález v přírodě a rozsahu.

Nalezeny uhlovodíky široké uplatnění v průmyslu. Hlavní rozsah:

jako palivo;

Pro syntézu plastů, pryže, pryže, syntetických vláken, barev, hnojiv, barviv;

Pro výrobu farmaceutických, hygienických, kosmetických výrobků;

Pro výrobu detergentů;

Pro výrobu potravinářských přídatných látek a potravinářských výrobků.

Bibliografie

Paffengolts K.N. Geologický slovník.- M .: Nedra, 1978. V.2.– 456 str.

Terney A. Moderní organická chemie. - M.: Mir, 1981. V.1-2. - 678 s., 651 s.

Síťová elektronická učebnice organické chemie, http://cnit.ssau.ru/organics/chem2/

Kapitola 1. GEOCHEMIE ROPY A PRŮZKUM ZDROJŮ PALIVA.

§ 1. Původ fosilních paliv. 3

§ 2. Plynoropné horniny. čtyři

Kapitola 2. PŘÍRODNÍ ZDROJE.. 5

Kapitola 3. PRŮMYSLOVÁ VÝROBA UHLOVODÍKŮ .. 8

Kapitola 4. RAFINACE ROPY .. 9

§ 1. Frakční destilace.. 9

§ 2. Praskání. 12

§ 3. Reformování. 13

§ 4. Odstraňování síry.. 14

Kapitola 5. APLIKACE UHLOVODÍKŮ .. 14

§ 1. Alkany .. 15

§ 2. Alkeny.. 16

§ 3. Alkyny.. 18

§ 4. Arény.. 19

Kapitola 6. Analýza stavu ropného průmyslu. dvacet

Kapitola 7. Vlastnosti a hlavní trendy v ropném průmyslu. 27

Seznam referencí... 33

První teorie, které uvažovaly o principech určujících výskyt ložisek ropy, se obvykle omezovaly především na otázku, kde se hromadí. Za posledních 20 let se však ukázalo, že k zodpovězení této otázky je nutné porozumět tomu, proč, kdy a v jakém množství vznikla ropa v konkrétní pánvi, a také pochopit a stanovit procesy jako výsledkem čehož vznikl, migroval a hromadil se. Tyto informace jsou nezbytné pro zlepšení účinnosti průzkumu ropy.

Ke vzniku uhlovodíkových zdrojů podle moderních názorů došlo v důsledku složitého sledu geochemických procesů (viz obr. 1) uvnitř původních plynových a ropných hornin. V těchto procesech se složky různých biologických systémů (látky přírodního původu) přeměňovaly na uhlovodíky a v menší míře na polární sloučeniny s různou termodynamickou stabilitou - v důsledku vysrážení látek přírodního původu a jejich následného překrývání. sedimentárními horninami, vlivem zvýšené teploty a zvýšeného tlaku v povrchových vrstvách zemské kůry. Primární migrace kapalných a plynných produktů z původní plynoropné vrstvy a jejich následná sekundární migrace (přes ložiskové horizonty, posuny apod.) do porézních hornin nasycených ropou vede ke vzniku ložisek uhlovodíkových materiálů, k další migraci kterému se brání uzamčením nánosů mezi neporézními vrstvami hornin .

V extraktech organické hmoty ze sedimentárních hornin biogenního původu mají sloučeniny se stejnou chemickou strukturou jako sloučeniny extrahované z ropy. Pro geochemii mají některé z těchto sloučenin zvláštní význam a jsou považovány za "biologické markery" ("chemické fosilie"). Takové uhlovodíky mají mnoho společného se sloučeninami nacházejícími se v biologických systémech (např. lipidy, pigmenty a metabolity), ze kterých se získává olej. Tyto sloučeniny nejen prokazují biogenní původ přírodních uhlovodíků, ale poskytují také velmi důležité informace o horninách obsahujících plyn a ropu, stejně jako o povaze zrání a původu, migraci a biologickém rozkladu, které vedly ke vzniku specifických ložisek plynu a ropy.

Obrázek 1 Geochemické procesy vedoucí ke vzniku fosilních uhlovodíků.

Hornina z plynového oleje je považována za jemně rozptýlenou sedimentární horninu, která během přirozeného usazování vedla nebo mohla vést k tvorbě a uvolňování významného množství ropy a (nebo) plynu. Klasifikace těchto hornin je založena na obsahu a typu organické hmoty, stavu jejího metamorfního vývoje (chemické přeměny probíhající při teplotách přibližně 50-180 °C), jakož i na povaze a množství uhlovodíků, které lze získat. z toho. Kerogen organické hmoty v sedimentárních horninách biogenního původu lze nalézt v široké škále forem, ale lze jej rozdělit do čtyř hlavních typů.

1) Liptinity– mají velmi vysoký obsah vodíku, ale nízký obsah kyslíku; jejich složení je způsobeno přítomností alifatických uhlíkových řetězců. Předpokládá se, že liptinity vznikly převážně z řas (obvykle podléhajících bakteriálnímu rozkladu). Mají vysokou schopnost přeměny v olej.

2) Extits– mají vysoký obsah vodíku (avšak nižší než u liptinitů), jsou bohaté na alifatické řetězce a nasycené nafteny (alicyklické uhlovodíky), aromatické cykly a funkční skupiny obsahující kyslík. Tato organická hmota se tvoří z rostlinných materiálů, jako jsou spory, pyl, kutikuly a další strukturální části rostlin. Exinity mají dobrou schopnost přeměny v kondenzát ropy a plynu a ve vyšších fázích metamorfního vývoje v plyn.

3) Vitrshity- mají nízký obsah vodíku, vysoký obsah kyslíku a sestávají převážně z aromatických struktur s krátkými alifatickými řetězci spojenými funkčními skupinami obsahujícími kyslík. Jsou tvořeny ze strukturovaných dřevitých (lignocelulózových) materiálů a mají omezenou schopnost přeměny v ropu, ale dobrou schopnost přeměny v plyn.

4) Inertinitida jsou černé, neprůhledné klastické horniny (s vysokým obsahem uhlíku a nízkým obsahem vodíku), které vznikly z vysoce změněných dřevitých prekurzorů. Nemají schopnost přeměnit se v ropu a plyn.

Hlavními faktory, podle kterých se plynová nafta poznává, je obsah kerogenu, typ organické hmoty v kerogenu a stupeň metamorfního vývoje této organické hmoty. Dobré ropné a plynové horniny jsou ty, které obsahují 2-4 % organické hmoty typu, ze kterého mohou vznikat a uvolňovat odpovídající uhlovodíky. Za příznivých geochemických podmínek může dojít k tvorbě ropy ze sedimentárních hornin obsahujících organickou hmotu, jako je liptinit a exinit. Ke vzniku plynových ložisek obvykle dochází v horninách bohatých na vitrinit nebo v důsledku tepelného krakování původně vzniklé ropy.

V důsledku následného pohřbívání sedimentů organické hmoty pod svrchní vrstvy sedimentárních hornin je tato látka vystavována stále vyšším teplotám, což vede k tepelnému rozkladu kerogenu a tvorbě ropy a plynu. Tvorba ropy v množstvích zajímavých pro průmyslový rozvoj pole nastává za určitých podmínek v čase a teplotě (hloubce výskytu) a doba tvorby je tím delší, čím nižší je teplota (to lze snadno pochopit, pokud předpokládat, že reakce probíhá podle rovnice prvního řádu a má Arrheniovu závislost na teplotě). Například stejné množství ropy, které vzniklo při 100 °C za zhruba 20 milionů let, by mělo vzniknout při 90 °C za 40 milionů let a při 80 °C za 80 milionů let. Rychlost tvorby uhlovodíků z kerogenu se přibližně zdvojnásobí s každým zvýšením teploty o 10 °C. Nicméně chemické složení kerogenu. může být extrémně různorodá, a proto naznačený vztah mezi dobou zrání oleje a teplotou tohoto procesu lze považovat pouze za základ pro přibližné odhady.

Moderní geochemické studie ukazují, že v kontinentálním šelfu Severního moře je každých 100 m zvýšení hloubky doprovázeno zvýšením teploty přibližně o 3 °C, což znamená, že sedimentární horniny bohaté na organickou hmotu vytvořily kapalné uhlovodíky v hloubce 2500-4000 m po dobu 50-80 milionů let. Zdá se, že lehké oleje a kondenzáty se tvořily v hloubkách 4000-5000 m a metan (suchý plyn) v hloubkách větších než 5000 m.

Přírodními zdroji uhlovodíků jsou fosilní paliva – ropa a plyn, uhlí a rašelina. Ložiska ropy a plynu vznikla před 100–200 miliony let z mikroskopických mořských rostlin a živočichů, kteří se usadili v sedimentárních horninách, které se vytvořily na mořském dně, naproti tomu uhlí a rašelina se začaly tvořit před 340 miliony let z rostlin rostoucích na souši.

Zemní plyn a ropa se obvykle nacházejí spolu s vodou v naftonosných vrstvách mezi vrstvami hornin (obr. 2). Termín "zemní plyn" je také použitelný pro plyny, které vznikají v přírodních podmínkách v důsledku rozkladu uhlí. Zemní plyn a ropa se těží na všech kontinentech kromě Antarktidy. Největší výrobci zemního plynu na světě jsou Rusko, Alžírsko, Írán a Spojené státy. Největšími producenty ropy jsou Venezuela, Saúdská Arábie, Kuvajt a Írán.

Zemní plyn se skládá převážně z metanu (tabulka 1).

Surový olej je olejovitá kapalina, která se může lišit barvou od tmavě hnědé nebo zelené až po téměř bezbarvou. Obsahuje velké množství alkanů. Jsou mezi nimi nerozvětvené alkany, rozvětvené alkany a cykloalkany s počtem uhlíkových atomů od pěti do 40. Průmyslový název těchto cykloalkanů je dobře znám. Surová ropa také obsahuje přibližně 10 % aromatických uhlovodíků a také malá množství dalších sloučenin obsahujících síru, kyslík a dusík.

Obrázek 2 Zemní plyn a ropa se nacházejí uvězněné mezi vrstvami hornin.

Tabulka 1 Složení zemního plynu

Uhlí je nejstarším zdrojem energie, který lidstvo zná. Jde o minerál (obr. 3), který vznikl z rostlinná hmota v průběhu metamorfóza. Metamorfované horniny se nazývají horniny, jejichž složení prošlo změnami v podmínkách vysokého tlaku a vysokých teplot. Produktem prvního stupně při vzniku uhlí je rašelina, což je rozložená organická hmota. Uhlí vzniká z rašeliny poté, co je pokryta sedimentárními horninami. Tyto sedimentární horniny se nazývají přetížené. Přetížené srážky snižují obsah vlhkosti v rašelině.

Při klasifikaci uhlí se používají tři kritéria: čistota(určeno relativním obsahem uhlíku v procentech); Typ(určeno složením původní rostlinné hmoty); školní známka(v závislosti na stupni metamorfózy).

Nejnižší jakostní fosilní uhlí jsou hnědé uhlí a hnědé uhlí(Tabulka 2). Jsou nejblíže rašelině a vyznačují se relativně nízkým obsahem uhlíku a vysokým obsahem vlhkosti. Uhlí vyznačuje se nižším obsahem vlhkosti a je široce používána v průmyslu. Nejsušší a nejtvrdší druh uhlí je antracit. Slouží k vytápění domácností a vaření.

V poslední době se díky technologickému pokroku stává stále ekonomičtější. zplyňování uhlí. Produkty zplyňování uhlí zahrnují oxid uhelnatý, oxid uhličitý, vodík, metan a dusík. Používají se jako plynné palivo nebo jako surovina pro výrobu různých chemických produktů a hnojiv.

Uhlí, jak je diskutováno níže, je důležitým zdrojem surovin pro výrobu aromatických sloučenin.

Obrázek 3 Varianta molekulárního modelu nízkokvalitního uhlí. Uhlí je složitá směs chemikálií, která zahrnuje uhlík, vodík a kyslík, stejně jako malá množství dusíku, síry a nečistot dalších prvků. Kromě toho složení uhlí v závislosti na jeho kvalitě zahrnuje různé množství vlhkosti a různé minerály.

Obrázek 4 Uhlovodíky nalezené v biologických systémech.

Uhlovodíky se přirozeně vyskytují nejen ve fosilních palivech, ale také v některých materiálech biologického původu. Přírodní kaučuk je příkladem přírodního uhlovodíkového polymeru. Molekula kaučuku se skládá z tisíců strukturních jednotek, kterými jsou methylbuta-1,3-dien (isopren); jeho struktura je schematicky znázorněna na obr. 4. Methylbuta-1,3-dien má následující strukturu:

přírodní guma. Přibližně 90 % přírodního kaučuku, který se v současnosti celosvětově těží, pochází z brazilského kaučukovníku Hevea brasiliensis, pěstovaného především v rovníkových zemích Asie. Míza tohoto stromu, což je latex (koloidní vodný roztok polymeru), se sbírá z řezů provedených nožem na kůře. Latex obsahuje přibližně 30 % kaučuku. Jeho drobné částečky jsou suspendovány ve vodě. Šťáva se nalévá do hliníkových nádob, kam se přidává kyselina, která způsobí srážení gumy.

Mnoho dalších přírodních sloučenin také obsahuje izoprenové strukturní fragmenty. Například limonen obsahuje dvě isoprenové skupiny. Limonen je hlavní složkou olejů extrahovaných z kůry citrusových plodů, jako jsou citrony a pomeranče. Tato sloučenina patří do třídy sloučenin nazývaných terpeny. Terpeny obsahují ve svých molekulách 10 atomů uhlíku (sloučeniny C10) a zahrnují dva izoprenové fragmenty spojené navzájem v sérii („head to tail“). Sloučeniny se čtyřmi isoprenovými fragmenty (C20-sloučeniny) se nazývají diterpeny a se šesti isoprenovými fragmenty - triterpeny (C30-sloučeniny). Skvalen, který se nachází v oleji ze žraločích jater, je triterpen. Tetraterpeny (sloučeniny C 40) obsahují osm isoprenových fragmentů. Tetraterpeny se nacházejí v pigmentech rostlinných a živočišných tuků. Jejich barva je způsobena přítomností dlouhého konjugovaného systému dvojných vazeb. Například β-karoten je zodpovědný za charakteristickou oranžovou barvu mrkve.

Alkany, alkeny, alkyny a areny se získávají rafinací ropy (viz níže). Uhlí je také významným zdrojem surovin pro výrobu uhlovodíků. Za tímto účelem uhlí ohřívaný bez přístupu vzduchu v retortové peci. Výsledkem je koks, černouhelný dehet, čpavek, sirovodík a uhelný plyn. Tento proces se nazývá destruktivní destilace uhlí. Další frakční destilací černouhelného dehtu se získávají různé areny (tabulka 3). Když koks interaguje s párou, získá se vodní plyn:

Tabulka 3 Některé aromatické sloučeniny získané frakční destilací černouhelného dehtu (dehtu)

Alkany a alkeny lze získat z vodního plynu pomocí Fischer-Tropschova procesu. K tomu se vodní plyn smíchá s vodíkem a vede se přes povrch železného, ​​kobaltového nebo niklového katalyzátoru zvýšená teplota a pod tlakem 200-300 atm.

Fischer-Tropschův proces také umožňuje získat methanol a další organické sloučeniny obsahující kyslík z vodního plynu:

Tato reakce se provádí v přítomnosti katalyzátoru na bázi oxidu chromitého při teplotě 300 °C a pod tlakem 300 atm.

V průmyslových zemích se uhlovodíky, jako je metan a etylen, stále častěji vyrábějí z biomasy. Bioplyn se skládá převážně z metanu. Ethylen lze získat dehydratací ethanolu, který vzniká při fermentačních procesech.

Dikarbid vápenatý se také získává z koksu zahříváním jeho směsi s oxidem vápenatým při teplotách nad 2000 °C v elektrické peci:

Když dikarbid vápenatý reaguje s vodou, vzniká acetylen. Takový postup otevírá další možnost syntézy nenasycených uhlovodíků z koksu.

Ropa je komplexní směs uhlovodíků a dalších sloučenin. V této podobě se málo používá. Nejprve se zpracuje na další produkty, které mají praktické využití. Proto je ropa přepravována tankery nebo potrubím do rafinerií.

Rafinace ropy zahrnuje řadu fyzikálních a chemických procesů: frakční destilaci, krakování, reformování a odsíření.

Surová ropa se dělí na mnoho složek a podrobuje se jednoduché, frakční a vakuové destilaci. Povaha těchto procesů, jakož i počet a složení výsledných ropných frakcí závisí na složení ropy a na požadavcích na její různé frakce.

Z ropy jsou nejprve odstraněny plynové nečistoty v ní rozpuštěné tak, že se podrobí jednoduché destilaci. Olej se pak podrobí primární destilace, v důsledku čehož se dělí na plyn, lehké a střední frakce a topný olej. Další frakční destilace lehkých a středních frakcí, stejně jako vakuová destilace topného oleje, vede ke vzniku velkého množství frakcí. V tabulce. 4 ukazuje rozmezí bodů varu a složení různých olejových frakcí a na Obr. 5 je schéma zařízení primární destilační (rektifikační) kolony pro destilaci oleje. Pojďme nyní k popisu vlastností jednotlivých ropných frakcí.

Tabulka 4 Typické frakce destilace oleje

Obrázek 5 Primární destilace ropy.

plynová frakce. Plyny získané při rafinaci ropy jsou nejjednodušší nerozvětvené alkany: ethan, propan a butany. Tato frakce má průmyslový název rafinérský (ropný) plyn. Odstraňuje se z ropy před primární destilací nebo se odděluje od benzínové frakce po primární destilaci. Rafinérský plyn se používá jako plynné palivo nebo je podroben zkapalnění pod tlakem za účelem získání zkapalněného ropného plynu. Ten se prodává jako kapalné palivo nebo se používá jako surovina pro výrobu ethylenu v krakovacích zařízeních.

benzinová frakce. Tato frakce se používá k získání různých druhů motorových paliv. Jedná se o směs různých uhlovodíků, včetně přímých a rozvětvených alkanů. Spalovací charakteristiky nerozvětvených alkanů nejsou ideálně vhodné pro spalovací motory. Proto je benzinová frakce často tepelně reformována, aby se nerozvětvené molekuly přeměnily na rozvětvené. Před použitím se tato frakce obvykle smíchá s rozvětvenými alkany, cykloalkany a aromatickými sloučeninami získanými z jiných frakcí katalytickým krakováním nebo reformováním.

Kvalita benzínu jako motorového paliva je dána jeho oktanovým číslem. Udává objemové procento 2,2,4-trimethylpentanu (isooktanu) ve směsi 2,2,4-trimethylpentanu a heptanu (alkan s přímým řetězcem), která má stejné charakteristiky detonačního spalování jako zkušební benzín.

Špatné motorové palivo má oktanové číslo nula, zatímco dobré palivo má oktanové číslo 100. Oktanové číslo benzínové frakce získané z ropy je obvykle menší než 60. Spalovací charakteristiky benzínu se zlepší přidáním antidetonační přísada, která se používá jako tetraethylolovo (IV) , Рb (С 2 Н 5) 4 . Tetraethylolovo je bezbarvá kapalina získaná zahříváním chlorethanu se slitinou sodíku a olova:

Při spalování benzínu obsahujícího tuto přísadu se tvoří částice olova a oxidu olovnatého. Zpomalují určité fáze hoření benzínu a tím zabraňují jeho detonaci. Spolu s tetraethylolovem se do benzínu přidává 1,2-dibromethan. Reaguje s olovem a olovem (II) za vzniku bromidu olovnatého. Vzhledem k tomu, že bromid olovnatý je těkavá sloučenina, je z motoru automobilu odstraňován výfukovými plyny.

Nafta (nafta). Tato frakce destilace ropy se získává v intervalu mezi benzinovou a petrolejovou frakcí. Skládá se převážně z alkanů (tab. 5).

Nafta se také získává frakční destilací frakce lehkého oleje získané z černouhelného dehtu (tabulka 3). Černouhelná nafta má vysoký obsah aromatických uhlovodíků.

Většina nafty vyrobené rafinací ropy se přemění na benzín. Značná část se však používá jako surovina pro výrobu dalších chemikálií.

Tabulka 5 Uhlovodíkové složení naftové frakce typické blízkovýchodní ropy

Petrolej. Petrolejová frakce při destilaci ropy se skládá z alifatických alkanů, naftalenů a aromatických uhlovodíků. Část se rafinuje pro použití jako zdroj nasycených parafinových uhlovodíků a druhá část se krakuje, aby se přeměnila na benzín. Převážná část petroleje se však používá jako palivo pro proudová letadla.

plynový olej. Tato frakce rafinace ropy je známá jako motorová nafta. Část se krakuje za účelem výroby rafinérského plynu a benzínu. Plynový olej se však používá hlavně jako palivo pro dieselové motory. U vznětového motoru se palivo zapaluje zvyšujícím se tlakem. Proto se obejdou bez zapalovacích svíček. Plynový olej se také používá jako palivo pro průmyslové pece.

topný olej. Tato frakce zůstane po odstranění všech ostatních frakcí z oleje. Většina se používá jako kapalné palivo pro vytápění kotlů a výrobu páry v průmyslových závodech, elektrárnách a lodních motorech. Část topného oleje je však podrobena vakuové destilaci, aby se získaly mazací oleje a parafinový vosk. Mazací oleje se dále rafinují extrakcí rozpouštědlem. Tmavý viskózní materiál, který zůstane po vakuové destilaci topného oleje, se nazývá „bitumen“ nebo „asfalt“. Používá se k výrobě silničních povrchů.

Diskutovali jsme o tom, jak může frakční a vakuová destilace spolu s extrakcí rozpouštědlem rozdělit ropu na různé frakce praktického významu. Všechny tyto procesy jsou fyzikální. Chemické procesy se ale používají i k rafinaci ropy. Tyto procesy lze rozdělit do dvou typů: krakování a reformování.

Při tomto procesu se velké molekuly vysokovroucích frakcí ropy rozkládají na menší molekuly, které tvoří nízkovroucí frakce. Krakování je nezbytné, protože poptávka po nízkovroucích ropných frakcích – zejména benzinu – často převyšuje možnost získat je frakční destilací ropy.

V důsledku krakování se kromě benzínu získávají také alkeny, které jsou nezbytné jako suroviny pro chemický průmysl. Krakování se zase dělí na tři hlavní typy: hydrokrakování, katalytické krakování a tepelné krakování.

Hydrokrakování. Tento typ krakování umožňuje převádět vysokovroucí ropné frakce (vosky a těžké oleje) na nízkovroucí frakce. Proces hydrokrakování spočívá v tom, že frakce určená k krakování se zahřívá pod velmi vysokým tlakem ve vodíkové atmosféře. To vede k prasknutí velkých molekul a přidání vodíku k jejich fragmentům. V důsledku toho se tvoří nasycené molekuly malých velikostí. Hydrokrakování se používá k výrobě plynových olejů a benzinů z těžších frakcí.

katalytické krakování. Výsledkem této metody je směs nasycených a nenasycených produktů. Katalytické krakování se provádí při relativně nízkých teplotách a jako katalyzátor se používá směs oxidu křemičitého a oxidu hlinitého. Tímto způsobem se z těžkých ropných frakcí získává vysoce kvalitní benzín a nenasycené uhlovodíky.

Tepelné praskání. Velké molekuly uhlovodíků obsažené ve frakcích těžkého oleje lze rozložit na menší molekuly zahřátím těchto frakcí na teploty nad jejich bodem varu. Stejně jako při katalytickém krakování se v tomto případě získá směs nasycených a nenasycených produktů. Například,

Tepelné krakování je zvláště důležité pro výrobu nenasycených uhlovodíků, jako je ethylen a propen. Parní krekry se používají pro tepelné krakování. V těchto jednotkách se uhlovodíková surovina nejprve zahřeje v peci na 800 °C a poté se zředí párou. To zvyšuje výtěžek alkenů. Po rozštěpení velkých molekul původních uhlovodíků na menší molekuly se horké plyny ochladí na cca 400 °C vodou, která se přemění na stlačenou páru. Poté ochlazené plyny vstupují do destilační (frakční) kolony, kde se ochladí na 40°C. Kondenzace větších molekul vede ke vzniku benzinu a plynového oleje. Nezkondenzované plyny jsou stlačovány v kompresoru, který je poháněn stlačenou párou získanou z kroku chlazení plynu. Konečná separace produktů se provádí ve frakčních destilačních kolonách.

Tabulka 6 Výtěžek produktů krakování parou z různých uhlovodíkových surovin (hmotn. %)

V evropských zemích je hlavní surovinou pro výrobu nenasycených uhlovodíků pomocí katalytického krakování nafta. Ve Spojených státech je pro tento účel hlavní surovinou etan. Snadno se získává v rafinériích jako složka zkapalněného ropného plynu nebo zemního plynu a také z ropných vrtů jako složka přírodních souvisejících plynů. Propan, butan a plynový olej se také používají jako surovina pro krakování párou. Produkty krakování etanu a nafty jsou uvedeny v tabulce. 6.

Krakovací reakce probíhají radikálním mechanismem.

Na rozdíl od krakovacích procesů, které spočívají v štěpení větších molekul na menší, vedou reformovací procesy ke změně struktury molekul nebo k jejich spojení do větších molekul. Reformování se používá při rafinaci ropy k přeměně nízkokvalitního benzinu na vysoce kvalitní. Kromě toho se používá k získávání surovin pro petrochemický průmysl. Reformační procesy lze rozdělit do tří typů: izomerace, alkylace a cyklizace a aromatizace.

Izomerizace. V tomto procesu molekuly jednoho izomeru podléhají přeskupení za vzniku dalšího izomeru. Proces izomerace je velmi důležitý pro zlepšení kvality benzinové frakce získané po primární destilaci ropy. Již jsme poukázali na to, že tato frakce obsahuje příliš mnoho nerozvětvených alkanů. Mohou být převedeny na rozvětvené alkany zahřátím této frakce na 500-600 °C pod tlakem 20-50 atm. Tento proces se nazývá tepelné reformování.

Může být také použit pro izomeraci alkanů s přímým řetězcem katalytické reformování. Například butan může být izomerizován na 2-methylpropan pomocí katalyzátoru chloridu hlinitého při teplotě 100 °C nebo vyšší:

Tato reakce má iontový mechanismus, který se provádí za účasti karbokationtů.

Alkylace. V tomto procesu jsou alkany a alkeny, které vznikají při krakování, rekombinovány za vzniku vysoce kvalitních benzínů. Takové alkany a alkeny mají typicky dva až čtyři atomy uhlíku. Proces se provádí při nízké teplotě za použití silného kyselého katalyzátoru, jako je kyselina sírová:

Tato reakce probíhá podle iontového mechanismu za účasti karbokationtu (CH 3) 3 C +.

Cyklizace a aromatizace. Když benzinové a naftové frakce získané jako výsledek primární destilace ropy procházejí přes povrch takových katalyzátorů, jako je oxid platiny nebo molybdenu(VI), na substrát oxidu hlinitého, při teplotě 500 °C a pod tlakem 10–20 atm, dochází k cyklizaci s následnou aromatizací hexanu a dalších alkanů s delšími přímými řetězci:

Odstranění vodíku z hexanu a poté z cyklohexanu se nazývá dehydrogenace. Tento typ reformování je v podstatě jedním z procesů krakování. Říká se tomu platforming, katalytické reformování nebo jednoduše reformování. V některých případech se do reakčního systému zavádí vodík, aby se zabránilo úplnému rozkladu alkanu na uhlík a udržela se aktivita katalyzátoru. V tomto případě se proces nazývá hydroforming.

Surová ropa obsahuje sirovodík a další sloučeniny obsahující síru. Obsah síry v ropě závisí na poli. Ropa, která se získává z kontinentálního šelfu Severního moře, má nízký obsah síry. Při destilaci ropy se odbourávají organické sloučeniny obsahující síru a v důsledku toho vzniká další sirovodík. Sirovodík vstupuje do rafinérského plynu nebo frakce LPG. Protože sirovodík má vlastnosti slabé kyseliny, lze jej odstranit ošetřením ropných produktů nějakým druhem slabé zásady. Síra může být získána z takto získaného sirovodíku spalováním sirovodíku na vzduchu a průchodem produktů spalování přes povrch aluminového katalyzátoru při teplotě 400 °C. Celková reakce tohoto procesu je popsána rovnicí

Přibližně 75 % veškeré elementární síry v současnosti používané v průmyslu nesocialistických zemí se získává z ropy a zemního plynu.

Přibližně 90 % veškeré vyrobené ropy se používá jako palivo. I když je podíl ropy používaný k výrobě petrochemických produktů malý, jsou tyto produkty velmi důležité. Mnoho tisíc organických sloučenin se získává z produktů destilace ropy (tabulka 7). Z nich se zase vyrábí tisíce produktů, které uspokojují nejen naléhavé potřeby moderní společnosti, ale také potřeby pohodlí (obr. 6).

Tabulka 7 Uhlovodíkové suroviny pro chemický průmysl

Ačkoli různé skupiny chemických produktů naznačené na Obr. 6 jsou široce označovány jako petrochemické látky, protože jsou odvozeny z ropy, je třeba poznamenat, že mnoho organických produktů, zejména aromatických látek, je průmyslově získáváno z uhelného dehtu a dalších zdrojů surovin. A přesto se přibližně 90 % všech surovin pro ekologický průmysl získává z ropy.

Některé typické příklady ukazující použití uhlovodíků jako surovin pro chemický průmysl budou uvedeny níže.

Obrázek 6 Aplikace petrochemických produktů.

Metan není jen jedním z nejdůležitějších paliv, ale má i mnoho dalších využití. Slouží k získání tzv syntézní plyn nebo syngas. Podobně jako vodní plyn, který se vyrábí z koksu a páry, je syntézní plyn směsí oxidu uhelnatého a vodíku. Syntézní plyn se vyrábí zahřátím metanu nebo nafty na přibližně 750 °C při tlaku asi 30 atm v přítomnosti niklového katalyzátoru:

Syntézní plyn se používá k výrobě vodíku v Haberově procesu (syntéza amoniaku).

Syntézní plyn se také používá k výrobě metanolu a dalších organických sloučenin. V procesu získávání methanolu se syntézní plyn vede přes povrch katalyzátoru na bázi oxidu zinečnatého a mědi při teplotě 250 °C a tlaku 50–100 atm, což vede k reakci

Syntézní plyn používaný pro tento proces musí být důkladně očištěn od nečistot.

Methanol snadno podléhá katalytickému rozkladu, při kterém se z něj opět získává syntézní plyn. Je velmi výhodné použít pro přepravu syngasu. Metanol je jednou z nejdůležitějších surovin pro petrochemický průmysl. Používá se například k získání kyseliny octové:

Katalyzátorem pro tento proces je rozpustný aniontový komplex rhodia. Tato metoda se používá pro průmyslovou výrobu kyseliny octové, jejíž poptávka převyšuje rozsah její výroby v důsledku fermentačního procesu.

Rozpustné sloučeniny rhodia mohou být v budoucnu použity jako homogenní katalyzátory pro výrobu ethan-1,2-diolu ze syntézního plynu:

Tato reakce probíhá při teplotě 300 °C a tlaku asi 500-1000 atm. V současné době není tento proces ekonomicky životaschopný. Produkt této reakce (jeho triviální název je ethylenglykol) se používá jako nemrznoucí směs a k výrobě různých polyesterů, např. terylenu.

Metan se také používá k výrobě chlormethanů, jako je trichlormethan (chloroform). Chlormethany mají různá použití. Například chlormethan se používá při výrobě silikonů.

A konečně, metan se stále více používá k výrobě acetylenu.

Tato reakce probíhá při přibližně 1500 °C. K zahřátí metanu na tuto teplotu se metan spaluje za podmínek omezeného přístupu vzduchu.

Ethan má také řadu důležitých použití. Používá se při procesu získávání chlorethanu (ethylchloridu). Jak bylo uvedeno výše, ethylchlorid se používá k výrobě tetraethylolova(IV). Ve Spojených státech je etan důležitou surovinou pro výrobu ethylenu (tabulka 6).

Propan hraje důležitou roli v průmyslové výrobě aldehydů, jako je methanal (formaldehyd) a ethanal (octový aldehyd). Tyto látky jsou zvláště důležité v plastikářském průmyslu. Butan se používá k výrobě buta-1,3-dienu, který, jak bude popsáno níže, se používá k výrobě syntetického kaučuku.

Ethylen. Jedním z nejdůležitějších alkenů a obecně jedním z nejdůležitějších produktů petrochemického průmyslu je etylen. Je to surovina pro mnoho plastů. Pojďme si je vyjmenovat.

Polyethylen. Polyethylen je polymerační produkt ethylenu:

Polychlorethylen. Tento polymer se také nazývá polyvinylchlorid (PVC). Získává se z chlorethylenu (vinylchloridu), který se zase získává z ethylenu. Celková reakce:

1,2-Dichlorethan se získává ve formě kapaliny nebo plynu za použití chloridu zinečnatého nebo chloridu železitého jako katalyzátoru.

Když se 1,2-dichlorethan zahřeje na teplotu 500 °C pod tlakem 3 atm v přítomnosti pemzy, vytvoří se chlorethylen (vinylchlorid).

Další způsob výroby chlorethylenu je založen na zahřívání směsi ethylenu, chlorovodíku a kyslíku na 250 °C v přítomnosti chloridu měďnatého (katalyzátoru):

polyesterové vlákno. Příkladem takového vlákna je terylen. Získává se z ethan-1,2-diolu, který se zase syntetizuje z epoxyethanu (ethylenoxidu) takto:

Ethan-1,2-diol (ethylenglykol) se také používá jako nemrznoucí směs a pro výrobu syntetických detergentů.

Ethanol se získává hydratací ethylenu pomocí kyseliny fosforečné na nosiči oxidu křemičitého jako katalyzátoru:

Ethanol se používá k výrobě ethanalu (acetaldehydu). Kromě toho se používá jako rozpouštědlo pro laky a laky a také v kosmetickém průmyslu.

A konečně, etylen se také používá k výrobě chlorethanu, který se, jak již bylo zmíněno výše, používá k výrobě tetraethylolova(IV), antidetonační přísady do benzínu.

propen. Propen (propylen), stejně jako ethylen, se používá pro syntézu různých chemických produktů. Mnohé z nich se používají při výrobě plastů a pryží.

Polypropen. Polypropen je polymerační produkt propenu:

Propanon a propenal. Propanon (aceton) je široce používán jako rozpouštědlo a používá se také při výrobě plastu známého jako plexisklo (polymethylmethakrylát). Propanon se získává z (1-methylethyl)benzenu nebo z propan-2-olu. Ten se získává z propenu takto:

Oxidace propenu v přítomnosti katalyzátoru na bázi oxidu měďnatého při teplotě 350 °C vede k produkci propenalu (akrylaldehydu):

Propan-1,2,3-triol. Propan-2-ol, peroxid vodíku a propenal získané ve výše popsaném procesu lze použít k získání propan-1,2,3-triolu (glycerolu):

Glycerin se používá při výrobě celofánového filmu.

propennitril (akrylonitril). Tato směs se používá k výrobě syntetických vláken, pryží a plastů. Získává se průchodem směsi propenu, čpavku a vzduchu přes povrch molybdenového katalyzátoru při teplotě 450 °C:

Methylbuta-1,3-dien (isopren). Syntetické kaučuky se získávají jeho polymerací. Isopren se vyrábí pomocí následujícího vícestupňového procesu:

Epoxidový propan používá se k výrobě polyuretanových pěn, polyesterů a syntetických detergentů. Syntetizuje se takto:

But-1-en, but-2-en a buta-1,2-dien používané k výrobě syntetických kaučuků. Pokud se pro tento proces použijí jako suroviny buteny, převedou se nejprve na buta-1,3-dien dehydrogenací v přítomnosti katalyzátoru - směsi oxidu chromitého s oxidem hlinitým:

Nejvýznamnějším zástupcem řady alkynů je ethyn (acetylen). Acetylen má mnoho využití, např.

- jako palivo v kyslíko-acetylenových hořákech pro řezání a svařování kovů. Při hoření acetylenu v čistém kyslíku vznikají v jeho plameni teploty až 3000°C;

- získat chlorethylen (vinylchlorid), i když ethylen se v současnosti stává nejdůležitější surovinou pro syntézu chlorethylenu (viz výše).

- získat rozpouštědlo 1,1,2,2-tetrachlorethanu.

Benzen a methylbenzen (toluen) se vyrábí ve velkém množství při rafinaci ropy. Protože methylbenzen se v tomto případě získává dokonce ve větším množství, než je nutné, přemění se jeho část na benzen. Za tímto účelem se směs methylbenzenu s vodíkem vede přes povrch platinového katalyzátoru neseného oxidem hlinitým při teplotě 600 °C pod tlakem:

Tento proces se nazývá hydroalkylace .

Benzen se používá jako surovina pro řadu plastů.

(1-methylethyl)benzen(kumen nebo 2-fenylpropan). Používá se k výrobě fenolu a propanonu (acetonu). Fenol se používá při syntéze různých kaučuků a plastů. Níže jsou uvedeny tři kroky procesu výroby fenolu.

Poly(fenylethylen)(polystyren). Monomerem tohoto polymeru je fenylethylen (styren). Získává se z benzenu:

Podíl Ruska na světové produkci nerostných surovin zůstává vysoký a činí 11,6 % u ropy, 28,1 % u plynu a 12-14 % u uhlí. Pokud jde o prozkoumané zásoby nerostných surovin, Rusko zaujímá přední postavení na světě. S okupovaným územím 10% je v útrobách Ruska soustředěno 12-13% světových zásob ropy, 35% plynu a 12% uhlí. Ve struktuře nerostné základny země připadá více než 70 % zásob na zdroje palivového a energetického komplexu (ropa, plyn, uhlí). Celková hodnota prozkoumaných a odhadnutých nerostných surovin je 28,5 bilion dolarů, což je řádově více než náklady na všechny privatizované nemovitosti v Rusku.

Tabulka 8 Palivový a energetický komplex Ruské federace

Palivový a energetický komplex je páteří domácí ekonomiky: podíl palivový a energetický komplex celkový vývoz v roce 1996 bude činit téměř 40 % (25 miliard dolarů). Plánuje se, že asi 35 % všech příjmů federálního rozpočtu na rok 1996 (121 z 347 bilionů rublů) bude získáno z činností podniků komplexu. Citelný je podíl palivového a energetického komplexu na celkovém objemu prodejných produktů, které ruské podniky plánují vyrábět v roce 1996. Z 968 bilionů rublů. obchodovatelných produktů (v běžných cenách) bude podíl palivových a energetických podniků činit téměř 270 bilionů rublů, tedy více než 27 % (tabulka 8). Palivový a energetický komplex zůstává největším průmyslovým komplexem, který provádí kapitálové investice (více než 71 bilionů rublů v roce 1995) a přitahuje investice (1,2 miliardy USD jen od Světové banky za poslední dva roky) do podniků všech jejich průmyslových odvětví.

Ropný průmysl Ruské federace se dlouhodobě rozvíjí rozšířit vážně. Toho bylo dosaženo objevením a uvedením do provozu v 50-70 letech velkých vysoce produktivních ložisek v Uralsko-volžská oblast a Západní Sibiř, dále výstavba nových a rozšiřování stávajících ropných rafinérií. Vysoká produktivita polí umožnila zvýšit produkci ropy o 20-25 milionů tun ročně s minimálními měrnými kapitálovými investicemi a relativně nízkými náklady na materiálové a technické zdroje. Rozvoj ložisek však zároveň probíhal nepřijatelně vysokým tempem (od 6 do 12 % těžby z původních zásob) a infrastruktura a bytová výstavba po celá ta léta výrazně zaostávaly v ropném průmyslu. produkční regiony. V roce 1988 bylo v Rusku vyprodukováno maximální množství ropného a plynového kondenzátu - 568,3 milionů tun, neboli 91 % produkce ropy v celé Unii. Útroby území Ruska a přilehlé vodní plochy moří obsahují asi 90 % prokázaných zásob ropy všech republik, které byly dříve součástí SSSR. Na celém světě se základna nerostných surovin rozvíjí podle schématu rozšiřující se reprodukce. To znamená, že ročně je třeba převést na rybáře nových ložisek o 10-15% více, než vyrobí. To je nutné pro udržení vyvážené struktury výroby, aby průmysl nepociťoval nedostatek surovin Během let reforem se otázka investic do geologického průzkumu stala akutní. Vývoj jednoho milionu tun ropy vyžaduje investice ve výši dvou až pěti milionů amerických dolarů. Navíc tyto prostředky přinesou návratnost až po 3-5 letech. Mezitím, aby se vyrovnal pokles produkce, je nutné vyvinout 250-300 milionů tun ropy ročně. Za posledních pět let bylo prozkoumáno 324 nalezišť ropy a zemního plynu, zprovozněno 70-80 nalezišť. Na geologii bylo v roce 1995 vynaloženo pouze 0,35 % HDP bývalý SSSR tyto náklady byly třikrát vyšší). Je zde zadržovaná poptávka po produktech geologů – prozkoumaných nalezištích. Geologické službě se však v roce 1995 přesto podařilo zastavit pokles produkce ve svém oboru. Objem hlubinných průzkumných vrtů v roce 1995 vzrostl o 9 % oproti roku 1994. Z 5,6 bilion rublů financování 1.5 bilion rublů geologové obdrželi centrálně. rozpočet na rok 1996 Roskomnedra je 14 bilionů rublů, z toho 3 biliony jsou centralizované investice. To je jen čtvrtina investic bývalého SSSR do geologie Ruska.

Surovinová základna Ruska podléhá vytvoření vhodných ekonomických podmínek pro rozvoj průzkum práce může zajistit relativně dlouhé období úrovně produkce nezbytné k uspokojení potřeb země v oblasti ropy. Je třeba vzít v úvahu, že v Ruské federaci nebylo po sedmdesátých letech objeveno jediné velké vysoce produktivní pole a nově navýšené zásoby se z hlediska jejich podmínek prudce zhoršují. Takže například v důsledku geologických podmínek klesl průměrný průtok jednoho nového vrtu v oblasti Ťumeň ze 138 tun v roce 1975 na 10-12 tun v roce 1994, tedy více než 10krát. Výrazně vzrostly náklady na finanční a materiální a technické prostředky na vytvoření 1 tuny nové kapacity. Stav rozvoje velkých vysoce produktivních nalezišť je charakterizován rozvojem zásob ve výši 60-90 % výchozích vytěžitelných zásob, což předurčilo přirozený pokles těžby ropy.

Přechod k tržním vztahům diktuje potřebu změnit přístupy k vytváření ekonomických podmínek pro fungování podniků, připisování ti, kteří jsou do těžebního průmyslu. V ropném průmyslu, který se vyznačuje neobnovitelnými zdroji cenných nerostných surovin - ropy, vylučují stávající ekonomické přístupy značnou část zásob z rozvoje z důvodu neefektivnosti jejich rozvoje podle současných ekonomických kritérií. Odhady ukazují, že jednotlivé ropné společnosti se z ekonomických důvodů nemohou zapojit do ekonomického obratu od 160 do 1057 milionů tun zásob ropy.

Ropný průmysl s významným bezpečnostní bilanční rezervy, minulé roky zhoršující se Ne moje práce. V průměru pokles těžby ropy za rok o dey stávající fond se odhaduje na 20 %. Z tohoto důvodu je pro udržení dosažené úrovně těžby ropy v Rusku nutné zavést nové kapacity 115-120 mil. tun ročně, což vyžaduje vyvrtání 62 mil. metrů těžebních vrtů a fakticky v roce 1991 27,5 mil. metrů bylo navrtáno a v roce 1995 - 9,9 mil. m.

Nedostatek finančních prostředků vedl k prudkému snížení objemu průmyslové a občanské výstavby, zejména na západní Sibiři. V důsledku toho došlo k poklesu prací na rozvoji ropných polí, výstavbě a rekonstrukci systémů sběru a přepravy ropy, výstavbě bytů, škol, nemocnic a dalších zařízení, což byl jeden z důvodů napjaté společenské situaci v regionech produkujících ropu. Program výstavby přidružených plynárenských zařízení byl narušen. V důsledku toho je ročně spáleno více než 10 miliard m3 ropného plynu. Z důvodu nemožnosti rekonstrukce ropovody systémů na polích, neustále dochází k četným prasklinám potrubí. Jen v roce 1991 bylo z tohoto důvodu ztraceno více než 1 milion tun ropy a byly způsobeny velké škody na životním prostředí. Snížení stavebních zakázek vedlo k rozpadu mocných stavebních organizací na západní Sibiři.

Jedním z hlavních důvodů krize v ropném průmyslu je také nedostatek potřebného polního vybavení a potrubí. Deficit v zásobování průmyslu materiálně technickými prostředky v průměru přesahuje 30 %. V posledních letech nevznikla ani jedna nová velká výrobní jednotka na výrobu zařízení pro ropná pole, navíc řada závodů tohoto profilu omezila výrobu a přidělené prostředky na nákupy cizích měn nestačily.

Kvůli špatné logistice přesáhl počet nečinných těžebních vrtů 25 000. Jednotky, včetně těch nečinných nad normou - 12 tisíc kusů. Každý den se ve vrtech, které jsou nečinné nad normu, ztratí asi 100 000 tun ropy.

Akutním problémem pro další rozvoj ropného průmyslu zůstává jeho špatná nabídka vysoce výkonných strojů a zařízení pro těžbu ropy a plynu. Do roku 1990 měla polovina technických zařízení v průmyslu opotřebení více než 50 %, pouze 14 % strojů a zařízení odpovídalo světové úrovni, poptávka po hlavních typech výrobků byla uspokojena v průměru 40-80 %. Tato situace s vybavením průmyslu vybavením byla důsledkem špatného rozvoje ropného strojírenského průmyslu v zemi. Dovozní zásoby v celkovém objemu zařízení dosáhly 20 %, u některých typů až 40 %. Nákup trubek dosahuje 40 - 50%.

S rozpadem Unie se zhoršila situace s dodávkami zařízení na ropná pole z republik SNS: Ázerbájdžánu, Ukrajiny, Gruzie a Kazachstánu. Jako monopolní výrobci mnoha druhů výrobků zvyšovaly továrny těchto republik ceny a omezovaly dodávky zařízení. Pouze podíl Ázerbájdžánu v roce 1991 tvořil asi 37 % produktů vyrobených pro ropný průmysl.

V důsledku zničení logistického systému, omezení rozpočtového financování a nemožnosti samofinancování vrtných operací ze strany ropných těžařských sdružení z důvodu nízké ceny ropy a nekontrolovatelně rostoucích cen materiálových a technických zdrojů došlo ke snížení v objemu vrtání začalo. Rok od roku se omezuje tvorba nových kapacit na těžbu ropy a dochází k prudkému poklesu těžby ropy.

Významnou rezervou pro snížení objemu vrtných operací je zvýšení průtoku nových vrtů zlepšením otevírání ropných zásobníků. Pro tyto účely je nutné znásobit vrtání horizontálních vrtů, což vede ke zvýšení rychlosti produkce oproti standardním vrtům až 10krát nebo více. Řešení problémů s kvalitním otevřením nádrží zvýší počáteční rychlost produkce vrtů o 15-25%.

Kvůli systematickému nedostatečnému zásobování v posledních letech těžba ropy a plynu podniků materiálně-technických zdrojů udržovat fond v provozuschopném stavu, jeho využití se prudce zhoršilo. Nepřímým důvodem růstu zásob neprovozních vrtů je také nízká kvalita vybavení dodávaného tuzemskými závody, což vede k neodůvodněnému nárůstu objemu opravárenských prací.

V roce 1992 se tak ruský ropný průmysl již dostal do krizového stavu, a to navzdory skutečnosti, že měl dostatečné komerční zásoby ropy a velké potenciální zdroje. Nicméně, v období od roku 1988 do roku 1995. úroveň těžby ropy se snížila o 46,3 %. Rafinace ropy v Ruské federaci se zaměřuje především na 28 rafinerií (rafinerie): u 14 podniků objem rafinace ropy přesáhl 10 mil. tun ročně a zpracovaly 74,5 % z celkového objemu příchozí ropy, u 6 podniků se objem rafinace pohyboval od 6 do 10 mil. televize rok a ve zbývajících 8 závodech - méně než 6 milionů tun ročně (minimální objem zpracování je 3,6 milionů tun ročně, maximum je asi 25 milionů tun ročně)

Kapacity jednotlivých rafinérií v Ruské federaci z hlediska objemu zpracovávaných surovin, struktura jejich výrobních aktiv se výrazně liší od zahraničních ropných rafinérií. Hlavní podíl ropy ve Spojených státech se tedy zpracovává v rafinériích s kapacitou 4-12 milionů tun ročně, v západní Evropě - 3-7 milionů tun ročně. Obrázek 9 ukazuje ukazatele produkce základních ropných produktů v Ruské federaci a vyspělých kapitalistických zemích.

Tabulka 9 Ukazatele produkce základních ropných produktů v Ruské federaci a vyspělých kapitalistických zemích.

Země otevření ropných rezervoárů.	Objem výroby
Benzín	Diesel pohonné hmoty	topný olej	mazací oleje	živice	Kola
Rusko	45.5	71.4	96.8	4.7	8.1	0.99
USA	300.2	145.4	58.4	9.0	26.2	36.2
Japonsko	28.7	44.6	38.8	2.0	5.8	0.4
Německo	20.2	33.7	9.0	1.4	2.7	1.4
Francie	15.6	27.7	12.5	1.7	2.8	0.9
Velká Británie	27.2	25.4	16.5	0.9	2.	1.5
Itálie	15.9	26.2	24.8	1.1	2.4	0.8

Ve struktuře výroby a spotřeby Ruské federace zaujímají mnohem větší podíl těžké zbytkové ropné produkty. Výtěžnost lehkých produktů se blíží jejich potenciálnímu obsahu v ropě (48-49 %), což svědčí o nízkém využití sekundárních procesů hlubinné rafinace ropy ve struktuře tuzemské rafinace ropy. Průměrná hloubka rafinace ropy (poměr lehkých ropných produktů k objemu rafinace ropy) je cca 62-63%. Pro srovnání hloubka zpracování při rafinerie průmyslových zemí je 75-80 % (v USA - cca 90 %) minimum v roce 1994 (61,3 %) bylo způsobeno poklesem spotřeby motorových paliv v kontextu prohlubujícího se poklesu průmyslové výroby v Rusku as celý. Na domácích provozech nejsou dostatečně rozvinuty procesy hydrorafinace destilátů, nedochází k hydrorafinaci ropných zbytků. Rafinérie jsou hlavním zdrojem znečištění životní prostředí: celkové emise škodlivých látek (oxid siřičitý, oxid uhelnatý, oxidy dusíku, sirovodík atd.) v roce 1990 činily 4,5 kg na tunu rafinované ropy.

Při porovnání kapacit prohlubovacích a zušlechťovacích procesů v podnicích Ruské federace s podobnými údaji pro zahraničí lze konstatovat, že podíl kapacit katalytického krakování je 3x menší než v Německu, 6x menší než v Anglii a 8x nižší ve srovnání s USA. Až dosud se prakticky nepoužívá jeden z progresivních procesů – hydrokrakování vakuového plynového oleje. Taková struktura je stále méně v souladu s potřebami národního trhu, protože, jak již bylo uvedeno, vede k nadměrné výrobě topného oleje s nedostatkem vysoce kvalitních motorových paliv.

Pokles produktivity výše uvedených primárních a sekundárních procesů je jen částečně důsledkem poklesu dodávek ropy do ropných rafinérií a efektivní poptávky spotřebitelů, jakož i vysokého opotřebení technologických zařízení. Z více než 600 hlavních technologických celků tuzemských rafinérií má pouze 5,2 % (v roce 1991 - 8,9 %) životnost kratší než 10 let. Naprostá většina (67,8 %) byla uvedena do provozu před více než 25 lety a je třeba ji vyměnit. Stav primárních destilačních závodů v Ruské federaci je obecně nejvíce neuspokojivý.

Přímým důsledkem neuspokojivého stavu stálých aktiv ropného rafinérského průmyslu je vysoká cena a nízká kvalita komerčních ropných produktů. Ano, nepodléhá hydrodesulfurizace topný olej má na světovém trhu nízkou poptávku a používá se pouze jako surovina pro výrobu lehkých ropných produktů.

Zpřísnění státní kontroly nad stavem životního prostředí v 80. letech ve většině průmyslových zemí vedlo k výrazné změně v technické a technologické struktuře zahraničních rafinérií. Nové standardy kvality pro motorová paliva (tzv "přeformulovaný" motorová paliva) zahrnují:

U benzínu - výrazné snížení obsahu aromátů (benzen až o 1%) a olefinické uhlovodíky, sloučeniny síry, index těkavosti, povinný přídavek sloučenin obsahujících kyslík (do 20 %);

U motorové nafty - snížení obsahu aromatických uhlovodíků na 20-10% a sloučenin síry na 0,1-0,02%.

V roce 1992 přesáhl podíl bezolovnatého benzínu na celkové výrobě benzínu ve Spojených státech 90%, v Německu - 70%. Japonsko vyrábělo pouze bezolovnatý benzín.

Domácí rafinérie pokračují ve výrobě olovnatého benzínu. Podíl bezolovnatých benzinů na celkovém objemu výroby automobilových benzinů v roce 1991 činil 27,8 %. Podíl jejich produkce se v posledních letech prakticky nezvyšuje a v současnosti činí cca 45 %. Hlavním důvodem je nedostatek finančních prostředků na modernizaci a výstavbu závodů na výrobu vysokooktanových komponentů a také na výrobu katalyzátorů. Ruské podniky vyráběly hlavně benzín A-76, který nesplňuje moderní vývojové požadavky stavba motoru. Stav výroby motorové nafty jako exportovatelného produktu je o něco lepší. Podíl nízkosirného paliva s obsahem síry do 0,2 % v roce 1991 činil 63,8 %; - až 76 %

V letech 1990-1994 výroba a sortiment mazacích olejů rychle klesaly. Jestliže v roce 1991 činila celková produkce olejů 4684,7 tisíce tun, pak v roce 1994 to bylo 2127,6 tisíce tun. Orsk, Rafinérie Perm a Omsk.

Systém má zvláštní roli ve vývoji ropného a plynového komplexu dodávky ropných produktů. Význam potrubní dopravy pro fungování ropného komplexu byl určen výnosem prezidenta Ruské federace ze 7. října 1992, podle kterého si stát ponechal kontrolu nad akciovou společností Transněfť. Na území Ruské federace je provozováno 49,6 tis. km hlavních ropovodů, 13264 tisíc metrů krychlových m nádrží, 404 čerpacích stanic ropy. Akutním problémem je v současnosti udržovat stávající systém hlavních ropovodů v provozuschopném stavu.

Dalším problémem je přeprava kyselé ropy. V bývalém SSSR se tato ropa zpracovávala především do Kremenčug rafinerie.

Rozvoji ropného trhu brání dosavadní absence jednotného systému vzájemného vypořádání změn kvality ropy při přepravě. Je to dáno tím, že hlavní ropovody měly velké průměry a byly určeny k přepravě značných objemů ropy na velké vzdálenosti, což evidentně předurčovalo čerpání olejů ve směsi. Podle některých odhadů pouze roční JSC "LUKOIL", ztráty ze zhoršení spotřebitelských vlastností ropy a neekvivalentního přerozdělení nákladů na ropu mezi producenty dosahují nejméně 60–80 miliard rublů.

Řízení ropného a plynárenského průmyslu v SSSR probíhalo prostřednictvím systému skupiny ministerstev - Ministerstvo geologie SSSR, Ministerstvo naftového průmyslu, Ministerstvo plynárenství, Ministerstvo ropy Rafinérský a petrochemický průmysl SSSR, jakož i Hlavní ředitelství pro dopravu, skladování a distribuci ropy a ropných produktů

Ruský ropný průmysl je v současnosti rozporuplnou kombinací vytvořených obrovských výrobních kapacit a nízké úrovně odběrů ropy, které jim neodpovídají. Z hlediska celkového objemu výroby určitých druhů paliv zaujímá země první nebo přední místo na světě. Nicméně realita práce průmyslových odvětví palivový a energetický komplex Rusko má omezit produkci paliv a energetických zdrojů (TER) Tento trend je pozorován od roku 1988. V roce 1995 se míra poklesu produkce poněkud snížila, což může být počátkem následné stabilizační etapy.

Produkční potenciál ropného průmyslu počátkem 80. let výrazně podkopal záměr urychlit rozvoj ropných polí a zvýšit exportní dodávky, export ropy v té době do značné míry předurčoval možnost přilákat zahraniční ekonomické zdroje pro udržení investiční aktivity, zvýšení obchodní obrat a financování vládních výdajů. Stala se jedním z hlavních prostředků k vyrovnávání důsledků strukturální nerovnováhy v národním hospodářství.

Investice do těžby ropy však směřovaly především do extenzivního rozvoje průmyslu, takže nárůst investic byl spojen s relativně nízkou výtěžností ložiska a velkými ztrátami souvisejícího plynu. V důsledku toho ropný průmysl zažil řadu velkých poklesů produkce (1985, 1989, 1990), z nichž poslední trvá dodnes.

Charakteristickým rysem ropného průmyslu je jeho zaměření na priority ruské energetické strategie. Energetická strategie Ruska je prognózou možných řešení energetických problémů v zemi v krátkodobém (2-3 roky), střednědobém (do roku 2000) a dlouhodobém (do roku 2010) plánu, jakož i v oblast výroby energie, spotřeby energie, zásobování energií a vztahy s globální energetickou ekonomikou V současné době je nejvyšší prioritou ruské energetické strategie zvýšení efektivní spotřeby energie a úspor energie. Energetická náročnost prodejných produktů v Rusku je 2x vyšší než v USA a 3x vyšší než v Evropě. Pokles výroby v letech 1992-1995. ne „ vedlo ke snížení energetické náročnosti, a dokonce ji zvýšilo.

Úspora energie zabrání tomuto nežádoucímu trendu a do roku 2000 sníží škodlivé emise do atmosféry. Ušetřené energetické zdroje se mohou stát hlavním zdrojem stabilizace exportu TER.

Současný stav ropného komplexu je hodnocen jako krizový, především z hlediska poklesu těžby ropy. Úroveň těžby ropy v Rusku v roce 1995 odpovídá ukazatelům z poloviny sedmdesátých let. Těžba ropy v roce 1995 poklesla o 3,4 % oproti roku 1994. Důvody poklesu jsou zhoršení surovinové základny, znehodnocení dlouhodobého majetku, zlom ve společném hospodářském prostoru, tvrdá finanční politika vlády, pokles kupní síla obyvatelstva a investiční krize. Vyřazování výrobních kapacit je 3x vyšší než zprovoznění nových. Počet nevyužitých vrtů roste, koncem roku 1994 bylo v průměru 30 % zásob provozních vrtů. Pouze 10 % ropy se vyrábí pomocí vyspělých technologií.

V ruských rafinériích odpisy dlouhodobého majetku přesahují 80 % a využití kapacity je rafinerie je méně než 60 %. Zároveň rostou devizové příjmy z exportu ropy, čehož je dosahováno předstihem růstu fyzických objemů exportu.

Přes opatření přijatá ruskou vládou zaměřená na podporu sektoru rafinace ropy – rozvoj federálního cílového programu „Palivo a energie“, usnesení o opatřeních k financování rekonstrukce a modernizace ropného rafinérského průmyslu v Rusku, aktuální situace ve všech ropných rafinériích je složitá, nicméně pesimismus přechodu optimismus ohledně začátku hospodářského oživení v blízké budoucnosti Po očekávaném konci recese v roce 1997 lze očekávat, že v příštím roce bude růst postupně zrychlovat několik let, po roce 2000 následuje mírnější růst.

Hlavním cílem programu modernizace domácího rafinerského komplexu je přizpůsobení produktů požadavkům trhu, snížení znečištění životního prostředí, snížení spotřeby energie, snížení produkce topného oleje, uvolnění ropy na export a zvýšení exportu vysoce kvalitních ropných produktů .

Finanční zdroje pro investice do modernizačních projektů jsou omezené, proto je nejdůležitějším úkolem identifikovat prioritní projekty z těch navrhovaných. Při výběru projektů je zohledněno posouzení možných regionálních odbytových trhů, potenciální regionální produkce a vyváženosti nabídky a poptávky na regionální úrovni. Zvažují se nejslibnější oblasti centrální region, západní Sibiř, Dálný východ a Kaliningradu. Severozápad je klasifikován jako středně perspektivní, Volha-Vjatka okres, oblast Central Black Earth, Severní Kavkaz a východní Sibiř. Nejméně perspektivní jsou severní regiony, Volha a Ural.

Projekty modernizace ropných rafinérií v regionálním kontextu jsou analyzovány s ohledem na určitá rizika. Rizika jsou spojena s objemy zpracovávaných surovin a produktů na prodej – přítomnost prodejních trhů. Komerční a transakční rizika jsou dána dostupností vozidel v závodě pro dodávku surovin a expedici zpracovaných produktů, včetně skladovacích prostor. Ekonomická rizika byla vypočtena na základě dopadu projektu na zvýšení ekonomické marže. finanční Hlavní rizika obecně souvisí s objemem finančních prostředků potřebných k realizaci projektu.

Pro každý z modernizačních projektů jsou před výběrem konečné konfigurace vyžadovány podrobné studie proveditelnosti. Modernizace rafinerie přispěje k uspokojení rostoucí poptávky po motorové naftě, realizace projektů téměř zcela uspokojí poptávku po vysokooktanových motorových benzínech a také sníží přebytek topného oleje na polovinu ve scénáři nízké poptávky export topného oleje do zemí západní Evropy jako surovina pro zpracování a export do regionů, které nejsou podporovány zemním plynem pro výrobu energie.

Negativní dopad na pokles těžby ropy v letech 1994-1995. byl způsoben přezásobením rafinérií hotovými výrobky, které z důvodu vysokých cen ropných produktů již není schopen masový spotřebitel zaplatit. Snižte objem zpracovávaných surovin. Státní regulace v podobě navázání sdružení produkujících ropu na určité PZ v tomto případě se stává nikoli pozitivním, ale negativním faktorem, neodpovídá současné situaci v ropném průmyslu a neřeší nahromaděné problémy. Vede k přetížení páteřních systémů potrubí přepravy ropy, které si při absenci dostatečných skladovacích kapacit při těžbě ropy vynucují odstavení stávajících vrtů. Tedy podáno centrálním dispečinkem Rosněfť, v roce 994 kvůli tomu těžba ropy a plynu sdružení bylo odstaveno 11 tisíc vrtů o celkové kapacitě 69,8 tisíce tun denně.

Překonání poklesu těžby ropy je pro ropný komplex nejtěžším úkolem. Se zaměřením pouze na stávající domácí technologie a výrobní základnu bude pokles těžby ropy pokračovat až do roku 1997, i když se zásoby nevyužitých vrtů sníží na standardní hodnoty a objem vývojových vrtů se bude každoročně zvyšovat. Je nutné přilákat velké zahraniční i domácí investice, zavést pokročilé technologie (horizontální a radiální vrtání, hydraulické štěpení atd.) a zařízení zejména pro rozvoj malých a okrajový vklady. V tomto případě lze pokles těžby ropy překonat v letech 1997-1998.

Ve vývoji – od zvyšování produkce po její kvóty, souhlasit s limity podloží,

Ve výrobě - ​​od hrubého do racionální spotřeba na surovinách úspora zdrojů.

Přechod k racionálnímu využívání podloží a opětovné uložení v celém technologickém řetězci od vyhledávání nerostů po jejich zpracování a následně až po druhotné využití je plně v souladu se státními zájmy Ruska. Výše uvedené úkoly lze řešit v podmínkách hospodářské soutěže mezi subjekty regulovaného trhu s energií.

V posledních letech u nás v oblasti exportu ropy dochází k postupnému odklonu od státního monopolu a přibližování se praxi soukromo-státního oligopolu přijatého v průmyslových zemích, jehož subjekty jednají podle civilizovaných pravidel vyvinutých a přijatých. jimi, s přihlédnutím k národním tradicím a vlastnostem. Protože při reformě ekonomiky od roku 1992 došlo k rozpadu státního stroje řízení, neprobíhalo utváření ropného oligopolu vždy civilizovaně.

Více než 120 organizací soukromých společností a společných podniků získalo právo prodávat ropu a ropné produkty do zahraničí. Mezi ruskými prodejci ropy zesílila konkurence. Počet dumpingových a nekontrolovaných transakcí se neustále zvyšuje. Cena ruské ropy klesla téměř o 20 % a vývoz zůstal v roce 1992 na rekordním minimu 65 milionů tun.

Praxe osvobození od vývozních cel jak pro profesionální obchodní společnosti, tak pro mnohé regionální správy, vládní agentury, různé veřejné organizace. Celkově bylo v roce 1992 podle údajů Hlavního ředitelství pro hospodářskou kriminalitu Ministerstva vnitra Ruska osvobozeno od vývozních cel 67 % vyvezené ropy, což připravilo rozpočet o příjmy ve výši asi $ 2 miliardy.

V roce 1993 začala v zemi fungovat instituce speciálních exportérů, která zahrnuje výběr nejzkušenějších obchodních společností (obchodníků) a uděluje jim výhradní právo provádět zahraniční obchodní operace s ropou a ropnými produkty. To umožnilo zvýšit objem vývozu ropy na 80 milionů tun v roce 993, mírně zvýšit její cenu (která se nadále držela 10–13 % pod světovou úrovní) a vypracovat mechanismus kontroly toku zahraničních vyměnit peníze do země. Přetrvával však nadměrný počet speciálních vývozců (50 subjektů). Nadále soutěžili ani ne tak se zahraničními firmami, ale i mezi sebou. Mechanismus udělování výhod na vývozních clech také zůstal zachován, ale výše výpadku prostředků z rozpočtu se snížila na 1,3 miliardy dolarů.

V roce 1994 byl počet speciálních exportérů snížen na 14 organizací. Vývoz ropy se zvyšuje na 91 milionů tun, cena ruské ropy činila 99 % světové ceny. Ke zlepšení v této oblasti přispěl proces privatizace a restrukturalizace ropného průmyslu: vznikla řada společností jako plně vertikálně integrované, schopné realizovat celý cyklus operací od průzkumu a těžby ropy až po prodej ropných produktů. přímo spotřebitelům. Koncem roku 1994 vytvořili hlavní ruští výrobci a exportéři za aktivní účasti Ministerstva zahraničních věcí Ruské federace průmyslové sdružení Sojuz vývozci ropy (SONEK), přístup je otevřen všem subjektům ropného sektoru.

Ruské společnosti tak mohly na světových trzích konkurovat předním monopolům průmyslových zemí. Byly vytvořeny podmínky pro zrušení institutu zvláštních vývozců, k čemuž došlo rozhodnutím vlády počátkem roku 1995. SONEK zavedl celosvětovou praxi zefektivnění exportu strategického zboží. Například v Japonsku existuje více než 100 vývozních kartelů, v Německu asi 30 a v USA asi 20.

Přítomnost vertikálně integrovaných ropných společností na domácím ruském trhu vytváří předpoklady pro rozvoj efektivní hospodářské soutěže mezi nimi, což má pozitivní důsledky pro spotřebitele. Tyto předpoklady však na regionální úrovni dosud nebyly realizovány, neboť ruský trh s ropnými produkty byl ve skutečnosti rozdělen na zóny vlivu nově vzniklých ropných společností. Z 22 dotázaných SCAP V Rusku v roce 1994, pouze na trzích Astrachaňské a Pskovské oblasti, Krasnodarské a Stavropolské oblasti, dodávky ropných produktů (benzín, topný olej, motorová nafta) zajišťují dvě ropné společnosti, v ostatních případech přítomnost jedna ropná společnost zpravidla překročí 80. milník.

Dodávky prostřednictvím přímých vazeb, ale i fragmentárního charakteru, provádějí i jiné společnosti, ale jejich podíl na objemu dodávek na regionální trhy je příliš malý na to, aby mohl konkurovat monopolistům. Například v regionu Oryol s naprostou dominancí firmy "KZhOS" na regionálním trhu (97 %) spol "LUKOIL" dodává také ropné produkty Agrosnab. Dohoda mezi nimi je však jednorázového charakteru a byla uzavřena na barterové bázi.

Založení tří vertikálně integrovaných ropných společností na počátku roku 1993 (VINK) mělo významný dopad na trhy s ropnými produkty. Produkce ropy každou z vertikálně integrovaných společností se procentuálně zvýšila ve vztahu ke zbytku podniků produkujících ropu a v lednu 1994 činila celkem 56,4 %, zatímco v první polovině roku 1993 tyto tři společnosti produkovaly 36 % celková produkce ropy v Rusku. Obecně platí, že s poklesem produkce hlavních typů ropných produktů se VIOC stabilizovaly a dokonce zvýšily produkci některých typů produktů.

Spolu s tím je růst cen ropy u VIOC v průměru nižší než u podniků produkujících ropu, které ve společnosti nejsou založeny. Kromě toho ropné společnosti pravidelně oznamují zmrazení svých cen ropných produktů. To umožňuje ropným společnostem rozvíjet nejen trhy s ropnými produkty v regionech, kde sídlí jejich dceřiné společnosti dodávky ropných produktů, ale také aktivně jezdit do dalších nejatraktivnějších regionů (příhraniční, střední, jižní). Pozastavení vytváření nových ropných společností v roce 1994 poskytlo těmto třem fungováním významné výhody NK při obsazování prodejních trhů a posilování svých pozic na nich.

Ekonomické důsledky působení ropných monopolů na regionálních trzích dnes v podmínkách celkového poklesu kupní síly spotřebitelů ropných produktů nemají výrazně negativní charakter. Provozní problémy neplacení v regionech navíc řeší zajišťování dodávek pro potřeby státu ze strany ropných společností prakticky za podmínek bezúplatného úvěrování (agroprůmyslový sektor patří mezi špatné dlužníky). Neexistují však žádné záruky, že s aktivací poptávky, vzhledem k rostoucí solventnosti spotřebitelů, nedojde k realizaci potenciálu cenového diktátu a jiného zneužití dominantního postavení. To je třeba vzít v úvahu při vytváření konkurenčního prostředí a vyvíjení antimonopolních požadavků Současně je třeba vzít v úvahu specifické vlastnosti odvětví, z nichž nejdůležitější jsou tyto:

Zvýšené požadavky na návaznost technologických procesů a spolehlivost zásobování spotřebitelů elektrickou a tepelnou energií, surovinami a palivy;

Technologická jednota současně probíhajících procesů výroby, dopravy a spotřeby elektrické a tepelné energie, ropy a plynu;

Potřeba centralizovaného dispečerského řízení vytvořených jednotných systémů energie olej a dodávky plynu, které zajistí zvýšení účinnosti využívání paliv a energetických zdrojů a spolehlivější dodávky jejich spotřebitelům;

Monopol na přírodní energii olej a plynárenské přepravní soustavy ve vztahu k dodavatelům a odběratelům a potřeba státní regulace činnosti těchto soustav;

Závislost hospodářských výsledků ropy a výroba plynu podniky ze změn hornických a geologických podmínek pro těžbu paliv;

Pevná technologická provázanost podniků a divizí hlavních průmyslových odvětví a odvětví služeb, které zajišťují uvolňování finálních produktů.

V současné době jsou položeny základy pro utváření konkurenčního prostředí s přihlédnutím ke specifikům odvětví palivový a energetický komplex který poskytuje:

Vytvoření seznamu přirozených a povolených monopolů v odvětví paliv a energetiky;

Zajištění realizace antimonopolních opatření při privatizaci podniků a organizací palivového a energetického komplexu;

Identifikace podniků a organizací palivově-energetického komplexu, které jsou konkurenceschopné nebo mají příležitost stát se konkurenceschopnými na světovém trhu, a vytváření podmínek pro jejich efektivní fungování na světovém trhu;

Provádění kontroly úřady vládou kontrolované pro prevenci nekalé soutěže mezi podniky a organizacemi palivového a energetického komplexu;

Zakládání finančních a průmyslových skupin v odvětví paliv a energetiky;

Vypracování akčního plánu pro implementaci souboru prioritních opatření pro rozvoj malého a středního podnikání v sektoru paliv a energetiky;

Vypracování návrhů na vymezení řídících funkcí

1. Fremantle M. Chemie v akci. Za 2 hodiny Část 1 .: Per. z angličtiny. - M.: Mir, 1991. - 528 s., ill.

2. Fremantle M. Chemie v akci. Za 2 hodiny Část 2.: Per. z angličtiny. - M.: Mir, 1991. - 622 s., ill.

3. V.Yu. Alekperov Vertikálně integrované ropné společnosti Ruska. – M.: 1996.

Kerogen (z řeckého keros, což znamená „vosk“, a gen, což znamená „tvorba“) je organická látka rozptýlená v horninách, nerozpustná v organických rozpouštědlech, neoxidačních minerálních kyselinách a zásadách.

Kondenzát - směs uhlovodíků, která je na poli plynná, ale při extrakci na povrch kondenzuje na kapalinu.

Pamatujte: destilace (destilace) je metoda oddělování směsi těkavých kapalin postupným odpařováním s následnou kondenzací.

Olej. Čištění ropy

Mnoho organických látek, se kterými se v každodenním životě potýkáte – plasty, barvy, detergenty, léky, laky, rozpouštědla – jsou syntetizovány z uhlovodíků. V přírodě existují tři hlavní zdroje uhlovodíků – ropa, zemní plyn a uhlí.

Ropa je jedním z nejdůležitějších minerálů. Je nemožné si představit náš život bez ropy a jejích produktů. Ne nadarmo hrají země bohaté na ropu důležitou roli v globální ekonomice.

Olej je tmavá olejovitá kapalina, která se nachází v zemská kůra(obr. 29.1). Jedná se o homogenní směs několika stovek látek - většinou nasycených uhlovodíků s počtem atomů uhlíku v molekule od 1 do 40.

Ke zpracování této směsi se používají fyzikální i chemické metody. Nejprve se ropa rozdělí na jednoduché směsi - frakce - destilací (destilací nebo rektifikací), a to na základě skutečnosti, že různé látky ve složení oleje vrou při různých teplotách (tab. 12). Destilace probíhá v destilační koloně za výrazného zahřívání (obr. 29.2). Frakce s nejvyššími teplotami varu, které se při vysokých teplotách rozkládají, se destilují za sníženého tlaku.

Tabulka 12. Destilační frakce oleje

	Počet atomů uhlíku v molekulách	Bod varu, °С	aplikace
		Přes 200°C
			Automobilové palivo
			Palivo, suroviny pro syntézu
			Letecký benzín
			nafta
Těžký plynový olej (topný olej)			Palivo pro tepelné elektrárny
		Při zahřívání se rozkládá, destiluje za sníženého tlaku	Výroba asfaltů, bitumenů, parafínů, maziv, paliv pro kotle

Ukrajina je poměrně bohatá na zásoby ropy. Hlavní ložiska jsou soustředěna ve třech ropných a plynových oblastech: východní (Sumy, Poltava, Černihiv a Charkovská oblast), západní (Lvovská a Ivano-Frankivská oblast) a jižní (Černomořská oblast, šelfy Azovského a Černého moře). Zásoby ropy na Ukrajině se odhadují na asi 2 miliardy tun, ale významná část z nich je soustředěna ve velkých hloubkách (5-7 km). Roční produkce ropy na Ukrajině je asi 2 miliony tun, zatímco poptávka je 16 milionů tun, takže Ukrajina je bohužel stále nucena dovážet značné objemy ropy.

Chemické zpracování ropných produktů

Některé produkty destilace ropy lze ihned použít bez dalšího zpracování – jedná se o benzín a petrolej, ale ty tvoří pouze 20-30 % ropy. Benzin je navíc po destilaci nekvalitní (s nízkým oktanovým číslem, tedy při stlačení v motoru exploduje a neshoří). Motor běžící na takové palivo vydává charakteristické klepání a rychle selhává. Pro zlepšení kvality benzínu a zvýšení jeho výtěžnosti je ropa podrobena chemickému zpracování.

Jednou z nejdůležitějších metod chemické rafinace ropy je krakování (z anglického to crack - split, break, neboť k praskání dochází při přetržení uhlíkových řetězců) (obr. 29.3). Při zahřátí na 500 °C bez přístupu vzduchu za přítomnosti speciálních katalyzátorů se dlouhé molekuly alkanů štěpí na menší. Během krakování tvoří nasycené uhlovodíky směs lehkých nasycených a nenasycených uhlovodíků, například:

Tento proces zvyšuje výtěžnost benzínu a petroleje. Takový benzín je někdy označován jako krakovaný benzín.

Jednou z charakteristik, které určují kvalitu benzínu, je oktanové číslo, které udává možnost detonace (výbuchu) směsi vzduchu a paliva v motoru. Čím vyšší je oktanové číslo, tím nižší je pravděpodobnost detonace, a tedy vyšší kvalita benzínu. Heptan je jako motorové palivo nevhodný, spíše detonuje, zatímco isooktan (2,2,4-trimethylpentan) má vlastnosti opačné - v motoru téměř nedetonuje. Tyto dvě látky se staly základem stupnice pro stanovení kvality benzínu – stupnice oktanového čísla. Na této stupnici je heptan 0 a isooktan je 100. Podle této stupnice má 95oktanový benzín stejné detonační vlastnosti jako směs 95% isooktanu a 5% heptanu.

Rafinace ropy probíhá ve speciálních podnicích - ropných rafinériích. Provádí se zde jak rektifikace ropy, tak chemické zpracování výsledných ropných produktů. Na Ukrajině je šest ropných rafinerií: v Oděse, Kremenčugu, Chersonu, Lisičansku, Nadvorjansku a Drohobyči. Celková kapacita všech ukrajinských ropných rafinérií přesahuje 52 milionů tun ročně.

Zemní plyn

Druhým nejvýznamnějším zdrojem uhlovodíkových surovin je zemní plyn, jehož hlavní složkou je metan (93-99 %). Zemní plyn se využívá především jako účinné palivo. Při jeho spalování nevzniká popel ani jedovatý oxid uhelnatý, proto je zemní plyn považován za ekologické palivo.

Velké množství zemního plynu se využívá v chemickém průmyslu. Zpracování zemního plynu se redukuje především na výrobu nenasycených uhlovodíků a syntézního plynu. Ethylen a acetylen vznikají eliminací vodíku z nižších alkanů:

Syntézní plyn - směs oxidu uhelnatého (II) a vodíku - se získává zahříváním metanu s párou:

Z této směsi se pomocí různých katalyzátorů syntetizují sloučeniny obsahující kyslík - metylalkohol, kyselina octová atd.

Při průchodu přes kobaltový katalyzátor se syntézní plyn přemění na směs alkanů, což je syntetický benzín:

Uhlí

Dalším zdrojem uhlovodíků je uhlí. V chemickém průmyslu se zpracovává koksováním - ohřevem na 1000 °C bez přístupu vzduchu (obr. 29.5, str. 170). V tomto případě vzniká koks a černouhelný dehet, jejichž hmotnost tvoří pouze několik procent hmotnosti uhlí. Koks se používá jako redukční činidlo v metalurgii (například k získávání železa z jeho oxidů).

Černouhelný dehet obsahuje několik stovek organických sloučenin, především aromatických uhlovodíků, které se z něj získávají destilací.

Černé uhlí se také používá jako palivo, jsou zde však velké ekologické problémy. Za prvé, uhlí obsahuje nespalitelné nečistoty, které se při spalování paliva mění na strusky; za druhé, uhlí obsahuje malé množství sloučenin síry a dusíku, jejichž spalováním vznikají oxidy, které znečišťují atmosféru. Pokud jde o zásoby uhlí, Ukrajina zaujímá jedno z prvních míst na světě. Na území rovném 0,4 % světa je na Ukrajině soustředěno asi 5 % světových zásob energetických surovin, z toho 95 % tvoří černé uhlí (asi 54 miliard tun). V roce 2015 činila produkce uhlí 40 milionů tun, což je téměř o polovinu více než v roce 2011. Dnes je na Ukrajině 300 černouhelných dolů a 40 % z nich produkuje koksovatelné uhlí (které lze zpracovat na koks). Výroba je soustředěna především v Doněcké, Luganské, Dněpropetrovské a Volyňské oblasti.

Lingvistický úkol

V řečtině pyro znamená „oheň“ a lysis znamená „rozklad“. Proč si myslíte, že se pojmy „krakování“ a „pyrolýza“ často používají zaměnitelně?

Klíčová myšlenka

Hlavními zdroji uhlovodíků pro průmysl jsou ropa, uhlí a zemní plyn. Pro efektivnější využití je nutné tyto přírodní zdroje zpracovat tak, aby se izolovaly jednotlivé látky nebo směsi.

testové otázky

334. Vyjmenujte hlavní přírodní zdroje uhlovodíků.

335. Co je základem fyzikální metody dělení ropy na frakce?

336. Na jaké frakce se při destilaci dělí olej? Popište jejich aplikaci. Co je nejcennějším produktem rafinace ropy pro moderní společnost?

337. Jaký je rozdíl mezi nejvýznamnějšími ropnými produkty z hlediska chemického složení?

338. Pomocí informací v tomto a předchozích odstavcích popište využití zemního plynu v chemickém průmyslu.

339. Jaké hlavní produkty se těží z koksovatelného uhlí?

340. Proč se při zpracování uhlí topí bez přístupu vzduchu?

341. Proč je zemní plyn jako palivo lepší než uhlí?

342. Jaké látky a materiály se získávají zpracováním uhlí a zemního plynu?

Úkoly pro zvládnutí látky

343. Při krakování uhlovodíku C 20 H 42 vznikají dva produkty se stejným počtem atomů uhlíku v molekulách. Napište rovnici pro reakci.

344. Jaký je zásadní rozdíl mezi krakováním ropy a rektifikací?

345. Proč si myslíte, že není možné při přímé destilaci ropy přeměnit ropu na benzín o více než 20 %?

346. Rozbor Obr. 29.2 a popište, jak se olej destiluje.

347. Vytvořte rovnice pro reakce získávání etylenu a acetylenu ze složek zemního plynu.

348. Jednou ze složek benzínu je uhlovodík C 8 H 18 . Napište rovnici pro reakci jeho výroby z oxidu uhelnatého (II) a vodíku.

349. Při úplném spálení benzínu se v motoru tvoří oxid uhličitý a voda. Napište rovnici pro spalovací reakci benzinu za předpokladu, že se skládá z uhlovodíků o složení C 8 H 18 .

350. Výfukové plyny automobilů obsahují toxické látky: oxid uhelnatý (II) a oxid dusnatý (N). Vysvětlete, jakými chemickými reakcemi vznikly.

351. Kolikrát vzroste objem směsi paliva se vzduchem, která se skládá ze 40 ml oktanových par a 3 litrů vzduchu, při zapálení? Při výpočtu předpokládejte, že vzduch obsahuje 20 % kyslíku (objemově).

352. Benzín prodávaný v zemích s teplé klima, sestává z uhlovodíků s vyšší molekulovou hmotností než benzín, který se prodává v zemích s chladným klimatem. Navrhněte, proč to rafinérie dělají.

353*. Ropa obsahuje tolik cenných organických látek, že D. I. Mendělejev řekl: „Spalování ropy v peci je téměř stejné jako spalování bankovek.“ Jak tomuto tvrzení rozumíte? Navrhnout způsoby racionálního využívání přírodních zdrojů uhlovodíků.

354*. V doplňkových zdrojích vyhledejte informace o materiálech a látkách, které jsou surovinami pro ropu, zemní plyn nebo uhlí. Lze je vyrobit bez použití přírodních zdrojů uhlovodíků? Může lidstvo odmítnout použití těchto materiálů? Odpověď zdůvodněte.

355*. S využitím znalostí získaných v hodinách zeměpisu v 8. a 9. ročníku popsat současné a perspektivní pánve a oblasti těžby uhlí, ropy a zemního plynu na Ukrajině. Zda je umístění podniků na zpracování těchto zdrojů uhlovodíků koordinováno s jejich ložisky.

Toto je učebnicový materiál.

Uhlovodíky mají velký ekonomický význam, protože slouží jako nejdůležitější druh suroviny pro získávání téměř všech produktů moderního průmyslu organické syntézy a jsou široce používány pro energetické účely. Zdá se, že akumulují sluneční teplo a energii, které se uvolňují při spalování. Rašelina, uhlí, živičné břidlice, ropa, přírodní a související ropné plyny obsahují uhlík, jehož kombinace s kyslíkem při spalování je doprovázena uvolňováním tepla.

uhlí	rašelina	olej	zemní plyn
pevný	pevný	kapalina	plyn
bez zápachu	bez zápachu	Silný zápach	bez zápachu
jednotné složení	jednotné složení	směs látek	směs látek
tmavě zbarvený kámen skvělý obsah hořlavá látka, která vznikla v důsledku pohřbívání v sedimentárních vrstvách akumulací různých rostlin	akumulace polorozpadlé rostlinné hmoty nahromaděné na dně bažin a zarostlých jezer	přírodní hořlavá olejovitá kapalina, skládá se ze směsi kapalných a plynných uhlovodíků	směs plynů vznikajících v útrobách Země při anaerobním rozkladu organických látek plyn patří do skupiny sedimentárních hornin
Výhřevnost – počet kalorií uvolněných spálením 1 kg paliva
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Uhlí.

Uhlí bylo vždy perspektivní surovinou pro energetiku a řadu chemických produktů.

Od 19. století byla prvním velkým spotřebitelem uhlí doprava, poté se uhlí začalo využívat pro výrobu elektřiny, hutního koksu, výrobu různých produktů při chemickém zpracování, uhlíkovo-grafitové konstrukční materiály, plasty, horský vosk, syntetická, kapalná a plynná vysoce kalorická paliva, kyseliny s vysokým obsahem dusíku pro výrobu hnojiv.

Uhlí je komplexní směs makromolekulárních sloučenin, které zahrnují tyto prvky: C, H, N, O, S. Uhlí stejně jako ropa obsahuje velké množství různých organických látek, ale i látek anorganických, jako jsou např. , voda, čpavek, sirovodík a samozřejmě samotný uhlík – uhlí.

Zpracování černého uhlí probíhá ve třech hlavních směrech: koksování, hydrogenace a nedokonalé spalování. Jedním z hlavních způsobů zpracování uhlí je koksování– kalcinace bez přístupu vzduchu v koksovacích pecích při teplotě 1000–1200°C. Při této teplotě, bez přístupu kyslíku, prochází uhlí nejsložitějšími chemickými přeměnami, v jejichž důsledku se tvoří koks a těkavé produkty:

1. koksárenský plyn (vodík, metan, oxid uhelnatý a oxid uhličitý, nečistoty čpavek, dusík a jiné plyny);

2. černouhelný dehet (několik stovek různých organických látek, včetně benzenu a jeho homologů, fenolu a aromatických alkoholů, naftalenu a různých heterocyklických sloučenin);

3. supra-tar, neboli čpavek, voda (rozpuštěný čpavek, stejně jako fenol, sirovodík a další látky);

4. koks (pevný zbytek koksování, prakticky čistý uhlík).

Vychlazený koks se posílá do hutních provozů.

Při ochlazování těkavých produktů (koksárenský plyn) dochází ke kondenzaci černouhelného dehtu a čpavkové vody.

Procházením nezkondenzovaných produktů (amoniak, benzen, vodík, metan, CO 2 , dusík, etylen atd.) roztokem kyseliny sírové se izoluje síran amonný, který se používá jako minerální hnojivo. Benzen se vyjme do rozpouštědla a oddestiluje se z roztoku. Poté se koksárenský plyn používá jako palivo nebo jako chemická surovina. Černouhelný dehet se získává v malých množstvích (3 %). Ale vzhledem k rozsahu výroby je černouhelný dehet považován za surovinu pro získávání řady organických látek. Pokud jsou produkty vroucí až do 350 ° C vytlačeny z pryskyřice, zůstane pevná hmota - smola. Používá se k výrobě laků.

Hydrogenace uhlí se provádí při teplotě 400–600 °C pod tlakem vodíku do 25 MPa za přítomnosti katalyzátoru. V tomto případě vzniká směs kapalných uhlovodíků, kterou lze použít jako motorové palivo. Získávání kapalného paliva z uhlí. Kapalná syntetická paliva jsou vysokooktanový benzín, nafta a kotlová paliva. Pro získání kapalného paliva z uhlí je nutné zvýšit jeho obsah vodíku hydrogenací. Hydrogenace se provádí pomocí vícenásobné cirkulace, která umožňuje přeměnit celou organickou hmotu uhlí na kapalinu a plyny. Výhodou této metody je možnost hydrogenace nekvalitního hnědého uhlí.

Zplyňování uhlí umožní využívat nekvalitní hnědé a černé uhlí v tepelných elektrárnách bez znečišťování prostředí sloučeninami síry. Toto je jediný způsob, jak získat koncentrovaný oxid uhelnatý (oxid uhelnatý) CO. Nedokonalým spalováním uhlí vzniká oxid uhelnatý (II). Na katalyzátoru (nikl, kobalt) při normálním popř vysoký krevní tlak z vodíku a CO lze získat benzín obsahující nasycené a nenasycené uhlovodíky:

nCO+ (2n+1)H2 -> CnH2n+2 + nH20;

nCO + 2nH2 -> CnH2n + nH20.

Pokud se provádí suchá destilace uhlí při 500–550 °C, získá se dehet, který se spolu s bitumenem používá ve stavebnictví jako pojivo při výrobě střešních krytin, hydroizolačních nátěrů (střešní materiál, střešní lepenka, atd.).

V přírodě se uhlí nachází v těchto oblastech: moskevská oblast, jižní Jakutská pánev, Kuzbass, Donbass, povodí Pečory, povodí Tunguska, povodí Leny.

Zemní plyn.

Zemní plyn je směs plynů, jejíž hlavní složkou je metan CH 4 (od 75 do 98 % dle oboru), zbytek tvoří ethan, propan, butan a malé množství nečistot – dusík, oxid uhelnatý (IV. ), sirovodík a vodní páry, a téměř vždy sirovodík a organické sloučeniny ropy - merkaptany. Právě ty dodávají plynu specifický nepříjemný zápach a při spalování vedou k tvorbě toxického oxidu siřičitého SO 2.

Obecně platí, že čím vyšší je molekulová hmotnost uhlovodíku, tím méně ho obsahuje zemní plyn. Složení zemního plynu z různých nalezišť není stejné. Jeho průměrné složení v procentech objemu je následující:

CH 4	C2H6	C3H8	C4H10	N 2 a další plyny
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

Metan vzniká při anaerobní (bez přístupu vzduchu) fermentaci rostlinných a živočišných zbytků, proto vzniká ve spodních sedimentech a nazývá se „bažinatý“ plyn.

Metan se ukládá v hydratované krystalické formě, tzv hydrát metanu, nachází se pod vrstvou permafrostu a ve velkých hloubkách oceánů. V nízké teploty(-800 °C) a vysoké tlaky molekuly metanu se nacházejí v dutinách krystalové mřížky vodního ledu. V ledových dutinách jednoho metru krychlového hydrátu metanu je „zakonzervováno“ 164 metrů krychlových plynu.

Kousky hydrátu metanu vypadají jako špinavý led, ale na vzduchu hoří žlutomodrým plamenem. Odhaduje se, že na planetě je uloženo 10 000 až 15 000 gigatun uhlíku ve formě hydrátu metanu (giga je 1 miliarda). Takové objemy jsou mnohonásobně větší než všechny v současnosti známé zásoby zemního plynu.

Zemní plyn je obnovitelný přírodní zdroj, protože se v přírodě neustále syntetizuje. Říká se mu také „bioplyn“. Mnoho ekologických vědců proto dnes spojuje vyhlídky na prosperující existenci lidstva právě s využitím plynu jako alternativního paliva.

Zemní plyn má jako palivo velké výhody oproti tuhým a kapalným palivům. Jeho výhřevnost je mnohem vyšší, při spalování nezanechává popel, zplodiny hoření jsou mnohem ekologičtější. V tepelných elektrárnách a kotelnách, v tepelných procesech v průmyslových podnicích i v běžném životě se tedy asi 90 % z celkového objemu vyrobeného zemního plynu spaluje jako palivo. Asi 10 % zemního plynu se používá jako cenná surovina pro chemický průmysl: k výrobě vodíku, acetylenu, sazí, různých plastů a léků. Ze zemního plynu se izoluje metan, etan, propan a butan. Produkty, které lze získat z metanu, mají velký průmyslový význam. Metan se používá pro syntézu mnoha organických látek - syntézní plyn a další syntéza alkoholů na jeho bázi; rozpouštědla (tetrachlormethan, methylenchlorid atd.); formaldehyd; acetylen a saze.

Zemní plyn tvoří nezávislá ložiska. Hlavní ložiska přírodních hořlavých plynů se nacházejí v severní a západní Sibiři, v povodí Volha-Ural, na severním Kavkaze (Stavropol), v republice Komi, v regionu Astrachaň, v Barentsově moři.

Zpráva na téma: "Přírodní zdroje uhlovodíků"

Připravený

uhlovodíky

Uhlovodíky jsou sloučeniny skládající se pouze z atomů uhlíku a vodíku.

Uhlovodíky se dělí na cyklické (karbocyklické sloučeniny) a acyklické.

Cyklické (karbocyklické) sloučeniny se nazývají sloučeniny, které zahrnují jeden nebo více cyklů sestávajících pouze z atomů uhlíku (na rozdíl od heterocyklických sloučenin obsahujících heteroatomy - dusík, síra, kyslík atd.).

d.). Karbocyklické sloučeniny se zase dělí na aromatické a nearomatické (alicyklické) sloučeniny.

Acyklické uhlovodíky zahrnují organické sloučeniny, jejichž uhlíkovou kostrou molekul jsou otevřené řetězce.

Tyto řetězce mohou být tvořeny jednoduchými vazbami (CnH2n+2 alkany), obsahují jednu dvojnou vazbu (CnH2n alkeny), dvě nebo více dvojných vazeb (dieny nebo polyeny), jednu trojnou vazbu (CnH2n-2 alkyny).

Jak víte, uhlíkové řetězce jsou součástí většiny organických látek. Studium uhlovodíků je tedy zvláště důležité, protože tyto sloučeniny jsou strukturním základem jiných tříd organických sloučenin.

Kromě toho jsou uhlovodíky, zejména alkany, hlavními přírodními zdroji organických sloučenin a základem nejdůležitějších průmyslových a laboratorních syntéz.

Uhlovodíky jsou nejdůležitější surovinou pro chemický průmysl. Uhlovodíky jsou zase v přírodě poměrně rozšířené a lze je izolovat z různých přírodních zdrojů: ropa, související ropa a zemní plyn, uhlí.

Zvažme je podrobněji.

Ropa je přírodní komplexní směs uhlovodíků, zejména lineárních a rozvětvených alkanů, obsahující 5 až 50 atomů uhlíku v molekulách, s dalšími organickými látkami.

Jeho složení výrazně závisí na místě jeho výroby (uložení), může kromě alkanů obsahovat cykloalkany a aromatické uhlovodíky.

Plynné a pevné složky oleje jsou rozpuštěny v jeho kapalných složkách, což určuje jeho stav agregace. Olej je olejovitá kapalina tmavé (od hnědé po černou) barvy s charakteristickým zápachem, nerozpustná ve vodě. Jeho hustota je menší než hustota vody, proto se do ní ropa šíří po povrchu a zabraňuje rozpouštění kyslíku a dalších vzdušných plynů ve vodě.

Je zřejmé, že když se ropa dostane do přírodních vodních útvarů, způsobí smrt mikroorganismů a zvířat, což vede k ekologickým katastrofám a dokonce katastrofám. Existují bakterie, které mohou používat složky oleje jako potraviny a přeměňovat je na neškodné produkty své životně důležité činnosti. Je zřejmé, že používání kultur těchto bakterií je z hlediska životního prostředí nejbezpečnějším a nejslibnějším způsobem boje proti znečištění ropou v procesu její výroby, přepravy a zpracování.

V přírodě vyplňuje dutiny zemského nitra ropa a související ropný plyn, o kterých bude řeč níže. Jako směs různých látek nemá olej konstantní bod varu. Je zřejmé, že každá jeho složka si ve směsi zachovává své individuální fyzikální vlastnosti, což umožňuje rozdělit olej na jeho složky. K tomu se čistí od mechanických nečistot, sloučenin obsahujících síru a podrobuje se tzv. frakční destilaci neboli rektifikaci.

Frakční destilace je fyzikální metoda pro oddělení směsi složek s různé teploty vařící.

V procesu rektifikace se olej dělí na následující frakce:

Rektifikační plyny - směs nízkomolekulárních uhlovodíků, především propanu a butanu, s bodem varu do 40 °C;

Benzínová frakce (benzín) - uhlovodíky o složení od C5H12 do C11H24 (bod varu 40-200 ° C); jemnějším oddělením této frakce se získá benzin (petrolether, 40-70 °C) a benzin (70-120 °C);

Naftová frakce - uhlovodíky o složení od C8H18 do C14H30 (bod varu 150-250 °C);

Petrolejová frakce - uhlovodíky o složení od C12H26 do C18H38 (bod varu 180-300 ° C);

Motorová nafta - uhlovodíky o složení od C13H28 do C19H36 (bod varu 200-350 °C).

Zbytek po destilaci ropy - topný olej - obsahuje uhlovodíky s počtem atomů uhlíku od 18 do 50. Destilací za sníženého tlaku se získává solární olej (С18Н28-С25Н52), mazací oleje (С28Н58-С38Н78), vazelína a parafín z topný olej - tavitelné směsi pevných uhlovodíků.

Pevný zbytek z destilace topného oleje - dehet a produkty jeho zpracování - bitumen a asfalt se používají k výrobě povrchů vozovek.

Přidružený ropný plyn

Ropná pole obsahují zpravidla velké akumulace tzv. asociovaného ropného plynu, který se shromažďuje nad ropou v zemské kůře a částečně se v ní rozpouští pod tlakem nadložních hornin.

Stejně jako ropa je i související ropný plyn cenným přírodním zdrojem uhlovodíků. Obsahuje především alkany, které mají ve svých molekulách od 1 do 6 atomů uhlíku. Je zřejmé, že složení souvisejícího ropného plynu je mnohem horší než ropa. Navzdory tomu je však také široce používán jako palivo i jako surovina pro chemický průmysl. Ještě před několika desetiletími se na většině ropných polí spaloval související ropný plyn jako zbytečný přídavek k ropě.

V současné době se například v Surgutu, nejbohatší zásobárně ropy v Rusku, vyrábí nejlevnější elektřina na světě pomocí souvisejícího ropného plynu jako paliva.

Přidružený ropný plyn je bohatší na složení různých uhlovodíků než zemní plyn. Když je rozdělíme na zlomky, dostaneme:

Přírodní benzin – vysoce těkavá směs sestávající převážně z lentanu a hexanu;

Směs propan-butanu, sestávající, jak název napovídá, z propanu a butanu a snadno přechází při zvýšení tlaku do kapalného stavu;

Suchý plyn – směs obsahující především metan a ethan.

Přírodní benzín, který je směsí těkavých složek s malou molekulovou hmotností, se dobře odpařuje i při nízkých teplotách. To umožňuje používat plynový benzin jako palivo pro spalovací motory na Dálném severu a jako přísadu do motorového paliva, což usnadňuje startování motorů v zimních podmínkách.

Směs propan-butanu ve formě zkapalněného plynu se používá jako palivo pro domácnost (v tuzemsku známé plynové lahve) a k plnění zapalovačů.

postupný překlad silniční doprava na zkapalněný plyn je jedním z hlavních způsobů, jak překonat globální palivovou krizi a vyřešit problémy životního prostředí.

Suchý plyn, jehož složení se blíží zemnímu plynu, je také široce používán jako palivo.

Využití přidruženého ropného plynu a jeho složek jako paliva však zdaleka není nejslibnějším způsobem jeho využití.

Mnohem efektivnější je použít přidružené složky ropného plynu jako surovinu pro chemickou výrobu. Vodík, acetylen, nenasycené a aromatické uhlovodíky a jejich deriváty se získávají z alkanů, které jsou součástí přidruženého ropného plynu.

Plynné uhlovodíky mohou nejen doprovázet ropu v zemské kůře, ale také vytvářet samostatné akumulace - ložiska zemního plynu.

Zemní plyn

Zemní plyn je směs plynných nasycených uhlovodíků s malou molekulovou hmotností. Hlavní složkou zemního plynu je metan, jehož podíl se v závislosti na oboru pohybuje od 75 do 99 % objemových.

Zemní plyn obsahuje kromě metanu ethan, propan, butan a isobutan, dále dusík a oxid uhličitý.

Stejně jako přidružený ropný plyn se zemní plyn používá jako palivo i jako surovina pro výrobu různých organických a anorganických látek.

Už víte, že z metanu, hlavní složky zemního plynu, se získává vodík, acetylen a metylalkohol, formaldehyd a kyselina mravenčí a mnoho dalších organických látek. Zemní plyn se jako palivo používá v elektrárnách, v kotelních systémech pro ohřev vody v obytných budovách a průmyslových objektech, ve vysokopecních a otevřených výrobnách.

Uhodením zápalky a zapálením plynu v kuchyňském plynovém sporáku městského domu „spustíte“ řetězovou reakci oxidace alkanů, které jsou součástí zemního plynu.

Uhlí

Kromě ropy, přírodních a souvisejících ropných plynů je přírodním zdrojem uhlovodíků uhlí.

0n tvoří mocné vrstvy v útrobách země, jeho prozkoumané zásoby výrazně převyšují zásoby ropy. Stejně jako ropa obsahuje uhlí velké množství různých organických látek.

Kromě organických sem patří i látky anorganické, jako je voda, čpavek, sirovodík a samozřejmě samotný uhlík – uhlí. Jedním z hlavních způsobů zpracování uhlí je koksování – kalcinace bez přístupu vzduchu. V důsledku koksování, které se provádí při teplotě asi 1000 ° C, se tvoří:

Koksárenský plyn, který zahrnuje vodík, metan, oxid uhelnatý a oxid uhličitý, nečistoty čpavek, dusík a další plyny;
černouhelný dehet obsahující několik stovek různých organických látek, včetně benzenu a jeho homologů, fenolu a aromatických alkoholů, naftalenu a různých heterocyklických sloučenin;
supra-tar, neboli čpavková voda, obsahující, jak název napovídá, rozpuštěný čpavek, jakož i fenol, sirovodík a další látky;
koks - pevný zbytek koksování, téměř čistý uhlík.

Koks se používá při výrobě železa a oceli, čpavek při výrobě dusíkatých a kombinovaných hnojiv a význam organických koksárenských produktů nelze přeceňovat.

Závěr: ropa, související ropa a zemní plyny, uhlí jsou tedy nejen nejcennějšími zdroji uhlovodíků, ale také součástí jedinečné spíže nenahraditelných přírodních zdrojů, jejichž šetrné a rozumné využívání je nutnou podmínkou pro postupný rozvoj lidské společnosti.

Přírodními zdroji uhlovodíků jsou fosilní paliva. Většina organické hmoty pochází z přírodních zdrojů. V procesu syntézy organických sloučenin se jako suroviny používají přírodní a přidružené plyny, uhlí a hnědé uhlí, ropa, ropné břidlice, rašelina, produkty živočišného a rostlinného původu.

Jaké je složení zemního plynu

Kvalitativní složení zemního plynu se skládá ze dvou skupin složek: organické a anorganické.

Organické složky zahrnují: metan - CH4; propan - C3H8; butan - C4H10; ethan - C2H4; těžší uhlovodíky s více než pěti atomy uhlíku. Anorganické složky zahrnují následující sloučeniny: vodík (v malých množstvích) - H2; oxid uhličitý - CO2; helium - Ne; dusík - N2; sirovodík - H2S.

Jaké přesně bude složení konkrétní směsi závisí na zdroji, tedy na ložisku. Stejné důvody vysvětlují různé fyzikální a chemické vlastnosti zemního plynu.

Chemické složení
Hlavní část zemního plynu tvoří metan (CH4) – až 98 %. Složení zemního plynu může také obsahovat těžší uhlovodíky:
* ethan (C2H6),
* propan (C3H8),
* butan (C4H10)
- homology metanu, jakož i jiných neuhlovodíkových látek:
* vodík (H2),
* sirovodík (H2S),
* oxid uhličitý (CO2),
* dusík (N2),
* helium (He).

Zemní plyn je bezbarvý a bez zápachu.

Aby bylo možné odhalit únik čichem, přidává se do plynu malé množství merkaptanů, které mají silný nepříjemný zápach.

Jaké jsou výhody zemního plynu oproti jiným palivům

1. zjednodušená extrakce (nepotřebuje umělé čerpání)

2. připraven k použití bez mezizpracování (destilace)

přepravu v plynném i kapalném stavu.

4. minimální emise škodlivých látek při spalování.

5. výhodnost dodávání paliva v již plynném stavu při jeho spalování (nižší náklady na zařízení využívající tento druh paliva)

větší rezervy než ostatní paliva (nižší tržní/hodnota)

7. použití ve velkých průmyslových odvětvích národní ekonomika než jiná paliva.

dostatečné množství v útrobách Ruska.

9. Emise samotného paliva při nehodách jsou méně toxické pro životní prostředí.

10. vysoká teplota spalování pro použití ve vývojových diagramech národního hospodářství atd. atd.

Aplikace v chemickém průmyslu

Vyrábí se z něj plasty, alkohol, pryž, organické kyseliny. Pouze s využitím zemního plynu je možné syntetizovat chemikálie, které se v přírodě jen tak nevyskytují, jako je polyetylen.

metan se používá jako surovina pro výrobu acetylenu, čpavku, methanolu a kyanovodíku. Zemní plyn je přitom hlavní surovinovou základnou při výrobě čpavku. Téměř tři čtvrtiny veškerého amoniaku se spotřebují na výrobu dusíkatých hnojiv.

Kyanovodík, již získaný z čpavku, spolu s acetylenem slouží jako výchozí surovina pro výrobu různých syntetických vláken. Z acetylenu lze vyrábět různé vrstvy, které jsou v průmyslu i v běžném životě poměrně hojně využívány.

Vyrábí také acetátové hedvábí.

Zemní plyn je jedním z nejlepší výhledy paliva, která se používají pro průmyslové a domácí potřeby. Jeho hodnota jako paliva spočívá také v tom, že toto minerální palivo je zcela ekologické. Při jeho spalování se ve srovnání s jinými druhy paliva objevuje mnohem méně škodlivých látek.

Nejdůležitější ropné produkty

Z ropy v procesu zpracování, paliva (kapalné i plynné), mazací oleje a tuky, rozpouštědla, jednotlivé uhlovodíky - etylen, propylen, metan, acetylén, benzen, toluen, xylo atd., tuhé a polotuhé směsi uhlovodíků (parafín, vazelína, ceresin), ropný bitumen, saze (saze), ropné kyseliny a jejich deriváty.

Kapalná paliva získaná rafinací ropy se dělí na motorová a kotlová paliva.

Na plynné palivo zahrnují uhlovodíkové zkapalněné topné plyny používané pro domácí služby. Jedná se o směsi propanu a butanu v různých poměrech.

Mazací oleje určené pro kapalinové mazání v různých strojích a mechanismech se dělí podle použití na průmyslové, turbínové, kompresorové, převodové, izolační, motorové oleje.

Tuky jsou ropné oleje zahuštěné mýdly, pevnými uhlovodíky a jinými zahušťovadly.

Jednotlivé uhlovodíky získané při zpracování ropy a ropných plynů slouží jako suroviny pro výrobu polymerů a produktů organické syntézy.

Z nich jsou nejdůležitější ty limitující - metan, etan, propan, butan; nenasycené - ethylen, propylen; aromatické - benzen, toluen, xyleny. Produkty rafinace ropy jsou také nasycené uhlovodíky s velkou molekulovou hmotností (C16 a vyšší) - parafíny, ceresiny, používané v parfémovém průmyslu a jako zahušťovadla tuků.

Ropný bitumen, získaný ze zbytků těžkých ropných látek oxidací, se používá na stavbu silnic, k výrobě střešních materiálů, k přípravě asfaltových laků a tiskařských barev atd.

Jedním z hlavních produktů rafinace ropy je motorové palivo, kam patří letecký a automobilový benzin.

Jaké hlavní přírodní zdroje uhlovodíků znáte?

Přírodními zdroji uhlovodíků jsou fosilní paliva.

Většina organické hmoty pochází z přírodních zdrojů. V procesu syntézy organických sloučenin se jako suroviny používají přírodní a přidružené plyny, uhlí a hnědé uhlí, ropa, ropné břidlice, rašelina, produkty živočišného a rostlinného původu.

12Další ⇒

Odpovědi na odstavec 19

1. Jaké hlavní přírodní zdroje uhlovodíků znáte?
Ropa, zemní plyn, břidlice, uhlí.

Jaké je složení zemního plynu? Ukažte na geografické mapě nejvýznamnější ložiska: a) zemní plyn; b) olej; c) uhlí.

3. Jaké výhody má zemní plyn oproti jiným palivům? K čemu se používá zemní plyn v chemickém průmyslu?
Zemní plyn se ve srovnání s jinými zdroji uhlovodíků nejsnáze těží, přepravuje a zpracovává.

V chemickém průmyslu se zemní plyn využívá jako zdroj nízkomolekulárních uhlovodíků.

4. Napište rovnice pro reakce získávání: a) acetylenu z metanu; b) chloroprenový kaučuk z acetylenu; c) tetrachlormethan z methanu.

5. Jaký je rozdíl mezi souvisejícími ropnými plyny a zemním plynem?
Přidružené plyny jsou těkavé uhlovodíky rozpuštěné v ropě.

K jejich izolaci dochází destilací. Na rozdíl od zemního plynu se může uvolnit v jakékoli fázi vývoje ropného pole.

6. Popište hlavní produkty získané z přidružených ropných plynů.
Hlavní produkty: metan, ethan, propan, n-butan, pentan, isobutan, isopentan, n-hexan, n-heptan, hexan a izomery heptanu.

Vyjmenujte nejdůležitější ropné produkty, uveďte jejich složení a oblasti jejich použití.

8. Jaké mazací oleje se používají při výrobě?
Motorové oleje pro převodovky, průmyslové, mazací chladicí emulze pro obráběcí stroje atd.

Jak probíhá rafinace ropy?

10. Co je to praskání oleje? Napište rovnici pro reakce štěpení uhlovodíků a během tohoto procesu.

Proč je možné přímou destilací ropy získat maximálně 20 % benzínu?
Protože obsah benzinové frakce v oleji je omezený.

12. Jaký je rozdíl mezi tepelným krakováním a katalytickým krakováním? Popište tepelně a katalyticky krakované benziny.
Při tepelném krakování je nutné zahřát reaktanty na vysoké teploty, při katalytickém krakování se zavedením katalyzátoru snižuje aktivační energie reakce, což umožňuje výrazně snížit reakční teplotu.

Jak prakticky lze odlišit krakovaný benzín od benzinu z přímého provozu?
Krakovaný benzín má vyšší oktanové číslo než benzín přímý, tzn. odolnější vůči detonaci a doporučené pro použití ve spalovacích motorech.

14. Co je aromatizace oleje? Napište reakční rovnice, které tento proces vysvětlují.

Jaké jsou hlavní produkty získané koksováním uhlí?
Naftalen, antracen, fenantren, fenoly a uhelné oleje.

16. Jak se koks vyrábí a kde se používá?
Koks je šedý porézní pevný produkt získaný kokosováním uhlí při teplotách 950-1100 °C bez kyslíku.

Používá se k tavení železa, jako bezdýmné palivo, redukční činidlo železné rudy a prášek do pečiva pro vsázkové materiály.

17. Jaké hlavní produkty obdrží:
a) z černouhelného dehtu; b) z dehtové vody; c) z koksárenského plynu? Kde se uplatňují? Jaké organické látky lze získat z koksárenského plynu?
a) benzen, toluen, naftalen - chemický průmysl
b) čpavek, fenoly, organické kyseliny - chemický průmysl
c) vodík, metan, etylen - palivo.

Připomeňme si všechny hlavní způsoby získávání aromatických uhlovodíků. Jaký je rozdíl mezi metodami získávání aromatických uhlovodíků z koksárenských produktů uhlí a ropy? Napište rovnice pro odpovídající reakce.
Liší se výrobními metodami: primární rafinace ropy je založena na rozdílu v fyzikální vlastnosti různé frakce a koksování je založeno čistě na chemických vlastnostech uhlí.

Vysvětlete, jak se v procesu řešení energetických problémů v zemi zlepší způsoby zpracování a využití přírodních zdrojů uhlovodíků.
Hledání nových zdrojů energie, optimalizace procesů výroby a rafinace ropy, vývoj nových katalyzátorů pro zlevnění celé produkce atd.

20. Jaké jsou perspektivy získávání kapalného paliva z uhlí?
V budoucnu je možné získat kapalné palivo z uhlí za předpokladu, že se sníží náklady na jeho výrobu.

Úkol 1.

Je známo, že plyn obsahuje objemové podíly 0,9 methanu, 0,05 ethanu, 0,03 propanu, 0,02 dusíku. Jaký objem vzduchu je potřeba ke spálení 1 m3 tohoto plynu za normálních podmínek?

Úkol 2.

Jaký objem vzduchu (N.O.) je potřeba ke spálení 1 kg heptanu?

Úkol 3. Vypočítej, jaký objem (v l) a jakou hmotnost (v kg) oxidu uhelnatého (IV) získáme spálením 5 molů oktanu (n.o.).

Hlavními zdroji uhlovodíků na naší planetě jsou zemní plyn, olej a uhlí. Miliony let konzervace v útrobách země vydržely nejstabilnější uhlovodíky: nasycené a aromatické.

Zemní plyn tvoří především metan s nečistotami jiných plynných alkanů, dusíku, oxidu uhličitého a některých dalších plynů; uhlí obsahuje především polycykl aromatické uhlovodíky.

Ropa na rozdíl od zemního plynu a uhlí obsahuje celou řadu složek:

V ropě jsou přítomny i další látky: heteroatomové organické sloučeniny (obsahující síru, dusík, kyslík a další prvky), voda s rozpuštěnými solemi, pevné částice jiných hornin a další nečistoty.

Zajímavé informace: Uhlovodíky se také nacházejí ve vesmíru, včetně jiných planet.

Například metan tvoří velkou část atmosféry Uranu a je zodpovědný za jeho světle tyrkysovou barvu při pohledu dalekohledem. Atmosféra Titanu, největšího satelitu Saturnu, se skládá převážně z dusíku, ale obsahuje také uhlovodíky metan, ethan, propan, ethin, propin, butadiin a jejich deriváty; někdy prší metan a uhlovodíkové řeky se vlévají do uhlovodíkových jezer na povrchu Titanu.

Přítomnost nenasycených uhlovodíků spolu s nasyceným a molekulárním vodíkem je způsobena účinkem slunečního záření.

Mendělejev vlastní větu: "Spalování ropy je totéž jako zahřívání pece bankovkami." Díky vzniku a rozvoji technologií rafinace ropy se ve 20. století ropa změnila z běžného paliva na nejcennější surovinový zdroj pro chemický průmysl.

Ropné produkty se v současnosti používají téměř ve všech průmyslových odvětvích.

Primární rafinace ropy je výcvik, tedy čištění ropy od anorganických nečistot a v ní rozpuštěných ropných plynů a destilace, tedy fyzické rozdělení na frakcí podle bodu varu:

Z topného oleje zbylého po destilaci oleje za atmosférického tlaku se působením vakua izolují složky o velké molekulové hmotnosti vhodné pro zpracování na minerální oleje, motorová paliva a další produkty a zbytek - dehet- používá se k výrobě bitumenu.

V procesu rafinace ropy jsou jednotlivé frakce podrobeny chemické přeměny.

Jedná se o krakování, reformování, izomerizaci a mnoho dalších procesů, které umožňují získat nenasycené a aromatické uhlovodíky, rozvětvené alkany a další cenné ropné produkty. Část z nich se vynakládá na výrobu vysoce kvalitních paliv a různých rozpouštědel a část tvoří suroviny pro výrobu nových organických sloučenin a materiálů pro různá průmyslová odvětví.

Je však třeba mít na paměti, že zásoby uhlovodíků v přírodě jsou doplňovány mnohem pomaleji, než je lidstvo spotřebovává, a proces zpracování a spalování ropných produktů zavádí silné odchylky do chemické rovnováhy přírody.

Samozřejmě, dříve nebo později příroda obnoví rovnováhu, ale to se může pro člověka změnit ve vážné problémy. Proto je nutné nové technologie aby se v budoucnu upustilo od používání uhlovodíků jako paliva.

Řešení takových globálních problémů je nezbytné rozvoj základní vědy a hluboké porozumění světu kolem nás.