Staatshaushalt Bildungseinrichtung

Sekundarschule Nr. 225 des Bezirks Admiralteisky in St. Petersburg

AUFSATZ

IN CHEMIE

Kohlenwasserstoffe und ihre natürlichen Quellen

Chemielehrer:

Woronajew Iwan Gennadijewitsch

Klasse

St. Petersburg

2018

Einführung

Kohlenwasserstoffe sind organische Verbindungen, die aus C (Kohlenstoff)- und H (Wasserstoff)-Atomen bestehen – gasförmig, flüssig und fest, je nach Molekulargewicht und chemischer Struktur.

Der Zweck des Abstracts besteht darin, organische Verbindungen zu betrachten, in welche Gruppen sie eingeteilt werden, wo sie vorkommen und die Möglichkeit der Verwendung von Kohlenwasserstoffen.

Relevanz des Themas: Die organische Chemie ist eine der sich am schnellsten entwickelnden chemischen Disziplinen, die das menschliche Leben umfassend beeinflusst. Es ist bekannt, dass die Zahl der organischen Verbindungen zu groß ist und nach einigen Angaben etwa 18 Millionen erreicht.

1. Klassifizierung von Kohlenwasserstoffen

Eine große Gruppe von Kohlenwasserstoffen wird in aliphatische und aromatische unterteilt. Aliphatische wiederum werden in zwei Untergruppen unterteilt: - gesättigt oder limitierend; - ungesättigt oder ungesättigt. In gesättigten Kohlenwasserstoffen werden alle Kohlenstoffvalenzen zur Verbindung mit benachbarten Kohlenstoffatomen und zur Verbindung mit Wasserstoffatomen verwendet. Ungesättigte Kohlenwasserstoffe werden als Kohlenwasserstoffe bezeichnet, in deren Molekülen Kohlenstoffatome vorhanden sind, die durch Doppel- oder Dreifachbindungen verbunden sind. Die Klassifizierung der Kohlenwasserstoffe ist in Tabelle 1 systematisiert.

Tabelle 1

Allgemeine Eigenschaften von Kohlenwasserstoffen

Alkane - Dies sind acyclische Kohlenwasserstoffe mit linearer oder verzweigter Struktur, in deren Molekülen Kohlenstoffatome durch einfache Verbindungen miteinander verbunden sind -Verbindungen. Alkane bilden eine homologe Reihe mit der allgemeinen Formel C n H 2n+2 , wobei n die Anzahl der Kohlenstoffatome ist.

Bild 1. Strukturformel von Methan

Alkene - acyclische ungesättigte Kohlenwasserstoffe mit linearer oder verzweigter Struktur, in deren Molekül eine Doppelbindung zwischen Atomen vorhanden istKohlenstoff. Allgemeine FormelC n H 2n .

Figur 2. Strukturformel von Ethylen

Alkine - ungesättigte acyclische Kohlenwasserstoffe mit einer C≡C-Dreifachbindung. Homologe Reihe von Acetylen. Allgemeine FormelC n H 2n-2 . Mögliche Isomerie des Kohlenstoffgerüsts, Isomerie der Position der Dreifachbindung, Interklasse und räumlich. Die charakteristischsten Reaktionen sind Addition, Verbrennung.

Figur 3 Strukturformel von Acetylen

Alkadiene - ungesättigte acyclische Kohlenwasserstoffe mit zwei C=C-Doppelbindungen. Homologe Reihe von Dienkohlenwasserstoffen. Allgemeine FormelC n H 2n-2 . Isomerie des Kohlenstoffskeletts, Isomerie der Doppelbindungsposition, Interklasse, cis-trans-Isomerie sind möglich. Die typischsten Reaktionen sind Addition.

Figur 4 Strukturformel von Butadien-1,3

Cycloalkane - gesättigte carbocyclische Kohlenwasserstoffe mit einfachen C-C-Bindungen. Homologe Reihe von Polymethylenen. Allgemeine FormelC n H 2n. Mögliche Isomerie des Kohlenstoffskeletts, räumlich, interclass. Für Cycloalkane mit n = 3–4 sind Additionsreaktionen unter Ringöffnung am charakteristischsten.

Abbildung 5 Strukturformel von Cyclopropan

1. Die Bildung von Kohlenwasserstoffen. Anwendungsgebiet

Die Haupttheorie der Entstehung von Kohlenwasserstoffen ist der Zerfall von Pflanzenorganismen und tierischen Überresten.

Kohlenwasserstoffe werden als Brennstoff und als Ausgangsprodukte für die Synthese verschiedener Stoffe verwendet. Die Hauptquellen der Kohlenwasserstoffproduktion sind Erdgas und Öl.

Erdgas enthält hauptsächlich niedermolekulare Kohlenwasserstoffe aus Methan CH 4 zu Butan C 4 H 10 . Öl enthält eine Vielzahl von Kohlenwasserstoffen, die ein höheres Molekulargewicht haben als Erdgaskohlenwasserstoffe, wie zflüssige AlkaneAUS 5 H12 - AUS 16 H34 , machen den Großteil der flüssigen Fraktionen von Öl und festen Alkanen der Zusammensetzung ausAUS 17 H36 - AUS 53 H108 und mehr, die in Schwerölfraktionen und festen Paraffinen enthalten sind.

Kohlenwasserstoffe, insbesondere cyclische Kohlenwasserstoffe, werden auch durch Trockendestillation von Kohle und Ölschiefer gewonnen.

Aufgrund der Vielzahl von Produkten, die Kohlenwasserstoffe enthalten, und der Bedingungen, unter denen sie sich immer wieder neu bilden können, können Kohlenwasserstoffe in fast allen Branchen die Rolle von Berufsrisiken spielen:

bei der Gewinnung natürlicher flüssiger und gasförmiger Brennstoffe (Gas-, Ölindustrie);

bei der Verarbeitung von Erdöl und daraus gewonnenen Produkten (Erdölraffination und petrochemische Industrie);

bei der Verwendung von Produkten der thermischen Verarbeitung von Stein- und Braunkohle, Schiefer, Torf, Öl für verschiedene Zwecke (als Kraftstoff für Flugzeuge, Autos, Traktoren);

als Lösungsmittel in vielen Industrien, als Mineralöle.

Kohlenwasserstoffe können als Haushaltsgifte wirken:

beim Rauchen von Tabak (polyaromatisch, wie Naphthalin C 10 H 8 Pyren C 16 H 10);

als Lösungsmittel im Alltag (z. B. beim Reinigen von Kleidung);

bei versehentlicher Vergiftung, hauptsächlich von Kindern, mit flüssigen Kohlenwasserstoffgemischen (Benzin, Kerosin).

Kohlenwasserstoffe mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen pro Molekül (CH 4, C 2 H 2, C 3 H 8, C 4 H 10, C 5 H 12 ) und die bei normaler Temperatur und normalem Druck gasförmige Stoffe sind, können in beliebiger Konzentration in der Luft enthalten sein und in einigen Fällen zu Sauerstoffmangel in der Luft (z. B. Anreicherung von CH4 in Kohlebergwerken) und zu Explosionen führen.

Begrenzen Sie Kohlenwasserstoffe mit 6 bis 9 Kohlenstoffatomen in einem Molekül (C 6 H 14, C 7 H 16, C8H 18 Oktan, C 9 H 20 ), - flüssige Substanzen, aus denen Benzin, Kerosin besteht. Sie werden häufig als Lösungs- und Verdünnungsmittel für Klebstoffe, Lacke, Farben sowie Entfettungsmittel verwendet und können in Industrieanlagen (Gummi-, Lackier-, Maschinenbau- und andere Industrien) hohe Dampfkonzentrationen erzeugen.

Schwere Kohlenwasserstoffe mit 10 oder mehr Kohlenstoffatomen pro Molekül (Erdöl und Mineralöle, Paraffine, Naphthalin, Phenanthren, Anthracen, Bitumen) zeichnen sich durch eine geringe Flüchtigkeit aus, verursachen jedoch bei chronischer Einwirkung auf Haut und Schleimhäute bestimmte Läsionen, wirken allgemein toxisch Wirkung. Bei der Arbeit mit Kühlschmierflüssigkeiten, z. B. Frezol und Emulsolen und auf deren Basis hergestellten Emulsionen (Zerspanung), kann sich eine Ölfollikulitis (ein entzündlicher Prozess eitriger Natur) entwickeln.

Fazit

Die Hauptklassen von Kohlenwasserstoffen werden betrachtet. Finden in Art und Umfang.

Kohlenwasserstoffe gefunden Breite Anwendung in der Industrie. Hauptbereich:

als Brennstoff;

Für die Synthese von Kunststoffen, Gummi, Gummi, Kunstfasern, Farben, Düngemitteln, Farbstoffen;

Zur Herstellung von pharmazeutischen, hygienischen und kosmetischen Produkten;

Zur Herstellung von Waschmitteln;

Zur Herstellung von Lebensmittelzusatzstoffen und Lebensmittelprodukten.

Referenzliste

Pfaffengolts K.N. Geologisches Wörterbuch - M.: Nedra, 1978. V.2.– 456 S.

Terney A. Moderne organische Chemie. - M.: Mir, 1981. V.1-2. - 678 S., 651 S.

Elektronisches Lehrbuch des Netzwerks zur organischen Chemie, http://cnit.ssau.ru/organics/chem2/

Kapitel 1. ÖL-GEOCHEMIE UND ERKUNDUNG VON BRENNSTOFF-RESSOURCEN.

§ 1. Herkunft fossiler Brennstoffe. 3

§ 2. Gasölgestein. vier

Kapitel 2. NATÜRLICHE QUELLEN.. 5

Kapitel 3. INDUSTRIELLE PRODUKTION VON KOHLENWASSERSTOFFEN .. 8

Kapitel 4. ÖLRAFFINIERUNG .. 9

§ 1. Fraktionierte Destillation. 9

§ 2. Knacken. 12

§ 3. Reformierung. 13

§ 4. Entschwefelung. 14

Kapitel 5. ANWENDUNGEN VON KOHLENWASSERSTOFFEN .. 14

§ 1. Alkane .. 15

§ 2. Alkene. 16

§ 3. Alkine. 18

§ 4. Arenen. 19

Kapitel 6. Analyse des Zustands der Ölindustrie. zwanzig

Kapitel 7. Merkmale und Haupttrends in der Ölindustrie. 27

Literaturverzeichnis... 33

Die ersten Theorien, die die Prinzipien betrachteten, die das Vorkommen von Ölvorkommen bestimmen, beschränkten sich meist hauptsächlich auf die Frage, wo es sich ansammelt. In den letzten 20 Jahren ist jedoch deutlich geworden, dass es zur Beantwortung dieser Frage notwendig ist, zu verstehen, warum, wann und in welchen Mengen Öl in einem bestimmten Becken entstanden ist, sowie die Prozesse als solche zu verstehen und zu etablieren Ergebnis dessen es entstanden, migriert und akkumuliert wurde. Diese Informationen sind unerlässlich, um die Effizienz der Ölexploration zu verbessern.

Die Bildung von Kohlenwasserstoffressourcen erfolgte nach moderner Auffassung als Ergebnis einer komplexen Abfolge geochemischer Prozesse (siehe Abb. 1) im Inneren des ursprünglichen Gas- und Ölgesteins. Bei diesen Prozessen wurden die Bestandteile verschiedener biologischer Systeme (Stoffe natürlichen Ursprungs) in Kohlenwasserstoffe und in geringerem Maße in polare Verbindungen mit unterschiedlicher thermodynamischer Stabilität umgewandelt – als Folge der Ausfällung von Stoffen natürlichen Ursprungs und deren anschließender Überlagerung durch Sedimentgesteine, unter dem Einfluss erhöhter Temperatur und erhöhten Drucks in den Oberflächenschichten der Erdkruste. Die primäre Migration von flüssigen und gasförmigen Produkten aus der ursprünglichen Gasölschicht und deren anschließende sekundäre Migration (durch Lagerhorizonte, Verschiebungen usw.) in poröse ölgesättigte Gesteine ​​führt zur Bildung von Ablagerungen von Kohlenwasserstoffmaterialien, deren weitere Migration was verhindert wird, indem Ablagerungen zwischen nicht porösen Gesteinsschichten eingeschlossen werden.

In Extrakten organischer Stoffe aus Sedimentgesteinen biogenen Ursprungs haben Verbindungen mit der gleichen chemischen Struktur wie aus Erdöl gewonnene Verbindungen. Für die Geochemie sind einige dieser Verbindungen von besonderer Bedeutung und gelten als „biologische Marker“ („chemische Fossilien“). Solche Kohlenwasserstoffe haben viel gemeinsam mit den Verbindungen, die in biologischen Systemen gefunden werden (z. B. Lipide, Pigmente und Metaboliten), aus denen Öl gewonnen wird. Diese Verbindungen demonstrieren nicht nur den biogenen Ursprung natürlicher Kohlenwasserstoffe, sondern liefern auch sehr wichtige Informationen über gas- und ölhaltige Gesteine ​​sowie die Art der Reifung und Herkunft, Migration und biologischen Abbau, die zur Bildung bestimmter Gas- und Ölvorkommen geführt haben.

Abbildung 1 Geochemische Prozesse, die zur Bildung fossiler Kohlenwasserstoffe führen.

Als Gasölgestein gilt ein fein verteiltes Sedimentgestein, das während der natürlichen Absetzung zur Bildung und Freisetzung erheblicher Mengen an Öl und (oder) Gas geführt hat oder hätte führen können. Die Klassifizierung solcher Gesteine ​​basiert auf dem Gehalt und der Art der organischen Substanz, dem Stand ihrer metamorphen Entwicklung (chemische Umwandlungen, die bei Temperaturen von etwa 50-180 ° C stattfinden) sowie der Art und Menge der gewinnbaren Kohlenwasserstoffe davon. Organische Substanz Kerogen in Sedimentgesteinen biogenen Ursprungs kann in einer Vielzahl von Formen gefunden werden, kann jedoch in vier Haupttypen unterteilt werden.

1) Liptinite– einen sehr hohen Wasserstoffgehalt, aber einen niedrigen Sauerstoffgehalt haben; ihre Zusammensetzung ist auf das Vorhandensein von aliphatischen Kohlenstoffketten zurückzuführen. Es wird angenommen, dass Liptinite hauptsächlich aus Algen gebildet wurden (normalerweise einem bakteriellen Abbau unterworfen). Sie haben eine hohe Fähigkeit, sich in Öl umzuwandeln.

2) Ausgänge– haben einen hohen Wasserstoffgehalt (allerdings niedriger als der von Liptiniten), sind reich an aliphatischen Ketten und gesättigten Naphthenen (alicyclische Kohlenwasserstoffe) sowie aromatischen Kreisläufen und sauerstoffhaltigen funktionellen Gruppen. Diese organische Substanz wird aus Pflanzenmaterialien wie Sporen, Pollen, Nagelhaut und anderen strukturellen Teilen von Pflanzen gebildet. Exinite haben eine gute Fähigkeit, sich in Öl- und Gaskondensat und in höheren Stadien der metamorphen Entwicklung in Gas umzuwandeln.

3) Vitrshity- haben einen niedrigen Wasserstoffgehalt, einen hohen Sauerstoffgehalt und bestehen hauptsächlich aus aromatischen Strukturen mit kurzen aliphatischen Ketten, die durch sauerstoffhaltige funktionelle Gruppen verbunden sind. Sie werden aus strukturierten Holzmaterialien (Lignozellulose) gebildet und haben eine begrenzte Fähigkeit, sich in Öl umzuwandeln, aber eine gute Fähigkeit, sich in Gas umzuwandeln.

4) Inertinitis sind schwarze, undurchsichtige klastische Gesteine ​​(mit hohem Kohlenstoffgehalt und niedrigem Wasserstoffgehalt), die sich aus stark veränderten holzigen Vorläufern gebildet haben. Sie haben nicht die Fähigkeit, sich in Öl und Gas zu verwandeln.

Die Hauptfaktoren, anhand derer Gasölgestein erkannt wird, sind sein Gehalt an Kerogen, die Art der organischen Substanz in Kerogen und das Stadium der metamorphen Entwicklung dieser organischen Substanz. Gute Öl- und Gasgesteine ​​sind solche, die 2–4 % organische Substanz der Art enthalten, aus der die entsprechenden Kohlenwasserstoffe gebildet und freigesetzt werden können. Unter günstigen geochemischen Bedingungen kann die Bildung von Öl aus Sedimentgesteinen erfolgen, die organische Stoffe wie Liptinit und Exinit enthalten. Die Bildung von Gasvorkommen erfolgt meist in vitrinitreichen Gesteinen oder durch thermisches Cracken des ursprünglich gebildeten Öls.

Durch die anschließende Verschüttung organischer Sedimente unter den oberen Sedimentgesteinsschichten wird diese Substanz immer höheren Temperaturen ausgesetzt, was zur thermischen Zersetzung von Kerogen und zur Bildung von Öl und Gas führt. Die Bildung von Öl in für die industrielle Entwicklung des Feldes interessanten Mengen erfolgt unter bestimmten Zeit- und Temperaturbedingungen (Vorkommenstiefe), und die Zeit der Bildung ist umso länger, je niedriger die Temperatur ist (dies ist leicht zu verstehen, wenn wir nehmen an, dass die Reaktion nach der Gleichung erster Ordnung abläuft und eine Arrhenius-Abhängigkeit von der Temperatur hat). Beispielsweise sollte die gleiche Menge Öl, die bei 100 °C in etwa 20 Millionen Jahren entstanden ist, bei 90 °C in 40 Millionen Jahren und bei 80 °C in 80 Millionen Jahren gebildet werden. Die Bildungsrate von Kohlenwasserstoffen aus Kerogen verdoppelt sich ungefähr pro 10°C Temperaturanstieg. Allerdings ist die chemische Zusammensetzung von Kerogen. können sehr unterschiedlich sein, weshalb der angegebene Zusammenhang zwischen der Reifezeit des Öls und der Temperatur dieses Prozesses nur als Grundlage für ungefähre Abschätzungen betrachtet werden kann.

Moderne geochemische Studien zeigen, dass im Festlandsockel der Nordsee jede 100 m Tiefenzunahme mit einem Temperaturanstieg von etwa 3 °C einhergeht, was bedeutet, dass organisch reiche Sedimentgesteine ​​in einer Tiefe von 2500-4000 flüssige Kohlenwasserstoffe bildeten m für 50-80 Millionen Jahre. Leichtöle und Kondensate scheinen sich in Tiefen von 4000-5000 m und Methan (trockenes Gas) in Tiefen von mehr als 5000 m gebildet zu haben.

Natürliche Quellen von Kohlenwasserstoffen sind fossile Brennstoffe – Öl und Gas, Kohle und Torf. Rohöl- und Gasvorkommen entstanden vor 100 bis 200 Millionen Jahren aus mikroskopisch kleinen Meerespflanzen und -tieren, die in Sedimentgestein eingebettet wurden, das sich auf dem Meeresboden bildete, Kohle und Torf hingegen begannen sich vor 340 Millionen Jahren aus Pflanzen zu bilden, die an Land wuchsen.

Erdgas und Erdöl finden sich meist zusammen mit Wasser in ölführenden Schichten zwischen Gesteinsschichten (Abb. 2). Der Begriff „Erdgas“ gilt auch für Gase, die unter natürlichen Bedingungen durch die Zersetzung von Kohle entstehen. Erdgas und Rohöl werden auf allen Kontinenten außer der Antarktis gefördert. Die größten Hersteller Erdgas in der Welt sind Russland, Algerien, Iran und die Vereinigten Staaten. Die größten Rohölproduzenten sind Venezuela, Saudi-Arabien, Kuwait und der Iran.

Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan (Tabelle 1).

Rohöl ist eine ölige Flüssigkeit, deren Farbe von dunkelbraun oder grün bis fast farblos variieren kann. Es enthält eine große Anzahl von Alkanen. Darunter sind unverzweigte Alkane, verzweigte Alkane und Cycloalkane mit einer Anzahl von Kohlenstoffatomen von 5 bis 40. Die industrielle Bezeichnung dieser Cycloalkane ist allgemein bekannt. Rohöl enthält außerdem etwa 10 % aromatische Kohlenwasserstoffe sowie geringe Mengen anderer schwefel-, sauerstoff- und stickstoffhaltiger Verbindungen.

Abbildung 2 Erdgas und Erdöl sind zwischen Gesteinsschichten eingeschlossen.

Tabelle 1 Zusammensetzung von Erdgas

Kohle ist die älteste Energiequelle, die der Menschheit bekannt ist. Es ist ein Mineral (Abb. 3), das aus gebildet wurde pflanzliche Materie im Gange Metamorphose. Metamorphe Gesteine ​​werden Gesteine ​​genannt, deren Zusammensetzung sich unter hohen Drücken und hohen Temperaturen verändert hat. Das Produkt der ersten Stufe bei der Bildung von Kohle ist Torf, das ist zersetztes organisches Material. Kohle entsteht aus Torf, nachdem dieser mit Sedimentgestein bedeckt wurde. Diese Sedimentgesteine ​​werden als überladen bezeichnet. Überladene Niederschläge reduzieren den Feuchtigkeitsgehalt von Torf.

Bei der Klassifizierung von Kohlen werden drei Kriterien verwendet: Reinheit(bestimmt durch den relativen Kohlenstoffgehalt in Prozent); Art der(bestimmt durch die Zusammensetzung des ursprünglichen Pflanzenmaterials); Klasse(je nach Grad der Metamorphose).

Die niedrigstwertigen fossilen Kohlen sind Braunkohle und Braunkohle(Tabelle 2). Sie sind dem Torf am nächsten und zeichnen sich durch einen relativ niedrigen Kohlenstoffgehalt und einen hohen Feuchtigkeitsgehalt aus. Kohle zeichnet sich durch einen geringeren Feuchtigkeitsgehalt aus und ist in der Industrie weit verbreitet. Die trockenste und härteste Kohlesorte ist Anthrazit. Es wird zum Heizen und Kochen im Haushalt verwendet.

In letzter Zeit ist es dank technologischer Fortschritte immer wirtschaftlicher geworden. Kohlevergasung. Kohlevergasungsprodukte umfassen Kohlenmonoxid, Kohlendioxid, Wasserstoff, Methan und Stickstoff. Sie werden als gasförmiger Brennstoff oder als Rohstoff für die Herstellung verschiedener chemischer Produkte und Düngemittel verwendet.

Kohle ist, wie unten diskutiert, eine wichtige Rohstoffquelle für die Herstellung aromatischer Verbindungen.

Abbildung 3 Variante des Molekularmodells der minderwertigen Kohle. Kohle ist ein komplexes Gemisch aus Chemikalien, zu denen Kohlenstoff, Wasserstoff und Sauerstoff sowie geringe Mengen an Stickstoff, Schwefel und Verunreinigungen anderer Elemente gehören. Darüber hinaus enthält die Zusammensetzung von Kohle je nach Qualität eine unterschiedliche Menge an Feuchtigkeit und verschiedene Mineralien.

Abbildung 4 Kohlenwasserstoffe in biologischen Systemen.

Kohlenwasserstoffe kommen natürlicherweise nicht nur in fossilen Brennstoffen vor, sondern auch in einigen Materialien biologischen Ursprungs. Naturkautschuk ist ein Beispiel für ein natürliches Kohlenwasserstoffpolymer. Das Kautschukmolekül besteht aus Tausenden von Struktureinheiten, nämlich Methylbuta-1,3-dien (Isopren); seine Struktur ist schematisch in Abb. 4. Methylbuta-1,3-dien hat folgende Struktur:

natürliches Gummi. Etwa 90 % des derzeit weltweit geförderten Naturkautschuks stammt vom brasilianischen Kautschukbaum Hevea brasiliensis, der vor allem in den äquatorialen Ländern Asiens angebaut wird. Der Saft dieses Baumes, der ein Latex (kolloidale wässrige Polymerlösung) ist, wird aus Einschnitten gesammelt, die mit einem Messer in die Rinde gemacht wurden. Latex enthält ungefähr 30 % Gummi. Seine winzigen Partikel sind in Wasser suspendiert. Der Saft wird in Aluminiumbehälter gegossen, denen Säure zugesetzt wird, wodurch der Kautschuk koaguliert.

Auch viele andere Naturstoffe enthalten Isopren-Strukturfragmente. Beispielsweise enthält Limonen zwei Isopreneinheiten. Limonen ist der Hauptbestandteil von Ölen, die aus der Schale von Zitrusfrüchten wie Zitronen und Orangen gewonnen werden. Diese Verbindung gehört zu einer Klasse von Verbindungen, die Terpene genannt werden. Terpene enthalten 10 Kohlenstoffatome in ihren Molekülen (C 10 -Verbindungen) und enthalten zwei hintereinander geschaltete Isoprenfragmente („head to tail“). Verbindungen mit vier Isoprenfragmenten (C 20 -Verbindungen) werden als Diterpene und mit sechs Isoprenfragmenten als Triterpene (C 30 -Verbindungen) bezeichnet. Squalen, das in Haifischleberöl enthalten ist, ist ein Triterpen. Tetraterpene (C 40 -Verbindungen) enthalten acht Isoprenfragmente. Tetraterpene kommen in den Pigmenten pflanzlicher und tierischer Fette vor. Ihre Farbe beruht auf dem Vorhandensein eines langen konjugierten Systems von Doppelbindungen. Beispielsweise ist β-Carotin für die charakteristische orange Farbe von Karotten verantwortlich.

Alkane, Alkene, Alkine und Arene werden durch Raffinieren von Erdöl gewonnen (siehe unten). Kohle ist auch eine wichtige Rohstoffquelle für die Produktion von Kohlenwasserstoffen. Zu diesem Zweck Kohle ohne Luftzutritt in einem Retortenofen erhitzt. Das Ergebnis ist Koks, Kohlenteer, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und Kohlegas. Dieser Prozess wird destruktive Destillation von Kohle genannt. Durch weitere fraktionierte Destillation von Steinkohlenteer werden verschiedene Arene erhalten (Tabelle 3). Wenn Koks mit Dampf interagiert, entsteht Wassergas:

Tabelle 3 Einige aromatische Verbindungen, die durch fraktionierte Destillation von Steinkohlenteer (Teer) erhalten wurden

Alkane und Alkene können nach dem Fischer-Tropsch-Verfahren aus Wassergas gewonnen werden. Dazu wird Wassergas mit Wasserstoff vermischt und über die Oberfläche eines Eisen-, Kobalt- oder Nickelkatalysators geleitet erhöhte Temperatur und unter einem Druck von 200-300 atm.

Das Fischer-Tropsch-Verfahren ermöglicht auch die Gewinnung von Methanol und anderen sauerstoffhaltigen organischen Verbindungen aus Wassergas:

Diese Reaktion wird in Gegenwart eines Chrom(III)oxid-Katalysators bei einer Temperatur von 300°C und unter einem Druck von 300 atm durchgeführt.

Kohlenwasserstoffe wie Methan und Ethylen werden in den Industrieländern zunehmend aus Biomasse hergestellt. Biogas besteht hauptsächlich aus Methan. Ethylen kann durch Dehydratisierung von Ethanol gewonnen werden, das bei Fermentationsprozessen entsteht.

Calciumdicarbid wird auch aus Koks gewonnen, indem seine Mischung mit Calciumoxid in einem Elektroofen auf Temperaturen über 2000 ° C erhitzt wird:

Bei der Reaktion von Calciumdicarbid mit Wasser entsteht Acetylen. Ein solches Verfahren eröffnet eine weitere Möglichkeit zur Synthese ungesättigter Kohlenwasserstoffe aus Koks.

Rohöl ist ein komplexes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen und anderen Verbindungen. In dieser Form wird es wenig verwendet. Zunächst wird es zu anderen Produkten verarbeitet, die praktische Anwendungen haben. Daher wird Rohöl mit Tankern oder über Pipelines zu Raffinerien transportiert.

Die Ölraffination umfasst eine Reihe von physikalischen und chemischen Prozessen: fraktionierte Destillation, Cracken, Reformieren und Entschwefeln.

Rohöl wird in viele Komponenten zerlegt und einer einfachen, fraktionierten und Vakuumdestillation unterzogen. Die Art dieser Prozesse sowie die Anzahl und Zusammensetzung der resultierenden Ölfraktionen hängen von der Zusammensetzung des Rohöls und den Anforderungen an seine verschiedenen Fraktionen ab.

Aus Rohöl werden zunächst gelöste Gasverunreinigungen entfernt, indem es einer einfachen Destillation unterzogen wird. Das Öl wird dann ausgesetzt primäre Destillation, wodurch es in Gas, leichte und mittlere Fraktionen und Heizöl unterteilt wird. Die weitere fraktionierte Destillation von leichten und mittleren Fraktionen sowie die Vakuumdestillation von Heizöl führt zur Bildung einer großen Anzahl von Fraktionen. Im Tisch. 4 zeigt die Siedepunktbereiche und die Zusammensetzung verschiedener Ölfraktionen, und in fig. 5 zeigt ein Diagramm der Vorrichtung der primären Destillationssäule (Rektifikationskolonne) für die Öldestillation. Kommen wir nun zur Beschreibung der Eigenschaften einzelner Ölfraktionen.

Tabelle 4 Typische Öldestillationsfraktionen

Abbildung 5 Primärdestillation von Rohöl.

Gasanteil. Gase, die bei der Ölraffination gewonnen werden, sind die einfachsten unverzweigten Alkane: Ethan, Propan und Butane. Diese Fraktion hat den industriellen Namen Raffinerie-(Erdöl-)Gas. Es wird aus dem Rohöl entfernt, bevor es der primären Destillation unterzogen wird, oder es wird nach der primären Destillation von der Benzinfraktion abgetrennt. Raffineriegas wird als gasförmiger Brennstoff verwendet oder unter Druck verflüssigt, um Flüssiggas zu erhalten. Letzteres kommt als flüssiger Brennstoff in den Handel oder wird als Ausgangsstoff für die Herstellung von Ethylen in Crackanlagen verwendet.

Benzinfraktion. Diese Fraktion wird verwendet, um verschiedene Qualitäten von Motorkraftstoff zu erhalten. Es ist eine Mischung aus verschiedenen Kohlenwasserstoffen, darunter gerade und verzweigte Alkane. Die Verbrennungseigenschaften von unverzweigten Alkanen sind für Verbrennungsmotoren nicht optimal geeignet. Daher wird die Benzinfraktion oft thermisch reformiert, um unverzweigte Moleküle in verzweigte umzuwandeln. Vor der Verwendung wird diese Fraktion üblicherweise mit verzweigten Alkanen, Cycloalkanen und aromatischen Verbindungen vermischt, die aus anderen Fraktionen durch katalytisches Cracken oder Reformieren erhalten wurden.

Die Qualität von Benzin als Motorkraftstoff wird durch seine Oktanzahl bestimmt. Er gibt den Volumenprozentsatz von 2,2,4-Trimethylpentan (Isooctan) in einer Mischung aus 2,2,4-Trimethylpentan und Heptan (geradkettiges Alkan) an, das die gleichen Detowie das Testbenzin hat.

Ein schlechter Motorkraftstoff hat eine Oktanzahl von null, während ein guter Kraftstoff eine Oktanzahl von 100 hat. Die Oktanzahl der aus Rohöl gewonnenen Benzinfraktion beträgt normalerweise weniger als 60. Die Verbrennungseigenschaften von Benzin werden durch die Zugabe von verbessert ein Antiklopfadditiv, das als Tetraethylblei (IV) , Рb (С 2 Н 5) 4 verwendet wird. Tetraethylblei ist eine farblose Flüssigkeit, die durch Erhitzen von Chlorethan mit einer Legierung aus Natrium und Blei erhalten wird:

Bei der Verbrennung von Benzin mit diesem Zusatzstoff entstehen Partikel aus Blei und Blei(II)oxid. Sie verlangsamen bestimmte Verbrennungsstadien von Benzinkraftstoff und verhindern so dessen Detonation. Zusammen mit Tetraethylblei wird 1,2-Dibromethan Benzin zugesetzt. Es reagiert mit Blei und Blei(II) zu Blei(II)-bromid. Da Blei(II)-bromid eine flüchtige Verbindung ist, wird es mit den Abgasen aus dem Automotor entfernt.

Naphtha (Naphtha). Diese Fraktion der Öldestillation wird im Intervall zwischen Benzin- und Kerosinfraktionen gewonnen. Es besteht hauptsächlich aus Alkanen (Tabelle 5).

Naphtha wird auch durch fraktionierte Destillation einer aus Kohlenteer gewonnenen Leichtölfraktion gewonnen (Tabelle 3). Kohlenteernaphtha hat einen hohen Gehalt an aromatischen Kohlenwasserstoffen.

Der größte Teil des bei der Raffination von Rohöl produzierten Naphthas wird zu Benzin reformiert. Ein erheblicher Teil davon wird jedoch als Rohstoff für die Herstellung anderer Chemikalien verwendet.

Tabelle 5 Kohlenwasserstoffzusammensetzung der Naphthafraktion eines typischen Öls aus dem Nahen Osten

Kerosin. Die Kerosinfraktion der Öldestillation besteht aus aliphatischen Alkanen, Naphthalinen und aromatischen Kohlenwasserstoffen. Ein Teil davon wird zur Verwendung als Quelle für gesättigte Paraffinkohlenwasserstoffe raffiniert, und der andere Teil wird gecrackt, um in Benzin umgewandelt zu werden. Der Großteil des Kerosins wird jedoch als Treibstoff für Düsenflugzeuge verwendet.

Gasöl. Diese Fraktion der Ölraffination ist als Dieselkraftstoff bekannt. Ein Teil davon wird gecrackt, um Raffineriegas und Benzin herzustellen. Gasöl wird jedoch hauptsächlich als Kraftstoff für Dieselmotoren verwendet. Bei einem Dieselmotor wird Kraftstoff durch steigenden Druck gezündet. Daher verzichten sie auf Zündkerzen. Gasöl wird auch als Brennstoff für Industrieöfen verwendet.

Heizöl. Diese Fraktion verbleibt nach der Entfernung aller anderen Fraktionen aus dem Öl. Der größte Teil davon wird als flüssiger Brennstoff zum Heizen von Kesseln und zur Dampferzeugung in Industrieanlagen, Kraftwerken und Schiffsmotoren verwendet. Ein Teil des Heizöls wird jedoch einer Vakuumdestillation unterzogen, um Schmieröle und Paraffinwachs zu erhalten. Schmieröle werden durch Lösungsmittelextraktion weiter raffiniert. Das dunkle viskose Material, das nach der Vakuumdestillation von Heizöl zurückbleibt, wird „Bitumen“ oder „Asphalt“ genannt. Es wird zur Herstellung von Straßenbelägen verwendet.

Wir haben diskutiert, wie fraktionierte Destillation und Vakuumdestillation zusammen mit Lösungsmittelextraktion Rohöl in verschiedene Fraktionen von praktischer Bedeutung trennen können. Alle diese Prozesse sind physikalisch. Aber auch chemische Verfahren werden zur Raffination von Öl eingesetzt. Diese Prozesse können in zwei Typen unterteilt werden: Cracken und Reformieren.

Bei diesem Prozess werden die großen Moleküle der hochsiedenden Fraktionen des Rohöls in kleinere Moleküle zerlegt, die die niedrigsiedenden Fraktionen bilden. Das Cracken ist notwendig, weil die Nachfrage nach niedrigsiedenden Ölfraktionen – insbesondere Benzin – oft die Möglichkeiten übersteigt, sie aus der fraktionierten Destillation von Rohöl zu gewinnen.

Beim Cracken werden neben Benzin auch Alkene gewonnen, die als Rohstoffe für die chemische Industrie benötigt werden. Cracken wiederum wird in drei Haupttypen unterteilt: Hydrocracken, katalytisches Cracken und thermisches Cracken.

Hydrocracken. Diese Art des Crackens ermöglicht es, hochsiedende Ölfraktionen (Wachse und Schweröle) in niedrigsiedende Fraktionen umzuwandeln. Das Hydrocracking-Verfahren besteht darin, dass die zu crackende Fraktion unter sehr hohem Druck in einer Wasserstoffatmosphäre erhitzt wird. Dies führt zum Bruch großer Moleküle und zur Addition von Wasserstoff an ihre Fragmente. Als Ergebnis werden gesättigte Moleküle kleiner Größe gebildet. Hydrocracken wird verwendet, um Gasöle und Benzine aus schwereren Fraktionen herzustellen.

katalytische Zersetzung. Dieses Verfahren führt zu einer Mischung aus gesättigten und ungesättigten Produkten. Das katalytische Cracken wird bei relativ niedrigen Temperaturen durchgeführt, und als Katalysator wird eine Mischung aus Siliciumdioxid und Aluminiumoxid verwendet. So werden aus Schwerölfraktionen hochwertiges Benzin und ungesättigte Kohlenwasserstoffe gewonnen.

Thermisches Cracken. Große Moleküle von Kohlenwasserstoffen, die in Schwerölfraktionen enthalten sind, können in kleinere Moleküle zerlegt werden, indem diese Fraktionen auf Temperaturen über ihrem Siedepunkt erhitzt werden. Wie beim katalytischen Cracken wird dabei ein Gemisch aus gesättigten und ungesättigten Produkten erhalten. Zum Beispiel,

Thermisches Cracken ist besonders wichtig für die Herstellung von ungesättigten Kohlenwasserstoffen wie Ethylen und Propen. Steamcracker werden zum thermischen Cracken verwendet. In diesen Anlagen wird das Kohlenwasserstoff-Ausgangsmaterial zunächst in einem Ofen auf 800 °C erhitzt und dann mit Dampf verdünnt. Dies erhöht die Ausbeute an Alkenen. Nachdem die großen Moleküle der ursprünglichen Kohlenwasserstoffe in kleinere Moleküle gespalten wurden, werden die heißen Gase mit Wasser auf etwa 400 °C abgekühlt und in komprimierten Dampf umgewandelt. Dann treten die gekühlten Gase in die Destillationskolonne (fraktioniert) ein, wo sie auf 40°C gekühlt werden. Die Kondensation größerer Moleküle führt zur Bildung von Benzin und Gasöl. Die nicht kondensierten Gase werden in einem Kompressor komprimiert, der durch den komprimierten Dampf angetrieben wird, der aus dem Gaskühlschritt erhalten wird. Die endgültige Trennung der Produkte erfolgt in fraktionierten Destillationskolonnen.

Tabelle 6 Ausbeute an Dampfcrackprodukten aus verschiedenen Koh(Gew.-%)

In europäischen Ländern ist Naphtha der Hauptrohstoff für die Produktion von ungesättigten Kohlenwasserstoffen durch katalytisches Cracken. In den Vereinigten Staaten ist Ethan der Hauptrohstoff für diesen Zweck. Es wird leicht in Raffinerien als Bestandteil von Flüssiggas oder Erdgas und auch aus Ölquellen als Bestandteil von natürlichen Begleitgasen gewonnen. Propan, Butan und Gasöl werden auch als Rohstoffe für das Steamcracken verwendet. Crackprodukte von Ethan und Naphtha sind in der Tabelle aufgeführt. 6.

Crackreaktionen verlaufen nach einem radikalischen Mechanismus.

Im Gegensatz zu Cracking-Prozessen, die in der Spaltung größerer Moleküle in kleinere bestehen, führen Reforming-Prozesse zu einer Veränderung der Struktur von Molekülen oder zu deren Zusammenschluss zu größeren Molekülen. Das Reformieren wird bei der Rohölraffination verwendet, um minderwertige Benzinfraktionen in qualitativ hochwertige Fraktionen umzuwandeln. Darüber hinaus dient es der Gewinnung von Rohstoffen für die petrochemische Industrie. Reforming-Prozesse können in drei Typen eingeteilt werden: Isomerisierung, Alkylierung und Cyclisierung und Aromatisierung.

Isomerisierung. Dabei werden die Moleküle eines Isomers zu einem anderen Isomer umgelagert. Das Isomerisierungsverfahren ist sehr wichtig für die Verbesserung der Qualität der Benzinfraktion, die nach der Primärdestillation von Rohöl erhalten wird. Wir haben bereits darauf hingewiesen, dass diese Fraktion zu viele unverzweigte Alkane enthält. Sie können durch Erhitzen dieser Fraktion auf 500–600°C unter einem Druck von 20–50 atm in verzweigte Alkane umgewandelt werden. Dieser Vorgang wird aufgerufen thermische Umformung.

Zur Isomerisierung von geradkettigen Alkanen kann es ebenfalls verwendet werden katalytische Reformierung. Beispielsweise kann Butan mit einem Aluminiumchlorid-Katalysator bei 100 °C oder höher zu 2-Methylpropan isomerisiert werden:

Diese Reaktion hat einen ionischen Mechanismus, der unter Beteiligung von Carbokationen durchgeführt wird.

Alkylierung. Dabei werden beim Cracken entstehende Alkane und Alkene zu hochwertigen Benzinen rekombiniert. Solche Alkane und Alkene haben typischerweise zwei bis vier Kohlenstoffatome. Das Verfahren wird bei niedriger Temperatur unter Verwendung eines starken Säurekatalysators wie Schwefelsäure durchgeführt:

Diese Reaktion verläuft nach dem ionischen Mechanismus unter Beteiligung des Carbokations (CH 3 ) 3 C + .

Cyclisierung und Aromatisierung. Wenn Benzin- und Naphthafraktionen, die als Ergebnis der primären Destillation von Rohöl erhalten werden, über die Oberfläche solcher Katalysatoren wie Platin- oder Molybdän(VI)oxid auf einem Aluminiumoxidsubstrat bei einer Temperatur von 500°C und unter einem Druck geleitet werden von 10–20 atm erfolgt eine Cyclisierung mit anschließender Aromatisierung von Hexan und anderen Alkanen mit längeren geraden Ketten:

Die Abspaltung von Wasserstoff aus Hexan und dann aus Cyclohexan wird genannt Dehydrierung. Diese Art der Reformierung gehört im Wesentlichen zu den Crackverfahren. Es wird Plattforming, katalytisches Reformieren oder einfach Reformieren genannt. In einigen Fällen wird Wasserstoff in das Reaktionssystem eingeführt, um eine vollständige Zersetzung des Alkans zu Kohlenstoff zu verhindern und die Aktivität des Katalysators aufrechtzuerhalten. In diesem Fall wird das Verfahren Hydroforming genannt.

Rohöl enthält Schwefelwasserstoff und andere schwefelhaltige Verbindungen. Der Schwefelgehalt von Öl hängt vom Feld ab. Öl, das vom Festlandsockel der Nordsee gewonnen wird, hat einen geringen Schwefelgehalt. Bei der Destillation von Rohöl werden schwefelhaltige organische Verbindungen abgebaut, wodurch zusätzlicher Schwefelwasserstoff entsteht. Schwefelwasserstoff gelangt in die Raffineriegas- oder LPG-Fraktion. Da Schwefelwasserstoff die Eigenschaften einer schwachen Säure hat, kann er durch Behandeln von Erdölprodukten mit einer Art schwacher Base entfernt werden. Schwefel kann aus dem so erhaltenen Schwefelwasserstoff gewonnen werden, indem Schwefelwasserstoff in Luft verbrannt und die Verbrennungsprodukte bei einer Temperatur von 400ºC über die Oberfläche eines Aluminiumoxidkatalysators geleitet werden. Die Gesamtreaktion dieses Prozesses wird durch die Gleichung beschrieben

Ungefähr 75 % des gesamten elementaren Schwefels, der derzeit von der Industrie nichtsozialistischer Länder verwendet wird, wird aus Rohöl und Erdgas gewonnen.

Etwa 90 % des geförderten Öls wird als Brennstoff verwendet. Auch wenn der Anteil an Öl, der zur Herstellung von Petrochemikalien verwendet wird, gering ist, sind diese Produkte sehr wichtig. Viele tausend organische Verbindungen werden aus Öldestillationsprodukten gewonnen (Tabelle 7). Sie wiederum werden zur Herstellung tausender Produkte verwendet, die nicht nur die dringenden Bedürfnisse der modernen Gesellschaft, sondern auch das Bedürfnis nach Komfort befriedigen (Abb. 6).

Tabelle 7 Kohlenwasserstoffrohstoffe für die chemische Industrie

Obwohl die verschiedenen Gruppen chemischer Produkte, die in Abb. 6 allgemein als Petrochemikalien bezeichnet werden, weil sie aus Erdöl gewonnen werden, sollte beachtet werden, dass viele organische Produkte, insbesondere Aromaten, industriell aus Kohlenteer und anderen Rohstoffquellen gewonnen werden. Dabei werden rund 90 % aller Rohstoffe für die Bio-Industrie aus Erdöl gewonnen.

Im Folgenden werden einige typische Beispiele für die Verwendung von Kohlenwasserstoffen als Rohstoffe für die chemische Industrie betrachtet.

Abbildung 6 Anwendungen petrochemischer Produkte.

Methan ist nicht nur einer der wichtigsten Brennstoffe, sondern hat auch viele andere Verwendungsmöglichkeiten. Es wird verwendet, um die sog Synthesegas, oder Synthesegas. Synthesegas ist wie Wassergas, das aus Koks und Wasserdampf hergestellt wird, ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Synthesegas wird durch Erhitzen von Methan oder Naphtha auf etwa 750 °C bei einem Druck von etwa 30 atm in Gegenwart eines Nickelkatalysators hergestellt:

Synthesegas wird zur Herstellung von Wasserstoff im Haber-Prozess (Ammoniak-Synthese) verwendet.

Synthesegas wird auch zur Herstellung von Methanol und anderen organischen Verbindungen verwendet. Bei der Gewinnung von Methanol wird Synthesegas bei einer Temperatur von 250 °C und einem Druck von 50–100 atm über die Oberfläche eines Katalysators aus Zinkoxid und Kupfer geleitet, was zur Reaktion führt

Das für diesen Prozess verwendete Synthesegas muss gründlich von Verunreinigungen gereinigt werden.

Methanol wird leicht einer katalytischen Zersetzung unterzogen, bei der daraus wieder Synthesegas gewonnen wird. Es ist sehr bequem für den Syngastransport zu verwenden. Methanol ist einer der wichtigsten Rohstoffe für die petrochemische Industrie. Es wird zum Beispiel verwendet, um Essigsäure zu gewinnen:

Der Katalysator für diesen Prozess ist ein löslicher anionischer Rhodiumkomplex. Dieses Verfahren wird zur industriellen Produktion von Essigsäure verwendet, deren Bedarf aufgrund des Fermentationsprozesses den Umfang ihrer Produktion übersteigt.

Lösliche Rhodiumverbindungen können zukünftig als homogene Katalysatoren zur Herstellung von Ethan-1,2-diol aus Synthesegas eingesetzt werden:

Diese Reaktion läuft bei einer Temperatur von 300°C und einem Druck von etwa 500–1000 atm ab. Derzeit ist dieses Verfahren nicht wirtschaftlich. Das Produkt dieser Reaktion (sein Trivialname ist Ethylenglykol) wird als Frostschutzmittel und zur Herstellung verschiedener Polyester wie Terylen verwendet.

Methan wird auch zur Herstellung von Chlormethanen wie Trichlormethan (Chloroform) verwendet. Chlormethan hat eine Vielzahl von Anwendungen. Chlormethan wird beispielsweise bei der Herstellung von Silikonen verwendet.

Schließlich wird Methan zunehmend zur Herstellung von Acetylen verwendet.

Diese Reaktion läuft bei etwa 1500°C ab. Um Methan auf diese Temperatur zu erhitzen, wird es unter Bedingungen mit begrenztem Luftzugang verbrannt.

Ethan hat auch eine Reihe wichtiger Anwendungen. Es wird bei der Gewinnung von Chlorethan (Ethylchlorid) verwendet. Wie oben erwähnt, wird Ethylchlorid zur Herstellung von Tetraethylblei(IV) verwendet. In den Vereinigten Staaten ist Ethan ein wichtiger Ausgangsstoff für die Herstellung von Ethylen (Tabelle 6).

Propan spielt eine wichtige Rolle bei der industriellen Herstellung von Aldehyden wie Methanal (Formaldehyd) und Ethanal (Essigaldehyd). Besonders wichtig sind diese Stoffe in der Kunststoffindustrie. Butan wird zur Herstellung von Buta-1,3-dien verwendet, das, wie nachstehend beschrieben wird, zur Herstellung von synthetischem Kautschuk verwendet wird.

Ethylen. Eines der wichtigsten Alkene und überhaupt eines der wichtigsten Produkte der petrochemischen Industrie ist Ethylen. Es ist ein Rohstoff für viele Kunststoffe. Lassen Sie uns sie auflisten.

Polyethylen. Polyethylen ist ein Polymerisationsprodukt von Ethylen:

Polychlorethylen. Dieses Polymer wird auch als Polyvinylchlorid (PVC) bezeichnet. Es wird aus Chlorethylen (Vinylchlorid) gewonnen, das wiederum aus Ethylen gewonnen wird. Gesamtreaktion:

1,2-Dichlorethan wird in Form einer Flüssigkeit oder eines Gases unter Verwendung von Zinkchlorid oder Eisen(III)-chlorid als Katalysator erhalten.

Wenn 1,2-Dichlorethan auf eine Temperatur von 500°C unter einem Druck von 3 atm in Gegenwart von Bimsstein erhitzt wird, wird Chlorethylen (Vinylchlorid) gebildet

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Chlorethylen basiert auf dem Erhitzen einer Mischung aus Ethylen, Chlorwasserstoff und Sauerstoff auf 250 °C in Gegenwart von Kupfer(II)-chlorid (Katalysator):

Polyesterfaser. Ein Beispiel für eine solche Faser ist Terylen. Es wird aus Ethan-1,2-diol gewonnen, das wiederum wie folgt aus Epoxyethan (Ethylenoxid) synthetisiert wird:

Ethan-1,2-diol (Ethylenglykol) wird auch als Frostschutzmittel und in synthetischen Waschmitteln verwendet.

Ethanol wird durch Hydratation von Ethylen unter Verwendung von Phosphorsäure auf einem Siliciumdioxidträger als Katalysator erhalten:

Aus Ethanol wird Ethanal (Acetaldehyd) hergestellt. Darüber hinaus wird es als Lösungsmittel für Lacke und Lacke sowie in der Kosmetikindustrie verwendet.

Schließlich wird Ethylen auch zur Herstellung von Chlorethan verwendet, das, wie oben erwähnt, zur Herstellung von Tetraethylblei(IV), einem Antiklopfadditiv für Benzin, verwendet wird.

Propen. Propen (Propylen) wird wie Ethylen für die Synthese verschiedener chemischer Produkte verwendet. Viele von ihnen werden bei der Herstellung von Kunststoffen und Gummi verwendet.

Polypropylen. Polypropen ist ein Polymerisationsprodukt von Propen:

Propanon und Propenal. Propanon (Aceton) wird häufig als Lösungsmittel verwendet und wird auch bei der Herstellung eines Kunststoffs verwendet, der als Plexiglas (Polymethylmethacrylat) bekannt ist. Propanon wird aus (1-Methylethyl)benzol oder aus Propan-2-ol gewonnen. Letzteres wird wie folgt aus Propen gewonnen:

Die Oxidation von Propen in Gegenwart eines Kupfer(II)-oxid-Katalysators bei einer Temperatur von 350 °C führt zur Herstellung von Propenal (Acrylaldehyd):

Propan-1,2,3-triol. Propan-2-ol, Wasserstoffperoxid und Propenal, die in dem oben beschriebenen Verfahren erhalten werden, können verwendet werden, um Propan-1,2,3-triol (Glycerin) zu erhalten:

Glycerin wird bei der Herstellung von Cellophanfolie verwendet.

Propennitril (Acrylnitril). Aus dieser Verbindung werden synthetische Fasern, Kautschuke und Kunststoffe hergestellt. Es wird erhalten, indem ein Gemisch aus Propen, Ammoniak und Luft bei einer Temperatur von 450 °C über die Oberfläche eines Molybdatkatalysators geleitet wird:

Methylbuta-1,3-dien (Isopren). Synthetische Kautschuke werden durch ihre Polymerisation erhalten. Isopren wird nach folgendem mehrstufigen Verfahren hergestellt:

Epoxidpropan zur Herstellung von Polyurethanschäumen, Polyestern und synthetischen Waschmitteln verwendet. Es wird wie folgt synthetisiert:

But-1-en, But-2-en und Buta-1,2-dien zur Herstellung von synthetischem Kautschuk verwendet. Werden Butene als Rohstoffe für diesen Prozess verwendet, werden diese zunächst durch Dehydrierung in Gegenwart eines Katalysators – einer Mischung aus Chrom(III)-oxid mit Aluminiumoxid – in Buta-1,3-dien umgewandelt:

Der wichtigste Vertreter einer Reihe von Alkinen ist Ethin (Acetylen). Acetylen hat zahlreiche Anwendungen, wie zum Beispiel:

- als Brennstoff in Acetylen-Sauerstoffbrennern zum Schneiden und Schweißen von Metallen. Wenn Acetylen in reinem Sauerstoff verbrennt, entwickeln sich in seiner Flamme Temperaturen bis zu 3000°C;

- zur Gewinnung von Chlorethylen (Vinylchlorid), wobei sich Ethylen derzeit zum wichtigsten Rohstoff für die Synthese von Chlorethylen entwickelt (siehe oben).

- um ein Lösungsmittel aus 1,1,2,2-Tetrachlorethan zu erhalten.

Benzol und Methylbenzol (Toluol) fallen in großen Mengen bei der Raffination von Rohöl an. Da dabei Methylbenzol sogar in größeren Mengen als nötig anfällt, wird ein Teil davon in Benzol umgewandelt. Dazu wird ein Gemisch aus Methylbenzol mit Wasserstoff bei einer Temperatur von 600°C unter Druck über die Oberfläche eines auf Aluminiumoxid geträgerten Platinkatalysators geleitet:

Dieser Vorgang wird aufgerufen Hydroalkylierung .

Benzol wird als Rohstoff für eine Reihe von Kunststoffen verwendet.

(1-Methylethyl)benzol(Cumol oder 2-Phenylpropan). Es wird zur Herstellung von Phenol und Propanon (Aceton) verwendet. Phenol wird bei der Synthese verschiedener Kautschuke und Kunststoffe verwendet. Die drei Schritte im Phenolherstellungsprozess sind unten aufgeführt.

Poly(phenylethylen)(Polystyrol). Das Monomer dieses Polymers ist Phenylethylen (Styrol). Es wird aus Benzol gewonnen:

Der Anteil Russlands an der Weltproduktion mineralischer Rohstoffe bleibt hoch und beträgt 11,6 % beim Öl, 28,1 % beim Gas und 12-14 % bei der Kohle. Hinsichtlich der erkundeten Mineralreserven nimmt Russland weltweit eine führende Position ein. Mit einem besetzten Territorium von 10 % konzentrieren sich 12-13 % der weltweiten Ölreserven, 35 % des Gases und 12 % der Kohle in den Eingeweiden Russlands. In der Struktur der Mineralressourcenbasis des Landes fallen mehr als 70% der Reserven auf die Ressourcen des Brennstoff- und Energiekomplexes (Öl, Gas, Kohle). Der Gesamtwert der erkundeten und geschätzten Mineralressourcen beträgt 28,5 Billion US-Dollar, was um eine Größenordnung höher ist als die Kosten aller privatisierten Immobilien in Russland.

Tabelle 8 Brennstoff- und Energiekomplex der Russischen Föderation

Der Brennstoff- und Energiekomplex ist das Rückgrat der heimischen Wirtschaft: die Aktie Kraftstoff- und Energiekomplex insgesamt werden die Exporte 1996 fast 40 % (25 Milliarden Dollar) betragen. Etwa 35 % aller föderalen Haushaltseinnahmen für 1996 (121 von 347 Billionen Rubel) sollen aus den Aktivitäten der Unternehmen des Komplexes stammen. Der Anteil des Treibstoff- und Energiekomplexes am Gesamtvolumen der marktfähigen Produkte, die die russischen Unternehmen 1996 produzieren wollen, ist greifbar, nämlich 968 Billionen Rubel. marktfähigen Produkten (zu laufenden Preisen) wird der Anteil der Brennstoff- und Energieunternehmen fast 270 Billionen Rubel oder mehr als 27% betragen (Tabelle 8). Der Kraftstoff- und Energiekomplex bleibt der größte Industriekomplex, der Kapitalinvestitionen (mehr als 71 Billionen Rubel im Jahr 1995) tätigt und Investitionen (1,2 Milliarden Dollar allein von der Weltbank in den letzten zwei Jahren) in Unternehmen aller ihrer Branchen anzieht.

Die Ölindustrie der Russischen Föderation entwickelt sich seit langem Verlängerung Ernsthaft. Dies wurde durch die Entdeckung und Inbetriebnahme großer, hochproduktiver Lagerstätten in den 50er bis 70er Jahren erreicht Ural-Wolga-Region und Westsibirien, sowie den Bau neuer und die Erweiterung bestehender Ölraffinerien. Die hohe Produktivität der Felder ermöglichte es, die Ölförderung um 20-25 Millionen Tonnen pro Jahr mit minimalen spezifischen Kapitalinvestitionen und relativ geringen Kosten für Material und technische Ressourcen zu steigern. Gleichzeitig wurde jedoch die Entwicklung der Lagerstätten mit einer unannehmbar hohen Rate durchgeführt (von 6 bis 12% der Entnahme aus den ursprünglichen Reserven), und in all diesen Jahren sind die Infrastruktur und der Wohnungsbau in der Ölindustrie ernsthaft zurückgeblieben. produzierenden Regionen. 1988 wurde in Russland die größte Menge an Öl- und Gaskondensat produziert - 568,3 Millionen Tonnen oder 91 % der Ölproduktion der gesamten Union. Die Eingeweide des Territoriums Russlands und die angrenzenden Wassergebiete der Meere enthalten etwa 90% der nachgewiesenen Ölreserven aller Republiken, die früher Teil der UdSSR waren. Weltweit entwickelt sich die Bodenschätzebasis nach dem Schema der sich ausdehnenden Reproduktion. Das heißt, es ist notwendig, den Fischern jährlich 10-15% mehr neue Vorkommen zu überweisen, als sie produzieren. Dies ist notwendig, um eine ausgewogene Produktionsstruktur aufrechtzuerhalten, damit die Industrie keine Rohstoffknappheit erlebt. In den Jahren der Reformen wurde die Frage der Investitionen in die geologische Erkundung akut. Die Förderung von einer Million Tonnen Öl erfordert Investitionen in Höhe von zwei bis fünf Millionen US-Dollar. Darüber hinaus werfen diese Fonds erst nach 3-5 Jahren eine Rendite ab. Inzwischen müssen jährlich 250 bis 300 Millionen Tonnen Öl gefördert werden, um den Produktionsrückgang auszugleichen. In den vergangenen fünf Jahren wurden 324 Öl- und Gasfelder erkundet, 70-80 Felder wurden in Betrieb genommen. Nur 0,35 % des BIP wurden 1995 für Geologie ausgegeben (in ehemalige UdSSR diese Kosten waren dreimal höher). Es gibt einen Nachholbedarf für die Produkte der Geologen - erkundete Lagerstätten. 1995 gelang es dem Geologischen Dienst jedoch noch, den Produktionsrückgang in seiner Branche zu stoppen. Das Volumen der Tiefenexplorationsbohrungen stieg 1995 im Vergleich zu 1994 um 9 %. Von 5.6 Billion Rubel der Finanzierung 1.5 Billion Rubel Geologen zentral erhalten. Haushalt 1996 Roskomnedra beträgt 14 Billionen Rubel, von denen 3 Billionen zentralisierte Investitionen sind. Dies ist nur ein Viertel der Investitionen der ehemaligen UdSSR in die Geologie Russlands.

Die Rohstoffbasis Russlands, vorbehaltlich der Bildung geeigneter wirtschaftlicher Bedingungen für die Entwicklung Erkundung Arbeit kann für einen relativ langen Zeitraum Produktionsniveaus bereitstellen, die erforderlich sind, um den Ölbedarf des Landes zu decken. Es ist zu berücksichtigen, dass in der Russischen Föderation nach den siebziger Jahren kein einziges großes hochproduktives Feld entdeckt wurde und die neu hinzugekommenen Reserven sich in ihren Bedingungen stark verschlechtern. So sank zum Beispiel aufgrund geologischer Bedingungen die durchschnittliche Förderleistung eines neuen Bohrlochs in der Region Tjumen von 138 Tonnen im Jahr 1975 auf 10-12 Tonnen im Jahr 1994, d. h. um mehr als das Zehnfache. Die Kosten für finanzielle und materielle und technische Ressourcen für die Schaffung von 1 Tonne neuer Kapazität sind erheblich gestiegen. Der Entwicklungsstand großer hochproduktiver Felder ist durch die Erschließung von Reserven in Höhe von 60-90 % der anfänglich förderbaren Reserven gekennzeichnet, die den natürlichen Rückgang der Ölförderung vorbestimmt haben.

Der Übergang zu Marktbeziehungen macht es erforderlich, die Herangehensweise an die Schaffung wirtschaftlicher Bedingungen für das Funktionieren von Unternehmen zu ändern. zuschreiben die die sind an die Bergbauindustrie. In der Erdölindustrie, die durch nicht erneuerbare Ressourcen wertvoller mineralischer Rohstoffe – Öl – gekennzeichnet ist, schließen bestehende ökonomische Ansätze einen erheblichen Teil der Reserven von der Erschließung aus, da ihre Erschließung nach aktuellen wirtschaftlichen Kriterien ineffizient ist. Schätzungen zufolge können einzelne Ölgesellschaften aus wirtschaftlichen Gründen keinen wirtschaftlichen Umsatz von 160 bis 1057 Millionen Tonnen Ölreserven tätigen.

Die Ölindustrie, mit einem bedeutenden Sicherheit Bilanzreserven, letzten Jahren Verschlechterung nein mein Job. Im Durchschnitt sinkt die Ölförderung pro Jahr um die der bestehende Fonds wird auf 20 % geschätzt. Aus diesem Grund ist es notwendig, um das erreichte Niveau der Erdölförderung in Russland aufrechtzuerhalten, neue Kapazitäten von 115-120 Millionen Tonnen pro Jahr einzuführen, was das Bohren von Förderbohrungen auf 62 Millionen Meter erfordert, und tatsächlich im Jahr 1991 27,5 Millionen Meter wurden gebohrt, und 1995 - 9,9 Millionen m.

Der Mangel an Finanzmitteln führte zu einem starken Rückgang des Volumens des Industrie- und Zivilbaus, insbesondere in Westsibirien. Infolgedessen gingen die Arbeiten zur Erschließung von Ölfeldern, zum Bau und Wiederaufbau von Ölsammel- und Transportsystemen, zum Bau von Wohnungen, Schulen, Krankenhäusern und anderen Einrichtungen zurück, was einer der Gründe für die angespannte soziale Lage war Lage in den Ölfördergebieten. Das Programm zum Bau von dazugehörigen Gasverwertungsanlagen wurde unterbrochen. Dadurch werden jährlich mehr als 10 Mrd. m3 Erdölgas abgefackelt. Aufgrund der Unmöglichkeit der Rekonstruktion Öl-Pipelines Anlagen auf den Feldern kommt es ständig zu zahlreichen Rohrbrüchen. Allein 1991 gingen dadurch mehr als 1 Million Tonnen Öl verloren und die Umwelt wurde stark geschädigt. Der Rückgang der Bauaufträge führte zum Zerfall mächtiger Bauorganisationen in Westsibirien.

Einer der Hauptgründe für die Krise in der Ölindustrie ist auch der Mangel an notwendiger Feldausrüstung und Rohren. Im Durchschnitt beträgt das Defizit bei der Versorgung der Industrie mit materiellen und technischen Ressourcen mehr als 30 %. In den letzten Jahren wurde keine einzige neue große Produktionseinheit für die Herstellung von Ölfeldausrüstung geschaffen, außerdem haben viele Werke dieses Profils die Produktion reduziert und die bereitgestellten Mittel für den Kauf von Devisen waren nicht ausreichend.

Aufgrund der schlechten Logistik überstieg die Zahl der ungenutzten Produktionsbohrungen 25.000. Einheiten, einschließlich derjenigen, die über der Norm liegen - 12.000 Einheiten. Ungefähr 100.000 Tonnen Öl gehen jeden Tag in Bohrlöchern verloren, die über der Norm liegen.

Ein akutes Problem für die weitere Entwicklung der Ölindustrie bleibt die schlechte Versorgung mit leistungsfähigen Maschinen und Anlagen zur Öl- und Gasförderung. Bis 1990 hatte die Hälfte der technischen Ausrüstung in der Industrie einen Verschleiß von mehr als 50 %, nur 14 % der Maschinen und Ausrüstungen entsprachen dem Weltniveau, die Nachfrage nach den wichtigsten Produktarten wurde im Durchschnitt um 40-80 befriedigt %. Diese Situation bei der Versorgung der Industrie mit Ausrüstung war eine Folge der schlechten Entwicklung der Erdölindustrie des Landes. Importlieferungen am Gesamtvolumen der Ausrüstung erreichten 20% und bei bestimmten Typen bis zu 40%. Der Kauf von Rohren erreicht 40 - 50%.

Mit dem Zusammenbruch der Union verschlechterte sich die Situation bei der Lieferung von Ölfeldausrüstung aus den GUS-Republiken: Aserbaidschan, Ukraine, Georgien und Kasachstan. Als Monopolproduzenten vieler Arten von Produkten erhöhten die Fabriken dieser Republiken die Preise und reduzierten das Angebot an Ausrüstung. Allein der Anteil Aserbaidschans machte 1991 etwa 37 % der für die Ölindustrie produzierten Produkte aus.

Infolge der Zerstörung des Logistiksystems, der Kürzung der Haushaltsfinanzierung und der Unmöglichkeit der Eigenfinanzierung von Bohrarbeiten durch erdölfördernde Verbände aufgrund des niedrigen Ölpreises und der unkontrolliert steigenden Preise für Material und technische Ressourcen, eine Reduzierung im Volumen der Bohrungen begann. Von Jahr zu Jahr wird die Schaffung neuer Ölförderkapazitäten reduziert und es kommt zu einem starken Rückgang der Ölförderung.

Eine erhebliche Reserve zur Verringerung des Bohrvolumens ist eine Erhöhung der Durchflussrate neuer Bohrlöcher durch eine verbesserte Öffnung von Ölreservoirs. Für diese Zwecke ist es notwendig, das Bohren von horizontalen Bohrlöchern zu vervielfachen, wodurch sich die Produktionsrate gegenüber Standardbohrlöchern um das Zehnfache oder mehr erhöht. Die Lösung der Probleme der qualitativ hochwertigen Öffnung von Reservoirs wird die anfängliche Produktionsrate von Bohrlöchern um 15-25% erhöhen.

Aufgrund der systematischen Unterversorgung in den letzten Jahren Öl- und Gasproduktion Unternehmen von materiellen und technischen Ressourcen, um den Fonds funktionsfähig zu halten, hat sich seine Verwendung stark verschlechtert. Ein indirekter Grund für das Wachstum des nicht in Betrieb befindlichen Brunnenbestands ist auch die geringe Qualität der von inländischen Anlagen gelieferten Ausrüstung, die zu einem ungerechtfertigten Anstieg des Reparaturvolumens führt.

So war die russische Ölindustrie bereits 1992 in einen Krisenzustand eingetreten, obwohl sie über ausreichende kommerzielle Ölreserven und große potenzielle Ressourcen verfügte. Allerdings in der Zeit von 1988 bis 1995. das Niveau der Ölförderung ging um 46,3 % zurück. Die Ölraffination in der Russischen Föderation konzentriert sich hauptsächlich auf 28 Raffinerien (Raffinerie): Bei 14 Unternehmen überstieg das Volumen der Ölraffination 10 Millionen Tonnen pro Jahr und sie verarbeiteten 74,5% des Gesamtvolumens des eingehenden Öls, bei 6 Unternehmen lag das Raffinationsvolumen zwischen 6 und 10 Millionen Fernseher Jahr und in den verbleibenden 8 Werken - weniger als 6 Millionen Tonnen pro Jahr (das minimale Verarbeitungsvolumen beträgt 3,6 Millionen Tonnen pro Jahr, das Maximum beträgt etwa 25 Millionen Tonnen pro Jahr)

Die Kapazitäten einzelner Raffinerien in der Russischen Föderation in Bezug auf das Volumen der verarbeiteten Rohstoffe und die Struktur ihrer Produktionsanlagen unterscheiden sich erheblich von ausländischen Ölraffinerien. So wird der Hauptanteil des Öls in den Vereinigten Staaten in Raffinerien mit einer Kapazität von 4-12 Millionen Tonnen pro Jahr verarbeitet, in Westeuropa - 3-7 Millionen Tonnen pro Jahr. Abbildung 9 zeigt die Indikatoren der Produktion von Grunderdölprodukten in der Russischen Föderation und den entwickelten kapitalistischen Ländern.

Tabelle 9 Indikatoren der Produktion von Grundölprodukten in der Russischen Föderation und den entwickelten kapitalistischen Ländern.

Das Land der Erschließung von Ölreservoirs.	Volumen der Produktion
Benzin	Diesel Treibstoff	Heizöl	Schmieröle	Bitumen	Koks
Russland	45.5	71.4	96.8	4.7	8.1	0.99
Vereinigte Staaten von Amerika	300.2	145.4	58.4	9.0	26.2	36.2
Japan	28.7	44.6	38.8	2.0	5.8	0.4
Deutschland	20.2	33.7	9.0	1.4	2.7	1.4
Frankreich	15.6	27.7	12.5	1.7	2.8	0.9
Großbritannien	27.2	25.4	16.5	0.9	2.	1.5
Italien	15.9	26.2	24.8	1.1	2.4	0.8

In der Produktions- und Verbrauchsstruktur der Russischen Föderation nehmen Schwerölprodukte einen viel größeren Anteil ein. Die Ausbeute an Leichtprodukten liegt in der Nähe ihres potenziellen Ölgehalts (48-49%), was auf die geringe Nutzung sekundärer Prozesse der tiefen Ölraffination in der Struktur der heimischen Ölraffination hinweist. Die durchschnittliche Tiefe der Ölraffination (das Verhältnis von Leichtölprodukten zum Volumen der Ölraffination) beträgt etwa 62-63%. Zum Vergleich die Bearbeitungstiefe bei Raffinerie der Industrieländer beträgt 75-80 % (in den USA etwa 90 %), das Minimum im Jahr 1994 (61,3 %) wurde durch einen Rückgang des Kraftstoffverbrauchs im Zusammenhang mit einem sich vertiefenden Rückgang der Industrieproduktion in Russland verursacht ein ganzes. In den heimischen Anlagen sind die Prozesse der Hydrobehandlung von Destillaten nicht ausreichend entwickelt, es gibt keine Hydrobehandlung von Ölrückständen. Raffinerien sind Hauptquellen der Umweltverschmutzung Umfeld: Die Gesamtemissionen von Schadstoffen (Schwefeldioxid, Kohlenmonoxid, Stickoxide, Schwefelwasserstoff usw.) beliefen sich 1990 auf 4,5 kg pro Tonne verarbeitetes Öl.

Vergleicht man die Kapazitäten von Vertiefungs- und Raffinationsprozessen in Unternehmen der Russischen Föderation mit ähnlichen Daten für das Ausland, so kann festgestellt werden, dass der Anteil der katalytischen Crackkapazitäten dreimal geringer ist als in Deutschland, sechsmal geringer als in England und achtmal geringer ist niedriger im Vergleich zu den USA. Eines der fortschrittlichen Verfahren – das Hydrocracken von Vakuumgasöl – wird bisher praktisch nicht angewendet. Eine solche Struktur entspricht immer weniger den Bedürfnissen des nationalen Marktes, da sie, wie bereits erwähnt, zu einer Überproduktion von Heizöl bei einem Mangel an hochwertigen Kraftstoffen führt.

Der oben erwähnte Rückgang der Produktivität der Primär- und Sekundärprozesse ist nur zum Teil das Ergebnis einer Abnahme der Ölversorgung der Ölraffinerien und der effektiven Nachfrage der Verbraucher sowie des hohen Verschleißes der technologischen Ausrüstung. Von mehr als 600 technologischen Haupteinheiten inländischer Raffinerien haben nur 5,2 % (1991 - 8,9 %) eine Lebensdauer von weniger als 10 Jahren. Der überwiegende Teil (67,8 %) wurde vor mehr als 25 Jahren in Betrieb genommen und muss ersetzt werden. Der Zustand der Primärdestillationsanlagen in der Russischen Föderation ist im Allgemeinen am unbefriedigendsten.

Eine direkte Folge des unbefriedigenden Zustands des Anlagevermögens der erdölverarbeitenden Industrie sind die hohen Kosten und die geringe Qualität der kommerziellen Erdölprodukte. Ja, unterliegt nicht Hydroentschwefelung Heizöl hat eine geringe Nachfrage auf dem Weltmarkt und wird nur als Rohstoff für die Herstellung von Leichtölprodukten verwendet.

Die Verschärfung der staatlichen Kontrolle über den Zustand der Umwelt in den 80er Jahren in den meisten Industrieländern führte zu einer erheblichen Veränderung der technischen und technologischen Struktur ausländischer Raffinerien. Neue Qualitätsstandards für Kraftstoffe (sog "umformuliert" Kraftstoffe) umfassen:

Für Benzin - eine deutliche Verringerung des Gehalts an Aromaten (Benzol bis zu 1%) und olefinisch Kohlenwasserstoffe, Schwefelverbindungen, Flüchtigkeitsindex, obligatorischer Zusatz von sauerstoffhaltigen Verbindungen (bis 20%);

Für Dieselkraftstoffe - Reduzierung des Gehalts an aromatischen Kohlenwasserstoffen auf 20-10% und Schwefelverbindungen auf 0,1-0,02%.

1992 überstieg der Anteil von bleifreiem Benzin an der gesamten Benzinproduktion in den Vereinigten Staaten 90%, in Deutschland 70%. Japan produzierte nur bleifreies Benzin.

Inländische Raffinerien produzieren weiterhin verbleites Benzin. Der Anteil von bleifreiem Benzin an der Gesamtmenge der Motorbenzinproduktion betrug 1991 27,8 %. Der Anteil ihrer Produktion hat sich in den letzten Jahren praktisch nicht erhöht und liegt derzeit bei etwa 45 %. Der Hauptgrund ist der Mangel an finanziellen Mitteln für die Modernisierung und den Bau von Anlagen zur Herstellung hochoktaniger Komponenten sowie für die Produktion von Katalysatoren. Russische Unternehmen produzierten hauptsächlich A-76-Benzin, das den modernen Entwicklungsanforderungen nicht entspricht Motorenbau. Etwas besser ist der Stand der Dieselkraftstoffproduktion als exportfähiges Produkt. Der Anteil schwefelarmer Kraftstoffe mit einem Schwefelgehalt bis 0,2 % betrug 1991 63,8 %; - bis zu 76 %

1990-1994 Die Produktion und das Sortiment an Schmierölen gingen rapide zurück. Wenn 1991 die Gesamtproduktion von Ölen 4684,7 Tausend Tonnen betrug, dann waren es 1994 2127,6 Tausend Tonnen. Orsk, Raffinerien in Perm und Omsk.

Dem System kommt eine besondere Rolle bei der Entwicklung des Öl- und Gaskomplexes zu Lieferung von Ölprodukten. Die Bedeutung des Pipelinetransports für das Funktionieren des Ölkomplexes wurde durch das Dekret des Präsidenten der Russischen Föderation vom 7. Oktober 1992 bestimmt, wonach der Staat die Kontrolle über die Aktiengesellschaft Transneft behielt. Auf dem Territorium der Russischen Föderation werden 49,6 Tausend km der wichtigsten Ölpipelines betrieben, 13264 Tausend Kubikmeter m Vorratsbehälter, 404 Ölpumpstationen. Derzeit besteht ein akutes Problem darin, das bestehende System der Hauptölpipelines in einem funktionsfähigen Zustand zu halten.

Ein weiteres Problem ist der Transport von saurem Rohöl. In der ehemaligen UdSSR wurde dieses Öl hauptsächlich zu verarbeitet Krementschug Raffinerie.

Die Entwicklung des Ölmarktes wird durch das Fehlen eines einheitlichen Systems der gegenseitigen Abrechnung von Änderungen der Ölqualität während des Transports behindert. Dies liegt daran, dass die Hauptölpipelines große Durchmesser hatten und für den Transport erheblicher Ölmengen über große Entfernungen ausgelegt waren, was offensichtlich das Pumpen von Ölen in einer Mischung vorbestimmt. Einigen Schätzungen zufolge nur jährlich ABl "LUKOIL", Verluste durch die Verschlechterung der Verbrauchereigenschaften von Öl und die nicht äquivalente Umverteilung der Ölkosten zwischen den Produzenten erreichen mindestens 60-80 Milliarden Rubel.

Die Verwaltung der Öl- und Gasindustrie in der UdSSR wurde durch ein System einer Gruppe von Ministerien durchgeführt - dem Ministerium für Geologie der UdSSR, dem Ministerium für Ölindustrie, dem Ministerium für Gasindustrie, dem Ministerium für Öl Raffinerie- und petrochemische Industrie der UdSSR sowie die Hauptdirektion für Transport, Lagerung und Vertrieb von Öl und Ölprodukten

Die russische Ölindustrie ist derzeit eine widersprüchliche Kombination aus enormen Produktionskapazitäten und geringen Ölentnahmen, die ihnen nicht entsprechen. In Bezug auf das Gesamtproduktionsvolumen bestimmter Kraftstoffarten nimmt das Land den ersten oder führenden Platz in der Welt ein. Allerdings ist die Realität der Arbeit der Industrie Kraftstoff- und Energiekomplex Russland soll die Produktion von Brennstoffen und Energieressourcen reduzieren (TER) Dieser Trend ist seit 1988 zu beobachten. 1995 hat sich die Produktionsrückgangsrate etwas verringert, was der Beginn einer späteren Stabilisierungsphase sein könnte.

Das Produktionspotential der Ölindustrie in den frühen 1980er Jahren wurde durch die Absicht, die Entwicklung von Ölfeldern zu beschleunigen und die Exportlieferungen zu erhöhen, erheblich untergraben.Zu dieser Zeit bestimmt der Ölexport weitgehend die Möglichkeit, ausländische Wirtschaftsquellen anzuziehen, um die Investitionstätigkeit aufrechtzuerhalten, zu erhöhen Handelsumsätze und Staatsausgaben finanzieren. Sie ist zu einem der wichtigsten Mittel geworden, um die Folgen struktureller Ungleichgewichte in der Volkswirtschaft auszugleichen.

Die Investitionen in die Ölförderung wurden jedoch hauptsächlich auf die umfassende Entwicklung der Industrie ausgerichtet, so dass die Erhöhung der Investitionen mit einer relativ geringen Lagerstättenausbeute und großen Verlusten an Begleitgas verbunden war. Infolgedessen erlebte die Ölindustrie eine Reihe von großen Produktionsrückgängen (1985, 1989, 1990), von denen der letzte bis heute andauert.

Ein Merkmal der Ölindustrie ist ihre Konzentration auf die Prioritäten der Energiestrategie Russlands. Die Energiestrategie Russlands ist eine Prognose möglicher Lösungen für Energieprobleme im Land im kurzfristigen (2-3 Jahre), mittelfristigen (bis 2000) und langfristigen (bis 2010) Plan sowie in auf dem Gebiet der Energieerzeugung, des Energieverbrauchs, der Energieversorgung und der Beziehungen zur globalen Energiewirtschaft Die höchste Priorität der Energiestrategie Russlands ist derzeit die Steigerung des effizienten Energieverbrauchs und der Energieeinsparung. Die Energieintensität marktfähiger Produkte in Russland ist zweimal höher als in den USA und dreimal höher als in Europa. Der Rückgang der Produktion in den Jahren 1992-1995. nicht „ führte zu einer Abnahme der Energieintensität und sogar zu einer Erhöhung.

Energieeinsparung wird diesen unerwünschten Trend verhindern und die schädlichen Emissionen in die Atmosphäre bis zum Jahr 2000 reduzieren. Eingesparte Energieressourcen können zur Hauptquelle der Exportstabilisierung werden TER.

Der aktuelle Zustand des Ölkomplexes wird vor allem im Hinblick auf die sinkende Ölförderung als Krise eingeschätzt. Das Niveau der Ölförderung in Russland im Jahr 1995 entspricht den Indikatoren der Mitte der siebziger Jahre. Die Ölförderung ging 1995 im Vergleich zu 1994 um 3,4 % zurück. Die Gründe für den Rückgang sind die Verschlechterung der Rohstoffbasis, die Abschreibung des Anlagevermögens, der Bruch des gemeinsamen Wirtschaftsraums, die harte Finanzpolitik der Regierung, der Rückgang der Kaufkraft der Bevölkerung und die Investitionskrise. Die Stilllegung von Produktionskapazitäten ist dreimal höher als die Inbetriebnahme neuer. Die Zahl stillgelegter Brunnen nimmt zu, Ende 1994 waren durchschnittlich 30 % des in Betrieb befindlichen Brunnenbestands stillgelegt. Nur 10 % des Öls werden durch fortschrittliche Technologien produziert.

In russischen Raffinerien übersteigt die Abschreibung des Anlagevermögens 80 % und die Kapazitätsauslastung ist Raffinerie weniger als 60 % beträgt. Gleichzeitig steigen die Deviseneinnahmen aus Ölexporten, was durch ein stärkeres Wachstum der physischen Exportmengen erreicht wird.

Trotz der von der russischen Regierung ergriffenen Maßnahmen zur Unterstützung des Ölraffineriesektors - der Entwicklung des föderalen Zielprogramms "Kraftstoff und Energie", des Beschlusses über Maßnahmen zur Finanzierung des Wiederaufbaus und der Modernisierung der Ölraffinerieindustrie in Russland", der aktuelle Die Lage aller Ölraffinerien ist komplex, aber der Pessimismus der Transition Optimismus hinsichtlich des Beginns der wirtschaftlichen Erholung in naher Zukunft Nach dem erwarteten Ende der Rezession im Jahr 1997 ist für das kommende Jahr mit einer stetigen Wachstumsbelebung zu rechnen Jahren, gefolgt von einem moderateren Wachstum nach 2000.

Das Hauptziel des Programms zur Modernisierung des heimischen Ölraffineriekomplexes besteht darin, die Produkte an die Marktanforderungen anzupassen, die Umweltverschmutzung zu verringern, den Energieverbrauch zu senken, die Heizölproduktion zu reduzieren, Öl für den Export freizugeben und den Export hochwertiger Erdölprodukte zu steigern .

Die finanziellen Mittel für Investitionen in Modernisierungsprojekte sind begrenzt, daher besteht die wichtigste Aufgabe darin, aus den vorgeschlagenen Projekten vorrangige Projekte zu ermitteln. Bei der Auswahl der Projekte werden Einschätzungen zu möglichen regionalen Absatzmärkten, potenzieller regionaler Produktion und dem Ausgleich von Angebot und Nachfrage auf regionaler Ebene berücksichtigt. Die vielversprechendsten Bereiche werden berücksichtigt Zentralregion, Westsibirien, Fernost und Kaliningrad. Der Nordwesten wird als mittel aussichtsreich eingestuft, Wolga-Wjatka Distrikt, Region Zentrale Schwarzerde, Nordkaukasus und Ostsibirien. Am wenigsten vielversprechend sind die nördlichen Regionen, die Wolga und der Ural.

Projekte zur Modernisierung von Erdölraffinerien im regionalen Kontext werden unter Berücksichtigung bestimmter Risiken analysiert. Die Risiken sind mit den Mengen an verarbeiteten Rohstoffen und zum Verkauf stehenden Produkten verbunden - dem Vorhandensein von Absatzmärkten. Kommerziell u transaktional Die Risiken werden durch die Verfügbarkeit von Fahrzeugen im Werk für die Lieferung von Rohstoffen und den Versand von verarbeiteten Produkten einschließlich Lagereinrichtungen bestimmt. Ökonomische Risiken wurden basierend auf der Auswirkung des Projekts auf die Erhöhung der wirtschaftlichen Marge berechnet. finanziell Die Hauptrisiken hängen im Allgemeinen mit der Höhe der für die Durchführung des Projekts erforderlichen Mittel zusammen.

Für jedes der Modernisierungsprojekte sind vor der Auswahl der endgültigen Konfiguration detaillierte Machbarkeitsstudien erforderlich. Modernisierung Raffinerie wird dazu beitragen, die wachsende Nachfrage nach Dieselkraftstoff zu decken, die Umsetzung von Projekten wird die Nachfrage nach hochoktanigem Motorbenzin fast vollständig befriedigen und den Überschuss an Heizöl in einem Szenario mit geringer Nachfrage halbieren Export von Heizöl in die Länder Westeuropas als Rohstoff für die Verarbeitung und den Export in Regionen, die nicht von Erdgas zur Energieerzeugung unterstützt werden.

Negative Auswirkungen auf den Rückgang der Ölförderung in den Jahren 1994-1995. wurde durch die Überfüllung der Raffinerien mit Fertigprodukten verursacht, die aufgrund hoher Preise für Mineralölprodukte vom Massenverbraucher nicht mehr bezahlt werden können. Reduzieren Sie die Menge der verarbeiteten Rohstoffe. Staatliche Regulierung in Form der Anbindung von Erdöl produzierenden Verbänden an bestimmte PZ In diesem Fall wird es kein positiver, sondern ein negativer Faktor, entspricht nicht der aktuellen Situation in der Ölindustrie und löst die angesammelten Probleme nicht. Führt zu Überlastungen in Backbone-Systemen PipelineÖltransport, die mangels ausreichender Lagerkapazität in der Ölförderung die Schließung bestehender Bohrungen erzwingen. Also, eingereicht vom Zentralen Versandamt Rosneft, im Jahr 994 aus diesem Grund Öl- und Gasproduktion Verbände wurden 11.000 Brunnen mit einer Gesamtkapazität von 69,8.000 Tonnen pro Tag stillgelegt.

Die Überwindung des Rückgangs der Ölförderung ist die schwierigste Aufgabe für den Ölkomplex. Mit einem Fokus nur auf bestehende einheimische Technologien und Produktionsbasis wird der Rückgang der Ölförderung bis 1997 anhalten, selbst wenn der Bestand an stillgelegten Bohrlöchern auf Standardwerte reduziert und das Volumen der Entwicklungsbohrungen jährlich erhöht wird. Es ist notwendig, große Investitionen im In- und Ausland anzuziehen, um fortschrittliche Technologien (Horizontal- und Radialbohrungen, hydraulische Frakturierung usw.) und Ausrüstung einzuführen, insbesondere für die Entwicklung von kleinen und marginal Einlagen. In diesem Fall kann der Rückgang der Ölförderung 1997-1998 überwunden werden.

In der Entwicklung - von der Steigerung der Produktion bis zu ihren Quoten, einverstanden mit Untergrundgrenzen,

In Produktion - von brutto bis rationaler Konsum Rohstoffe basiert Ressourcenschonung.

Übergang zur rationellen Nutzung des Untergrunds und neu speichern entlang der gesamten technologischen Kette von der Suche nach Mineralien über ihre Verarbeitung bis hin zur Zweitverwertung entspricht voll und ganz den staatlichen Interessen Russlands. Die oben genannten Aufgaben können in den Wettbewerbsbedingungen zwischen den Subjekten des geregelten Energiemarktes gelöst werden.

In den letzten Jahren hat sich in unserem Land auf dem Gebiet des Ölexports eine allmähliche Abkehr vom Staatsmonopol hin zur Praxis des privatstaatlichen Oligopols der Industrieländer entwickelt, deren Subjekte nach den entwickelten und angenommenen zivilisierten Regeln handeln von ihnen unter Berücksichtigung nationaler Traditionen und Besonderheiten. Da es während der Wirtschaftsreform seit 1992 zum Zusammenbruch des staatlichen Verwaltungsapparates kam, verlief die Bildung des Öl-Oligopols nicht immer zivilisiert.

Mehr als 120 Organisationen von Privatunternehmen und Joint Ventures haben das Recht erhalten, Öl und Ölprodukte im Ausland zu verkaufen. Der Wettbewerb zwischen den russischen Ölverkäufern hat sich verschärft. Die Zahl der Dumping- und unkontrollierten Transaktionen nimmt ständig zu. Der Preis für russisches Öl fiel um fast 20 %, und die Exporte blieben 1992 auf einem Rekordtief von 65 Millionen Tonnen.

Die Praxis der Befreiung von Ausfuhrabgaben sowohl für professionelle Handelsunternehmen als auch für viele regionale Verwaltungen, Regierungsbehörden, verschiedene öffentliche Organisationen. Insgesamt wurden 1992 nach Angaben der Hauptdirektion für Wirtschaftskriminalität des Innenministeriums Russlands 67% des exportierten Öls von Ausfuhrzöllen befreit, wodurch dem Haushalt Einnahmen in Höhe von etwa $ entzogen wurden 2 Billionen.

1993 begann im Land die Institution der Spezialexporteure zu arbeiten, die die Auswahl der erfahrensten Handelsunternehmen (Händler) und die Gewährung des ausschließlichen Rechts zur Durchführung von Außenhandelsgeschäften mit Öl und Ölprodukten beinhaltet. Dies ermöglichte es, das Volumen der Ölexporte auf 80 Millionen Tonnen im Jahr 993 zu steigern, den Preis leicht anzuheben (der weiterhin 10–13% unter dem Weltniveau blieb) und einen Mechanismus zur Kontrolle des Auslandsstroms auszuarbeiten Geld ins Land tauschen. Die Zahl der Sonderausführer war jedoch weiterhin zu hoch (50 Probanden). Sie konkurrierten weiterhin nicht so sehr mit ausländischen Unternehmen, sondern auch untereinander. Der Mechanismus zur Gewährung von Vergünstigungen bei Ausfuhrzöllen wurde ebenfalls beibehalten, aber die Höhe der Mittellücke im Haushalt ist auf 1,3 Milliarden Dollar gesunken.

1994 wurde die Zahl der Sonderausführer auf 14 Organisationen reduziert. Die Ölexporte steigen auf 91 Millionen Tonnen, der Preis des russischen Öls betrug 99% des Weltpreises. Der Prozess der Privatisierung und Umstrukturierung der Ölindustrie trug zur Verbesserung in diesem Bereich bei: Eine Reihe von Unternehmen wurden als vollständig vertikal integrierte Unternehmen gegründet, die in der Lage waren, den gesamten Betriebszyklus von der Exploration und Produktion von Öl bis zum Verkauf von Erdölprodukten durchzuführen direkt an die Verbraucher. Ende 1994 gründeten die wichtigsten russischen Hersteller und Exporteure unter aktiver Beteiligung des Außenministeriums der Russischen Föderation den Industrieverband Sojus Öl Exporteure (SONEK), der Zugang steht allen Themen des Ölsektors offen.

So konnten russische Unternehmen auf den Weltmärkten mit den führenden Monopolen der Industrieländer konkurrieren. Es wurden Voraussetzungen für die Abschaffung des Instituts der Sonderausführer geschaffen, die Anfang 1995 per Regierungsbeschluss erfolgte. SONEK implementierte die weltweite Praxis, den Export strategischer Güter zu rationalisieren. So gibt es beispielsweise in Japan mehr als 100 Exportkartelle, in Deutschland etwa 30 und in den USA etwa 20.

Die Präsenz vertikal integrierter Mineralölunternehmen auf dem heimischen russischen Markt schafft die Voraussetzungen für die Entwicklung eines effektiven Wettbewerbs zwischen ihnen, was sich positiv auf die Verbraucher auswirkt. Diese Voraussetzungen wurden jedoch bisher auf regionaler Ebene nicht umgesetzt, da der russische Markt für Mineralölprodukte tatsächlich in Einflusszonen neu gegründeter Mineralölgesellschaften aufgeteilt wurde. Von den 22 Befragten SCAP In Russland wird 1994 nur auf den Märkten der Regionen Astrachan und Pskow, Krasnodar und Stawropol die Lieferung von Erdölprodukten (Benzin, Heizöl, Dieselkraftstoff) von zwei Ölgesellschaften durchgeführt, in anderen Fällen die Präsenz von Eine Ölgesellschaft überschreitet in der Regel den 80. Meilenstein.

Lieferungen über direkte Verbindungen sowie solche mit fragmentarischem Charakter werden auch von anderen Unternehmen durchgeführt, aber ihr Anteil am Volumen der Lieferungen an regionale Märkte ist zu gering, um mit Monopolisten konkurrieren zu können. Zum Beispiel in der Region Orjol mit der absoluten Dominanz des Unternehmens "KZhOS" im regionalen Markt (97%) Unternehmen "LUKOIL" liefert auch Mineralölprodukte Agrosnab. Die Vereinbarung zwischen ihnen ist jedoch einmalig und wurde auf Tauschbasis geschlossen.

Anfang 1993 Gründung von drei vertikal integrierten Ölgesellschaften (VINK) hatte einen erheblichen Einfluss auf die Märkte für Ölprodukte. Die Ölförderung jedes der vertikal integrierten Unternehmen stieg prozentual im Verhältnis zu den übrigen erdölproduzierenden Unternehmen und belief sich im Januar 1994 auf insgesamt 56,4 %, während diese drei Unternehmen im ersten Halbjahr 1993 36 % des Öls produzierten Gesamtölförderung Russlands. Im Allgemeinen stabilisierten sich VIOCs mit dem Rückgang der Produktion der wichtigsten Arten von Ölprodukten und erhöhten sogar die Produktion bestimmter Arten von Produkten.

Hinzu kommt, dass der Ölpreisanstieg bei VIOCs im Durchschnitt geringer ist als bei nicht im Unternehmen gegründeten erdölproduzierenden Unternehmen. Darüber hinaus kündigen Ölgesellschaften regelmäßig ein Einfrieren ihrer Preise für Mineralölprodukte an. Dies ermöglicht es Ölgesellschaften, nicht nur die Ölproduktmärkte der Regionen zu entwickeln, in denen sich ihre Tochtergesellschaften befinden Lieferung von Ölprodukten, sondern auch aktiv in andere attraktive Regionen (Grenze, Mitte, Süden) gehen. Die Aussetzung der Gründung neuer Ölgesellschaften im Jahr 1994 brachte erhebliche Vorteile für das Funktionieren der drei NK Absatzmärkte zu erobern und dort ihre Position zu stärken.

Die wirtschaftlichen Folgen der Tätigkeit der Mineralölmonopole auf den regionalen Märkten sind heute unter den Bedingungen eines totalen Rückgangs der Kaufkraft der Verbraucher von Mineralölprodukten nicht von ausgesprochen negativer Natur. Darüber hinaus löst die Bereitstellung von Lieferungen für den Staatsbedarf durch Ölgesellschaften praktisch zu den Bedingungen unentgeltlicher Kredite (der agroindustrielle Sektor gehört zu den uneinbringlichen Schuldnern) die operativen Probleme der Zahlungsausfälle in den Regionen. Es gibt jedoch keine Garantie dafür, dass mit der Aktivierung der Nachfrage aufgrund der wachsenden Zahlungsfähigkeit der Verbraucher das Potenzial für Preisdiktaten und anderen Missbrauch einer marktbeherrschenden Stellung nicht realisiert wird. Dies muss bei der Schaffung eines Wettbewerbsumfelds und der Entwicklung kartellrechtlicher Anforderungen berücksichtigt werden, gleichzeitig sollten branchenspezifische Besonderheiten berücksichtigt werden, von denen die folgenden die wichtigsten sind:

Erhöhte Anforderungen an die Kontinuität technologischer Prozesse und die Zuverlässigkeit der Versorgung der Verbraucher mit elektrischer und thermischer Energie, Rohstoffen und Kraftstoffen;

Technologische Einheit gleichzeitig ablaufender Prozesse der Erzeugung, des Transports und des Verbrauchs von elektrischer und thermischer Energie, Öl und Gas;

Die Notwendigkeit einer zentralisierten Versandsteuerung der erstellten einheitlichen Systeme Energie Öl u Gasversorgung, die eine Steigerung der Effizienz der Nutzung von Brennstoff- und Energieressourcen und eine zuverlässigere Versorgung ihrer Verbraucher gewährleistet;

Natürliches Energiemonopol Öl und Gasfernleitungssysteme in Bezug auf Lieferanten und Verbraucher und die Notwendigkeit einer staatlichen Regulierung der Aktivitäten dieser Systeme;

Die Abhängigkeit der wirtschaftlichen Ergebnisse von Öl und Gas produzieren Unternehmen vor Änderungen des Bergbaus und der geologischen Bedingungen für die Brennstoffgewinnung;

Starre technologische Verflechtung von Unternehmen und Abteilungen der Haupt- und Dienstleistungsindustrie, die die Freigabe von Endprodukten sicherstellen.

Derzeit werden die Grundlagen für die Gestaltung eines wettbewerbsorientierten Umfelds unter Berücksichtigung branchenspezifischer Besonderheiten gelegt Kraftstoff- und Energiekomplex der bereitstellt:

Erstellung einer Liste natürlicher und erlaubter Monopole im Brennstoff- und Energiesektor;

Gewährleistung der Umsetzung von Antimonopolmaßnahmen während der Privatisierung von Unternehmen und Organisationen des Kraftstoff- und Energiekomplexes;

Identifizierung von Unternehmen und Organisationen des Kraftstoff- und Energiekomplexes, die wettbewerbsfähig sind oder die Möglichkeit haben, auf dem Weltmarkt wettbewerbsfähig zu werden, und Schaffung von Bedingungen für ihr effektives Funktionieren auf dem Weltmarkt;

Durchführung der Kontrolle durch die Behörden Regierung kontrolliert zur Verhinderung des unlauteren Wettbewerbs zwischen Unternehmen und Organisationen des Kraftstoff- und Energiekomplexes;

Bildung von Finanz- und Industriegruppen im Brennstoff- und Energiesektor;

Entwicklung eines Aktionsplans für die Umsetzung einer Reihe vorrangiger Maßnahmen zur Entwicklung kleiner und mittlerer Unternehmen im Kraftstoff- und Energiesektor;

Entwicklung von Vorschlägen zur Abgrenzung von Managementfunktionen

1. Fremantle M. Chemie in Aktion. In 2 Std. Teil 1.: Per. aus dem Englischen. - M.: Mir, 1991. - 528 S., mit Abb.

2. Fremantle M. Chemie in Aktion. In 2 Std. Teil 2.: Per. aus dem Englischen. - M.: Mir, 1991. - 622 S., mit Abb.

3. V. Yu. Alekperov Vertikal integrierte Ölgesellschaften Russlands. – M.: 1996.

Kerogen (aus dem Griechischen keros, was „Wachs“ bedeutet, und Gen, was „bilden“ bedeutet) ist eine in Gestein verstreute organische Substanz, die in organischen Lösungsmitteln, nicht oxidierenden Mineralsäuren und Basen unlöslich ist.

Kondensat – ein Kohlenwasserstoffgemisch, das im Feld gasförmig ist, aber zu einer Flüssigkeit kondensiert, wenn es an die Oberfläche gefördert wird.

Denken Sie daran: Destillation (Destillation) ist eine Methode zur Trennung einer Mischung flüchtiger Flüssigkeiten durch allmähliche Verdampfung, gefolgt von Kondensation.

Öl. Öl-Raffination

Viele der organischen Substanzen, mit denen Sie im Alltag zu tun haben – Kunststoffe, Farben, Waschmittel, Medikamente, Lacke, Lösungsmittel – werden aus Kohlenwasserstoffen synthetisiert. Es gibt drei Hauptquellen für Kohlenwasserstoffe in der Natur – Öl, Erdgas und Kohle.

Öl ist eines der wichtigsten Mineralien. Öl und seine Produkte sind aus unserem Leben nicht mehr wegzudenken. Nicht umsonst spielen ölreiche Länder eine wichtige Rolle in der Weltwirtschaft.

Öl ist eine dunkle, ölige Flüssigkeit, die darin vorkommt Erdkruste(Abb. 29.1). Es ist ein homogenes Gemisch aus mehreren hundert Stoffen – meist gesättigte Kohlenwasserstoffe mit einer Anzahl von Kohlenstoffatomen im Molekül von 1 bis 40.

Zur Verarbeitung dieser Mischung werden sowohl physikalische als auch chemische Verfahren eingesetzt. Zunächst wird Öl durch Destillation (Destillation oder Rektifikation) in einfache Mischungen – Fraktionen – getrennt, basierend auf der Tatsache, dass verschiedene Substanzen in der Zusammensetzung von Öl bei unterschiedlichen Temperaturen sieden (Tabelle 12). Die Destillation erfolgt in einer Destillationskolonne mit starker Erwärmung (Abb. 29.2). Die Fraktionen mit den höchsten Siedepunkten, die sich bei hohen Temperaturen zersetzen, werden unter vermindertem Druck destilliert.

Tabelle 12. Öldestillationsfraktionen

	Anzahl der Kohlenstoffatome in Molekülen	Siedepunkt, °C	Anwendung
		Über 200 o C
			Autokraftstoff
			Kraftstoff, Rohstoffe für die Synthese
			Flugbenzin
			Dieselkraftstoff
Schweröl (Heizöl)			Brennstoff für Wärmekraftwerke
		Zersetzt sich beim Erhitzen, destilliert unter vermindertem Druck	Herstellung von Asphalt, Bitumen, Paraffin, Schmiermitteln, Brennstoff für Kessel

Die Ukraine ist ziemlich reich an Ölreserven. Die Hauptvorkommen konzentrieren sich auf drei Öl- und Gasregionen: östlich (Regionen Sumy, Poltawa, Tschernihiw und Charkiw), westlich (Regionen Lemberg und Iwano-Frankiwsk) und südlich (Schwarzmeerregion, Schelf des Asowschen und des Schwarzen Meeres). Die Ölreserven in der Ukraine werden auf etwa 2 Milliarden Tonnen geschätzt, aber ein erheblicher Teil davon ist in großen Tiefen (5-7 km) konzentriert. Die jährliche Ölproduktion in der Ukraine beträgt etwa 2 Millionen Tonnen, während die Nachfrage 16 Millionen Tonnen beträgt, so dass die Ukraine leider immer noch gezwungen ist, erhebliche Mengen an Öl zu importieren.

Chemische Verarbeitung von Erdölprodukten

Einige Produkte der Öldestillation können ohne weitere Verarbeitung sofort verwendet werden - das sind Benzin und Kerosin, aber sie machen nur 20-30% des Öls aus. Außerdem ist Benzin nach der Destillation von schlechter Qualität (mit einer niedrigen Oktanzahl, dh wenn es im Motor komprimiert wird, explodiert es und brennt nicht aus). Ein Motor, der mit einem solchen Kraftstoff betrieben wird, klopft charakteristisch und fällt schnell aus. Um die Qualität von Benzin zu verbessern und seine Ausbeute zu erhöhen, wird Öl einer chemischen Verarbeitung unterzogen.

Eine der wichtigsten Methoden der chemischen Ölraffination ist das Cracken (aus dem Englischen zu knacken - spalten, brechen, da das Cracken auftritt, wenn Kohlenstoffketten gebrochen werden) (Abb. 29.3). Beim Erhitzen auf 500 °C ohne Luftzutritt in Gegenwart spezieller Katalysatoren werden lange Alkanmoleküle in kleinere gespalten. Beim Cracken bilden gesättigte Kohlenwasserstoffe ein Gemisch aus leichten gesättigten und ungesättigten Kohlenwasserstoffen, zum Beispiel:

Dieser Prozess erhöht die Ausbeute an Benzin und Kerosin. Solches Benzin wird manchmal als gekracktes Benzin bezeichnet.

Eines der Merkmale, die die Qualität von Benzin bestimmen, ist die Oktanzahl, die auf die Möglichkeit einer Detonation (Explosion) des Luft-Kraftstoff-Gemisches im Motor hinweist. Je höher die Oktanzahl, desto geringer die Wahrscheinlichkeit einer Detonation und desto höher die Benzinqualität. Heptan ist als Motorkraftstoff ungeeignet, es detoniert eher, während Isooctan (2,2,4-Trimethylpentan) die gegenteiligen Eigenschaften hat – es detoniert in einem Motor fast nicht. Diese beiden Substanzen wurden zur Grundlage einer Skala zur Bestimmung der Benzinqualität - der Oktanzahlskala. Auf dieser Skala ist Heptan 0 und Isooktan 100. Nach dieser Skala hat Benzin mit 95 Oktan die gleichen Detonationseigenschaften wie eine Mischung aus 95 % Isooktan und 5 % Heptan.

Die Ölraffination findet in speziellen Unternehmen statt - Ölraffinerien. Dort erfolgt sowohl die Rektifikation des Rohöls als auch die chemische Weiterverarbeitung der daraus gewonnenen Erdölprodukte. In der Ukraine gibt es sechs Ölraffinerien: in Odessa, Krementschug, Kherson, Lisichansk, Nadvornyansk und Drohobych. Die Gesamtkapazität aller ukrainischen Ölraffinerien übersteigt 52 Millionen Tonnen pro Jahr.

Erdgas

Die zweitwichtigste Quelle für Kohlenwasserstoff-Rohstoffe ist Erdgas, dessen Hauptbestandteil Methan ist (93-99 %). Erdgas wird vor allem als effizienter Brennstoff eingesetzt. Bei seiner Verbrennung entstehen weder Asche noch giftiges Kohlenmonoxid, daher gilt Erdgas als umweltfreundlicher Brennstoff.

Eine große Menge Erdgas wird von der chemischen Industrie verbraucht. Die Verarbeitung von Erdgas reduziert sich hauptsächlich auf die Produktion von ungesättigten Kohlenwasserstoffen und Synthesegas. Ethylen und Acetylen entstehen durch die Abspaltung von Wasserstoff aus niederen Alkanen:

Synthesegas – ein Gemisch aus Kohlenstoff(II)-oxid und Wasserstoff – wird durch Erhitzen von Methan mit Wasserdampf gewonnen:

Aus dieser Mischung werden unter Verwendung verschiedener Katalysatoren sauerstoffhaltige Verbindungen synthetisiert - Methylalkohol, Essigsäure usw.

Wenn es über einen Kobaltkatalysator geleitet wird, wird Synthesegas in ein Gemisch aus Alkanen umgewandelt, das synthetisches Benzin ist:

Kohle

Eine weitere Quelle für Kohlenwasserstoffe ist Kohle. In der chemischen Industrie wird es durch Verkoken verarbeitet - Erhitzen auf 1000 ° C ohne Luftzutritt (Abb. 29.5, S. 170). Dabei entstehen Koks und Kohlenteer, deren Masse nur wenige Prozent der Kohlemasse ausmacht. Koks wird als Reduktionsmittel in der Metallurgie verwendet (z. B. zur Gewinnung von Eisen aus seinen Oxiden).

Kohlenteer enthält mehrere hundert organische Verbindungen, hauptsächlich aromatische Kohlenwasserstoffe, die aus ihm durch Destillation gewonnen werden.

Auch Steinkohle wird als Brennstoff verwendet, allerdings gibt es große Umweltprobleme. Erstens enthält Kohle nicht brennbare Verunreinigungen, die bei der Verbrennung von Brennstoff zu Schlacken werden; Zweitens enthält Kohle geringe Mengen an Schwefel- und Stickstoffverbindungen, deren Verbrennung Oxide erzeugt, die die Atmosphäre verschmutzen. In Bezug auf die Kohlereserven nimmt die Ukraine einen der ersten Plätze in der Welt ein. Auf einer Fläche von 0,4 % der Weltfläche konzentrieren sich in der Ukraine etwa 5 % der weltweiten Reserven an Energierohstoffen, davon 95 % Steinkohle (etwa 54 Milliarden Tonnen). 2015 betrug die Kohleförderung 40 Millionen Tonnen, das ist fast halb so viel wie 2011. Heute gibt es in der Ukraine 300 Steinkohlebergwerke, von denen 40 % Kokskohle produzieren (die zu Koks verarbeitet werden kann). Die Produktion konzentriert sich hauptsächlich auf die Gebiete Donezk, Lugansk, Dnepropetrowsk und Wolyn.

Sprachliche Aufgabe

Pyro bedeutet im Griechischen „Feuer“ und Lyse bedeutet „Zersetzung“. Warum werden Ihrer Meinung nach die Begriffe „Cracken“ und „Pyrolyse“ oft synonym verwendet?

Schlüsselidee

Die Hauptquellen von Kohlenwasserstoffen für die Industrie sind Öl, Kohle und Erdgas. Für eine effektivere Nutzung müssen diese natürlichen Ressourcen verarbeitet werden, um einzelne Stoffe oder Mischungen zu isolieren.

Testfragen

334. Nennen Sie die wichtigsten natürlichen Quellen von Kohlenwasserstoffen.

335. Was ist die Grundlage der physikalischen Methode zur Trennung von Öl in Fraktionen?

336. In welche Fraktionen wird Öl während der Destillation getrennt? Beschreiben Sie ihre Anwendung. Was ist das wertvollste Produkt der Ölraffination für die moderne Gesellschaft?

337. Was ist der Unterschied zwischen den wichtigsten Ölprodukten in Bezug auf die chemische Zusammensetzung?

338. Beschreiben Sie anhand der Informationen in diesem und den vorherigen Absätzen die Verwendung von Erdgas in der chemischen Industrie.

339. Welche Hauptprodukte werden durch Kokskohle gewonnen?

340. Warum wird Kohle während der Verarbeitung ohne Luftzutritt erhitzt?

341. Warum ist Erdgas als Brennstoff besser als Kohle?

342. Welche Stoffe und Materialien werden bei der Verarbeitung von Kohle und Erdgas gewonnen?

Aufgaben zur Beherrschung des Materials

343. Beim Cracken des Kohlenwasserstoffs C 20 H 42 entstehen zwei Produkte mit der gleichen Anzahl an Kohlenstoffatomen in den Molekülen. Schreiben Sie eine Reaktionsgleichung auf.

344. Was ist der grundlegende Unterschied zwischen Ölcracken und Rektifikation?

345. Warum ist es Ihrer Meinung nach nicht möglich, Öl bei der direkten Destillation von Öl zu mehr als 20 % in Benzin umzuwandeln?

346. Analysieren Sie Abb. 29.2 und beschreiben Sie, wie Öl destilliert wird.

347. Stellen Sie Gleichungen für die Reaktionen zur Gewinnung von Ethylen und Acetylen aus Erdgaskomponenten auf.

348. Einer der Bestandteile von Benzin ist der Kohlenwasserstoff C 8 H 18 . Schreiben Sie eine Reaktionsgleichung für seine Herstellung aus Kohlenstoff(II)-oxid und Wasserstoff auf.

349. Wenn Benzin vollständig verbrannt wird, entstehen im Motor Kohlendioxid und Wasser. Schreiben Sie eine Reaktionsgleichung für die Verbrennungsreaktion von Benzin unter der Annahme, dass es aus Kohlenwasserstoffen der Zusammensetzung C 8 H 18 besteht.

350. Autoabgase enthalten giftige Stoffe: Kohlen(II)-oxid und Stick(N)-oxid. Erkläre, durch welche chemischen Reaktionen sie entstanden sind.

351. Wie oft wird das Volumen des Kraftstoff-Luft-Gemisches, bestehend aus 40 ml Oktandampf und 3 Liter Luft, bei der Zündung zunehmen? Gehen Sie bei der Berechnung davon aus, dass die Luft 20 % Sauerstoff (nach Volumen) enthält.

352. Benzin verkauft in Ländern mit warmes Klima, besteht aus Kohlenwasserstoffen mit einem höheren Molekulargewicht als Benzin, das in Ländern mit kaltem Klima verkauft wird. Schlagen Sie vor, warum Raffinerien dies tun.

353*. Öl enthält so viele wertvolle organische Substanzen, dass D. I. Mendeleev sagte: „Das Verbrennen von Öl in einem Ofen ist fast dasselbe wie das Verbrennen von Banknoten.“ Wie verstehen Sie diese Aussage? Schlagen Sie Wege zur rationellen Nutzung natürlicher Kohlenwasserstoffquellen vor.

354*. Finden Sie in weiteren Quellen Informationen zu Materialien und Stoffen, die Rohstoffe für Erdöl, Erdgas oder Kohle sind. Können sie ohne Verwendung natürlicher Kohlenwasserstoffquellen hergestellt werden? Kann die Menschheit sich weigern, diese Materialien zu verwenden? Begründen Sie die Antwort.

355*. Beschreiben Sie anhand der im Erdkundeunterricht in den Klassen 8 und 9 erworbenen Kenntnisse die aktuellen und zukünftigen Becken und Gebiete der Kohle-, Öl- und Erdgasförderung in der Ukraine. ob der Standort der Betriebe zur Verarbeitung dieser Kohlenwasserstoffquellen mit deren Vorkommen abgestimmt ist.

Das ist Lehrbuchstoff.

Kohlenwasserstoffe sind von großer wirtschaftlicher Bedeutung, da sie als wichtigste Rohstoffart zur Gewinnung fast aller Produkte der modernen Industrie der organischen Synthese dienen und in großem Umfang energetisch genutzt werden. Sie scheinen Sonnenwärme und Energie zu speichern, die bei der Verbrennung freigesetzt werden. Torf, Kohle, Ölschiefer, Öl, Erd- und Erdölbegleitgase enthalten Kohlenstoff, dessen Verbindung mit Sauerstoff bei der Verbrennung mit der Freisetzung von Wärme einhergeht.

Kohle	Torf	Öl	Erdgas
fest	fest	Flüssigkeit	Gas
ohne geruch	ohne geruch	Starker Geruch	ohne geruch
einheitliche Zusammensetzung	einheitliche Zusammensetzung	Mischung von Stoffen	Mischung von Stoffen
dunkel gefärbtes Gestein toller Inhalt eine brennbare Substanz, die durch Vergraben in den Sedimentschichten von Ansammlungen verschiedener Pflanzen entstanden ist	Ansammlung von halbzersetzter Pflanzenmasse, die sich am Grund von Sümpfen und überwucherten Seen angesammelt hat	natürliche brennbare ölige Flüssigkeit, besteht aus einem Gemisch aus flüssigen und gasförmigen Kohlenwasserstoffen	ein Gasgemisch, das im Erdinneren bei der anaeroben Zersetzung organischer Substanzen entsteht, das Gas gehört zur Gruppe der Sedimentgesteine
Brennwert - die Anzahl der Kalorien, die beim Verbrennen von 1 kg Kraftstoff freigesetzt werden
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Kohle.

Kohle war schon immer ein vielversprechender Rohstoff für Energie und viele chemische Produkte.

Seit dem 19. Jahrhundert war der Transport der erste große Kohleverbraucher, dann wurde Kohle für die Stromerzeugung, metallurgischen Koks, die Herstellung verschiedener Produkte bei der chemischen Verarbeitung, Kohlenstoff-Graphit-Strukturmaterialien, Kunststoffe, Bergwachs, synthetische, flüssige und gasförmige hochkalorische Brennstoffe, stickstoffreiche Säuren zur Herstellung von Düngemitteln.

Kohle ist ein komplexes Gemisch aus makromolekularen Verbindungen, die die folgenden Elemente enthalten: C, H, N, O, S. Kohle enthält wie Öl eine große Menge verschiedener organischer Substanzen sowie anorganischer Substanzen, wie z , Wasser, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und natürlich Kohlenstoff selbst - Kohle.

Die Verarbeitung von Steinkohle geht in drei Hauptrichtungen: Verkokung, Hydrierung und unvollständige Verbrennung. Eine der Hauptmethoden der Kohleverarbeitung ist Verkokung– Kalzinierung ohne Luftzutritt in Koksöfen bei einer Temperatur von 1000–1200 °C. Bei dieser Temperatur durchläuft Kohle ohne Zugang zu Sauerstoff die komplexesten chemischen Umwandlungen, wodurch Koks und flüchtige Produkte entstehen:

1. Koksgas (Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, Verunreinigungen von Ammoniak, Stickstoff und anderen Gasen);

2. Kohlenteer (mehrere hundert verschiedene organische Substanzen, darunter Benzol und seine Homologen, Phenol und aromatische Alkohole, Naphthalin und verschiedene heterocyclische Verbindungen);

3. Supra-Teer oder Ammoniak, Wasser (gelöstes Ammoniak sowie Phenol, Schwefelwasserstoff und andere Substanzen);

4. Koks (fester Verkokungsrückstand, praktisch reine Kohle).

Der gekühlte Koks wird zu Hüttenwerken geschickt.

Beim Abkühlen der flüchtigen Produkte (Kokereigas) kondensieren Steinkohlenteer und Ammoniakwasser.

Beim Durchleiten von nicht kondensierten Produkten (Ammoniak, Benzol, Wasserstoff, Methan, CO 2 , Stickstoff, Ethylen usw.) durch eine Schwefelsäurelösung wird Ammoniumsulfat isoliert, das als Mineraldünger verwendet wird. Benzol wird im Lösungsmittel aufgenommen und aus der Lösung abdestilliert. Danach wird Kokereigas als Brennstoff oder als chemischer Rohstoff verwendet. Steinkohlenteer fällt in geringen Mengen (3%) an. Aufgrund des Produktionsumfangs wird Steinkohlenteer jedoch als Rohstoff für die Gewinnung einer Reihe organischer Substanzen angesehen. Wenn Produkte mit einem Siedepunkt von bis zu 350 ° C aus dem Harz ausgetrieben werden, bleibt eine feste Masse zurück - Pech. Es wird zur Herstellung von Lacken verwendet.

Die Hydrierung von Kohle wird bei einer Temperatur von 400–600 °C unter einem Wasserstoffdruck von bis zu 25 MPa in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt. Dabei entsteht ein Gemisch aus flüssigen Kohlenwasserstoffen, das als Kraftstoff verwendet werden kann. Flüssigbrennstoff aus Kohle gewinnen. Flüssige synthetische Kraftstoffe sind hochoktanige Benzin-, Diesel- und Kesselkraftstoffe. Um aus Kohle flüssigen Brennstoff zu gewinnen, ist es notwendig, dessen Wasserstoffgehalt durch Hydrierung zu erhöhen. Die Hydrierung erfolgt durch Mehrfachzirkulation, wodurch Sie die gesamte organische Kohlemasse in eine Flüssigkeit und Gase verwandeln können. Der Vorteil dieses Verfahrens ist die Möglichkeit der Hydrierung von minderwertiger Braunkohle.

Die Kohlevergasung wird es ermöglichen, minderwertige Braun- und Steinkohlen in thermischen Kraftwerken einzusetzen, ohne die Umwelt mit Schwefelverbindungen zu belasten. Dies ist die einzige Methode, um konzentriertes Kohlenmonoxid (Kohlenmonoxid) CO zu erhalten. Bei unvollständiger Verbrennung von Kohle entsteht Kohlenmonoxid (II). Auf einem Katalysator (Nickel, Kobalt) bei normalem oder hoher Blutdruck aus Wasserstoff und CO erhält man Benzin, das gesättigte und ungesättigte Kohlenwasserstoffe enthält:

nCO + (2n+1)H 2 → C n H 2n+2 + nH 2 O;

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Bei der Trockendestillation von Kohle bei 500–550 °C wird Teer gewonnen, der zusammen mit Bitumen in der Bauindustrie als Bindemittel bei der Herstellung von Bedachungen, Abdichtungen (Dachmaterialien, Dachpappen, etc.).

In der Natur kommt Kohle in folgenden Regionen vor: Region Moskau, Südjakutsker Becken, Kusbass, Donbass, Petschora-Becken, Tunguska-Becken, Lena-Becken.

Erdgas.

Erdgas ist ein Gasgemisch, dessen Hauptbestandteil Methan CH 4 (je nach Bereich zwischen 75 und 98%) ist, der Rest Ethan, Propan, Butan und eine geringe Menge an Verunreinigungen - Stickstoff, Kohlenmonoxid (IV ), Schwefelwasserstoff und Dämpfe Wasser, und fast immer Schwefelwasserstoff und organische Verbindungen von Öl - Mercaptane. Sie verleihen dem Gas einen bestimmten unangenehmen Geruch und führen beim Verbrennen zur Bildung von giftigem Schwefeldioxid SO 2.

Im Allgemeinen gilt: Je höher das Molekulargewicht des Kohlenwasserstoffs, desto weniger davon ist im Erdgas enthalten. Die Zusammensetzung von Erdgas aus verschiedenen Feldern ist nicht gleich. Seine durchschnittliche Zusammensetzung in Volumenprozent ist wie folgt:

CH4	C 2 H 6	C 3 H 8	C 4 H 10	N 2 und andere Gase
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

Methan entsteht während der anaeroben (ohne Luftzutritt) Vergärung von Pflanzen- und Tierresten, daher entsteht es in Bodensedimenten und wird als "Sumpfgas" bezeichnet.

Methanablagerungen in hydratisierter kristalliner Form, den sogenannten Methanhydrat, unter einer Permafrostschicht und in großen Tiefen der Ozeane gefunden. Bei niedrige Temperaturen(–800 °C) und hohe Drücke Methanmoleküle befinden sich in den Hohlräumen des Kristallgitters von Wassereis. In den Eishohlräumen von einem Kubikmeter Methanhydrat werden 164 Kubikmeter Gas „eingemottet“.

Methanhydratstücke sehen aus wie schmutziges Eis, aber an der Luft brennen sie mit einer gelb-blauen Flamme. Auf dem Planeten sind schätzungsweise 10.000 bis 15.000 Gigatonnen Kohlenstoff in Form von Methanhydrat gespeichert (ein Giga entspricht 1 Milliarde). Solche Mengen sind um ein Vielfaches größer als alle derzeit bekannten Erdgasreserven.

Erdgas ist eine erneuerbare natürliche Ressource, da es in der Natur kontinuierlich synthetisiert wird. Es wird auch „Biogas“ genannt. Daher verbinden viele Umweltwissenschaftler heute gerade mit der Nutzung von Gas als alternativem Kraftstoff die Aussichten auf eine gedeihliche Existenz der Menschheit.

Als Brennstoff hat Erdgas große Vorteile gegenüber festen und flüssigen Brennstoffen. Sein Heizwert ist viel höher, beim Verbrennen hinterlässt es keine Asche, die Verbrennungsprodukte sind viel umweltfreundlicher. Daher werden etwa 90 % der Gesamtmenge an produziertem Erdgas als Brennstoff in Wärmekraftwerken und Kesselhäusern, in thermischen Prozessen in Industrieunternehmen und im täglichen Leben verbrannt. Etwa 10 % des Erdgases werden als wertvoller Rohstoff für die chemische Industrie genutzt: zur Herstellung von Wasserstoff, Acetylen, Ruß, verschiedenen Kunststoffen und Medikamenten. Aus Erdgas werden Methan, Ethan, Propan und Butan isoliert. Produkte, die aus Methan gewonnen werden können, sind von großer industrieller Bedeutung. Methan wird für die Synthese vieler organischer Substanzen verwendet - Synthesegas und darauf basierende weitere Synthese von Alkoholen; Lösungsmittel (Tetrachlorkohlenstoff, Methylenchlorid usw.); Formaldehyd; Acetylen und Ruß.

Erdgas bildet eigenständige Lagerstätten. Die Hauptvorkommen natürlicher brennbarer Gase befinden sich in Nord- und Westsibirien, im Wolga-Ural-Becken, im Nordkaukasus (Stavropol), in der Republik Komi, in der Region Astrachan und in der Barentssee.

Botschaft zum Thema: "Natürliche Quellen von Kohlenwasserstoffen"

Bereit

Kohlenwasserstoffe

Kohlenwasserstoffe sind Verbindungen, die nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen bestehen.

Kohlenwasserstoffe werden in zyklische (carbozyklische Verbindungen) und azyklische unterteilt.

Cyclische (carbocyclische) Verbindungen werden als Verbindungen bezeichnet, die einen oder mehrere Zyklen enthalten, die nur aus Kohlenstoffatomen bestehen (im Gegensatz zu heterocyclischen Verbindungen, die Heteroatome enthalten - Stickstoff, Schwefel, Sauerstoff usw.).

d.). Carbocyclische Verbindungen wiederum werden in aromatische und nichtaromatische (alicyclische) Verbindungen unterteilt.

Acyclische Kohlenwasserstoffe umfassen organische Verbindungen, deren Kohlenstoffskelett aus Molekülen offenkettig ist.

Diese Ketten können durch Einfachbindungen (CnH2n+2-Alkane) gebildet werden, eine Doppelbindung (CnH2n-Alkene), zwei oder mehr Doppelbindungen (Diene oder Polyene), eine Dreifachbindung (CnH2n-2-Alkine) enthalten.

Wie Sie wissen, sind Kohlenstoffketten Bestandteil der meisten organischen Substanzen. Daher ist die Untersuchung von Kohlenwasserstoffen von besonderer Bedeutung, da diese Verbindungen die strukturelle Basis für andere Klassen organischer Verbindungen sind.

Darüber hinaus sind Kohlenwasserstoffe, insbesondere Alkane, die wichtigsten natürlichen Quellen organischer Verbindungen und die Grundlage der wichtigsten Industrie- und Laborsynthesen.

Kohlenwasserstoffe sind der wichtigste Rohstoff für die chemische Industrie. Kohlenwasserstoffe wiederum sind in der Natur weit verbreitet und können aus verschiedenen natürlichen Quellen isoliert werden: Öl, Erdölbegleitöl und Erdgas, Kohle.

Betrachten wir sie genauer.

Öl ist ein natürliches komplexes Gemisch aus Kohlenwasserstoffen, hauptsächlich linearen und verzweigten Alkanen, die 5 bis 50 Kohlenstoffatome in Molekülen enthalten, mit anderen organischen Substanzen.

Seine Zusammensetzung hängt maßgeblich vom Ort seiner Herstellung (Lagerstätte) ab, es kann neben Alkanen auch Cycloalkane und aromatische Kohlenwasserstoffe enthalten.

Gasförmige und feste Bestandteile des Öls werden in seinen flüssigen Bestandteilen gelöst, was seinen Aggregatzustand bestimmt. Öl ist eine ölige Flüssigkeit von dunkler (von braun bis schwarz) Farbe mit einem charakteristischen Geruch, unlöslich in Wasser. Seine Dichte ist geringer als die von Wasser, daher breitet sich Öl beim Eindringen auf der Oberfläche aus und verhindert die Auflösung von Sauerstoff und anderen Luftgasen in Wasser.

Offensichtlich verursacht Öl, das in natürliche Gewässer gelangt, den Tod von Mikroorganismen und Tieren, was zu Umweltkatastrophen und sogar Katastrophen führt. Es gibt Bakterien, die die Bestandteile des Öls als Nahrung nutzen und sie in harmlose Produkte ihrer lebenswichtigen Aktivität umwandeln können. Es ist klar, dass die Verwendung von Kulturen dieser Bakterien der umweltfreundlichste und vielversprechendste Weg zur Bekämpfung der Ölverschmutzung im Prozess ihrer Produktion, ihres Transports und ihrer Verarbeitung ist.

In der Natur füllen Öl und Erdölbegleitgase, auf die weiter unten eingegangen wird, die Hohlräume des Erdinneren. Als Gemisch verschiedener Stoffe hat Öl keinen konstanten Siedepunkt. Es ist klar, dass jede seiner Komponenten in der Mischung ihre individuellen physikalischen Eigenschaften behält, was es ermöglicht, das Öl in seine Bestandteile zu trennen. Dazu wird es von mechanischen Verunreinigungen, schwefelhaltigen Verbindungen gereinigt und der sogenannten fraktionierten Destillation bzw. Rektifikation unterzogen.

Die fraktionierte Destillation ist ein physikalisches Verfahren zum Trennen eines Gemisches von Komponenten mit unterschiedliche Temperaturen Sieden.

Bei der Rektifikation wird Öl in folgende Fraktionen unterteilt:

Rektifikationsgase - ein Gemisch aus Kohlenwasserstoffen mit niedrigem Molekulargewicht, hauptsächlich Propan und Butan, mit einem Siedepunkt von bis zu 40 ° C;

Benzinfraktion (Benzin) - Kohlenwasserstoffe der Zusammensetzung von C5H12 bis C11H24 (Siedepunkt 40-200 ° C); bei einer feineren Trennung dieser Fraktion werden Benzin (Petrolether, 40–70 ° C) und Benzin (70–120 ° C) erhalten;

Naphtha-Fraktion - Kohlenwasserstoffe der Zusammensetzung von C8H18 bis C14H30 (Siedepunkt 150-250 ° C);

Kerosinfraktion - Kohlenwasserstoffe der Zusammensetzung von C12H26 bis C18H38 (Siedepunkt 180-300 ° C);

Dieselkraftstoff - Kohlenwasserstoffe der Zusammensetzung von C13H28 bis C19H36 (Siedepunkt 200-350 ° C).

Der Rückstand der Öldestillation - Heizöl - enthält Kohlenwasserstoffe mit einer Anzahl von Kohlenstoffatomen von 18 bis 50. Durch Destillation unter reduziertem Druck werden Solaröl (С18Н28-С25Н52), Schmieröle (С28Н58-С38Н78), Vaseline und Paraffin gewonnen Heizöl - schmelzbare Mischungen fester Kohlenwasserstoffe.

Die festen Rückstände der Heizöldestillation - Teer und seine Verarbeitungsprodukte - Bitumen und Asphalt werden zur Herstellung von Straßenbelägen verwendet.

Begleitgas

Ölfelder enthalten in der Regel große Ansammlungen des sogenannten Erdölbegleitgases, das sich über dem Öl in der Erdkruste sammelt und unter dem Druck des darüber liegenden Gesteins teilweise in diesem gelöst wird.

Erdölbegleitgas ist wie Erdöl eine wertvolle natürliche Quelle für Kohlenwasserstoffe. Es enthält hauptsächlich Alkane, die 1 bis 6 Kohlenstoffatome in ihren Molekülen haben. Offensichtlich ist die Zusammensetzung von Erdölbegleitgas viel schlechter als Öl. Trotzdem wird es sowohl als Brennstoff als auch als Rohstoff für die chemische Industrie vielfach eingesetzt. Bis vor einigen Jahrzehnten wurde in den meisten Ölfeldern Erdölbegleitgas als nutzloser Zusatz zum Öl verbrannt.

Derzeit wird zum Beispiel in Surgut, der reichsten Ölkammer Russlands, mit Erdölbegleitgas als Brennstoff der billigste Strom der Welt erzeugt.

Erdölbegleitgas ist in der Zusammensetzung verschiedener Kohlenwasserstoffe reicher als Erdgas. Teilen sie in Brüche, erhalten sie:

Naturbenzin - ein hochflüchtiges Gemisch, das hauptsächlich aus Lentan und Hexan besteht;

Propan-Butan-Gemisch, das, wie der Name schon sagt, aus Propan und Butan besteht und bei Druckerhöhung leicht in einen flüssigen Zustand übergeht;

Trockenes Gas - ein Gemisch, das hauptsächlich Methan und Ethan enthält.

Naturbenzin, ein Gemisch aus flüchtigen Komponenten mit geringem Molekulargewicht, verdunstet auch bei niedrigen Temperaturen gut. Dies ermöglicht die Verwendung von Gasbenzin als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren im hohen Norden und als Zusatz zum Kraftstoff, was das Starten von Motoren im Winter erleichtert.

Als Haushaltsbrennstoff (landesübliche Gasflaschen) und zum Befüllen von Feuerzeugen wird ein Propan-Butan-Gemisch in Form von Flüssiggas verwendet.

allmähliche Übersetzung Straßentransport auf Flüssiggas ist eine der wichtigsten Möglichkeiten zur Überwindung der globalen Brennstoffkrise und zur Lösung von Umweltproblemen.

Trockenes Gas, das in seiner Zusammensetzung dem Erdgas nahe kommt, wird auch weithin als Brennstoff verwendet.

Die Verwendung von Erdölbegleitgas und seinen Bestandteilen als Kraftstoff ist jedoch bei weitem nicht der vielversprechendste Weg, es zu verwenden.

Wesentlich effizienter ist es, Begleitgaskomponenten als Rohstoff für die chemische Produktion zu verwenden. Aus Alkanen, die Bestandteil von Erdölbegleitgas sind, werden Wasserstoff, Acetylen, ungesättigte und aromatische Kohlenwasserstoffe und deren Derivate gewonnen.

Gasförmige Kohlenwasserstoffe können nicht nur Öl in der Erdkruste begleiten, sondern auch eigenständige Ansammlungen bilden – Erdgasvorkommen.

Erdgas

Erdgas ist ein Gemisch gasförmiger gesättigter Kohlenwasserstoffe mit kleinem Molekulargewicht. Hauptbestandteil von Erdgas ist Methan, dessen Anteil je nach Feld zwischen 75 und 99 Vol.-% beträgt.

Erdgas enthält neben Methan Ethan, Propan, Butan und Isobutan sowie Stickstoff und Kohlendioxid.

Erdgas wird wie Erdölbegleitgas sowohl als Brennstoff als auch als Rohstoff für die Herstellung verschiedener organischer und anorganischer Stoffe verwendet.

Sie wissen bereits, dass aus Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas, Wasserstoff, Acetylen und Methylalkohol, Formaldehyd und Ameisensäure und viele andere organische Stoffe gewonnen werden. Als Brennstoff wird Erdgas in Kraftwerken, in Kesselanlagen zur Warmwasserbereitung von Wohngebäuden und Industriegebäuden, in der Hochofen- und Herdfeuerung eingesetzt.

Wenn Sie ein Streichholz anzünden und Gas im Küchengasherd eines Stadthauses entzünden, „starten“ Sie eine Kettenreaktion der Oxidation von Alkanen, die Teil von Erdgas sind.

Kohle

Neben Öl, Erd- und Erdölbegleitgasen ist Kohle eine natürliche Quelle für Kohlenwasserstoffe.

0n bildet mächtige Schichten in den Eingeweiden der Erde, seine erkundeten Reserven übersteigen die Ölreserven bei weitem. Kohle enthält wie Öl eine große Menge verschiedener organischer Substanzen.

Dazu gehören neben organischen auch anorganische Stoffe wie Wasser, Ammoniak, Schwefelwasserstoff und natürlich Kohlenstoff selbst - Kohle. Eine der Hauptmethoden der Kohleverarbeitung ist die Verkokung - die Kalzinierung ohne Luftzugang. Durch die Verkokung, die bei einer Temperatur von etwa 1000 ° C durchgeführt wird, entstehen:

Kokereigas, das Wasserstoff, Methan, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, Ammoniak-, Stickstoff- und andere Gasverunreinigungen enthält;
Kohlenteer, der mehrere hundert verschiedene organische Substanzen enthält, darunter Benzol und seine Homologen, Phenol und aromatische Alkohole, Naphthalin und verschiedene heterocyclische Verbindungen;
Supra-Ter oder Ammoniakwasser, das, wie der Name schon sagt, gelöstes Ammoniak sowie Phenol, Schwefelwasserstoff und andere Substanzen enthält;
Koks - fester Verkokungsrückstand, fast reiner Kohlenstoff.

Koks wird zur Herstellung von Eisen und Stahl verwendet, Ammoniak wird zur Herstellung von Stickstoff und kombinierten Düngemitteln verwendet, und die Bedeutung organischer Verkokungsprodukte kann nicht hoch genug eingeschätzt werden.

Fazit: So sind Öl, Erdölbegleitstoffe und Erdgase, Kohle nicht nur die wertvollsten Quellen von Kohlenwasserstoffen, sondern auch Teil der einzigartigen Vorratskammer unersetzlicher natürlicher Ressourcen, deren sorgsamer und vernünftiger Umgang eine notwendige Voraussetzung für die fortschreitende Entwicklung ist der menschlichen Gesellschaft.

Natürliche Quellen von Kohlenwasserstoffen sind fossile Brennstoffe. Die meisten organischen Stoffe stammen aus natürlichen Quellen. Bei der Synthese organischer Verbindungen werden als Rohstoffe Erd- und Begleitgase, Kohle und Braunkohle, Öl, Ölschiefer, Torf, Produkte tierischen und pflanzlichen Ursprungs verwendet.

Wie ist die zusammensetzung von erdgas

Die qualitative Zusammensetzung von Erdgas besteht aus zwei Gruppen von Komponenten: organischen und anorganischen.

Zu den organischen Komponenten gehören: Methan - CH4; Propan - C3H8; Butan - C4H10; Ethan - C2H4; schwerere Kohlenwasserstoffe mit mehr als fünf Kohlenstoffatomen. Anorganische Komponenten umfassen die folgenden Verbindungen: Wasserstoff (in geringen Mengen) - H2; Kohlendioxid - CO2; Helium - Nicht; Stickstoff - N2; Schwefelwasserstoff - H2S.

Was genau die Zusammensetzung einer bestimmten Mischung sein wird, hängt von der Quelle, dh der Lagerstätte, ab. Die gleichen Gründe erklären die verschiedenen physikalischen und chemischen Eigenschaften von Erdgas.

Chemische Zusammensetzung
Der Hauptbestandteil von Erdgas ist Methan (CH4) – bis zu 98 %. Die Zusammensetzung von Erdgas kann auch schwerere Kohlenwasserstoffe enthalten:
* Ethan (C2H6),
* Propan (C3H8),
* Butan (C4H10)
- Homologe von Methan sowie andere Nicht-Kohlenwasserstoff-Substanzen:
* Wasserstoff (H2),
* Schwefelwasserstoff (H2S),
* Kohlendioxid (CO2),
* Stickstoff (N2),
* Helium (He) .

Erdgas ist farb- und geruchlos.

Um ein Leck riechen zu können, wird dem Gas eine kleine Menge Mercaptane zugesetzt, die einen starken unangenehmen Geruch haben.

Welche Vorteile hat Erdgas gegenüber anderen Brennstoffen?

1. Vereinfachte Extraktion (benötigt kein künstliches Pumpen)

2. gebrauchsfertig ohne Zwischenverarbeitung (Destillation)

Transport in gasförmigem und flüssigem Zustand.

4. minimale Schadstoffemissionen bei der Verbrennung.

5. Bequemlichkeit der Bereitstellung von Kraftstoff in bereits gasförmigem Zustand während seiner Verbrennung (geringere Kosten für Geräte, die diese Art von Kraftstoff verwenden)

umfangreichere Reserven als bei anderen Brennstoffen (geringerer Markt-/Wert)

7. Einsatz in Großindustrien nationale Wirtschaft als andere Brennstoffe.

eine ausreichende Menge in den Eingeweiden Russlands.

9. Emissionen des Kraftstoffs selbst bei Unfällen sind weniger toxisch für die Umwelt.

10. hohe Verbrennungstemperatur zur Verwendung in volkswirtschaftlichen Ablaufdiagrammen etc. etc.

Anwendung in der chemischen Industrie

Es wird zur Herstellung von Kunststoffen, Alkohol, Gummi und organischen Säuren verwendet. Nur durch die Verwendung von Erdgas ist es möglich, Chemikalien zu synthetisieren, die in der Natur einfach nicht zu finden sind, wie beispielsweise Polyethylen.

Methan wird als Rohstoff für die Herstellung von Acetylen, Ammoniak, Methanol und Blausäure verwendet. Gleichzeitig ist Erdgas die wichtigste Rohstoffbasis für die Herstellung von Ammoniak. Fast drei Viertel des gesamten Ammoniaks werden für die Herstellung von Stickstoffdüngemitteln verwendet.

Bereits aus Ammoniak gewonnener Blausäure dient zusammen mit Acetylen als Ausgangsstoff für die Herstellung verschiedener Synthesefasern. Aus Acetylen lassen sich verschiedene Schichten herstellen, die in Industrie und Alltag weit verbreitet sind.

Es produziert auch Acetatseide.

Erdgas ist eines davon die besten Aussichten Brennstoffe, die für den industriellen und privaten Bedarf verwendet werden. Sein Wert als Kraftstoff liegt auch darin, dass dieser mineralische Kraftstoff sehr umweltfreundlich ist. Bei der Verbrennung entstehen im Vergleich zu anderen Brennstoffen wesentlich weniger Schadstoffe.

Die wichtigsten Ölprodukte

Aus Öl im Verarbeitungsprozess, Kraftstoff (flüssig und gasförmig), Schmierölen und -fetten, Lösungsmitteln, einzelnen Kohlenwasserstoffen - Ethylen, Propylen, Methan, Acetylen, Benzol, Toluol, Xylo usw., festen und halbfesten Mischungen von Kohlenwasserstoffen (Paraffin, Vaseline, Ceresin), Erdölbitumen, Ruß (Ruß), Erdölsäuren und deren Derivate.

Flüssige Brennstoffe, die durch Ölraffination gewonnen werden, werden in Motor- und Kesselbrennstoffe unterteilt.

Zu gasförmiger Brennstoff schließen Kohlenwasserstoff-Flüssigbrenngase ein, die für Haushaltszwecke verwendet werden. Dies sind Mischungen aus Propan und Butan in unterschiedlichen Anteilen.

Schmieröle, die für die Flüssigkeitsschmierung in verschiedenen Maschinen und Mechanismen bestimmt sind, werden je nach Anwendung in Industrie-, Turbinen-, Kompressor-, Getriebe-, Isolier- und Motoröle unterteilt.

Fette sind mit Seifen, festen Kohlenwasserstoffen und anderen Verdickungsmitteln verdickte Erdöle.

Einzelne Kohlenwasserstoffe, die bei der Erdöl- und Erdgasverarbeitung gewonnen werden, dienen als Rohstoffe für die Herstellung von Polymeren und organischen Syntheseprodukten.

Von diesen sind die wichtigsten die limitierenden - Methan, Ethan, Propan, Butan; ungesättigt - Ethylen, Propylen; aromatisch - Benzol, Toluol, Xylole. Auch Ölraffinationsprodukte sind gesättigte Kohlenwasserstoffe mit einem hohen Molekulargewicht (C16 und höher) - Paraffine, Ceresine, die in der Parfümindustrie und als Verdickungsmittel für Fette verwendet werden.

Erdölbitumen, durch Oxidation aus Schwerölrückständen gewonnen, wird im Straßenbau, zur Herstellung von Dachmaterialien, zur Herstellung von Asphaltlacken und Druckfarben usw. verwendet.

Eines der Hauptprodukte der Ölraffination ist Motorkraftstoff, zu dem Flugbenzin und Motorbenzin gehören.

Welches sind die wichtigsten natürlichen Quellen von Kohlenwasserstoffen, die Sie kennen?

Natürliche Quellen von Kohlenwasserstoffen sind fossile Brennstoffe.

Die meisten organischen Stoffe stammen aus natürlichen Quellen. Bei der Synthese organischer Verbindungen werden als Rohstoffe Erd- und Begleitgase, Kohle und Braunkohle, Öl, Ölschiefer, Torf, Produkte tierischen und pflanzlichen Ursprungs verwendet.

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Antworten zu Ziffer 19

1. Welches sind die wichtigsten natürlichen Quellen von Kohlenwasserstoffen, die Sie kennen?
Öl, Erdgas, Schiefer, Kohle.

Wie ist die Zusammensetzung von Erdgas? Zeigen Sie auf der geografischen Karte die wichtigsten Vorkommen an: a) Erdgas; Kochen; c) Kohle.

3. Welche Vorteile hat Erdgas gegenüber anderen Kraftstoffen? Wofür wird Erdgas in der chemischen Industrie verwendet?
Erdgas ist im Vergleich zu anderen Kohlenwasserstoffquellen am einfachsten zu fördern, zu transportieren und zu verarbeiten.

In der chemischen Industrie wird Erdgas als Quelle für niedermolekulare Kohlenwasserstoffe verwendet.

4. Schreiben Sie die Gleichungen für die Reaktionen zum Erhalt von: a) Acetylen aus Methan; b) Chloroprenkautschuk aus Acetylen; c) Tetrachlorkohlenstoff aus Methan.

5. Was ist der Unterschied zwischen Erdölbegleitgasen und Erdgas?
Begleitgase sind in Öl gelöste flüchtige Kohlenwasserstoffe.

Ihre Isolierung erfolgt durch Destillation. Im Gegensatz zu Erdgas kann es in jedem Stadium der Entwicklung eines Ölfeldes freigesetzt werden.

6. Beschreiben Sie die wichtigsten Produkte, die aus Erdölbegleitgasen gewonnen werden.
Hauptprodukte: Methan, Ethan, Propan, n-Butan, Pentan, Isobutan, Isopentan, n-Hexan, n-Heptan, Hexan und Heptan-Isomere.

Nennen Sie die wichtigsten Mineralölprodukte, geben Sie deren Zusammensetzung und Einsatzgebiete an.

8. Welche Schmieröle werden in der Produktion verwendet?
Motoröle für Getriebe, Industrie, Kühlschmieremulsionen für Werkzeugmaschinen usw.

Wie wird Ölraffination durchgeführt?

10. Was ist Ölcracken? Schreiben Sie eine Gleichung für die Reaktionen der Kohlenwasserstoffspaltung auf und während dieses Prozesses.

Warum ist es möglich, bei der direkten Destillation von Öl nicht mehr als 20 % Benzin zu gewinnen?
Denn der Gehalt der Benzinfraktion im Öl ist begrenzt.

12. Was ist der Unterschied zwischen thermischem Cracken und katalytischem Cracken? Beschreiben Sie thermisch und katalytisch gekrackte Benzine.
Beim thermischen Cracken ist es notwendig, die Reaktanten auf hohe Temperaturen zu erhitzen, beim katalytischen Cracken verringert die Einführung eines Katalysators die Aktivierungsenergie der Reaktion, wodurch die Reaktionstemperatur deutlich gesenkt werden kann.

Wie praktisch lässt sich Crack-Benzin von Straight-Run-Benzin unterscheiden?
Crack-Benzin hat eine höhere Oktanzahl als Straight-Run-Benzin, d.h. widerstandsfähiger gegen Detonation und empfohlen für den Einsatz in Verbrennungsmotoren.

14. Was ist die Aromatisierung von Öl? Schreiben Sie Reaktionsgleichungen auf, die diesen Vorgang erklären.

Was sind die Hauptprodukte, die beim Verkoken von Kohle gewonnen werden?
Naphthalin, Anthracen, Phenanthren, Phenole und Kohleöle.

16. Wie wird Koks hergestellt und wo wird es verwendet?
Koks ist ein graues poröses festes Produkt, das durch Beschichten von Kohle bei Temperaturen von 950-1100 ohne Sauerstoff erhalten wird.

Es wird zum Schmelzen von Eisen, als rauchfreier Brennstoff, als Reduktionsmittel für Eisenerz und als Backpulver für Chargenmaterialien verwendet.

17. Was sind die wichtigsten Produkte erhalten:
a) aus Steinkohlenteer; b) aus Teerwasser; c) aus Kokereigas? Wo werden sie angewendet? Welche organischen Stoffe können aus Kokereigas gewonnen werden?
a) Benzol, Toluol, Naphthalin - chemische Industrie
b) Ammoniak, Phenole, organische Säuren - chemische Industrie
c) Wasserstoff, Methan, Ethylen - Kraftstoff.

Erinnern Sie sich an alle Hauptwege, um aromatische Kohlenwasserstoffe zu erhalten. Was ist der Unterschied zwischen den Methoden zur Gewinnung aromatischer Kohlenwasserstoffe aus den Verkokungsprodukten von Kohle und Öl? Schreiben Sie die Gleichungen für die entsprechenden Reaktionen auf.
Sie unterscheiden sich in den Produktionsmethoden: Die primäre Ölraffination basiert auf einem Unterschied in physikalische Eigenschaften verschiedenen Fraktionen, und die Verkokung basiert ausschließlich auf den chemischen Eigenschaften der Kohle.

Erklären Sie, wie im Zuge der Lösung von Energieproblemen im Land die Verfahren zur Verarbeitung und Nutzung natürlicher Kohlenwasserstoffressourcen verbessert werden.
Suche nach neuen Energiequellen, Optimierung von Ölförderungs- und Raffinationsprozessen, Entwicklung neuer Katalysatoren zur Senkung der Kosten der gesamten Produktion usw.

20. Wie sind die Aussichten für die Gewinnung von flüssigem Brennstoff aus Kohle?
In Zukunft ist es möglich, flüssigen Brennstoff aus Kohle zu gewinnen, sofern die Produktionskosten gesenkt werden.

Aufgabe 1.

Es ist bekannt, dass das Gas Volumenanteile von 0,9 Methan, 0,05 Ethan, 0,03 Propan, 0,02 Stickstoff enthält. Welches Luftvolumen ist erforderlich, um 1 m3 dieses Gases unter normalen Bedingungen zu verbrennen?

Aufgabe 2.

Welches Luftvolumen (N.O.) wird benötigt, um 1 kg Heptan zu verbrennen?

Aufgabe 3. Berechnen Sie, welches Volumen (in l) und welche Masse (in kg) Kohlenmonoxid (IV) durch die Verbrennung von 5 Mol Oktan (n.o.) erhalten wird.

Die Hauptquellen von Kohlenwasserstoffen auf unserem Planeten sind Erdgas, Öl und Kohle. Millionen von Jahren der Konservierung in den Eingeweiden der Erde haben die stabilsten Kohlenwasserstoffe überstanden: gesättigt und aromatisch.

Erdgas besteht hauptsächlich aus Methan mit Verunreinigungen aus anderen gasförmigen Alkanen, Stickstoff, Kohlendioxid und einigen anderen Gasen; Kohle enthält hauptsächlich polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe.

Öl enthält im Gegensatz zu Erdgas und Kohle die gesamte Bandbreite an Komponenten:

Im Öl sind auch andere Substanzen vorhanden: heteroatomare organische Verbindungen (die Schwefel, Stickstoff, Sauerstoff und andere Elemente enthalten), Wasser mit darin gelösten Salzen, feste Partikel anderer Gesteine ​​und andere Verunreinigungen.

Interessant zu wissen: Kohlenwasserstoffe kommen auch im Weltraum vor, auch auf anderen Planeten.

Beispielsweise macht Methan einen großen Teil der Uranus-Atmosphäre aus und ist für seine helltürkisfarbene Farbe verantwortlich, wenn man es durch ein Teleskop sieht. Die Atmosphäre von Titan, dem größten Satelliten des Saturn, besteht hauptsächlich aus Stickstoff, enthält aber auch die Kohlenwasserstoffe Methan, Ethan, Propan, Ethin, Propin, Butadiin und deren Derivate; manchmal regnet es Methan und Kohlenwasserstoffflüsse münden in Kohlenwasserstoffseen auf der Oberfläche von Titan.

Das Vorhandensein von ungesättigten Kohlenwasserstoffen zusammen mit gesättigtem und molekularem Wasserstoff ist auf die Wirkung der Sonnenstrahlung zurückzuführen.

Mendeleev kennt den Satz: „Öl zu verbrennen ist dasselbe wie den Hochofen mit Banknoten zu heizen.“ Dank des Aufkommens und der Entwicklung von Ölraffinationstechnologien wurde Öl im 20. Jahrhundert vom gewöhnlichen Brennstoff zum wertvollsten Rohstoffquelle für die chemische Industrie.

Mineralölprodukte werden derzeit in fast allen Industrien eingesetzt.

Primäre Ölraffination ist Ausbildung, das heißt die Reinigung von Öl von anorganischen Verunreinigungen und darin gelöstem Erdölgas, und Destillation, das heißt, die physikalische Unterteilung in Fraktionen je nach Siedepunkt:

Aus dem nach der Destillation von Öl bei Atmosphärendruck verbleibenden Heizöl werden unter Einwirkung von Vakuum Komponenten mit großem Molekulargewicht isoliert, die für die Verarbeitung zu Mineralölen, Kraftstoffen und anderen Produkten geeignet sind, und der Rest - Teer- zur Herstellung von Bitumen verwendet.

Im Prozess der Ölraffination werden einzelne Fraktionen unterzogen chemische Umwandlungen.

Dies sind Cracken, Reformieren, Isomerisieren und viele andere Prozesse, die es ermöglichen, ungesättigte und aromatische Kohlenwasserstoffe, verzweigte Alkane und andere wertvolle Erdölprodukte zu erhalten. Einige davon werden für die Produktion hochwertiger Kraftstoffe und verschiedener Lösungsmittel ausgegeben, andere sind Rohstoffe für die Herstellung neuer organischer Verbindungen und Materialien für verschiedene Industrien.

Es sollte jedoch daran erinnert werden, dass die Kohlenwasserstoffreserven in der Natur viel langsamer aufgefüllt werden, als die Menschheit sie verbraucht, und der Prozess der Verarbeitung und Verbrennung von Erdölprodukten führt zu starken Abweichungen in das chemische Gleichgewicht der Natur.

Natürlich wird die Natur früher oder später das Gleichgewicht wiederherstellen, aber dies kann zu ernsthaften Problemen für den Menschen führen. Daher ist es notwendig neue Technologien um künftig von der Verwendung von Kohlenwasserstoffen als Kraftstoff wegzukommen.

Um solche globalen Probleme zu lösen, ist es notwendig Entwicklung der Grundlagenwissenschaft und tiefes Verständnis der Welt um uns herum.