Budget de l'État établissement d'enseignement

école secondaire n ° 225 du district Admiralteisky de Saint-Pétersbourg

RÉDACTION

EN CHIMIE

Les hydrocarbures et leurs sources naturelles

Professeur de chimie:

Voronaïev Ivan Gennadievitch

Noter

Saint-Pétersbourg

2018

Introduction

Les hydrocarbures sont des composés organiques constitués d'atomes C (carbone) et H (hydrogène) - gazeux, liquides et solides, selon le poids moléculaire et la structure chimique.

Le but de l'abrégé est de considérer les composés organiques, les groupes dans lesquels ils sont divisés, où ils se trouvent et la possibilité d'utiliser des hydrocarbures.

Pertinence du sujet : C'est la chimie organique qui est l'une des disciplines chimiques qui se développe le plus rapidement et qui affecte de manière globale la vie humaine. On sait que le nombre de composés organiques est trop important et, selon certaines données, atteint environ 18 millions.

1. Classement des hydrocarbures

Un grand groupe d'hydrocarbures est divisé en aliphatiques et aromatiques. Les aliphatiques, à leur tour, sont divisés en deux sous-groupes : - saturés ou limitants ; - insaturé ou insaturé. Dans les hydrocarbures saturés, toutes les valences de carbone sont utilisées pour la connexion avec les atomes de carbone voisins et la connexion avec les atomes d'hydrogène. Les hydrocarbures insaturés sont appelés hydrocarbures, dans les molécules desquels se trouvent des atomes de carbone liés par des doubles ou triples liaisons. La classification des hydrocarbures est systématisée dans le tableau 1.

Tableau 1

Caractéristiques générales des hydrocarbures

Alcanes - ce sont des hydrocarbures acycliques de structure linéaire ou ramifiée, dans les molécules desquels les atomes de carbone sont reliés entre eux par de simples -Connexions. Les alcanes forment une série homologue avec la formule générale C n H 2n+2 , où n est le nombre d'atomes de carbone.

Image 1. Formule développée du méthane

Alcènes - les hydrocarbures acycliques insaturés de structure linéaire ou ramifiée, dans la molécule desquels il existe une double liaison entre les atomescarbone. Formule généraleC n H 2n .

Figure 2. Formule structurelle de l'éthylène

Alcynes - les hydrocarbures acycliques insaturés contenant une triple liaison C≡C. Série homologue de l'acétylène. Formule généraleC n H 2n–2 . Possible isomérie du squelette carboné, isomérie de la position de la triple liaison, interclasse et spatiale. Les réactions les plus caractéristiques sont l'addition, la combustion.

figure 3 Formule développée de l'acétylène

Alcadiènes - les hydrocarbures acycliques insaturés contenant deux doubles liaisons C=C. Série homologue d'hydrocarbures diènes. Formule généraleC n H 2n–2 . L'isomérie du squelette carboné, l'isomérie de la position de la double liaison, l'isomérie interclasse, cis-trans sont possibles. Les réactions les plus typiques sont l'addition.

Figure 4 Formule développée du butadiène-1,3

Cycloalcanes - les hydrocarbures carbocycliques saturés avec des liaisons C–C simples. Série homologue de polyméthylènes. Formule généraleC n H 2n. Possible isomérie du squelette carboné, spatiale, interclasse. Pour les cycloalcanes avec n = 3–4, les réactions d'addition avec ouverture de cycle sont les plus caractéristiques.

Figure 5 Formule développée du cyclopropane

1. La formation d'hydrocarbures. Champ d'application

La théorie principale de l'origine des hydrocarbures est la décomposition des organismes végétaux et des restes d'animaux.

Les hydrocarbures sont utilisés comme carburant et comme produits de départ pour la synthèse de diverses substances. Les principales sources de production d'hydrocarbures sont le gaz naturel et le pétrole.

Le gaz naturel contient principalement des hydrocarbures de faible masse moléculaire issus du méthane CH 4 au butane C 4 H 10 . Le pétrole contient une variété d'hydrocarbures dont le poids moléculaire est supérieur à celui des hydrocarbures du gaz naturel, tels quealcanes liquidesDE 5 H 12 - DE 16 H 34 , constituent l'essentiel des fractions liquides d'huile et d'alcanes solides de la compositionDE 17 H 36 - DE 53 H 108 et plus, qui sont inclus dans les fractions d'huile lourde et les paraffines solides.

Les hydrocarbures, en particulier les hydrocarbures cycliques, sont également obtenus par distillation sèche du charbon et des schistes bitumineux.

Une grande variété de produits contenant des hydrocarbures et les conditions dans lesquelles ils peuvent se former encore et encore, de sorte que les hydrocarbures peuvent jouer le rôle de risques professionnels dans presque toutes les industries :

dans l'extraction de combustibles liquides et gazeux naturels (gaz, industrie pétrolière);

dans le traitement du pétrole et des produits qui en sont dérivés (raffinage du pétrole et industrie pétrochimique) ;

lors de l'utilisation de produits de traitement thermique de houille et de lignite, de schiste, de tourbe, de pétrole à diverses fins (comme carburant pour avions, voitures, tracteurs);

comme solvants dans de nombreuses industries, comme les huiles minérales.

Les hydrocarbures peuvent agir comme des poisons domestiques :

en fumant du tabac (polyaromatique, comme le naphtalène C 10 H 8 pyrène C 16 H 10);

comme solvants dans la vie quotidienne (par exemple, lors du nettoyage des vêtements);

en cas d'empoisonnement accidentel, principalement d'enfants, avec des mélanges liquides d'hydrocarbures (essence, kérosène).

Hydrocarbures contenant jusqu'à 5 atomes de carbone par molécule (CH 4, C2H2, C3H8, C4H10, C5H12 ) et qui sont des substances gazeuses à température et pression ordinaires, peuvent être contenues dans l'air à n'importe quelle concentration et conduire dans certains cas à un manque d'oxygène dans l'air (par exemple, l'accumulation de CH4 dans les mines de charbon) et à des explosions.

Limiter les hydrocarbures contenant de 6 à 9 atomes de carbone dans une molécule (C 6H14, C7H16, C8H18 octane, C9H20 ), - les substances liquides qui composent l'essence, le kérosène. Ils sont largement utilisés comme solvants et diluants pour les adhésifs, les vernis, les peintures, ainsi que comme agents dégraissants et peuvent créer de fortes concentrations de vapeur dans les locaux industriels (caoutchouc, peinture, construction de machines et autres industries).

Les hydrocarbures lourds contenant 10 atomes de carbone ou plus par molécule (pétrole et huiles minérales, paraffines, naphtalène, phénanthrène, anthracène, bitume) se caractérisent par une faible volatilité, mais provoquent certaines lésions avec une exposition chronique de la peau et des muqueuses, ont une toxicité générale effet. Lorsque vous travaillez avec des fluides lubrifiants de refroidissement, par exemple, le frézol, les émulsions et les émulsions fabriquées à leur base (coupe de métal), une folliculite à l'huile (un processus inflammatoire de nature purulente) peut se développer.

Conclusion

Les principales classes d'hydrocarbures sont considérées. Trouver dans la nature et la portée.

Hydrocarbures trouvés application large dans l'industrie. Portée principale :

comme carburant;

Pour la synthèse de plastiques, caoutchouc, caoutchouc, fibres synthétiques, peintures, engrais, colorants;

Pour la production de produits pharmaceutiques, hygiéniques, cosmétiques ;

Pour la production de détergents;

Pour la production d'additifs alimentaires et de produits alimentaires.

Bibliographie

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Manuel électronique de réseau sur la chimie organique, http://cnit.ssau.ru/organics/chem2/

Chapitre 1. GÉOCHIMIE PÉTROLIÈRE ET EXPLORATION DES RESSOURCES EN CARBURANT.

§ 1. Origine des combustibles fossiles. 3

§ 2. Roches de gas-oil. quatre

Chapitre 2. SOURCES NATURELLES.. 5

Chapitre 3. PRODUCTION INDUSTRIELLE DES HYDROCARBURES .. 8

Chapitre 4. RAFFINAGE DU PÉTROLE .. 9

§ 1. Distillation fractionnée.. 9

§ 2. Fissuration. 12

§ 3. Réforme. 13

§ 4. Désulfuration.. 14

Chapitre 5. APPLICATIONS DES HYDROCARBURES .. 14

§ 1. Alcanes .. 15

§ 2. Alcènes.. 16

§ 3. Alcynes.. 18

§ 4. Arènes.. 19

Chapitre 6. Analyse de l'état de l'industrie pétrolière. vingt

Chapitre 7. Caractéristiques et principales tendances de l'industrie pétrolière. 27

Liste des références... 33

Les premières théories, qui considéraient les principes qui déterminent l'occurrence des gisements de pétrole, se limitaient généralement principalement à la question de savoir où il s'accumule. Cependant, au cours des 20 dernières années, il est devenu clair que pour répondre à cette question, il est nécessaire de comprendre pourquoi, quand et en quelle quantité le pétrole s'est formé dans un bassin particulier, ainsi que de comprendre et d'établir les processus comme un résultat duquel il est né, a migré et s'est accumulé. Ces informations sont essentielles pour améliorer l'efficacité de l'exploration pétrolière.

Selon les conceptions modernes, la formation de ressources en hydrocarbures s'est produite à la suite d'une séquence complexe de processus géochimiques (voir Fig. 1) à l'intérieur des roches gazières et pétrolières d'origine. Dans ces processus, les composants de divers systèmes biologiques (substances d'origine naturelle) ont été convertis en hydrocarbures et, dans une moindre mesure, en composés polaires avec une stabilité thermodynamique différente - en raison de la précipitation de substances d'origine naturelle et de leur chevauchement ultérieur par des roches sédimentaires, sous l'influence d'une température élevée et d'une pression accrue dans les couches superficielles de la croûte terrestre. La migration primaire des produits liquides et gazeux de la couche de gazole d'origine et leur migration secondaire ultérieure (à travers les horizons porteurs, les déplacements, etc.) dans les roches poreuses saturées de pétrole entraînent la formation de dépôts d'hydrocarbures, la migration ultérieure de ce qui est évité en emprisonnant les dépôts entre les couches rocheuses non poreuses .

Dans les extraits de matière organique de roches sédimentaires d'origine biogénique, des composés ayant la même structure chimique que les composés extraits du pétrole ont. Pour la géochimie, certains de ces composés revêtent une importance particulière et sont considérés comme des « marqueurs biologiques » (« fossiles chimiques »). Ces hydrocarbures ont beaucoup en commun avec les composés trouvés dans les systèmes biologiques (par exemple, les lipides, les pigments et les métabolites) à partir desquels l'huile est dérivée. Ces composés démontrent non seulement l'origine biogénique des hydrocarbures naturels, mais fournissent également des informations très importantes sur les roches gazeuses et pétrolifères, ainsi que sur la nature de la maturation et de l'origine, de la migration et de la biodégradation qui ont conduit à la formation de gisements spécifiques de gaz et de pétrole. .

Figure 1 Processus géochimiques conduisant à la formation d'hydrocarbures fossiles.

Une roche à gazole est considérée comme une roche sédimentaire finement dispersée qui, lors de la sédimentation naturelle, a conduit ou aurait pu conduire à la formation et à la libération de quantités importantes de pétrole et (ou) de gaz. La classification de ces roches est basée sur la teneur et le type de matière organique, l'état de son évolution métamorphique (transformations chimiques se produisant à des températures d'environ 50-180 ° C), ainsi que la nature et la quantité d'hydrocarbures pouvant être obtenus. à partir de cela. Le kérogène de matière organique dans les roches sédimentaires d'origine biogénique peut se trouver sous une grande variété de formes, mais il peut être divisé en quatre types principaux.

1) Liptinites– avoir une très forte teneur en hydrogène, mais une faible teneur en oxygène ; leur composition est due à la présence de chaînes carbonées aliphatiques. On suppose que les liptinites se sont formées principalement à partir d'algues (généralement soumises à une décomposition bactérienne). Ils ont une grande capacité à se transformer en huile.

2) Sorties– ont une forte teneur en hydrogène (toutefois inférieure à celle des liptinites), sont riches en chaînes aliphatiques et en naphtènes saturés (hydrocarbures alicycliques), ainsi qu'en cycles aromatiques et en groupements fonctionnels oxygénés. Cette matière organique est formée de matières végétales telles que les spores, le pollen, les cuticules et d'autres parties structurelles des plantes. Les exinites ont une bonne capacité à se transformer en condensat de pétrole et de gaz, et à des stades plus élevés d'évolution métamorphique en gaz.

3) Vitrshité- ont une faible teneur en hydrogène, une forte teneur en oxygène et sont constitués principalement de structures aromatiques à courtes chaînes aliphatiques liées par des groupements fonctionnels oxygénés. Ils sont formés de matériaux ligneux structurés (lignocellulosiques) et ont une capacité limitée à se transformer en pétrole, mais une bonne capacité à se transformer en gaz.

4) Inertinite sont des roches clastiques noires et opaques (riches en carbone et pauvres en hydrogène) qui se sont formées à partir de précurseurs ligneux fortement altérés. Ils n'ont pas la capacité de se transformer en pétrole et en gaz.

Les principaux facteurs de reconnaissance de la roche gazole sont sa teneur en kérogène, le type de matière organique dans le kérogène et le stade d'évolution métamorphique de cette matière organique. Les bonnes roches gazeuses et pétrolières sont celles qui contiennent 2 à 4 % de matière organique du type à partir duquel les hydrocarbures correspondants peuvent être formés et libérés. Dans des conditions géochimiques favorables, la formation de pétrole peut se produire à partir de roches sédimentaires contenant des matières organiques telles que la liptinite et l'exinite. La formation de gisements de gaz se produit généralement dans des roches riches en vitrinite ou à la suite d'un craquage thermique de l'huile initialement formée.

À la suite de l'enfouissement ultérieur de sédiments de matière organique sous les couches supérieures de roches sédimentaires, cette substance est exposée à des températures de plus en plus élevées, ce qui entraîne la décomposition thermique du kérogène et la formation de pétrole et de gaz. La formation d'huile en quantité d'intérêt pour le développement industriel du gisement se produit dans certaines conditions de temps et de température (profondeur d'occurrence), et le temps de formation est d'autant plus long que la température est basse (ceci est facile à comprendre si l'on supposons que la réaction se déroule selon l'équation du premier ordre et a une dépendance d'Arrhenius à la température). Par exemple, la même quantité de pétrole qui s'est formée à 100°C en environ 20 millions d'années devrait se former à 90°C en 40 millions d'années, et à 80°C en 80 millions d'années. Le taux de formation d'hydrocarbures à partir du kérogène double environ pour chaque augmentation de température de 10°C. Cependant, la composition chimique du kérogène. peuvent être extrêmement diverses et, par conséquent, la relation indiquée entre le temps de maturation de l'huile et la température de ce processus ne peut être considérée que comme la base d'estimations approximatives.

Des études géochimiques modernes montrent que sur le plateau continental de la mer du Nord, chaque augmentation de profondeur de 100 m s'accompagne d'une augmentation de la température d'environ 3°C, ce qui signifie que les roches sédimentaires riches en matière organique ont formé des hydrocarbures liquides à une profondeur de 2500-4000 m pendant 50 à 80 millions d'années. Des huiles légères et des condensats semblent s'être formés à des profondeurs de 4 000 à 5 000 m, et du méthane (gaz sec) à des profondeurs supérieures à 5 000 m.

Les sources naturelles d'hydrocarbures sont les combustibles fossiles - pétrole et gaz, charbon et tourbe. Les gisements de pétrole brut et de gaz sont apparus il y a 100 à 200 millions d'années à partir de plantes et d'animaux marins microscopiques qui se sont incrustés dans des roches sédimentaires qui se sont formées au fond de la mer, en revanche, le charbon et la tourbe ont commencé à se former il y a 340 millions d'années à partir de plantes poussant sur terre.

Le gaz naturel et le pétrole brut se trouvent généralement avec l'eau dans les couches pétrolifères situées entre les couches rocheuses (Fig. 2). Le terme "gaz naturel" s'applique également aux gaz qui se forment dans des conditions naturelles à la suite de la décomposition du charbon. Le gaz naturel et le pétrole brut sont exploités sur tous les continents à l'exception de l'Antarctique. Les plus grands fabricants gaz naturel dans le monde sont la Russie, l'Algérie, l'Iran et les États-Unis. Les plus grands producteurs de pétrole brut sont le Venezuela, l'Arabie saoudite, le Koweït et l'Iran.

Le gaz naturel se compose principalement de méthane (tableau 1).

Le pétrole brut est un liquide huileux dont la couleur peut varier du brun foncé ou vert à presque incolore. Il contient un grand nombre d'alcanes. Parmi eux se trouvent des alcanes non ramifiés, des alcanes ramifiés et des cycloalcanes avec le nombre d'atomes de carbone de cinq à 40. Le nom industriel de ces cycloalcanes est bien connu. Le pétrole brut contient également environ 10 % d'hydrocarbures aromatiques, ainsi que de petites quantités d'autres composés contenant du soufre, de l'oxygène et de l'azote.

Figure 2 Le gaz naturel et le pétrole brut se retrouvent piégés entre des couches rocheuses.

Tableau 1 Composition du gaz naturel

Charbon est la plus ancienne source d'énergie que l'humanité connaisse. C'est un minéral (Fig. 3), qui a été formé à partir de matière végétale Dans le processus métamorphisme. Les roches métamorphiques sont appelées roches dont la composition a subi des changements dans des conditions de hautes pressions, ainsi que de hautes températures. Le produit de la première étape de la formation du charbon est tourbe, qui est de la matière organique décomposée. Le charbon est formé à partir de tourbe après avoir été recouvert de roches sédimentaires. Ces roches sédimentaires sont dites surchargées. Les précipitations surchargées réduisent la teneur en humidité de la tourbe.

Trois critères sont utilisés dans la classification des charbons : pureté(déterminé par la teneur relative en carbone en pourcentage); Type de(déterminé par la composition de la matière végétale d'origine); noter(selon le degré de métamorphisme).

Les charbons fossiles de moindre qualité sont charbon marron et lignite(Tableau 2). Ils sont plus proches de la tourbe et se caractérisent par une teneur en carbone relativement faible et une teneur en humidité élevée. Charbon caractérisé par une faible teneur en humidité et est largement utilisé dans l'industrie. La qualité de charbon la plus sèche et la plus dure est anthracite. Il est utilisé pour le chauffage domestique et la cuisine.

Récemment, grâce aux progrès technologiques, il est devenu de plus en plus économique. gazéification du charbon. Les produits de gazéification du charbon comprennent le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, l'hydrogène, le méthane et l'azote. Ils sont utilisés comme combustible gazeux ou comme matière première pour la fabrication de divers produits chimiques et engrais.

Le charbon, comme discuté ci-dessous, est une source importante de matières premières pour la production de composés aromatiques.

Figure 3 Variante du modèle moléculaire du charbon à faible teneur. Le charbon est un mélange complexe de produits chimiques, qui comprend du carbone, de l'hydrogène et de l'oxygène, ainsi que de petites quantités d'azote, de soufre et d'impuretés d'autres éléments. De plus, la composition du charbon, selon sa qualité, comprend une quantité différente d'humidité et divers minéraux.

Figure 4 Hydrocarbures présents dans les systèmes biologiques.

Les hydrocarbures sont naturellement présents non seulement dans les combustibles fossiles, mais également dans certains matériaux d'origine biologique. Le caoutchouc naturel est un exemple de polymère d'hydrocarbure naturel. La molécule de caoutchouc se compose de milliers d'unités structurelles, qui sont le méthylbuta-1,3-diène (isoprène); sa structure est représentée schématiquement sur la Fig. 4. Le méthylbuta-1,3-diène a la structure suivante :

caoutchouc naturel. Environ 90 % du caoutchouc naturel actuellement extrait dans le monde provient de l'arbre à caoutchouc brésilien Hevea brasiliensis, cultivé principalement dans les pays équatoriaux d'Asie. La sève de cet arbre, qui est un latex (solution aqueuse colloïdale de polymère), est recueillie à partir d'incisions pratiquées au couteau sur l'écorce. Le latex contient environ 30 % de caoutchouc. Ses minuscules particules sont en suspension dans l'eau. Le jus est versé dans des récipients en aluminium, où de l'acide est ajouté, ce qui provoque la coagulation du caoutchouc.

De nombreux autres composés naturels contiennent également des fragments structuraux d'isoprène. Par exemple, le limonène contient deux fractions isoprène. Le limonène est le principal constituant des huiles extraites de l'écorce des agrumes comme les citrons et les oranges. Ce composé appartient à une classe de composés appelés terpènes. Les terpènes contiennent 10 atomes de carbone dans leurs molécules (composés en C 10 ) et comprennent deux fragments d'isoprène reliés l'un à l'autre en série (« tête à queue »). Les composés à quatre fragments d'isoprène (composés en C 20 ) sont appelés diterpènes et à six fragments d'isoprène - triterpènes (composés en C 30 ). Le squalène, présent dans l'huile de foie de requin, est un triterpène. Les tétraterpènes (composés en C 40 ) contiennent huit fragments d'isoprène. Les tétraterpènes se trouvent dans les pigments des graisses végétales et animales. Leur couleur est due à la présence d'un long système conjugué de doubles liaisons. Par exemple, le β-carotène est responsable de la couleur orange caractéristique des carottes.

Les alcanes, alcènes, alcynes et arènes sont obtenus par raffinage du pétrole (voir ci-dessous). Le charbon est également une source importante de matières premières pour la production d'hydrocarbures. À cette fin charbon chauffé sans accès d'air dans un four à moufle. Le résultat est du coke, du goudron de houille, de l'ammoniac, du sulfure d'hydrogène et du gaz de houille. Ce processus est appelé distillation destructive du charbon. Par distillation fractionnée supplémentaire du goudron de houille, divers arènes sont obtenus (tableau 3). Lorsque le coke interagit avec la vapeur, on obtient du gaz à l'eau :

Tableau 3 Quelques composés aromatiques obtenus par distillation fractionnée de goudron de houille (goudron)

Les alcanes et les alcènes peuvent être obtenus à partir de gaz à l'eau en utilisant le procédé Fischer-Tropsch. Pour ce faire, de l'eau gazeuse est mélangée à de l'hydrogène et passée sur la surface d'un catalyseur de fer, de cobalt ou de nickel à température élevée et sous pression de 200-300 atm.

Le procédé Fischer-Tropsch permet également d'obtenir du méthanol et d'autres composés organiques contenant de l'oxygène à partir de l'eau gazeuse :

Cette réaction est effectuée en présence d'un catalyseur d'oxyde de chrome(III) à une température de 300°C et sous une pression de 300 atm.

Dans les pays industrialisés, les hydrocarbures tels que le méthane et l'éthylène sont de plus en plus produits à partir de la biomasse. Le biogaz est constitué principalement de méthane. L'éthylène peut être obtenu par déshydratation de l'éthanol, qui se forme dans les processus de fermentation.

Le dicarbure de calcium est également obtenu à partir de coke en chauffant son mélange avec de l'oxyde de calcium à des températures supérieures à 2000°C dans un four électrique :

Lorsque le dicarbure de calcium réagit avec l'eau, de l'acétylène se forme. Un tel procédé ouvre une autre possibilité pour la synthèse d'hydrocarbures insaturés à partir de coke.

Le pétrole brut est un mélange complexe d'hydrocarbures et d'autres composés. Sous cette forme, il est peu utilisé. Premièrement, il est transformé en d'autres produits qui ont des applications pratiques. Par conséquent, le pétrole brut est transporté par des pétroliers ou via des pipelines vers les raffineries.

Le raffinage du pétrole comprend un certain nombre de procédés physiques et chimiques : distillation fractionnée, craquage, reformage et désulfuration.

Le pétrole brut est séparé en de nombreux composants, le soumettant à une distillation simple, fractionnée et sous vide. La nature de ces procédés, ainsi que le nombre et la composition des fractions pétrolières résultantes, dépendent de la composition du pétrole brut et des besoins de ses différentes fractions.

Du pétrole brut, tout d'abord, les impuretés gazeuses qui y sont dissoutes sont éliminées en le soumettant à une simple distillation. L'huile est ensuite soumise à distillation primaire, à la suite de quoi il est divisé en gaz, fractions légères et moyennes et fioul. La distillation fractionnée supplémentaire des fractions légères et moyennes, ainsi que la distillation sous vide du mazout, conduit à la formation d'un grand nombre de fractions. En tableau. 4 montre les gammes de points d'ébullition et la composition de diverses fractions d'huile, et dans la fig. La figure 5 montre un schéma du dispositif de la colonne de distillation primaire (rectification) pour la distillation d'huile. Passons maintenant à la description des propriétés des différentes fractions d'huile.

Tableau 4 Fractions typiques de distillation d'huile

Figure 5 Distillation primaire du pétrole brut.

fraction gazeuse. Les gaz obtenus lors du raffinage du pétrole sont les alcanes non ramifiés les plus simples : éthane, propane et butanes. Cette fraction porte le nom industriel de gaz de raffinerie (pétrole). Il est retiré du pétrole brut avant d'être soumis à la distillation primaire, ou il est séparé de la fraction essence après la distillation primaire. Le gaz de raffinerie est utilisé comme combustible gazeux ou est soumis à une liquéfaction sous pression pour obtenir du gaz de pétrole liquéfié. Ce dernier est commercialisé comme combustible liquide ou utilisé comme matière première pour la production d'éthylène dans les usines de craquage.

fraction d'essence. Cette fraction est utilisée pour obtenir différentes qualités de carburant. C'est un mélange de divers hydrocarbures, y compris des alcanes droits et ramifiés. Les caractéristiques de combustion des alcanes non ramifiés ne sont pas parfaitement adaptées aux moteurs à combustion interne. Par conséquent, la fraction essence est souvent reformée thermiquement pour convertir les molécules non ramifiées en molécules ramifiées. Avant utilisation, cette fraction est généralement mélangée avec des alcanes ramifiés, des cycloalcanes et des composés aromatiques obtenus à partir d'autres fractions par craquage catalytique ou reformage.

La qualité de l'essence en tant que carburant moteur est déterminée par son indice d'octane. Il indique le pourcentage volumique de 2,2,4-triméthylpentane (isooctane) dans un mélange de 2,2,4-triméthylpentane et d'heptane (alcane à chaîne droite) qui présente les mêmes caractéristiques de combustion par détonation que l'essence testée.

Un mauvais carburant a un indice d'octane de zéro, tandis qu'un bon carburant a un indice d'octane de 100. L'indice d'octane de la fraction essence obtenue à partir de pétrole brut est généralement inférieur à 60. Les caractéristiques de combustion de l'essence sont améliorées par l'ajout de un additif antidétonant, qui est utilisé comme plomb tétraéthyle (IV) , Рb (С 2 Н 5) 4 . Le plomb tétraéthyle est un liquide incolore obtenu en chauffant du chloroéthane avec un alliage de sodium et de plomb :

Lors de la combustion de l'essence contenant cet additif, des particules de plomb et d'oxyde de plomb(II) se forment. Ils ralentissent certaines étapes de la combustion du carburant essence et empêchent ainsi sa détonation. Avec le plomb tétraéthyle, le 1,2-dibromoéthane est ajouté à l'essence. Il réagit avec le plomb et le plomb(II) pour former du bromure de plomb(II). Étant donné que le bromure de plomb (II) est un composé volatil, il est éliminé du moteur de la voiture avec les gaz d'échappement.

Naphta (naphta). Cette fraction de distillation du pétrole est obtenue dans l'intervalle entre les fractions essence et kérosène. Il est constitué principalement d'alcanes (tableau 5).

Le naphta est également obtenu par distillation fractionnée d'une fraction d'huile légère obtenue à partir de goudron de houille (tableau 3). Le naphta de goudron de houille a une teneur élevée en hydrocarbures aromatiques.

La majeure partie du naphta produit par le raffinage du pétrole brut est reformée en essence. Cependant, une partie importante de celui-ci est utilisée comme matière première pour la production d'autres produits chimiques.

Tableau 5 Composition en hydrocarbures de la fraction naphta d'un pétrole typique du Moyen-Orient

Kérosène. La fraction kérosène de la distillation du pétrole est constituée d'alcanes aliphatiques, de naphtalènes et d'hydrocarbures aromatiques. Une partie est raffinée pour être utilisée comme source d'hydrocarbures paraffiniques saturés, et l'autre partie est craquée pour être convertie en essence. Cependant, la majeure partie du kérosène est utilisée comme carburant pour les avions à réaction.

gasoil. Cette fraction du raffinage du pétrole est connue sous le nom de carburant diesel. Une partie est craquée pour produire du gaz de raffinerie et de l'essence. Cependant, le gazole est principalement utilisé comme carburant pour les moteurs diesel. Dans un moteur diesel, le carburant est enflammé en augmentant la pression. Par conséquent, ils se passent de bougies d'allumage. Le gasoil est également utilisé comme combustible pour les fours industriels.

essence. Cette fraction reste après l'élimination de toutes les autres fractions de l'huile. La majeure partie est utilisée comme combustible liquide pour chauffer les chaudières et générer de la vapeur dans les installations industrielles, les centrales électriques et les moteurs de navires. Cependant, une partie du mazout est soumise à une distillation sous vide pour obtenir des huiles lubrifiantes et de la cire de paraffine. Les huiles lubrifiantes sont encore raffinées par extraction au solvant. Le matériau visqueux sombre qui reste après la distillation sous vide du mazout est appelé "bitume" ou "asphalte". Il est utilisé pour la fabrication de revêtements routiers.

Nous avons discuté de la façon dont la distillation fractionnée et sous vide, ainsi que l'extraction par solvant, peuvent séparer le pétrole brut en diverses fractions d'importance pratique. Tous ces processus sont physiques. Mais les procédés chimiques sont également utilisés pour raffiner le pétrole. Ces procédés peuvent être divisés en deux types : le craquage et le reformage.

Dans ce processus, les grosses molécules des fractions à haut point d'ébullition du pétrole brut sont décomposées en molécules plus petites qui constituent les fractions à bas point d'ébullition. Le craquage est nécessaire car la demande de fractions pétrolières à bas point d'ébullition - en particulier l'essence - dépasse souvent la capacité de les obtenir à partir de la distillation fractionnée du pétrole brut.

À la suite du craquage, en plus de l'essence, des alcènes sont également obtenus, qui sont nécessaires comme matières premières pour l'industrie chimique. Le craquage, quant à lui, se divise en trois grands types : l'hydrocraquage, le craquage catalytique et le craquage thermique.

Hydrocraquage. Ce type de craquage permet de convertir des fractions pétrolières à haut point d'ébullition (cires et huiles lourdes) en fractions à bas point d'ébullition. Le procédé d'hydrocraquage consiste dans le fait que la fraction à craquer est chauffée sous très haute pression dans une atmosphère d'hydrogène. Cela conduit à la rupture de grosses molécules et à l'ajout d'hydrogène à leurs fragments. En conséquence, des molécules saturées de petites tailles se forment. L'hydrocraquage est utilisé pour produire des gazoles et des essences à partir de fractions plus lourdes.

craquage catalytique. Cette méthode aboutit à un mélange de produits saturés et insaturés. Le craquage catalytique est réalisé à des températures relativement basses, et un mélange de silice et d'alumine est utilisé comme catalyseur. De cette manière, une essence de haute qualité et des hydrocarbures insaturés sont obtenus à partir de fractions d'huile lourde.

Fissuration thermique. Les grosses molécules d'hydrocarbures contenues dans les fractions d'huile lourde peuvent être décomposées en molécules plus petites en chauffant ces fractions à des températures supérieures à leur point d'ébullition. Comme dans le craquage catalytique, on obtient dans ce cas un mélange de produits saturés et insaturés. Par exemple,

Le craquage thermique est particulièrement important pour la production d'hydrocarbures insaturés tels que l'éthylène et le propène. Les vapocraqueurs sont utilisés pour le craquage thermique. Dans ces unités, la charge d'hydrocarbures est d'abord chauffée dans un four à 800°C puis diluée à la vapeur. Cela augmente le rendement en alcènes. Une fois que les grosses molécules des hydrocarbures d'origine sont divisées en molécules plus petites, les gaz chauds sont refroidis à environ 400 ° C avec de l'eau, qui est convertie en vapeur comprimée. Ensuite, les gaz refroidis entrent dans la colonne de distillation (fractionnée), où ils sont refroidis à 40°C. La condensation de molécules plus grosses conduit à la formation d'essence et de gazole. Les gaz non condensés sont comprimés dans un compresseur qui est entraîné par la vapeur comprimée issue de l'étape de refroidissement des gaz. La séparation finale des produits est effectuée dans des colonnes de distillation fractionnée.

Tableau 6 Rendement des produits de vapocraquage à partir de diverses charges d'hydrocarbures (% en poids)

Dans les pays européens, la principale matière première pour la production d'hydrocarbures insaturés par craquage catalytique est le naphta. Aux États-Unis, l'éthane est la principale matière première utilisée à cette fin. Il est facilement obtenu dans les raffineries en tant que composant du gaz de pétrole liquéfié ou du gaz naturel, ainsi qu'à partir des puits de pétrole en tant que composant des gaz naturels associés. Le propane, le butane et le gazole sont également utilisés comme matière première pour le vapocraquage. Les produits de craquage de l'éthane et du naphta sont répertoriés dans le tableau. 6.

Les réactions de fissuration procèdent par un mécanisme radical.

Contrairement aux procédés de craquage, qui consistent en la scission de molécules plus grosses en molécules plus petites, les procédés de reformage conduisent à une modification de la structure des molécules ou à leur association en molécules plus grosses. Le reformage est utilisé dans le raffinage du pétrole brut pour convertir les coupes d'essence de faible qualité en coupes de haute qualité. De plus, il est utilisé pour obtenir des matières premières pour l'industrie pétrochimique. Les procédés de reformage peuvent être classés en trois types : isomérisation, alkylation, et cyclisation et aromatisation.

Isomérisation. Dans ce processus, les molécules d'un isomère subissent un réarrangement pour former un autre isomère. Le procédé d'isomérisation est très important pour améliorer la qualité de la fraction essence obtenue après la distillation primaire du pétrole brut. Nous avons déjà signalé que cette fraction contient trop d'alcanes non ramifiés. Ils peuvent être transformés en alcanes ramifiés en chauffant cette fraction à 500-600°C sous une pression de 20-50 atm. Ce processus est appelé reformage thermique.

Pour l'isomérisation des alcanes à chaîne droite, il peut également être utilisé reformage catalytique. Par exemple, le butane peut être isomérisé en 2-méthylpropane en utilisant un catalyseur au chlorure d'aluminium à 100°C ou plus :

Cette réaction a un mécanisme ionique, qui s'effectue avec la participation de carbocations.

Alkylation. Dans ce processus, les alcanes et les alcènes formés à partir du craquage sont recombinés pour former des essences de haute qualité. Ces alcanes et alcènes ont généralement deux à quatre atomes de carbone. Le procédé est réalisé à basse température à l'aide d'un catalyseur acide fort tel que l'acide sulfurique :

Cette réaction se déroule selon le mécanisme ionique avec la participation du carbocation (CH 3 ) 3 C +.

Cyclisation et aromatisation. Lorsque les fractions d'essence et de naphta obtenues à la suite de la distillation primaire du pétrole brut sont passées sur la surface de catalyseurs tels que l'oxyde de platine ou de molybdène(VI), sur un substrat d'oxyde d'aluminium, à une température de 500°C et sous une pression de 10 à 20 atm, la cyclisation se produit avec une aromatisation ultérieure de l'hexane et d'autres alcanes à chaînes droites plus longues:

L'élimination de l'hydrogène de l'hexane puis du cyclohexane est appelée déshydrogénation. Ce type de reformage est essentiellement l'un des procédés de craquage. C'est ce qu'on appelle la mise en plate-forme, le reformage catalytique ou simplement le reformage. Dans certains cas, de l'hydrogène est introduit dans le système réactionnel pour empêcher la décomposition complète de l'alcane en carbone et pour maintenir l'activité du catalyseur. Dans ce cas, le processus est appelé hydroformage.

Le pétrole brut contient du sulfure d'hydrogène et d'autres composés contenant du soufre. La teneur en soufre du pétrole dépend du champ. Le pétrole, extrait du plateau continental de la mer du Nord, a une faible teneur en soufre. Lors de la distillation du pétrole brut, les composés organiques contenant du soufre sont décomposés et, par conséquent, du sulfure d'hydrogène supplémentaire se forme. Le sulfure d'hydrogène pénètre dans le gaz de raffinerie ou la fraction GPL. Étant donné que le sulfure d'hydrogène a les propriétés d'un acide faible, il peut être éliminé en traitant les produits pétroliers avec une sorte de base faible. Le soufre peut être récupéré à partir du sulfure d'hydrogène ainsi obtenu en brûlant du sulfure d'hydrogène dans l'air et en faisant passer les produits de combustion sur la surface d'un catalyseur d'alumine à une température de 400°C. La réaction globale de ce processus est décrite par l'équation

Environ 75 % de tout le soufre élémentaire actuellement utilisé par l'industrie des pays non socialistes est extrait du pétrole brut et du gaz naturel.

Environ 90% de tout le pétrole produit est utilisé comme carburant. Même si la fraction de pétrole utilisée pour produire des produits pétrochimiques est faible, ces produits sont très importants. Plusieurs milliers de composés organiques sont obtenus à partir des produits de distillation du pétrole (tableau 7). Ils sont à leur tour utilisés pour fabriquer des milliers de produits qui répondent non seulement aux besoins urgents de la société moderne, mais également aux besoins de confort (Fig. 6).

Tableau 7 Matières premières hydrocarbonées pour l'industrie chimique

Bien que les différents groupes de produits chimiques indiqués à la Fig. 6 sont généralement appelés produits pétrochimiques parce qu'ils sont dérivés du pétrole, il convient de noter que de nombreux produits organiques, en particulier les aromatiques, sont dérivés industriellement du goudron de houille et d'autres sources de matières premières. Et pourtant, environ 90 % de toutes les matières premières de l'industrie biologique proviennent du pétrole.

Quelques exemples typiques montrant l'utilisation d'hydrocarbures comme matières premières pour l'industrie chimique seront examinés ci-dessous.

Figure 6 Applications des produits pétrochimiques.

Le méthane n'est pas seulement l'un des combustibles les plus importants, il a aussi de nombreuses autres utilisations. Il est utilisé pour obtenir le soi-disant gaz de synthèse, ou gaz de synthèse. Comme le gaz à l'eau, qui est fabriqué à partir de coke et de vapeur, le gaz de synthèse est un mélange de monoxyde de carbone et d'hydrogène. Le gaz de synthèse est produit en chauffant du méthane ou du naphta à environ 750°C à une pression d'environ 30 atm en présence d'un catalyseur au nickel :

Le gaz de synthèse est utilisé pour produire de l'hydrogène dans le procédé Haber (synthèse de l'ammoniac).

Le gaz de synthèse est également utilisé pour produire du méthanol et d'autres composés organiques. Dans le processus d'obtention de méthanol, du gaz de synthèse est passé sur la surface d'un catalyseur d'oxyde de zinc et de cuivre à une température de 250 ° C et une pression de 50 à 100 atm, ce qui conduit à la réaction

Le gaz de synthèse utilisé pour ce processus doit être soigneusement purifié des impuretés.

Le méthanol est facilement soumis à une décomposition catalytique, dans laquelle du gaz de synthèse est à nouveau obtenu à partir de celui-ci. Il est très pratique à utiliser pour le transport de gaz de synthèse. Le méthanol est l'une des matières premières les plus importantes pour l'industrie pétrochimique. Il est utilisé, par exemple, pour obtenir de l'acide acétique :

Le catalyseur de ce procédé est un complexe de rhodium anionique soluble. Cette méthode est utilisée pour la production industrielle d'acide acétique, dont la demande dépasse l'échelle de sa production en raison du processus de fermentation.

Les composés solubles du rhodium pourront être utilisés à l'avenir comme catalyseurs homogènes pour la production d'éthane-1,2-diol à partir de gaz de synthèse :

Cette réaction se déroule à une température de 300°C et une pression d'environ 500-1000 atm. Actuellement, ce procédé n'est pas économiquement viable. Le produit de cette réaction (son nom trivial est l'éthylène glycol) est utilisé comme antigel et pour la production de divers polyesters, comme le térylène.

Le méthane est également utilisé pour produire des chlorométhanes, comme le trichlorométhane (chloroforme). Les chlorométhanes ont une variété d'utilisations. Par exemple, le chlorométhane est utilisé dans la production de silicones.

Enfin, le méthane est de plus en plus utilisé pour produire de l'acétylène.

Cette réaction se déroule à environ 1500°C. Pour chauffer le méthane à cette température, il est brûlé dans des conditions d'accès limité à l'air.

L'éthane a également un certain nombre d'utilisations importantes. Il est utilisé dans le processus d'obtention du chloroéthane (chlorure d'éthyle). Comme mentionné ci-dessus, le chlorure d'éthyle est utilisé pour produire du plomb tétraéthyle (IV). Aux États-Unis, l'éthane est une matière première importante pour la production d'éthylène (tableau 6).

Le propane joue un rôle important dans la production industrielle d'aldéhydes tels que le méthanal (formaldéhyde) et l'éthanal (aldéhyde acétique). Ces substances sont particulièrement importantes dans l'industrie des matières plastiques. Le butane est utilisé pour produire du buta-1,3-diène, qui, comme cela sera décrit ci-dessous, est utilisé pour produire du caoutchouc synthétique.

Éthylène. L'éthylène est l'un des alcènes les plus importants et, en général, l'un des produits les plus importants de l'industrie pétrochimique. C'est une matière première pour de nombreux plastiques. Listons-les.

Polyéthylène. Le polyéthylène est un produit de polymérisation de l'éthylène :

Polychloroéthylène. Ce polymère est également appelé chlorure de polyvinyle (PVC). Il est obtenu à partir de chloroéthylène (chlorure de vinyle), qui à son tour est obtenu à partir d'éthylène. Réaction totale :

Le 1,2-dichloroéthane est obtenu sous forme de liquide ou de gaz, en utilisant du chlorure de zinc ou du chlorure de fer(III) comme catalyseur.

Lorsque le 1,2-dichloroéthane est chauffé à une température de 500°C sous une pression de 3 atm en présence de pierre ponce, il se forme du chloroéthylène (chlorure de vinyle)

Une autre méthode de production de chloroéthylène est basée sur le chauffage d'un mélange d'éthylène, de chlorure d'hydrogène et d'oxygène à 250°C en présence de chlorure de cuivre(II) (catalyseur) :

fibre polyester. Un exemple d'une telle fibre est le térylène. Il est obtenu à partir d'éthane-1,2-diol, qui à son tour est synthétisé à partir d'époxyéthane (oxyde d'éthylène) comme suit :

L'éthane-1,2-diol (éthylène glycol) est également utilisé comme antigel et dans les détergents synthétiques.

L'éthanol est obtenu par hydratation de l'éthylène en utilisant l'acide phosphorique sur un support de silice comme catalyseur :

L'éthanol est utilisé pour produire de l'éthanal (acétaldéhyde). De plus, il est utilisé comme solvant pour les vernis et vernis, ainsi que dans l'industrie cosmétique.

Enfin, l'éthylène est également utilisé pour produire du chloroéthane, qui, comme mentionné ci-dessus, est utilisé pour fabriquer du plomb tétraéthyle (IV), un additif antidétonant pour l'essence.

propène. Le propène (propylène), comme l'éthylène, est utilisé pour la synthèse de divers produits chimiques. Beaucoup d'entre eux sont utilisés dans la production de plastiques et de caoutchoucs.

Polypropène. Le polypropylène est un produit de polymérisation du propène :

Propanone et propénal. La propanone (acétone) est largement utilisée comme solvant et est également utilisée dans la fabrication d'un plastique appelé plexiglas (polyméthacrylate de méthyle). La propanone est obtenue à partir de (1-méthyléthyl)benzène ou de propan-2-ol. Ce dernier est obtenu à partir du propène comme suit :

L'oxydation du propène en présence d'un catalyseur à base d'oxyde de cuivre(II) à une température de 350°C conduit à la production de propénal (aldéhyde acrylique) :

Propane-1,2,3-triol. Le propan-2-ol, le peroxyde d'hydrogène et le propénal obtenus dans le procédé décrit ci-dessus peuvent être utilisés pour obtenir le propan-1,2,3-triol (glycérol) :

La glycérine est utilisée dans la production de film de cellophane.

propennitrile (acrylonitrile). Ce composé est utilisé pour produire des fibres synthétiques, des caoutchoucs et des plastiques. Il est obtenu en faisant passer un mélange de propène, d'ammoniac et d'air sur la surface d'un catalyseur au molybdate à une température de 450°C :

Méthylbuta-1,3-diène (isoprène). Les caoutchoucs synthétiques sont obtenus par sa polymérisation. L'isoprène est produit à l'aide du processus en plusieurs étapes suivant :

Propane époxy utilisé pour produire des mousses de polyuréthane, des polyesters et des détergents synthétiques. Il est synthétisé comme suit :

But-1-ène, but-2-ène et buta-1,2-diène utilisé pour produire des caoutchoucs synthétiques. Si des butènes sont utilisés comme matières premières pour ce procédé, ils sont d'abord convertis en buta-1,3-diène par déshydrogénation en présence d'un catalyseur - un mélange d'oxyde de chrome (III) avec de l'oxyde d'aluminium :

Le représentant le plus important d'un certain nombre d'alcynes est l'éthyne (acétylène). L'acétylène a de nombreuses utilisations, telles que :

- comme combustible dans les chalumeaux oxyacétyléniques pour le coupage et le soudage des métaux. Lorsque l'acétylène brûle dans de l'oxygène pur, des températures allant jusqu'à 3000°C se développent dans sa flamme ;

- pour obtenir du chloroéthylène (chlorure de vinyle), bien que l'éthylène devienne actuellement la matière première la plus importante pour la synthèse du chloroéthylène (voir ci-dessus).

- d'obtenir un solvant de 1,1,2,2-tétrachloroéthane.

Le benzène et le méthylbenzène (toluène) sont produits en grande quantité lors du raffinage du pétrole brut. Etant donné que le méthylbenzène est obtenu dans ce cas même en plus grande quantité que nécessaire, une partie de celui-ci est convertie en benzène. A cet effet, un mélange de méthylbenzène avec de l'hydrogène est passé sur la surface d'un catalyseur au platine supporté par de l'oxyde d'aluminium à une température de 600°C sous pression :

Ce processus est appelé hydroalkylation .

Le benzène est utilisé comme matière première pour un certain nombre de plastiques.

(1-Méthyléthyl)benzène(cumène ou 2-phénylpropane). Il est utilisé pour produire du phénol et de la propanone (acétone). Le phénol est utilisé dans la synthèse de divers caoutchoucs et plastiques. Les trois étapes du processus de production de phénol sont énumérées ci-dessous.

Poly(phényléthylène)(polystyrène). Le monomère de ce polymère est le phényl-éthylène (styrène). Il est obtenu à partir du benzène :

La part de la Russie dans la production mondiale de matières premières minérales reste élevée et s'élève à 11,6% pour le pétrole, 28,1% pour le gaz et 12-14% pour le charbon. En termes de réserves minérales explorées, la Russie occupe une position de leader dans le monde. Avec un territoire occupé à 10 %, 12 à 13 % des réserves mondiales de pétrole, 35 % de gaz et 12 % de charbon sont concentrées dans les entrailles de la Russie. Dans la structure de la base de ressources minérales du pays, plus de 70% des réserves relèvent des ressources du complexe énergétique et énergétique (pétrole, gaz, charbon). La valeur totale des ressources minérales explorées et estimées est de 28,5 mille milliards dollars, ce qui est un ordre de grandeur supérieur au coût de tous les biens immobiliers privatisés en Russie.

Tableau 8 Complexe énergétique et énergétique de la Fédération de Russie

Le complexe combustible et énergie est l'épine dorsale de l'économie nationale : la part complexe de carburant et d'énergie dans les exportations totales en 1996 s'élèvera à près de 40 % (25 milliards de dollars). Environ 35% de toutes les recettes du budget fédéral pour 1996 (121 sur 347 billions de roubles) devraient provenir des activités des entreprises du complexe. La part du complexe combustible et énergie dans le volume total des produits commercialisables que les entreprises russes envisagent de produire en 1996 est palpable. Sur les 968 000 milliards de roubles. produits commercialisables (en prix courants), la part des entreprises de combustibles et d'énergie s'élèvera à près de 270 000 milliards de roubles, soit plus de 27 % (tableau 8). Le complexe de carburant et d'énergie reste le plus grand complexe industriel, réalisant des investissements en capital (plus de 71 billions de roubles en 1995) et attirant des investissements (1,2 milliard de dollars de la seule Banque mondiale au cours des deux dernières années) dans des entreprises de toutes leurs industries.

L'industrie pétrolière de la Fédération de Russie se développe depuis longtemps étendre sérieusement. Ceci a été réalisé grâce à la découverte et à la mise en service dans les années 50-70 de grands gisements hautement productifs dans Région Oural-Volga et Sibérie occidentale, ainsi que la construction de nouvelles raffineries de pétrole et l'expansion des raffineries existantes. La productivité élevée des gisements a permis d'augmenter la production de pétrole de 20 à 25 millions de tonnes par an avec des investissements en capital spécifiques minimes et des coûts relativement faibles de ressources matérielles et techniques. Cependant, dans le même temps, le développement des gisements s'est effectué à un rythme inacceptable (de 6 à 12% du prélèvement sur les réserves initiales), et toutes ces années, la construction d'infrastructures et de logements a pris un sérieux retard dans le secteur pétrolier. régions productrices. En 1988, la quantité maximale de condensats de pétrole et de gaz a été produite en Russie - 568,3 millions de tonnes, soit 91% de la production de pétrole de toute l'Union. Les entrailles du territoire de la Russie et les zones d'eau adjacentes des mers contiennent environ 90% des réserves prouvées de pétrole de toutes les républiques qui faisaient auparavant partie de l'URSS. Partout dans le monde, la base de ressources minérales se développe selon le schéma de la reproduction en expansion. Autrement dit, chaque année, il est nécessaire de transférer 10 à 15% de plus aux pêcheurs de nouveaux gisements qu'ils ne produisent. Ceci est nécessaire pour maintenir une structure de production équilibrée afin que l'industrie ne connaisse pas une pénurie de matières premières. Au cours des années de réformes, la question de l'investissement dans l'exploration géologique s'est posée avec acuité. Le développement d'un million de tonnes de pétrole nécessite des investissements d'un montant de deux à cinq millions de dollars américains. De plus, ces fonds ne donneront un rendement qu'après 3 à 5 ans. En attendant, pour compenser la baisse de la production, il est nécessaire de développer 250 à 300 millions de tonnes de pétrole par an. Au cours des cinq dernières années, 324 champs de pétrole et de gaz ont été explorés, 70 à 80 champs ont été mis en service. Seulement 0,35 % du PIB a été consacré à la géologie en 1995 (en ex-URSS ces coûts étaient trois fois plus élevés). Il existe une demande refoulée pour les produits des géologues - gisements explorés. Cependant, en 1995, le Service géologique parvient tout de même à enrayer la baisse de production de son industrie. Le volume des forages d'exploration profonde en 1995 a augmenté de 9 % par rapport à 1994. Sur 5,6 mille milliards roubles de financement 1,5 mille milliards roubles géologues reçus de manière centralisée. budget 1996 Roskomnedra est de 14 000 milliards de roubles, dont 3 000 milliards sont des investissements centralisés. Cela ne représente qu'un quart des investissements de l'ex-URSS dans la géologie de la Russie.

La base de matières premières de la Russie, sous réserve de la formation de conditions économiques appropriées pour le développement exploration les travaux peuvent fournir pendant une période relativement longue les niveaux de production nécessaires pour répondre aux besoins pétroliers du pays. Il convient de tenir compte du fait qu'en Fédération de Russie après les années 70, aucun grand gisement hautement productif n'a été découvert et que les réserves nouvellement augmentées se détériorent fortement en termes de conditions. Ainsi, par exemple, en raison des conditions géologiques, le débit moyen d'un nouveau puits dans la région de Tyumen est passé de 138 tonnes en 1975 à 10-12 tonnes en 1994, soit plus de 10 fois. Augmentation significative du coût des ressources financières et matérielles et techniques pour la création de 1 tonne de nouvelle capacité. L'état de développement de grands champs hautement productifs se caractérise par le développement de réserves d'un montant de 60 à 90% des réserves récupérables initiales, ce qui a prédéterminé le déclin naturel de la production de pétrole.

La transition vers des relations de marché dicte la nécessité de changer d'approche pour établir les conditions économiques de fonctionnement des entreprises, attribuer ceux qui sont aux industries minières. Dans l'industrie pétrolière, qui se caractérise par des ressources non renouvelables de matières premières minérales précieuses - le pétrole, les approches économiques existantes excluent une partie importante des réserves du développement en raison de l'inefficacité de leur développement selon les critères économiques actuels. Les estimations montrent que, pour des raisons économiques, les compagnies pétrolières individuelles ne peuvent pas s'engager dans un chiffre d'affaires économique de 160 à 1057 millions de tonnes de réserves de pétrole.

L'industrie pétrolière, avec un important Sécurité réserves d'équilibre, dernières années détérioration non mon boulot. En moyenne, la baisse de la production de pétrole par an de dey le fonds existant est estimé à 20 %. Pour cette raison, afin de maintenir le niveau atteint de production pétrolière en Russie, il est nécessaire d'introduire de nouvelles capacités de 115 à 120 millions de tonnes par an, ce qui nécessite le forage de 62 millions de mètres de puits de production, et en fait en 1991 27,5 millions mètres ont été forés, et en 1995 - 9,9 millions de m.

Le manque de fonds a entraîné une forte réduction du volume de la construction industrielle et civile, en particulier en Sibérie occidentale. En conséquence, il y a eu une diminution des travaux sur le développement des champs pétrolifères, la construction et la reconstruction des systèmes de collecte et de transport du pétrole, la construction de logements, d'écoles, d'hôpitaux et d'autres installations, ce qui a été l'une des raisons des tensions sociales situation dans les régions productrices de pétrole. Le programme de construction des installations d'utilisation des gaz associés a été interrompu. En conséquence, plus de 10 milliards de m3 de gaz de pétrole sont brûlés chaque année. En raison de l'impossibilité de reconstruction oléoducs systèmes dans les champs, il y a constamment de nombreuses ruptures de pipelines. Rien qu'en 1991, plus d'un million de tonnes de pétrole ont été perdues pour cette raison et de grands dommages ont été causés à l'environnement. La réduction des commandes de construction a conduit à la désintégration des puissantes organisations de construction en Sibérie occidentale.

L'une des principales raisons de la crise de l'industrie pétrolière est également le manque d'équipements de terrain et de conduites nécessaires. En moyenne, le déficit d'approvisionnement de l'industrie en ressources matérielles et techniques dépasse 30 %. Ces dernières années, aucune nouvelle grande unité de production pour la production d'équipements pétroliers n'a été créée. De plus, de nombreuses usines de ce profil ont réduit leur production et les fonds alloués aux achats de devises étrangères n'ont pas été suffisants.

En raison d'une mauvaise logistique, le nombre de puits de production inactifs a dépassé 25 000. unités, y compris ceux au ralenti au-dessus de la norme - 12 000 unités. Environ 100 000 tonnes de pétrole sont perdues chaque jour dans des puits inutilisés au-dessus de la norme.

Un problème aigu pour la poursuite du développement de l'industrie pétrolière reste son faible approvisionnement en machines et équipements performants pour la production de pétrole et de gaz. En 1990, la moitié des équipements techniques de l'industrie présentaient une usure de plus de 50%, seuls 14% des machines et équipements correspondaient au niveau mondial, la demande pour les principaux types de produits était satisfaite en moyenne de 40 à 80 %. Cette situation d'approvisionnement de l'industrie en équipements était une conséquence du faible développement de l'industrie pétrolière du pays. Les approvisionnements importés dans le volume total d'équipements ont atteint 20% et, pour certains types, ils atteignent jusqu'à 40%. L'achat de tuyaux atteint 40 à 50%.

Avec l'effondrement de l'Union, la situation de l'approvisionnement en équipements pétroliers des républiques de la CEI : Azerbaïdjan, Ukraine, Géorgie et Kazakhstan s'est aggravée. En tant que producteurs monopolistiques de nombreux types de produits, les usines de ces républiques ont gonflé les prix et réduit l'offre d'équipements. Seule la part de l'Azerbaïdjan en 1991 représentait environ 37% des produits fabriqués pour l'industrie pétrolière.

Conséquence de la destruction du système logistique, de la réduction du financement budgétaire et de l'impossibilité d'autofinancer les opérations de forage par les associations productrices de pétrole en raison de la baisse des prix du pétrole et de la flambée des prix des ressources matérielles et techniques, une réduction du volume des les opérations de forage ont commencé. D'année en année, la création de nouvelles capacités de production pétrolière se réduit et la production pétrolière chute fortement.

Une réserve importante pour réduire le volume des opérations de forage est une augmentation du débit des nouveaux puits en améliorant l'ouverture des réservoirs pétroliers. À ces fins, il est nécessaire de multiplier le forage de puits horizontaux, ce qui donne une augmentation du taux de production par rapport aux puits standards jusqu'à 10 fois ou plus. La résolution des problèmes d'ouverture de haute qualité des réservoirs augmentera le taux de production initial des puits de 15 à 25%.

En raison du sous-approvisionnement systématique de ces dernières années production de pétrole et de gaz entreprises de ressources matérielles et techniques pour maintenir le fonds en état de fonctionnement, son utilisation s'est fortement détériorée. Une raison indirecte de la croissance du stock de puits hors exploitation est également la faible qualité des équipements fournis par les usines nationales et qui entraîne une augmentation injustifiée du volume des travaux de réparation.

Ainsi, en 1992, l'industrie pétrolière russe était déjà entrée dans un état de crise, malgré le fait qu'elle disposait de réserves pétrolières commerciales suffisantes et de ressources potentielles importantes. Cependant, durant la période de 1988 à 1995. le niveau de la production pétrolière a diminué de 46,3 %. Le raffinage du pétrole en Fédération de Russie se concentre principalement sur 28 raffineries (raffinerie): dans 14 entreprises, le volume de raffinage du pétrole dépassait 10 millions de tonnes par an et elles traitaient 74,5 % du volume total de pétrole entrant, dans 6 entreprises, le volume de raffinage variait de 6 à 10 millions la télé an et dans les 8 usines restantes - moins de 6 millions de tonnes par an (le volume de traitement minimum est de 3,6 millions de tonnes par an, le maximum est d'environ 25 millions de tonnes par an)

Les capacités des raffineries individuelles de la Fédération de Russie en termes de volume de matières premières traitées, la structure de leurs actifs de production diffèrent considérablement des raffineries de pétrole étrangères. Ainsi, la majeure partie du pétrole aux États-Unis est traitée dans des raffineries d'une capacité de 4 à 12 millions de tonnes par an, en Europe occidentale - 3 à 7 millions de tonnes par an. La figure 9 montre les indicateurs de la production de produits pétroliers de base dans la Fédération de Russie et les pays capitalistes développés.

Tableau 9 Indicateurs de la production de produits pétroliers de base dans la Fédération de Russie et les pays capitalistes développés.

Le pays de l'ouverture des réservoirs de pétrole.	Volume de production
Essence	diesel le carburant	essence	huiles lubrifiantes	bitume	du Coca
Russie	45.5	71.4	96.8	4.7	8.1	0.99
Etats-Unis	300.2	145.4	58.4	9.0	26.2	36.2
Japon	28.7	44.6	38.8	2.0	5.8	0.4
Allemagne	20.2	33.7	9.0	1.4	2.7	1.4
France	15.6	27.7	12.5	1.7	2.8	0.9
Grande Bretagne	27.2	25.4	16.5	0.9	2.	1.5
Italie	15.9	26.2	24.8	1.1	2.4	0.8

Dans la structure de production et de consommation de la Fédération de Russie, une part beaucoup plus importante est occupée par les produits pétroliers résiduels lourds. Le rendement des produits légers est proche de leur teneur potentielle en pétrole (48-49%), ce qui indique la faible utilisation des procédés secondaires de raffinage profond du pétrole dans la structure du raffinage domestique du pétrole. La profondeur moyenne de raffinage du pétrole (le rapport des produits pétroliers légers au volume de raffinage du pétrole) est d'environ 62 à 63 %. À titre de comparaison, la profondeur de traitement à raffinerie des pays industrialisés est de 75 à 80 % (aux États-Unis - environ 90 %). Le minimum en 1994 (61,3 %) a été causé par une diminution de la consommation de carburant dans le contexte d'un déclin de plus en plus marqué de la production industrielle en Russie. un ensemble. Dans les usines domestiques, les procédés d'hydrotraitement des distillats ne sont pas suffisamment développés, il n'y a pas d'hydrotraitement des résidus pétroliers. Les raffineries sont des sources majeures de pollution environnement: les émissions totales de substances nocives (dioxyde de soufre, monoxyde de carbone, oxydes d'azote, sulfure d'hydrogène, etc.) en 1990 s'élevaient à 4,5 kg par tonne d'huile traitée.

En comparant les capacités des processus d'approfondissement et de raffinage dans les entreprises de la Fédération de Russie avec des données similaires pour les pays étrangers, on peut noter que la part des capacités de craquage catalytique est 3 fois inférieure à celle de l'Allemagne, 6 fois inférieure à celle de l'Angleterre et 8 fois inférieur par rapport aux États-Unis. Jusqu'à présent, l'un des procédés progressifs - l'hydrocraquage du gazole sous vide - n'est pratiquement pas utilisé. Une telle structure est de moins en moins cohérente avec les besoins du marché national car, comme on l'a déjà noté, elle conduit à une production excédentaire de fioul avec une pénurie de carburants de qualité.

La baisse de productivité des procédés primaires et secondaires mentionnée ci-dessus n'est qu'en partie le résultat d'une diminution de l'approvisionnement en pétrole des raffineries et de la demande effective des consommateurs, ainsi que de la forte usure des équipements de procédé. Sur plus de 600 principales unités technologiques des raffineries nationales, seulement 5,2 % (en 1991 - 8,9 %) ont une durée de vie inférieure à 10 ans. La grande majorité (67,8 %) a été mise en service il y a plus de 25 ans et doit être remplacée. L'état des usines de distillation primaire en Fédération de Russie est généralement le plus insatisfaisant.

Une conséquence directe de l'état insatisfaisant des immobilisations de l'industrie du raffinage du pétrole est le coût élevé et la faible qualité des produits pétroliers commerciaux. Oui, non soumis à hydrodésulfuration le mazout a une faible demande sur le marché mondial et n'est utilisé que comme matière première pour la production de produits pétroliers légers.

Le durcissement dans les années 80 dans la plupart des pays industrialisés du contrôle gouvernemental sur l'état de l'environnement a conduit à un changement significatif dans la structure technique et technologique des raffineries étrangères. De nouvelles normes de qualité pour les carburants (appelées "reformulé" carburants) comprennent :

Pour l'essence - une réduction significative de la teneur en aromatiques (benzène jusqu'à 1%) et oléfinique hydrocarbures, composés soufrés, indice de volatilité, ajout obligatoire de composés oxygénés (jusqu'à 20%);

Pour les carburants diesel - réduire la teneur en hydrocarbures aromatiques à 20-10% et les composés soufrés à 0,1-0,02%.

En 1992, la part de l'essence sans plomb dans la production totale d'essence aux États-Unis dépassait 90%, en Allemagne - 70%. Le Japon ne produisait que de l'essence sans plomb.

Les raffineries nationales continuent de produire de l'essence au plomb. La part de l'essence sans plomb dans le volume total de la production d'essence à moteur en 1991 était de 27,8 %. La part de leur production n'a pratiquement pas augmenté ces dernières années et est actuellement d'environ 45 %. La raison principale est le manque de ressources financières pour la modernisation et la construction d'usines produisant des composants à indice d'octane élevé, ainsi que pour la production de catalyseurs. Les entreprises russes produisaient principalement de l'essence A-76, qui ne répond pas aux exigences de développement modernes bâtiment moteur. La situation de la production de carburant diesel en tant que produit exportable est quelque peu meilleure. La part des carburants à faible teneur en soufre avec une teneur en soufre allant jusqu'à 0,2 % en 1991 était de 63,8 % ; - jusqu'à 76%

En 1990-1994 la production et l'assortiment d'huiles lubrifiantes déclinaient rapidement. Si en 1991, la production totale d'huiles s'élevait à 4 684 700 tonnes, alors en 1994, elle était de 2 127 600 tonnes. Orsk, Raffineries de Perm et d'Omsk.

Un rôle particulier dans le développement du complexe pétrolier et gazier appartient au système approvisionnement en produits pétroliers. L'importance du transport par pipeline pour le fonctionnement du complexe pétrolier a été déterminée par le décret du président de la Fédération de Russie du 7 octobre 1992, conformément auquel l'État a conservé le contrôle de la société par actions Transneft. Sur le territoire de la Fédération de Russie, 49,6 mille km d'oléoducs principaux sont exploités, 13264 mille mètres cubes m de réservoirs, 404 stations de pompage de pétrole. Actuellement, un problème aigu est de maintenir en état de fonctionnement le système existant d'oléoducs principaux.

Un autre problème est le transport du pétrole brut sulfureux. Dans l'ex-URSS, cette huile était principalement transformée en Krementchoug raffinerie.

Le développement du marché pétrolier est entravé par l'absence à ce jour d'un système unifié de règlement mutuel des changements de qualité du pétrole pendant le transport. Cela est dû au fait que les principaux oléoducs avaient de grands diamètres et étaient conçus pour transporter des volumes importants de pétrole sur de longues distances, ce qui a évidemment prédéterminé le pompage des huiles en mélange. Selon certaines estimations, annuelles, seulement JSC "LUKOIL", les pertes dues à la détérioration des propriétés de consommation du pétrole et à la redistribution non équivalente du coût du pétrole entre les producteurs atteignent au moins 60 à 80 milliards de roubles.

La gestion de l'industrie pétrolière et gazière en URSS a été assurée par un système d'un groupe de ministères - le ministère de la géologie de l'URSS, le ministère de l'industrie pétrolière, le ministère de l'industrie gazière, le ministère du pétrole Industrie du raffinage et de la pétrochimie de l'URSS, ainsi que la Direction principale du transport, du stockage et de la distribution du pétrole et des produits pétroliers

L'industrie pétrolière russe est actuellement une combinaison contradictoire d'énormes capacités de production créées et de faibles niveaux de prélèvements de pétrole qui ne leur correspondent pas. En termes de volume total de production de certains types de carburants, le pays occupe la première ou la première place au monde. Cependant, la réalité du travail des industries complexe de carburant et d'énergie La Russie doit réduire la production de combustibles et de ressources énergétiques (TER) Cette tendance est observée depuis 1988. En 1995, le rythme de déclin de la production a quelque peu diminué, ce qui pourrait marquer le début d'une phase de stabilisation ultérieure.

Le potentiel de production de l'industrie pétrolière au début des années 80 a été considérablement miné par l'intention d'accélérer le développement des gisements de pétrole et d'augmenter les livraisons à l'exportation. À cette époque, les exportations de pétrole prédéterminaient dans une large mesure la possibilité d'attirer des sources économiques étrangères pour maintenir les investissements. l'activité, augmenter le chiffre d'affaires commercial et financer les dépenses publiques. Il est devenu l'un des principaux moyens d'atténuer les conséquences des déséquilibres structurels de l'économie nationale.

Cependant, les investissements dans la production de pétrole ont été principalement orientés vers le développement extensif de l'industrie, de sorte que l'augmentation des investissements s'est accompagnée d'une récupération relativement faible des réservoirs et d'importantes pertes de gaz associé. En conséquence, l'industrie pétrolière a connu une série de baisses de production majeures (1985, 1989, 1990), dont la dernière se poursuit à ce jour.

L'une des caractéristiques de l'industrie pétrolière est qu'elle se concentre sur les priorités de la stratégie énergétique de la Russie. La stratégie énergétique de la Russie est une prévision des solutions possibles aux problèmes énergétiques du pays à court terme (2-3 ans), à moyen terme (jusqu'en 2000) et à long terme (jusqu'en 2010), ainsi qu'en le domaine de la production d'énergie, de la consommation d'énergie, de l'approvisionnement énergétique et des relations avec l'économie énergétique mondiale À l'heure actuelle, la priorité absolue de la stratégie énergétique de la Russie est d'augmenter la consommation d'énergie efficace et les économies d'énergie. L'intensité énergétique des produits commercialisables en Russie est 2 fois plus élevée qu'aux États-Unis et trois fois plus élevée qu'en Europe. La baisse de la production en 1992-1995. ne pas „ conduit à une diminution de l'intensité énergétique, voire l'augmente.

La conservation de l'énergie empêchera cette tendance indésirable et réduira les émissions nocives dans l'atmosphère d'ici l'an 2000. Les ressources énergétiques économisées peuvent devenir la principale source de stabilisation des exportations TER.

L'état actuel du complexe pétrolier est évalué comme une crise, principalement en termes de baisse de la production pétrolière. Le niveau de production de pétrole en Russie en 1995 correspond aux indicateurs du milieu des années soixante-dix. La production de pétrole en 1995 a diminué de 3,4 % par rapport à 1994. Les raisons de cette baisse sont la détérioration de la base de matières premières, la dépréciation des actifs immobilisés, la rupture de l'espace économique commun, la politique financière dure du gouvernement, la baisse de la pouvoir d'achat de la population et la crise de l'investissement. Le démantèlement des capacités de production est 3 fois plus élevé que la mise en service de nouvelles. Le nombre de puits inutilisés augmente ; à la fin de 1994, une moyenne de 30 % du stock de puits en exploitation était inutilisée. Seulement 10% du pétrole est produit par des technologies de pointe.

Dans les raffineries russes, l'amortissement des immobilisations dépasse 80 % et l'utilisation des capacités est raffinerie est inférieur à 60 %. Dans le même temps, les recettes en devises provenant des exportations de pétrole augmentent, ce qui est obtenu en dépassant la croissance des volumes physiques des exportations.

Malgré les mesures prises par le gouvernement russe visant à soutenir le secteur du raffinage du pétrole - le développement du programme cible fédéral "Carburant et énergie", la résolution sur les mesures visant à financer la reconstruction et la modernisation de l'industrie du raffinage du pétrole en Russie", l'actuel La situation de toutes les raffineries de pétrole est complexe, mais le pessimisme de la transition l'optimisme quant au début d'une reprise économique dans un proche avenir Après la fin prévue de la récession en 1997, la croissance devrait reprendre régulièrement au cours des prochaines années. quelques années, suivie d'une croissance plus modérée après 2000.

L'objectif principal du programme de modernisation du complexe national de raffinage du pétrole est d'adapter les produits aux exigences du marché, de réduire la pollution de l'environnement, de réduire la consommation d'énergie, de réduire la production de mazout, de libérer du pétrole pour l'exportation et d'augmenter l'exportation de produits pétroliers de haute qualité. .

Les ressources financières pour investir dans des projets de modernisation sont limitées, de sorte que la tâche la plus importante consiste à identifier les projets prioritaires parmi ceux proposés. Lors de la sélection des projets, les évaluations des marchés de vente régionaux possibles, de la production régionale potentielle et de l'équilibre entre l'offre et la demande au niveau régional sont prises en compte. Les domaines les plus prometteurs sont considérés région centrale, Sibérie occidentale, Extrême Orient et Kaliningrad. Le Nord-Ouest est classé comme moyennement prometteur, Volga-Vyatka district, région centrale de la Terre noire, Caucase du Nord et la Sibérie orientale. Les moins prometteuses sont les régions du nord, la Volga et l'Oural.

Les projets de modernisation des raffineries de pétrole dans le contexte régional sont analysés en tenant compte de certains risques. Les risques sont liés aux volumes de matières premières transformées et de produits destinés à la vente - la présence de marchés de vente. Commerciale et transactionnel les risques sont déterminés par la disponibilité de véhicules à l'usine pour l'approvisionnement en matières premières et l'expédition des produits transformés, y compris les installations de stockage. Les risques économiques ont été calculés en fonction de l'impact du projet sur l'augmentation de la marge économique. financier Les principaux risques sont généralement liés au montant des fonds nécessaires à la mise en œuvre du projet.

Pour chacun des projets de modernisation, des études de faisabilité détaillées sont requises avant la sélection de la configuration finale. Modernisation raffinerie contribuera à répondre à la demande croissante de carburant diesel, la mise en œuvre de projets satisfera presque entièrement la demande d'essences à moteur à indice d'octane élevé, ainsi que réduire de moitié l'excédent de mazout dans un scénario de faible demande d'exportation de mazout vers les pays d'Europe de l'Ouest comme matière première pour la transformation et l'exportation vers des régions non soutenues par le gaz naturel pour la production d'énergie.

Impact négatif sur la baisse de la production pétrolière en 1994-1995. a été causé par le surstockage des raffineries en produits finis qui, en raison des prix élevés des produits pétroliers, ne sont plus en mesure d'être payés par le grand consommateur. Réduire le volume de matières premières traitées. Réglementation étatique sous la forme d'un rattachement des associations productrices de pétrole à certains ZP dans ce cas, cela ne devient pas un facteur positif, mais un facteur négatif, ne correspond pas à la situation actuelle de l'industrie pétrolière et ne résout pas les problèmes accumulés. Conduit à des surcharges dans les systèmes de base pipeline le transport du pétrole, qui, en l'absence de capacité de stockage suffisante dans la production de pétrole, oblige à fermer les puits existants. Donc, déposé par le Bureau Central de Répartition Rosneft, en 994 à cause de ça production de pétrole et de gaz associations, 11 000 puits ont été fermés avec une capacité totale de 69 800 tonnes par jour.

Surmonter le déclin de la production pétrolière est la tâche la plus difficile pour le complexe pétrolier. En se concentrant uniquement sur les technologies et la base de production nationales existantes, la baisse de la production pétrolière se poursuivra jusqu'en 1997, même avec une réduction du stock de puits inutilisés aux valeurs standard et une augmentation annuelle des forages de production. Il est nécessaire d'attirer de gros investissements, tant étrangers que nationaux, pour introduire des technologies de pointe (forage horizontal et radial, fracturation hydraulique, etc.) et des équipements, notamment pour le développement de petites et moyennes entreprises. marginal dépôts. Dans ce cas, la baisse de la production pétrolière peut être surmontée en 1997-1998.

En développement - de l'augmentation de la production à ses quotas, être d'accord avec des limites de sous-sol,

En production - du brut au consommation rationnelleà base de matières premières économie de ressources.

Transition vers une utilisation rationnelle du sous-sol et ré-enregistrer tout au long de la chaîne technologique, de la recherche des minerais à leur transformation, puis à leur valorisation secondaire, est pleinement conforme aux intérêts étatiques de la Russie. Les tâches ci-dessus peuvent être résolues dans des conditions de concurrence entre les sujets du marché réglementé de l'énergie.

Ces dernières années, dans notre pays dans le domaine des exportations de pétrole, on s'est progressivement éloigné du monopole d'État et s'est rapproché de la pratique de l'oligopole privé-étatique adoptée dans les pays industrialisés, dont les sujets opèrent selon les règles civilisées élaborées et adoptées par eux, en tenant compte des traditions et particularités nationales. Puisque lors de la réforme de l'économie depuis 1992 il y a eu un effondrement de l'appareil étatique de gestion, la formation de l'oligopole pétrolier ne s'est pas toujours déroulée de manière civilisée.

Plus de 120 organisations d'entreprises privées et de coentreprises ont obtenu le droit de vendre du pétrole et des produits pétroliers à l'étranger. La concurrence s'est intensifiée entre les vendeurs de pétrole russes. Le nombre de dumping et de transactions non contrôlées n'a cessé d'augmenter. Le prix du pétrole russe a chuté de près de 20 % et les exportations sont restées à un niveau record de 65 millions de tonnes en 1992.

La pratique de l'exonération des droits à l'exportation tant pour les sociétés commerciales professionnelles que pour de nombreuses administrations régionales, agences gouvernementales, divers organismes publics. Dans l'ensemble, en 1992, selon les données de la Direction principale des crimes économiques du ministère de l'Intérieur de la Russie, 67% du pétrole exporté était exonéré des droits d'exportation, ce qui a privé le budget de revenus d'un montant d'environ $ 2 milliards.

En 1993, l'institution des exportateurs spéciaux a commencé à travailler dans le pays, ce qui implique la sélection des sociétés commerciales les plus expérimentées (traders) et leur accordant le droit exclusif de mener des opérations de commerce extérieur avec du pétrole et des produits pétroliers. Cela a permis de porter le volume des exportations de pétrole à 80 millions de tonnes en 993, d'augmenter légèrement son prix (qui continuait d'être inférieur de 10 à 13 % au niveau mondial) et d'élaborer un mécanisme de contrôle des flux de marchandises étrangères. échanger des fonds dans le pays. Cependant, le nombre d'exportateurs spéciaux reste excessif (50 entités). Ils ont continué à concurrencer non pas tant les entreprises étrangères, mais aussi entre eux. Le mécanisme d'octroi d'avantages sur les droits à l'exportation a également été préservé, mais le montant du déficit budgétaire par rapport au budget a été ramené à 1,3 milliard de dollars.

En 1994, le nombre d'exportateurs spéciaux a été réduit à 14 organisations. Les exportations de pétrole augmentent à 91 millions de tonnes, le prix du pétrole russe s'élève à 99% du prix mondial. Le processus de privatisation et de restructuration de l'industrie pétrolière a contribué à l'amélioration dans ce domaine : un certain nombre d'entreprises ont été formées comme entièrement intégrées verticalement, capables de mener à bien l'ensemble du cycle des opérations depuis l'exploration et la production de pétrole jusqu'à la vente de produits pétroliers. directement aux consommateurs. Fin 1994, les principaux producteurs et exportateurs russes, avec la participation active du ministère des Affaires étrangères de la Fédération de Russie, ont créé l'association industrielle Soyuz pays exportateurs de pétrole (SONEC), dont l'accès est ouvert à tous les sujets du secteur pétrolier.

Ainsi, les entreprises russes ont pu concurrencer sur les marchés mondiaux les principaux monopoles des pays industrialisés. Les conditions ont été créées pour l'abolition de l'institut des exportateurs spéciaux, ce qui a été fait par une décision gouvernementale au début de 1995. SONEK mis en œuvre la pratique mondiale de rationalisation de l'exportation de biens stratégiques. Par exemple, il existe plus de 100 cartels d'exportation au Japon, environ 30 en Allemagne et environ 20 aux États-Unis.

La présence de compagnies pétrolières intégrées verticalement sur le marché intérieur russe crée les conditions préalables au développement d'une concurrence effective entre elles, ce qui a des conséquences positives pour les consommateurs. Cependant, ces conditions préalables n'ont pas été mises en œuvre au niveau régional jusqu'à présent, car le marché russe des produits pétroliers a en fait été divisé en zones d'influence des compagnies pétrolières nouvellement créées. Sur les 22 interrogés SCAP En Russie en 1994, uniquement sur les marchés des régions d'Astrakhan et de Pskov, des régions de Krasnodar et de Stavropol, la fourniture de produits pétroliers (essence, mazout, carburant diesel) est assurée par deux compagnies pétrolières, dans d'autres cas la présence d'une compagnie pétrolière, en règle générale, dépasse le 80e jalon.

Les livraisons par liaisons directes, ainsi que celles de nature fragmentaire, sont également effectuées par d'autres entreprises, mais leur part dans le volume des livraisons aux marchés régionaux est trop faible pour concurrencer les monopoles. Par exemple, dans la région d'Orel, avec la domination absolue de l'entreprise "KZhOS" sur le marché régional (97%) entreprise "LUKOIL" fournit également des produits pétroliers Agrosnab. Cependant, l'accord entre eux est de nature ponctuelle et a été conclu sur la base d'un troc.

Création au début de 1993 de trois compagnies pétrolières intégrées verticalement (VINK) eu un impact significatif sur les marchés des produits pétroliers. La production de pétrole de chacune des sociétés intégrées verticalement a augmenté en pourcentage par rapport au reste des entreprises productrices de pétrole et s'élevait à un total de 56,4 % en janvier 1994, alors qu'au premier semestre de 1993 ces trois sociétés produisaient 36 % du total production de pétrole par la Russie. De manière générale, avec la baisse de la production des principaux types de produits pétroliers, les VIOC ont stabilisé et même augmenté la production de certains types de produits.

Parallèlement à cela, la croissance des prix du pétrole pour les VIOC est en moyenne inférieure à celle des entreprises productrices de pétrole qui ne sont pas formées dans l'entreprise. De plus, les compagnies pétrolières annoncent périodiquement un gel de leurs prix des produits pétroliers. Cela permet aux compagnies pétrolières de développer non seulement les marchés de produits pétroliers des régions où sont implantées leurs filiales approvisionnement en produits pétroliers, mais aussi aller activement dans d'autres régions plus attractives (frontalière, centrale, méridionale). La suspension en 1994 de la création de nouvelles compagnies pétrolières a procuré des avantages significatifs aux trois NKà conquérir des marchés de vente et à y renforcer leurs positions.

Les conséquences économiques de l'activité des monopoles pétroliers sur les marchés régionaux aujourd'hui, dans les conditions d'une baisse totale du pouvoir d'achat des consommateurs de produits pétroliers, ne sont pas de nature négative prononcée. Par ailleurs, l'approvisionnement par les compagnies pétrolières des fournitures pour les besoins de l'État pratiquement aux conditions du prêt gratuit (le secteur agro-industriel est parmi les mauvais débiteurs) résout les problèmes opérationnels de non-paiement dans les régions. Cependant, rien ne garantit qu'avec l'activation de la demande, due à la solvabilité croissante des consommateurs, le potentiel de diktats sur les prix et d'autres abus de position dominante ne se réalisera pas. Cela doit être pris en compte lors de la création d'un environnement concurrentiel et de l'élaboration d'exigences antimonopole, tout en tenant compte des caractéristiques spécifiques de l'industrie, dont les plus importantes sont les suivantes :

Exigences accrues en matière de continuité des processus technologiques et de fiabilité de l'approvisionnement des consommateurs en énergie électrique et thermique, en matières premières et en carburant ;

Unité technologique des processus simultanés de production, de transport et de consommation d'énergie électrique et thermique, de pétrole et de gaz ;

La nécessité d'un contrôle centralisé de la répartition des systèmes unifiés créés énergie huile et l'approvisionnement en gaz, qui assure une augmentation de l'efficacité de l'utilisation des ressources en carburant et en énergie et un approvisionnement plus fiable de leurs consommateurs ;

Monopole de l'énergie naturelle pétrole et les systèmes de transport de gaz en relation avec les fournisseurs et les consommateurs et la nécessité d'une réglementation étatique des activités de ces systèmes ;

La dépendance des résultats économiques du pétrole et production de gaz les entreprises des changements dans les conditions minières et géologiques pour l'extraction du combustible ;

Interdépendance technologique rigide des entreprises et des divisions des industries principales et de services qui assurent la sortie des produits finaux.

À l'heure actuelle, les bases sont posées pour la formation d'un environnement concurrentiel, en tenant compte des spécificités des industries complexe de carburant et d'énergie qui fournit:

Formation d'une liste de monopoles naturels et autorisés dans le secteur des carburants et de l'énergie ;

Assurer la mise en œuvre des mesures antimonopole lors de la privatisation des entreprises et des organisations du complexe énergétique et énergétique ;

Identification des entreprises et des organisations du complexe combustible et énergie qui sont compétitives ou ont la possibilité de devenir compétitives sur le marché mondial, et création des conditions pour leur fonctionnement efficace sur le marché mondial ;

Mise en œuvre du contrôle par les autorités contrôlé par le gouvernement pour la prévention de la concurrence déloyale entre les entreprises et les organisations du complexe énergétique et énergétique ;

Formation de groupes financiers et industriels dans le secteur des carburants et de l'énergie ;

Élaboration d'un plan d'action pour la mise en œuvre dans le secteur des combustibles et de l'énergie d'un ensemble de mesures prioritaires pour le développement des petites et moyennes entreprises ;

Élaboration de propositions de délimitation des fonctions de gestion

1. Fremantle M. Chimie en action. En heures 2. Partie 1.: Per. de l'anglais. - M. : Mir, 1991. - 528 p., ill.

2. Fremantle M. Chimie en action. En heures 2. Partie 2.: Per. de l'anglais. - M. : Mir, 1991. - 622 p., ill.

3. V.Yu. Alekperov Compagnies pétrolières intégrées verticalement de Russie. – M. : 1996.

Le kérogène (du grec keros, qui signifie « cire », et gène, qui signifie « formant ») est une substance organique dispersée dans les roches, insoluble dans les solvants organiques, les acides minéraux et les bases non oxydants.

Condensat - un mélange d'hydrocarbures qui est gazeux dans le champ, mais se condense en un liquide lorsqu'il est extrait à la surface.

Rappel : la distillation (distillation) est une méthode de séparation d'un mélange de liquides volatils par évaporation progressive suivie d'une condensation.

Pétrole. Raffinage de pétrole

De nombreuses substances organiques avec lesquelles vous travaillez au quotidien – plastiques, peintures, détergents, médicaments, vernis, solvants – sont synthétisées à partir d'hydrocarbures. Il existe trois principales sources d'hydrocarbures dans la nature : le pétrole, le gaz naturel et le charbon.

Le pétrole est l'un des minéraux les plus importants. Il est impossible d'imaginer notre vie sans pétrole et ses produits. Ce n'est pas pour rien que les pays riches en pétrole jouent un rôle important dans l'économie mondiale.

L'huile est un liquide sombre et huileux que l'on trouve dans la croûte terrestre(Fig. 29.1). C'est un mélange homogène de plusieurs centaines de substances - principalement des hydrocarbures saturés avec le nombre d'atomes de carbone dans la molécule de 1 à 40.

Des méthodes physiques et chimiques sont utilisées pour traiter ce mélange. Premièrement, l'huile est séparée en mélanges simples - fractions - par distillation (distillation ou rectification), basée sur le fait que diverses substances entrant dans la composition de l'huile bouillent à différentes températures (tableau 12). La distillation a lieu dans une colonne de distillation avec un chauffage important (Fig. 29.2). Les fractions aux points d'ébullition les plus élevés, qui se décomposent à haute température, sont distillées sous pression réduite.

Tableau 12. Fractions de distillation d'huile

	Nombre d'atomes de carbone dans les molécules	Point d'ébullition, °C	Application
		Plus de 200 oC
			Carburant automobile
			Carburant, matières premières pour la synthèse
			Essence d'aviation
			Gas-oil
Gazole lourd (fioul)			Combustible pour centrales thermiques
		Se décompose lorsqu'il est chauffé, distillé sous pression réduite	Production d'asphalte, bitume, paraffine, lubrifiants, combustibles pour chaudières

L'Ukraine est assez riche en réserves de pétrole. Les principaux gisements sont concentrés dans trois régions pétrolières et gazières : orientale (régions de Sumy, Poltava, Chernihiv et Kharkiv), occidentale (régions de Lviv et Ivano-Frankivsk) et méridionale (région de la mer Noire, plateaux des mers d'Azov et Noire). Les réserves de pétrole en Ukraine sont estimées à environ 2 milliards de tonnes, mais une partie importante d'entre elles est concentrée à de grandes profondeurs (5-7 km). La production annuelle de pétrole en Ukraine est d'environ 2 millions de tonnes, tandis que la demande est de 16 millions de tonnes, donc, malheureusement, l'Ukraine est toujours obligée d'importer des volumes importants de pétrole.

Traitement chimique des produits pétroliers

Certains produits de la distillation du pétrole peuvent être utilisés immédiatement sans traitement supplémentaire - ce sont l'essence et le kérosène, mais ils ne représentent que 20 à 30% du pétrole. De plus, après distillation, l'essence est de mauvaise qualité (avec un faible indice d'octane, c'est-à-dire que lorsqu'elle est comprimée dans le moteur, elle explose et ne brûle pas). Un moteur fonctionnant avec un tel carburant fait un cognement caractéristique et tombe rapidement en panne. Pour améliorer la qualité de l'essence et augmenter son rendement, l'huile est soumise à un traitement chimique.

L'une des méthodes les plus importantes de raffinage chimique du pétrole est la fissuration (de l'anglais à crack - split, break, car la fissuration se produit lorsque les chaînes de carbone sont brisées) (Fig. 29.3). Lorsqu'elles sont chauffées à 500 ° C sans accès à l'air en présence de catalyseurs spéciaux, les longues molécules d'alcane sont divisées en plus petites. Lors du craquage, les hydrocarbures saturés forment un mélange d'hydrocarbures légers saturés et insaturés, par exemple :

Ce processus augmente le rendement en essence et en kérosène. Une telle essence est parfois appelée essence de craquage.

L'une des caractéristiques qui déterminent la qualité de l'essence est l'indice d'octane, qui indique la possibilité de détonation (explosion) du mélange air-carburant dans le moteur. Plus l'indice d'octane est élevé, plus la probabilité de détonation est faible, et donc plus la qualité de l'essence est élevée. L'heptane ne convient pas comme carburant moteur, il est plus susceptible d'exploser, tandis que l'isooctane (2,2,4-triméthylpentane) a les propriétés opposées - il n'explose presque pas dans un moteur. Ces deux substances sont devenues la base d'une échelle pour déterminer la qualité de l'essence - l'échelle d'indice d'octane. Sur cette échelle, l'heptane vaut 0 et l'isooctane vaut 100. Selon cette échelle, l'essence à indice d'octane 95 a les mêmes propriétés de détonation qu'un mélange de 95 % d'isooctane et de 5 % d'heptane.

Le raffinage du pétrole a lieu dans des entreprises spéciales - les raffineries de pétrole. La rectification du pétrole brut et le traitement chimique des produits pétroliers qui en résultent y sont effectués. Il existe six raffineries de pétrole en Ukraine : à Odessa, Kremenchug, Kherson, Lisichansk, Nadvornyansk et Drohobych. La capacité totale de toutes les raffineries de pétrole ukrainiennes dépasse 52 millions de tonnes par an.

Gaz naturel

La deuxième source la plus importante de matières premières d'hydrocarbures est le gaz naturel, dont le principal composant est le méthane (93-99%). Le gaz naturel est utilisé principalement comme combustible efficace. Lorsqu'il est brûlé, il ne se forme ni cendres ni monoxyde de carbone toxique, de sorte que le gaz naturel est considéré comme un carburant respectueux de l'environnement.

Une grande quantité de gaz naturel est utilisée par l'industrie chimique. Le traitement du gaz naturel se réduit principalement à la production d'hydrocarbures insaturés et de gaz de synthèse. L'éthylène et l'acétylène sont formés par l'élimination de l'hydrogène des alcanes inférieurs :

Le gaz de synthèse - un mélange d'oxyde de carbone (II) et d'hydrogène - est obtenu en chauffant du méthane avec de la vapeur :

A partir de ce mélange, en utilisant divers catalyseurs, des composés contenant de l'oxygène sont synthétisés - alcool méthylique, acide acétique, etc.

Lorsqu'il passe sur un catalyseur au cobalt, le gaz de synthèse est converti en un mélange d'alcanes, qui est de l'essence synthétique :

Charbon

Une autre source d'hydrocarbures est le charbon. Dans l'industrie chimique, il est traité par cokéfaction - chauffage à 1000 ° C sans accès à l'air (Fig. 29.5, p. 170). Dans ce cas, du coke et du goudron de houille se forment, dont la masse ne représente que quelques pour cent de la masse de charbon. Le coke est utilisé comme agent réducteur en métallurgie (par exemple, pour obtenir du fer à partir de ses oxydes).

Le goudron de houille contient plusieurs centaines de composés organiques, principalement des hydrocarbures aromatiques, qui en sont extraits par distillation.

La houille est également utilisée comme combustible, mais il existe de gros problèmes environnementaux. Premièrement, le charbon contient des impuretés non combustibles, qui se transforment en scories lors de la combustion du combustible ; d'autre part, le charbon contient de petites quantités de composés soufrés et azotés dont la combustion produit des oxydes qui polluent l'atmosphère. En termes de réserves de charbon, l'Ukraine occupe l'une des premières places au monde. Sur le territoire égal à 0,4% du monde, environ 5% des réserves mondiales de matières premières énergétiques sont concentrées en Ukraine, dont 95% sont de la houille (environ 54 milliards de tonnes). En 2015, la production de charbon s'est élevée à 40 millions de tonnes, soit près de la moitié de celle de 2011. Aujourd'hui, il existe 300 mines de houille en Ukraine, et 40 % d'entre elles produisent du charbon à coke (qui peut être transformé en coke). La production est concentrée principalement dans les régions de Donetsk, Lougansk, Dnepropetrovsk et Volyn.

Tâche linguistique

En grec, pyro signifie "feu" et lyse signifie "décomposition". Pourquoi pensez-vous que les termes "craquage" et "pyrolyse" sont souvent utilisés de manière interchangeable ?

Idée clé

Les principales sources d'hydrocarbures pour l'industrie sont le pétrole, le charbon et le gaz naturel. Pour une utilisation plus efficace, ces ressources naturelles doivent être traitées pour isoler des substances individuelles ou des mélanges.

question test

334. Nommez les principales sources naturelles d'hydrocarbures.

335. Quelle est la base de la méthode physique de séparation de l'huile en fractions ?

336. En quelles fractions l'huile est-elle séparée pendant la distillation ? Décrivez leur application. Quel est le produit le plus précieux du raffinage du pétrole pour la société moderne ?

337. Quelle est la différence entre les produits pétroliers les plus importants en termes de composition chimique ?

338. À l'aide des informations contenues dans ce paragraphe et les paragraphes précédents, décrivez l'utilisation du gaz naturel dans l'industrie chimique.

339. Quels sont les principaux produits extraits du charbon à coke ?

340. Pourquoi le charbon est-il chauffé sans accès à l'air pendant le traitement ?

341. Pourquoi le gaz naturel est-il meilleur que le charbon comme combustible ?

342. Quelles substances et matériaux sont obtenus par le traitement du charbon et du gaz naturel ?

Tâches pour maîtriser le matériel

343. Lors du craquage de l'hydrocarbure C 20 H 42, deux produits se forment avec le même nombre d'atomes de carbone dans les molécules. Ecrire une équation de la réaction.

344. Quelle est la différence fondamentale entre le craquage et la rectification du pétrole ?

345. Pourquoi pensez-vous qu'il n'est pas possible de convertir le pétrole en essence à plus de 20 % lors de la distillation directe du pétrole ?

346. Analysez la fig. 29.2 et décrivez comment l'huile est distillée.

347. Faire des équations pour les réactions d'obtention d'éthylène et d'acétylène à partir de composants du gaz naturel.

348. L'un des composants de l'essence est l'hydrocarbure C 8 H 18 . Écrivez une équation pour la réaction de sa production à partir d'oxyde de carbone (II) et d'hydrogène.

349. Lorsque l'essence est complètement brûlée, du dioxyde de carbone et de l'eau se forment dans le moteur. Écrivez une équation pour la réaction de combustion de l'essence, en supposant qu'elle est constituée d'hydrocarbures de la composition C 8 H 18 .

350. Les gaz d'échappement des voitures contiennent des substances toxiques : oxyde de carbone(II) et oxyde d'azote(N). Expliquez de quelles réactions chimiques ils se sont formés à la suite.

351. Combien de fois le volume du mélange air-carburant, composé de 40 ml de vapeur d'octane et de 3 litres d'air, augmentera-t-il lors de l'allumage? Lors du calcul, supposez que l'air contient 20% d'oxygène (en volume).

352. Essence vendue dans les pays avec climat chaud, se compose d'hydrocarbures de poids moléculaire plus élevé que l'essence, qui est vendue dans les pays à climat froid. Suggérez pourquoi les raffineurs font cela.

353*. L'huile contient tellement de substances organiques précieuses que D. I. Mendeleïev a déclaré : « Brûler de l'huile dans un four équivaut presque à brûler des billets de banque. Comment comprenez-vous cette déclaration ? Proposer des moyens d'utilisation rationnelle des sources naturelles d'hydrocarbures.

354*. Dans des sources supplémentaires, trouvez des informations sur les matériaux et les substances qui sont des matières premières pour le pétrole, le gaz naturel ou le charbon. Peuvent-ils être fabriqués sans utiliser de sources naturelles d'hydrocarbures ? L'humanité peut-elle refuser d'utiliser ces matériaux ? Justifiez la réponse.

355*. À l'aide des connaissances acquises dans les cours de géographie de la 8e et de la 9e année, décrivez les bassins et les zones actuels et futurs de production de charbon, de pétrole et de gaz naturel en Ukraine. Si la localisation des entreprises de traitement de ces sources d'hydrocarbures est coordonnée avec leurs gisements.

C'est du matériel scolaire.

Les hydrocarbures ont une grande importance économique, car ils constituent le type de matière première le plus important pour obtenir presque tous les produits de l'industrie moderne de la synthèse organique et sont largement utilisés à des fins énergétiques. Ils semblent accumuler la chaleur et l'énergie solaires, qui sont libérées lors de la combustion. La tourbe, le charbon, les schistes bitumineux, le pétrole, les gaz de pétrole naturels et associés contiennent du carbone, dont la combinaison avec l'oxygène lors de la combustion s'accompagne d'un dégagement de chaleur.

charbon	tourbe	pétrole	gaz naturel
solide	solide	liquide	gaz
sans odeur	sans odeur	Odeur forte	sans odeur
composition uniforme	composition uniforme	mélange de substances	mélange de substances
roche de couleur foncée excellent contenu une substance combustible résultant de l'enfouissement dans les couches sédimentaires d'accumulations de diverses plantes	accumulation de masse végétale semi-décomposée accumulée au fond des marécages et des lacs envahis	liquide huileux combustible naturel, constitué d'un mélange d'hydrocarbures liquides et gazeux	un mélange de gaz formé dans les entrailles de la Terre lors de la décomposition anaérobie de substances organiques, le gaz appartient au groupe des roches sédimentaires
Valeur calorifique - le nombre de calories libérées en brûlant 1 kg de carburant
7 000 - 9 000	500 - 2 000	10000 - 15000	?

Charbon.

Le charbon a toujours été une matière première prometteuse pour l'énergie et de nombreux produits chimiques.

Depuis le XIXe siècle, le premier grand consommateur de charbon a été le transport, puis le charbon a commencé à être utilisé pour la production d'électricité, le coke métallurgique, la fabrication de divers produits lors du traitement chimique, les matériaux de structure en carbone-graphite, les plastiques, la cire de roche, carburants synthétiques, liquides et gazeux à haute teneur en calories, acides à haute teneur en azote pour la production d'engrais.

Le charbon est un mélange complexe de composés macromoléculaires, qui comprennent les éléments suivants : C, H, N, O, S. Le charbon, comme le pétrole, contient une grande quantité de diverses substances organiques, ainsi que des substances inorganiques, telles que, par exemple , l'eau, l'ammoniac, le sulfure d'hydrogène et bien sûr le carbone lui-même - le charbon.

Le traitement de la houille s'effectue dans trois directions principales : la cokéfaction, l'hydrogénation et la combustion incomplète. L'un des principaux moyens de traitement du charbon est cokéfaction– calcination sans accès d'air dans des fours à coke à une température de 1000–1200°C. A cette température, sans accès à l'oxygène, le charbon subit les transformations chimiques les plus complexes, à la suite desquelles se forment du coke et des produits volatils :

1. gaz de coke (hydrogène, méthane, monoxyde de carbone et dioxyde de carbone, impuretés d'ammoniac, d'azote et d'autres gaz);

2. le goudron de houille (plusieurs centaines de substances organiques différentes, dont le benzène et ses homologues, le phénol et les alcools aromatiques, le naphtalène et divers composés hétérocycliques) ;

3. supra-goudron, ou ammoniac, eau (ammoniac dissous, ainsi que phénol, sulfure d'hydrogène et autres substances);

4. coke (résidu solide de cokéfaction, carbone pratiquement pur).

Le coke refroidi est envoyé aux usines métallurgiques.

Lorsque les produits volatils (gaz de four à coke) sont refroidis, le goudron de houille et l'eau ammoniacale se condensent.

En passant des produits non condensés (ammoniac, benzène, hydrogène, méthane, CO 2 , azote, éthylène, etc.) à travers une solution d'acide sulfurique, le sulfate d'ammonium est isolé, qui est utilisé comme engrais minéral. Le benzène est repris dans le solvant et distillé de la solution. Après cela, le gaz de coke est utilisé comme combustible ou comme matière première chimique. Le goudron de houille est obtenu en petite quantité (3%). Mais, compte tenu de l'échelle de production, le goudron de houille est considéré comme une matière première pour l'obtention d'un certain nombre de substances organiques. Si les produits bouillant jusqu'à 350 ° C sont chassés de la résine, il reste alors une masse solide - le brai. Il est utilisé pour la fabrication de vernis.

L'hydrogénation du charbon est réalisée à une température de 400 à 600 °C sous une pression d'hydrogène allant jusqu'à 25 MPa en présence d'un catalyseur. Dans ce cas, un mélange d'hydrocarbures liquides est formé, qui peut être utilisé comme carburant moteur. Obtention de combustible liquide à partir du charbon. Les carburants synthétiques liquides sont l'essence à indice d'octane élevé, le diesel et les carburants pour chaudières. Pour obtenir du combustible liquide à partir du charbon, il est nécessaire d'augmenter sa teneur en hydrogène par hydrogénation. L'hydrogénation est réalisée à l'aide de circulations multiples, ce qui vous permet de transformer en liquide et de gazer toute la masse organique de charbon. L'avantage de cette méthode est la possibilité d'hydrogénation du lignite de qualité inférieure.

La gazéification du charbon permettra d'utiliser des charbons bruns et noirs de mauvaise qualité dans les centrales thermiques sans polluer l'environnement avec des composés soufrés. C'est la seule méthode pour obtenir du monoxyde de carbone concentré (monoxyde de carbone) CO. La combustion incomplète du charbon produit du monoxyde de carbone (II). Sur un catalyseur (nickel, cobalt) à température normale ou hypertension artérielleà partir d'hydrogène et de CO, vous pouvez obtenir de l'essence contenant des hydrocarbures saturés et insaturés :

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

nCO + 2nH 2 → C n H 2n + nH 2 O.

Si la distillation sèche du charbon est effectuée à 500–550 ° C, on obtient du goudron qui, avec le bitume, est utilisé dans l'industrie de la construction comme liant dans la fabrication de toitures, de revêtements d'étanchéité (feutre de toiture, feutre de toiture, etc.).

Dans la nature, le charbon se trouve dans les régions suivantes: la région de Moscou, le bassin sud de Yakoutsk, le Kuzbass, le Donbass, le bassin de Pechora, le bassin de Tunguska, le bassin de Lena.

Gaz naturel.

Le gaz naturel est un mélange de gaz dont le composant principal est le méthane CH 4 (de 75 à 98% selon le domaine), le reste est de l'éthane, du propane, du butane et une petite quantité d'impuretés - azote, monoxyde de carbone (IV ), du sulfure d'hydrogène et des vapeurs d'eau, et, presque toujours, du sulfure d'hydrogène et les composés organiques du pétrole - les mercaptans. Ce sont eux qui donnent au gaz une odeur désagréable spécifique et, lorsqu'ils sont brûlés, ils entraînent la formation de dioxyde de soufre toxique SO 2.

Généralement, plus le poids moléculaire de l'hydrocarbure est élevé, moins il est contenu dans le gaz naturel. La composition du gaz naturel provenant de différents gisements n'est pas la même. Sa composition moyenne en pourcentage volumique est la suivante :

CH 4	C 2 H 6	C 3 H 8	C 4 H 10	N 2 et autres gaz
75-98	0,5 - 4	0,2 – 1,5	0,1 – 1	1-12

Le méthane se forme lors de la fermentation anaérobie (sans accès à l'air) des résidus végétaux et animaux, il se forme donc dans les sédiments du fond et est appelé gaz « des marais ».

Dépôts de méthane sous forme cristalline hydratée, appelés hydrate de méthane, trouvé sous une couche de pergélisol et à de grandes profondeurs des océans. À basses températures(−800 ºC) et hautes pressions les molécules de méthane sont situées dans les vides du réseau cristallin de la glace d'eau. Dans les vides glaciaires d'un mètre cube d'hydrate de méthane, 164 mètres cubes de gaz sont « mis sous cocon ».

Des morceaux d'hydrate de méthane ressemblent à de la glace sale, mais dans l'air, ils brûlent avec une flamme jaune-bleue. On estime que 10 000 à 15 000 gigatonnes de carbone sont stockées sur la planète sous forme d'hydrate de méthane (un giga vaut 1 milliard). Ces volumes sont plusieurs fois supérieurs à toutes les réserves de gaz naturel actuellement connues.

Le gaz naturel est une ressource naturelle renouvelable, car il est continuellement synthétisé dans la nature. On l'appelle aussi "biogaz". Par conséquent, de nombreux scientifiques de l'environnement associent aujourd'hui précisément les perspectives d'existence prospère de l'humanité à l'utilisation du gaz comme carburant alternatif.

En tant que combustible, le gaz naturel présente de grands avantages par rapport aux combustibles solides et liquides. Son pouvoir calorifique est beaucoup plus élevé, lorsqu'il est brûlé, il ne laisse pas de cendres, les produits de combustion sont beaucoup plus respectueux de l'environnement. Par conséquent, environ 90% du volume total de gaz naturel produit est brûlé comme combustible dans les centrales thermiques et les chaufferies, dans les processus thermiques des entreprises industrielles et dans la vie quotidienne. Environ 10 % du gaz naturel est utilisé comme matière première précieuse pour l'industrie chimique : pour produire de l'hydrogène, de l'acétylène, de la suie, divers plastiques et des médicaments. Le méthane, l'éthane, le propane et le butane sont isolés du gaz naturel. Les produits qui peuvent être obtenus à partir du méthane sont d'une grande importance industrielle. Le méthane est utilisé pour la synthèse de nombreuses substances organiques - gaz de synthèse et synthèse ultérieure d'alcools à base de celui-ci; solvants (tétrachlorure de carbone, chlorure de méthylène, etc.); formaldéhyde; l'acétylène et la suie.

Le gaz naturel forme des gisements indépendants. Les principaux gisements de gaz combustibles naturels sont situés dans le nord et l'ouest de la Sibérie, le bassin Volga-Oural, le Caucase du Nord (Stavropol), la République des Komis, la région d'Astrakhan, la mer de Barents.

Message sur le thème : "Sources naturelles d'hydrocarbures"

Préparé

hydrocarbures

Les hydrocarbures sont des composés constitués uniquement d'atomes de carbone et d'hydrogène.

Les hydrocarbures sont divisés en cycliques (composés carbocycliques) et acycliques.

Les composés cycliques (carbocycliques) sont appelés composés qui comprennent un ou plusieurs cycles constitués uniquement d'atomes de carbone (contrairement aux composés hétérocycliques contenant des hétéroatomes - azote, soufre, oxygène, etc.).

ré.). Les composés carbocycliques, à leur tour, sont divisés en composés aromatiques et non aromatiques (alicycliques).

Les hydrocarbures acycliques comprennent les composés organiques dont le squelette carboné des molécules est constitué de chaînes ouvertes.

Ces chaînes peuvent être formées par des liaisons simples (CnH2n+2 alcanes), contenir une double liaison (CnH2n alcènes), deux ou plusieurs doubles liaisons (diènes ou polyènes), une triple liaison (CnH2n-2 alcynes).

Comme vous le savez, les chaînes carbonées font partie de la plupart des substances organiques. Ainsi, l'étude des hydrocarbures revêt une importance particulière, puisque ces composés sont la base structurelle d'autres classes de composés organiques.

De plus, les hydrocarbures, en particulier les alcanes, sont les principales sources naturelles de composés organiques et la base des synthèses industrielles et de laboratoire les plus importantes.

Les hydrocarbures sont la matière première la plus importante pour l'industrie chimique. À leur tour, les hydrocarbures sont assez répandus dans la nature et peuvent être isolés de diverses sources naturelles: pétrole, pétrole et gaz naturel associés, charbon.

Considérons-les plus en détail.

Le pétrole est un mélange complexe naturel d'hydrocarbures, principalement des alcanes linéaires et ramifiés, contenant de 5 à 50 atomes de carbone dans les molécules, avec d'autres substances organiques.

Sa composition dépend fortement du lieu de sa production (gisement), il peut, en plus des alcanes, contenir des cycloalcanes et des hydrocarbures aromatiques.

Les composants gazeux et solides de l'huile sont dissous dans ses composants liquides, ce qui détermine son état d'agrégation. L'huile est un liquide huileux de couleur foncée (du brun au noir) avec une odeur caractéristique, insoluble dans l'eau. Sa densité est inférieure à celle de l'eau. Par conséquent, en y pénétrant, l'huile se répand à la surface, empêchant la dissolution de l'oxygène et des autres gaz de l'air dans l'eau.

De toute évidence, en pénétrant dans les plans d'eau naturels, le pétrole provoque la mort de micro-organismes et d'animaux, entraînant des catastrophes environnementales et même des catastrophes. Il existe des bactéries qui peuvent utiliser les composants de l'huile comme nourriture, les transformant en produits inoffensifs de leur activité vitale. Il est clair que l'utilisation de cultures de ces bactéries est le moyen le plus sûr et le plus prometteur pour l'environnement de lutter contre la pollution par les hydrocarbures lors de son extraction, de son transport et de son traitement.

Dans la nature, le pétrole et le gaz de pétrole associé, dont il sera question ci-dessous, remplissent les cavités de l'intérieur de la Terre. Étant un mélange de diverses substances, l'huile n'a pas de point d'ébullition constant. Il est clair que chacun de ses composants conserve ses propriétés physiques individuelles dans le mélange, ce qui permet de séparer l'huile en ses composants. Pour ce faire, il est purifié des impuretés mécaniques, des composés soufrés et soumis à la distillation dite fractionnée, ou rectification.

La distillation fractionnée est une méthode physique pour séparer un mélange de composants avec différentes températuresébullition.

Dans le processus de rectification, l'huile est divisée en les fractions suivantes :

Gaz de rectification - un mélange d'hydrocarbures de faible poids moléculaire, principalement du propane et du butane, avec un point d'ébullition allant jusqu'à 40 ° C;

Fraction essence (essence) - hydrocarbures de composition C5H12 à C11H24 (point d'ébullition 40-200 ° C); avec une séparation plus fine de cette fraction, on obtient de l'essence (éther de pétrole, 40-70°C) et de l'essence (70-120°C);

Fraction naphta - hydrocarbures de composition C8H18 à C14H30 (point d'ébullition 150-250°C) ;

Fraction kérosène - hydrocarbures de composition C12H26 à C18H38 (point d'ébullition 180-300°C) ;

Carburant diesel - hydrocarbures de composition C13H28 à C19H36 (point d'ébullition 200-350 ° C).

Le résidu de la distillation de l'huile - mazout - contient des hydrocarbures avec le nombre d'atomes de carbone de 18 à 50. Par distillation sous pression réduite, l'huile solaire (С18Н28-С25Н52), les huiles lubrifiantes (С28Н58-С38Н78), la vaseline et la paraffine sont obtenues à partir de mazout - mélanges à bas point de fusion d'hydrocarbures solides.

Le résidu solide de la distillation du mazout - le goudron et ses produits de traitement - le bitume et l'asphalte sont utilisés pour la fabrication des revêtements routiers.

Gaz de pétrole associé

Les champs pétrolifères contiennent, en règle générale, de grandes accumulations de ce que l'on appelle le gaz de pétrole associé, qui est collecté au-dessus du pétrole dans la croûte terrestre et partiellement dissous sous la pression des roches sus-jacentes.

Comme le pétrole, le gaz de pétrole associé est une précieuse source naturelle d'hydrocarbures. Il contient principalement des alcanes, qui ont de 1 à 6 atomes de carbone dans leurs molécules. Évidemment, la composition du gaz de pétrole associé est beaucoup plus pauvre que celle du pétrole. Cependant, malgré cela, il est également largement utilisé à la fois comme carburant et comme matière première pour l'industrie chimique. Jusqu'à il y a quelques décennies, dans la plupart des gisements de pétrole, le gaz de pétrole associé était brûlé comme un ajout inutile au pétrole.

À l'heure actuelle, par exemple, à Sourgout, le plus riche garde-manger pétrolier de Russie, l'électricité la moins chère du monde est produite en utilisant le gaz de pétrole associé comme combustible.

Le gaz de pétrole associé est plus riche en composition de divers hydrocarbures que le gaz naturel. En les divisant en fractions, ils obtiennent :

Essence naturelle - un mélange très volatil composé principalement de lentane et d'hexane;

Mélange propane-butane, composé, comme son nom l'indique, de propane et de butane et se transforme facilement à l'état liquide lorsque la pression augmente;

Gaz sec - un mélange contenant principalement du méthane et de l'éthane.

L'essence naturelle, étant un mélange de composants volatils de faible poids moléculaire, s'évapore bien même à basse température. Cela permet d'utiliser l'essence à essence comme carburant pour les moteurs à combustion interne dans le Grand Nord et comme additif au carburant moteur, ce qui facilite le démarrage des moteurs dans des conditions hivernales.

Un mélange propane-butane sous forme de gaz liquéfié est utilisé comme combustible domestique (bouteilles de gaz que vous connaissez bien dans le pays) et pour le remplissage des briquets.

traduction progressive transport routier sur le gaz liquéfié est l'un des principaux moyens de surmonter la crise mondiale du carburant et de résoudre les problèmes environnementaux.

Le gaz sec, de composition proche du gaz naturel, est également largement utilisé comme combustible.

Cependant, l'utilisation du gaz de pétrole associé et de ses composants comme carburant est loin d'être la manière la plus prometteuse de l'utiliser.

Il est beaucoup plus efficace d'utiliser des composants de gaz de pétrole associés comme matière première pour la production chimique. L'hydrogène, l'acétylène, les hydrocarbures insaturés et aromatiques et leurs dérivés sont obtenus à partir d'alcanes, qui font partie du gaz de pétrole associé.

Les hydrocarbures gazeux peuvent non seulement accompagner le pétrole dans la croûte terrestre, mais aussi former des accumulations indépendantes - des gisements de gaz naturel.

Gaz naturel

Le gaz naturel est un mélange d'hydrocarbures saturés gazeux de faible poids moléculaire. Le principal composant du gaz naturel est le méthane dont la part, selon les gisements, varie de 75 à 99 % en volume.

En plus du méthane, le gaz naturel contient de l'éthane, du propane, du butane et de l'isobutane, ainsi que de l'azote et du dioxyde de carbone.

Comme le gaz de pétrole associé, le gaz naturel est utilisé à la fois comme carburant et comme matière première pour la production de diverses substances organiques et inorganiques.

Vous savez déjà que l'hydrogène, l'acétylène et l'alcool méthylique, le formaldéhyde et l'acide formique, ainsi que de nombreuses autres substances organiques sont obtenus à partir du méthane, le principal composant du gaz naturel. En tant que combustible, le gaz naturel est utilisé dans les centrales électriques, dans les systèmes de chaudières pour le chauffage de l'eau des bâtiments résidentiels et des bâtiments industriels, dans les hauts fourneaux et la production à foyer ouvert.

En frottant une allumette et en allumant du gaz dans la cuisinière à gaz de la cuisine d'une maison de ville, vous "démarrez" une réaction en chaîne d'oxydation des alcanes qui font partie du gaz naturel.

Charbon

Outre le pétrole, les gaz de pétrole naturels et associés, le charbon est une source naturelle d'hydrocarbures.

0n forme de puissantes couches dans les entrailles de la terre, ses réserves explorées dépassent largement les réserves de pétrole. Comme le pétrole, le charbon contient une grande quantité de diverses substances organiques.

En plus des substances organiques, il comprend également des substances inorganiques, telles que l'eau, l'ammoniac, le sulfure d'hydrogène et, bien sûr, le carbone lui-même - le charbon. L'un des principaux moyens de traitement du charbon est la cokéfaction - calcination sans accès à l'air. À la suite de la cokéfaction, qui s'effectue à une température d'environ 1000 ° C, il se forme:

Gaz de cokerie, qui comprend l'hydrogène, le méthane, le monoxyde de carbone et le dioxyde de carbone, les impuretés d'ammoniac, d'azote et d'autres gaz ;
le goudron de houille contenant plusieurs centaines de substances organiques différentes, dont le benzène et ses homologues, le phénol et les alcools aromatiques, le naphtalène et divers composés hétérocycliques ;
supra-goudron, ou eau ammoniacale, contenant, comme son nom l'indique, de l'ammoniac dissous, ainsi que du phénol, du sulfure d'hydrogène et d'autres substances;
coke - résidu solide de cokéfaction, carbone presque pur.

Le coke est utilisé dans la production de fer et d'acier, l'ammoniac est utilisé dans la production d'azote et d'engrais combinés, et l'importance des produits organiques de cokéfaction ne peut être surestimée.

Conclusion : ainsi, le pétrole, le pétrole associé et les gaz naturels, le charbon sont non seulement les sources les plus précieuses d'hydrocarbures, mais font également partie de l'unique garde-manger des ressources naturelles irremplaçables, dont l'utilisation prudente et raisonnable est une condition nécessaire au développement progressif de la société humaine.

Les sources naturelles d'hydrocarbures sont les combustibles fossiles. La plupart des matières organiques proviennent de sources naturelles. Dans le processus de synthèse des composés organiques, des gaz naturels et associés, du charbon et du lignite, du pétrole, du schiste bitumineux, de la tourbe, des produits d'origine animale et végétale sont utilisés comme matières premières.

Quelle est la composition du gaz naturel

La composition qualitative du gaz naturel se compose de deux groupes de composants : organiques et inorganiques.

Les composants organiques comprennent : méthane - CH4 ; propane-C3H8 ; butane-C4H10 ; éthane - C2H4; hydrocarbures plus lourds avec plus de cinq atomes de carbone. Les composants inorganiques comprennent les composés suivants : hydrogène (en petites quantités) - H2 ; dioxyde de carbone - CO2 ; hélium - Non ; azote - N2; sulfure d'hydrogène - H2S.

Quelle sera exactement la composition d'un mélange particulier dépend de la source, c'est-à-dire du gisement. Les mêmes raisons expliquent les diverses propriétés physiques et chimiques du gaz naturel.

Composition chimique
La majeure partie du gaz naturel est le méthane (CH4) - jusqu'à 98 %. La composition du gaz naturel peut également comprendre des hydrocarbures plus lourds :
* éthane (C2H6),
* propane (C3H8),
* butane (C4H10)
- homologues du méthane, ainsi que d'autres substances non hydrocarbonées :
* hydrogène (H2),
* le sulfure d'hydrogène (H2S),
* dioxyde de carbone (CO2),
* azote (N2),
* hélium (He) .

Le gaz naturel est incolore et inodore.

Afin de pouvoir détecter une fuite par l'odorat, une petite quantité de mercaptans, qui ont une forte odeur désagréable, est ajoutée au gaz.

Quels sont les avantages du gaz naturel par rapport aux autres combustibles

1. extraction simplifiée (ne nécessite pas de pompage artificiel)

2. prêt à l'emploi sans traitement intermédiaire (distillation)

transport à l'état gazeux et liquide.

4. émissions minimales de substances nocives lors de la combustion.

5. commodité de fournir du combustible déjà à l'état gazeux lors de sa combustion (moindre coût des équipements utilisant ce type de combustible)

réserves plus importantes que les autres carburants (valeur/marché inférieur)

7. utilisation dans les grandes industries économie nationale que les autres carburants.

une quantité suffisante dans les entrailles de la Russie.

9. Les émissions du carburant lui-même lors d'accidents sont moins toxiques pour l'environnement.

10. température de combustion élevée à utiliser dans les organigrammes de l'économie nationale, etc., etc.

Application dans l'industrie chimique

Il est utilisé pour produire des plastiques, de l'alcool, du caoutchouc, des acides organiques. Ce n'est qu'avec l'utilisation du gaz naturel qu'il est possible de synthétiser des produits chimiques qui ne peuvent tout simplement pas être trouvés dans la nature, comme le polyéthylène.

le méthane est utilisé comme matière première pour la production d'acétylène, d'ammoniac, de méthanol et de cyanure d'hydrogène. Dans le même temps, le gaz naturel est la principale matière première de base dans la production d'ammoniac. Près des trois quarts de tout l'ammoniac est utilisé pour la production d'engrais azotés.

Le cyanure d'hydrogène, déjà obtenu à partir d'ammoniac, ainsi que l'acétylène servent de matière première initiale pour la production de diverses fibres synthétiques. L'acétylène peut être utilisé pour produire diverses couches, qui sont assez largement utilisées dans l'industrie et dans la vie quotidienne.

Elle produit également de la soie d'acétate.

Le gaz naturel est l'un des les meilleures vues combustibles utilisés pour les besoins industriels et domestiques. Sa valeur en tant que carburant réside également dans le fait que ce carburant minéral est assez respectueux de l'environnement. Lorsqu'il est brûlé, beaucoup moins de substances nocives apparaissent par rapport aux autres types de carburant.

Les produits pétroliers les plus importants

De l'huile dans le processus de traitement du carburant (liquide et gazeux), des huiles et graisses lubrifiantes, des solvants, des hydrocarbures individuels - éthylène, propylène, méthane, acétylène, benzène, toluène, xylo, etc., des mélanges solides et semi-solides d'hydrocarbures ( paraffine, gelée de pétrole, cérésine), bitume de pétrole, noir de carbone (suie), acides de pétrole et leurs dérivés.

Les carburants liquides obtenus par raffinage du pétrole sont divisés en carburants pour moteurs et pour chaudières.

À combustible gazeux comprennent les gaz combustibles liquéfiés d'hydrocarbures utilisés pour les services domestiques. Ce sont des mélanges de propane et de butane dans des proportions différentes.

Les huiles lubrifiantes conçues pour fournir une lubrification liquide dans diverses machines et mécanismes sont divisées, selon l'application, en huiles industrielles, turbine, compresseur, transmission, isolantes, moteur.

Les graisses sont des huiles de pétrole épaissies avec des savons, des hydrocarbures solides et d'autres épaississants.

Les hydrocarbures individuels obtenus à la suite du traitement du pétrole et du gaz de pétrole servent de matières premières pour la production de polymères et de produits de synthèse organique.

Parmi ceux-ci, les plus importants sont les limitants - méthane, éthane, propane, butane ; insaturé - éthylène, propylène; aromatique - benzène, toluène, xylènes. En outre, les produits de raffinage du pétrole sont des hydrocarbures saturés de poids moléculaire élevé (C16 et supérieur) - paraffines, cérésines, utilisés dans l'industrie du parfum et comme épaississants pour les graisses.

Le bitume de pétrole, obtenu à partir de résidus d'huiles lourdes par oxydation, est utilisé pour la construction de routes, pour la production de matériaux de couverture, pour la préparation de vernis d'asphalte et d'encres d'imprimerie, etc.

L'un des principaux produits du raffinage du pétrole est le carburant, qui comprend l'essence d'aviation et l'essence à moteur.

Quelles sont les principales sources naturelles d'hydrocarbures que vous connaissez ?

Les sources naturelles d'hydrocarbures sont les combustibles fossiles.

La plupart des matières organiques proviennent de sources naturelles. Dans le processus de synthèse des composés organiques, des gaz naturels et associés, du charbon et du lignite, du pétrole, du schiste bitumineux, de la tourbe, des produits d'origine animale et végétale sont utilisés comme matières premières.

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Réponses au paragraphe 19

1. Quelles sont les principales sources naturelles d'hydrocarbures que vous connaissez ?
Pétrole, gaz naturel, schiste, charbon.

Quelle est la composition du gaz naturel ? Indiquer sur la carte géographique les gisements les plus importants : a) gaz naturel ; ébullition; c) charbon.

3. Quels sont les avantages du gaz naturel par rapport aux autres combustibles ? A quoi sert le gaz naturel dans l'industrie chimique ?
Le gaz naturel, comparé à d'autres sources d'hydrocarbures, est le plus facile à extraire, à transporter et à traiter.

Dans l'industrie chimique, le gaz naturel est utilisé comme source d'hydrocarbures de faible poids moléculaire.

4. Écrivez les équations des réactions d'obtention : a) de l'acétylène à partir du méthane ; b) caoutchouc chloroprène à partir d'acétylène ; c) tétrachlorure de carbone à partir de méthane.

5. Quelle est la différence entre les gaz de pétrole associés et le gaz naturel ?
Les gaz associés sont des hydrocarbures volatils dissous dans l'huile.

Leur isolement se fait par distillation. Contrairement au gaz naturel, il peut être rejeté à n'importe quel stade du développement d'un champ pétrolier.

6. Décrire les principaux produits obtenus à partir des gaz de pétrole associés.
Principaux produits : méthane, éthane, propane, n-butane, pentane, isobutane, isopentane, n-hexane, n-heptane, hexane et isomères de l'heptane.

Nommez les produits pétroliers les plus importants, indiquez leur composition et leurs domaines d'application.

8. Quelles huiles lubrifiantes sont utilisées dans la production ?
Huiles moteur pour transmission, émulsions industrielles, lubrifiants-refroidisseurs pour machines-outils, etc.

Comment s'effectue le raffinage du pétrole ?

10. Qu'est-ce que le craquage d'huile ? Écrire une équation pour les réactions de séparation des hydrocarbures et au cours de ce processus.

Pourquoi est-il possible d'obtenir pas plus de 20% d'essence lors de la distillation directe du pétrole ?
Parce que la teneur de la fraction essence dans l'huile est limitée.

12. Quelle est la différence entre le craquage thermique et le craquage catalytique ? Décrire les essences de craquage thermique et catalytique.
En craquage thermique, il est nécessaire de chauffer les réactifs à des températures élevées, en craquage catalytique, l'introduction d'un catalyseur diminue l'énergie d'activation de la réaction, ce qui permet de réduire significativement la température de réaction.

Dans quelle mesure l'essence de craquage peut-elle être distinguée de l'essence de distillation directe ?
L'essence de craquage a un indice d'octane plus élevé que l'essence de distillation directe, c'est-à-dire plus résistant à la détonation et recommandé pour une utilisation dans les moteurs à combustion interne.

14. Qu'est-ce que l'aromatisation de l'huile ? Écrivez les équations de réaction qui expliquent ce processus.

Quels sont les principaux produits issus de la cokéfaction du charbon ?
Naphtalène, anthracène, phénanthrène, phénols et huiles de charbon.

16. Comment le coke est-il produit et où est-il utilisé ?
Le coke est un produit solide poreux gris obtenu en cocoant du charbon à des températures de 950-1100 sans oxygène.

Il est utilisé pour la fonte du fer, comme combustible sans fumée, agent réducteur de minerai de fer et poudre à lever pour les matériaux de charge.

17. Quels sont les principaux produits reçus :
a) à partir de goudron de houille ; b) à partir d'eau de goudron ; c) du gaz de cokerie ? Où sont-ils appliqués ? Quelles substances organiques peut-on obtenir à partir du gaz de four à coke ?
a) benzène, toluène, naphtalène - industrie chimique
b) ammoniac, phénols, acides organiques - industrie chimique
c) hydrogène, méthane, éthylène - carburant.

Rappelons tous les principaux moyens d'obtenir des hydrocarbures aromatiques. Quelle est la différence entre les méthodes d'obtention d'hydrocarbures aromatiques à partir des produits de cokéfaction du charbon et du pétrole ? Écrivez les équations des réactions correspondantes.
Ils diffèrent par leurs méthodes de production : le raffinage primaire du pétrole repose sur une différence de propriétés physiques diverses fractions, et la cokéfaction repose uniquement sur les propriétés chimiques du charbon.

Expliquez comment, dans le processus de résolution des problèmes énergétiques du pays, les modes de traitement et d'utilisation des ressources naturelles en hydrocarbures seront améliorés.
Recherche de nouvelles sources d'énergie, optimisation des procédés de production et de raffinage du pétrole, développement de nouveaux catalyseurs pour réduire le coût de l'ensemble de la production, etc.

20. Quelles sont les perspectives d'obtention de combustible liquide à partir du charbon ?
À l'avenir, il est possible d'obtenir du combustible liquide à partir du charbon, à condition que le coût de sa production soit réduit.

Tache 1.

On sait que le gaz contient des fractions volumiques de 0,9 méthane, 0,05 éthane, 0,03 propane, 0,02 azote. Quel volume d'air est nécessaire pour brûler 1 m3 de ce gaz dans des conditions normales ?

Tâche 2.

Quel volume d'air (N.O.) est nécessaire pour brûler 1 kg d'heptane ?

Tâche 3. Calculer quel volume (en l) et quelle masse (en kg) de monoxyde de carbone (IV) seront obtenus en brûlant 5 moles d'octane (n.o.).

Les principales sources d'hydrocarbures sur notre planète sont gaz naturel, pétrole et charbon. Des millions d'années de conservation dans les entrailles de la terre ont résisté aux hydrocarbures les plus stables : saturés et aromatiques.

Le gaz naturel se compose principalement de méthane avec des impuretés d'autres alcanes gazeux, d'azote, de dioxyde de carbone et de certains autres gaz; le charbon contient principalement des polycycliques Hydrocarbures aromatiques.

Le pétrole, contrairement au gaz naturel et au charbon, contient toute la gamme des composants :

D'autres substances sont également présentes dans le pétrole: composés organiques hétéroatomiques (contenant du soufre, de l'azote, de l'oxygène et d'autres éléments), de l'eau contenant des sels dissous, des particules solides d'autres roches et d'autres impuretés.

Intéressant à savoir On trouve aussi des hydrocarbures dans l'espace, y compris sur d'autres planètes.

Par exemple, le méthane constitue une grande partie de l'atmosphère d'Uranus et est responsable de sa couleur turquoise claire vue à travers un télescope. L'atmosphère de Titan, le plus grand satellite de Saturne, est constituée principalement d'azote, mais contient également des hydrocarbures méthane, éthane, propane, éthine, propyne, butadiine et leurs dérivés ; parfois il pleut du méthane et des rivières d'hydrocarbures se jettent dans des lacs d'hydrocarbures à la surface de Titan.

La présence d'hydrocarbures insaturés, ainsi que d'hydrogène saturé et moléculaire, est due à l'effet du rayonnement solaire.

Mendeleev possède l'expression : "Brûler de l'huile équivaut à chauffer le four avec des billets de banque." Grâce à l'émergence et au développement des technologies de raffinage du pétrole, au 20e siècle, le pétrole est devenu le carburant le plus précieux. source de matière première pour l'industrie chimique.

Les produits pétroliers sont actuellement utilisés dans presque toutes les industries.

Le raffinage primaire du pétrole est entraînement, c'est-à-dire la purification du pétrole des impuretés inorganiques et du gaz de pétrole dissous dans celui-ci, et distillation, c'est-à-dire la division physique en factions en fonction du point d'ébullition :

Du mazout restant après la distillation du pétrole à pression atmosphérique, sous l'action du vide, des composants de poids moléculaire élevé sont isolés, adaptés à la transformation en huiles minérales, carburants et autres produits, et le reste - le goudron- utilisé pour la production de bitume.

Dans le processus de raffinage du pétrole, les fractions individuelles sont soumises à transformations chimiques.

Ce sont le craquage, le reformage, l'isomérisation et bien d'autres procédés qui permettent d'obtenir des hydrocarbures insaturés et aromatiques, des alcanes ramifiés et d'autres produits pétroliers de valeur. Certains d'entre eux sont consacrés à la production de carburants de haute qualité et de divers solvants, et certains sont des matières premières pour la production de nouveaux composés et matériaux organiques pour diverses industries.

Mais il ne faut pas oublier que les réserves d'hydrocarbures dans la nature se reconstituent beaucoup plus lentement que l'humanité ne les consomme, et le processus de traitement et de combustion des produits pétroliers introduit de fortes déviations dans l'équilibre chimique de la nature.

Bien sûr, tôt ou tard, la nature rétablira l'équilibre, mais cela peut se transformer en de graves problèmes pour l'homme. Par conséquent, il est nécessaire nouvelles technologies afin de s'éloigner de l'utilisation des hydrocarbures comme carburant à l'avenir.

Pour résoudre ces problèmes mondiaux, il faut développement de la science fondamentale et une profonde compréhension du monde qui nous entoure.