Для синтеза органических соединений сырьем являются природные органические вещества, входящие в состав нефти, природного газа, каменного угля, а также вещества, которые выделены из них путем первичной переработки. Среди органических соединений крупнейшее использование получили углеводороды. Основными источниками углеводородов являются природные и сопутствующие нефтяные газы, нефть и каменный уголь, горючие сланцы. Долгое время эти горючие материалы использовали для производства энергии. В наше время значительную часть горючих газов, продукты переработки нефти и каменный уголь используют как ценное сырье в химической промышленности и прежде всего в органическом синтезе.
Природный и сопутствующий нефтяные газы
Во многих местах земного шара из трещин Земли выделяется горючий газ, который называют естественным. Газы земной коры очень разнообразны по химическому составу, условиям образования и распространением в природе. Природный газ встречается там, где залегает нефть, или образует отдельные газовые месторождения. В этих залежах газ находится под большим давлением, и если пробурить до газового слоя скважину, он с силой устремляется на поверхность. Газы могут заполнять трещины и пустоты в горных породах или подземных пещерах, могут растворяться в подземных водах и нефти. Все газы земной коры можно разделить на несколько групп:
- биохимического происхождения, то есть образованные в результате химического превращения отмерших растительных и животных организмов. Биохимические газы представляют собой смесь углеводородов. Залежи этих газов крупные и они являются наиболее ценными для промышленности;
- литохимические газы, которые выделяются в условиях высоких температур и давления при разложении горных пород, вулканические газы;
- газы радиоактивного распада. Они образуются при произвольном распаде радиоактивных веществ;
- газы воздушного происхождения, образующиеся из атмосферного воздуха, проникают вглубь земной коры в растворенном состоянии в дождевой или талой воде.
Состав природного газа различных месторождений разный. Основной составной частью природного газа является метан (80-98%) и его гомологи: этан, пропан, бутан и небольшое количество примесей сероводорода, азота, углекислого газа, благородных газов и водяного пара. Природный газ бесцветный, почти вдвое легче воздуха, плохо растворим в воде, без запаха.
При сгорании природного газа выделяется много теплоты (при сжигании 1м3 газа выделяется в 54400 кДж теплоты), поэтому он применяется как энергетически эффективное и дешевое топливо для тепловых электростанций, котельных, жилых помещений, автомобилей. Важной особенностью газообразного топлива по сравнению с жидким является меньшее загрязнение продуктами горения окружающей среды. Поэтому природный газ – один из лучших видов топлива для промышленных и бытовых нужд.
Области применения природного газа:
- В качестве топлива качестве сырья для производства.
- В металлургии (черной, цветной).
- На электро- и тепловых станциях.
- В котельных установках.
- В стеклянной, цементной, керамической промышленности.
- В легкой, пищевой, химической промышленности.
- В сельском хозяйстве.
- В быту. Сажа → краска → резиновые изделия.
- Ацетилен.
- Водород.
- Синтез-газ.
- Метанол.
- Формальдегид.
- Хлорпроизводные.
- Искусственный кормовой белок.
- Хлороводород.
К природному газу относятся также сопутствующие нефтяные газы. Сопутствующие нефтяные газы, растворенные в нефти и содержащиеся над ней выделяются при ее добыче. Сопутствующий нефтяной газ отличается от природного по составу: в нем содержится меньше метана (30-40%), но больше его гомологов: этана, пропана, бутана, пентана (60-70% по объему), и другие газы. Поэтому химической переработкой этих газов можно добыть больше веществ, чем из природного газа.
Природный и сопутствующий нефтяные газы
Ранее сопутствующий газ не находил применения и при добыче нефти его сжигали факельным способом. Теперь его улавливают и используют как топливо и ценное химическое сырье. При переработке попутного нефтяного газа сначала отделяют легкокипящие углеводороды – пентан, гексан и др. Они вместе образуют так называемый газовый бензин, который используется в качестве добавки к обычным бензинам для лучшего их воспламенения при запуске двигателя. Затем отделяется пропан-бутановая смесь, которой заполняют баллоны под давлением. Сжиженный газ используется как газообразное топливо. «Сухой газ», что остается после отделения газового бензина и пропан-бутановой смеси, состоит в основном из метана и используется как топливо.
Для химической переработки попутного газа отделяют индивидуальные углеводороды: этан, пропан, бутан, и тому подобное. Поскольку насыщенные углеводороды относительно химически инертные и мало пригодны для химического синтеза, их превращают с помощью реакций дегидрирования в активные – ненасыщенные углеводороды, из которых затем синтезируют каучуки и пластмассы. Кроме того, окислением углеводородов добывают органические кислоты, спирты и другие продукты.
(No Ratings Yet)
Загрузка...