1 .Природными источниками углеводородов являются горючие ископаемые - нефть и газ, уголь и торф. Природный газ состоит главным образом из метана (табл. 1).
Таблица 1 Состав природного газа
| Компоненты | Формула | Содержание,% |
| Метан | СН 4 | 88-95 |
| Этан | С 2 Н 6 | 3-8 |
| Пропан | С 3 Н 8 | 0,7-2,0 |
| Бутан | С 4 Н 10 | 0,2-0,7 |
| Пентан | С 5 Н 12 | 0,03-0,5 |
| Диоксид углерода | СО 2 | 0,6-2,0 |
| Азот | N 2 | 0,3-3,0 |
| Гелий | Не |
0,01-0,5 |
Сырая
нефть представляет собой маслянистую
жидкость, окраска которой может
быть самой разнообразной – от темно-коричневой
или зеленой до почти бесцветной. В ней
содержится большое число алканов. Среди
них есть неразветвленные алканы, разветвленные
алканы и циклоалканы с числом атомов
углерода от пяти до 40. Промышленное название
этих циклоалканов-начтены. В сырой нефти,
кроме того, содержится приблизительно
10% ароматических углеводородов, а также
небольшое количество других соединений,
содержащих серу, кислород и азот.
Рисунок
1 Природный газ и сырая
нефть обнаруживаются
в ловушках между слоями
горных пород.
Уголь
является древнейшим источником энергии,
с которым знакомо человечество. Он представляет
собой минерал, который образовался из
растительного вещества в процессе метаморфизма.
Метаморфическими называются горные породы,
состав которых подвергся изменениям
в условиях высоких давлений, а также высоких
температур. Продуктом первой стадии в
процессе образования угля является
торф,
который представляет собой разложившееся
органическое вещество. Уголь образуется
из торфа после того, как он покрывается
осадочными породами. Эти осадочные породы
называются перегруженными. Перегруженные
осадки уменьшают содержание влаги в торфе.
Таблица
2Содержание углерода
в некоторых видах топлива
и их теплотворная способность
Уголь
служит важным источником сырья для
получения ароматических соединений.
Углеводороды
встречаются в природе не только
в горючих ископаемых, но также
и в некоторых материалах биологического
происхождения. Натуральный каучук
является примером природного углеводородного
полимера. Молекула каучука состоит
из тысяч структурных единиц, представляющих
собой метилбута-1,3-диен (изопрен); ее строение
схематически показано на рис. 4. Метилбута-
1,3-диен имеет следующую структуру:
И
в составе природного газа, и нефти,
и торфа, и угля общим является
наличие группы углеводорода.
2.
Физические
свойства нефти.
Нефть представляет собой маслянистую
жидкость обычно тёмного цвета со своеобразным
запахом. Она немного легче воды и в воде
не растворяется.
Рисунок
2. Геологический разрез
нефтеносной местности.
Нефть
залегает в земле, заполняя пустоты
между частицами различных горных пород
(рис. 2). Для добывания её бурят скважины
(рис. 3). Если нефть богата газами, она под
давлением их сама поднимается на поверхность,
если же давление газов для этого недостаточно,
в нефтяном пласту создают искусственное
давление путём нагнетания туда газа,
воздуха или воды (рис. 4).
Если нефть нагревать в приборе, изображённом
на рисунке 4, то можно заметить, что она
кипит и перегоняется не при постоянной
температуре, что характерно для чистых
веществ, а в широком интервале температур.
Это значит, что нефть представляет собой
не индивидуальное вещество, а смесь веществ.
При нагревании нефти сначала перегоняются
вещества с меньшим молекулярным весом,
обладающие более низкой температурой
кипения, затем температура смеси постепенно
повышается, и начинают перегоняться вещества
с большим молекулярным весом, имеющие
более высокую температуру кипения, и
т. д.
Рисунок
3 .Нефть поднимается
под давлением нагнетаемой
в пласт
В
состав нефти входят главным образом
углеводороды. Основную массу её составляют
жидкие углеводороды, в них растворены
газообразные и твёрдые углеводороды.
Рисунок
4. Перегонка нефти
в лаборатории.
Состав
нефти различных месторождений
неодинаков. Грозненская и западноукраинская
нефть состоят главным образом из предельных
углеводородов. Бакинская нефть состоит
преимущественно из циклических углеводородов
- цикланов.
Цикланы - это углеводороды,
отличающиеся по своему строению от предельных
тем, что содержат замкнутые цепи (циклы)
углеродных атомов.
3 .Серьезная экологическая проблема - загрязнение нефтепродуктами вод Мирового океана. Нефтепродукты попадают в воду прежде всего при морских перевозках. При погрузке, разгрузке, чистке танкеров часть нефти теряется. Кроме того, случаются и аварии танкеров, при которых в море могут попасть десятки тысяч тонн нефти. По оценкам экологов, в Мировой океан попадает ежегодно около 10 млн. тонн нефти, которая растекается по поверхности воды, образуя тонкую радужную пленку. По данным спутниковой фотосьемки, такой пленкой покрыта уже треть поверхности Мирового океана. Из-за этой пленки нарушается контакт поверхности воды с воздухом, уменьшается содержание растворенного в воде кислорода, и гибнут обитатели морей и озер. Кроме того, пленка на поверхности воды замедляет испарение воды, и воздушные массы, проходя над водой, мало насыщаются водяными парами - нефтяная пленка мешает. То есть эти воздушные массы несут на континент меньше осадков, и тоненькая пленка на поверхности воды может изменить климат целых материков
4
.
РЕКТИФИКАЦИЯ
- разделение жидких
многокомпонентных смесей на отдельные
компоненты. Ректификация основана на
многократной дистилляции.(ДИСТИЛЛЯЦИЯ
-
разделение многокомпонентных жидких
смесей на отличающиеся по составу фракции;
основано на различии в составах жидкости
и образующегося из нее пара. Осуществляется
путем частичного испарения жидкости
и последующей конденсации пара. Полученный
конденсат обогащен низкокипящими компонентами,
остаток жидкой смеси - высококипящими).
Из сырой нефти прежде
всего удаляют растворенные в ней примеси
газов, подвергая ее простой перегонке.
Затем нефть подвергают первичной перегонке,
в результате чего ее разделяют на газовую,
легкую и среднюю фракции и мазут. Дальнейшая
фракционная перегонка легкой и средней
фракций, а также вакуумная перегонка
мазута приводит к образованию большого
числа фракций. В табл. 4 указаны диапазоны
температур кипения и состав различных
фракций нефти
Таблица
3 Типичные фракции перегонки
нефти
| Фракция | Температура кипения, °С | Число атомов углерода в молекуле | Содержание,
масс. %
|
| Газы | <40 | 1-4 | 3 |
| Бензин | 40-100 | 4-8 | 7 |
| Лигроин (нафта) | 80-180 | 5-12 | 7 |
| Керосин | 160-250 | 10-16 | 13 |
| Мазут:
Смазочное
масло и воск
|
350-500 | 20-35 | 25 |
| Битум | >500 | >35 | 25 |
Перейдем теперь к описанию свойств отдельных фракций нефти.
Газовая фракция. Газы, получаемые при переработке нефти, представляют собой простейшие неразветвленные алканы: этан, пропан и бутаны. Эта фракция имеет промышленное название нефтезаводской (нефтяной) газ. Ее удаляют из сырой нефти до того, как подвергнуть ее первичной перегонке, или же выделяют из бензиновой фракции после первичной перегонки. Нефтезаводской газ используют в качестве газообразного горючего или же подвергают его сжижению под давлением, чтобы получить сжиженный нефтяной газ. Последний поступает в продажу в качестве жидкого топлива или используется как сырье для получения этилена на крекинг-установках.
Бензиновая фракция. Эта фракция используется для получения различных сортов моторного топлива. Она представляет собой смесь различных углеводородов, в том числе неразветвленных и разветвленных алканов. Особенности горения неразветвленных алканов не идеально соответствуют двигателям внутреннего сгорания. Поэтому бензиновую фракцию нередко подвергают термическому риформингу, чтобы превратить неразветвленные молекулы в разветвленные. Перед употреблением эту фракцию обычно смешивают с разветвленными алканами, циклоалканами и ароматическими соединениями, получаемыми из других фракций путем каталитического крекинга либо риформинга.
Лигроин (нафта). Эту фракцию перегонки нефти получают в промежутке между бензиновой и керосиновой фракцией. Она состоит преимущественно из алканов (табл.4).
Бльшую часть лигроина, получаемого при перегонке нефти, подвергают риформингу для превращения в бензин. Однако значительная его часть используется как сырье для получения других химических веществ.
Таблица 4 Углеводородный состав лигроиновой фракции типичной ближневосточной нефти
| Углеводороды | Число атомов углерода | Содержание,
%
|
||||
| 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
| Неразветвленные алканы | 13 | 7 | 7 | 8 | 5 | 40 |
| Разветвленные алканы | 7 | 6 | 6 | 9 | 10 | 38 |
| Циклоалканы | 1 | 2 | 4 | 5 | 3 | 15 |
| Ароматические соединения | – | – | 2 | 4 | 1 | 7 |
| 100 | ||||||
Керосин . Керосиновая фракция перегонки нефти состоит из алифатических алканов, нафталинов и ароматических углеводородов. Часть ее подвергается очистке для использования в качестве источника насыщенных углеводородов-парафинов, а другая часть подвергается крекингу с целью превращения в бензин. Однако основная часть керосина используется в качестве горючего для реактивных самолетов.
Газойль . Эта фракция переработки нефти известна под названием дизельного топлива. Часть ее подвергают крекингу для получения нефтезаводского газа и бензина. Однако главным образом газойль используют в качестве горючего для дизельных двигателей. В дизельном двигателе зажигание топлива производится в результате повышения давления. Поэтому они обходятся без свечей зажигания. Газойль используется также как топливо для промышленных печей.
Мазут . Эта фракция остается после удаления из нефти всех остальных фракций. Большая его часть используется в качестве жидкого топлива для нагревания котлов и получения пара на промышленных предприятиях, электростанциях и в корабельных двигателях. Однако некоторую часть мазута подвергают вакуумной перегонке для получения смазочных масел и парафинового воска.Темный вязкий материал, остающийся после вакуумной перегонки мазута, называется «битум», или «асфальт». Он используется для изготовления дорожных покрытий.
5 .Крекинг. При вторичных методах переработки нефти и происходит изменение структуры углеводородов, входящих в ее состав. Среди этих методов большое значение имеет крекинг (расщепление) углеводородов нефти, проводимый для повышения выхода бензина. В этом процессе крупные молекулы высококипящих фракций сырой нефти расщепляются на меньшие молекулы, из которых состоят низкокипящие фракции
В результате крекинга кроме бензина получают также алкены, необходимые как сырье для химической промышленности.
сырой нефти
С 16 Н 34 > С 8 Н 16 + С 8 Н 18
Гексадекан октен октан
С 8 Н 18 > С 4 Н 10 + С 4 Н 8
Октан бутан бутен
С 4 Н 10 > С 2 Н 6 + С 2 Н 4
бутан этан этен
6
.
Термический
крекинг проводится при нагревании исходного
сырья (мазута и др.) при температуре 450...550
°С и давлении 2...7 МПа. При этом молекулы
углеводородов с большим числом атомов
углерода расщепляются на молекулы с меньшим
числом атомов как предельных, так и непредельных
углеводородов. Таким способом получают
главным образом автомобильный бензин.
Выход его из нефти достигает 70%. Термический
крекинг открыт русским инженером В.Г. Шуховым
в 1891 г.
Каталитический
крекинг производится в присутствии
катализаторов (обычно алюмосиликатов)
при 450 °С и атмосферном давлении. Этим
способом получают авиационный бензин
с выходом до 80%. Такому виду крекинга подвергается
преимущественно керосиновая и газойлевая
фракции нефти. При каталитическом крекинге
наряду с реакциями расщепления протекают
реакции изомеризации. В результате последних
образуются предельные углеводороды с
разветвленным углеродным скелетом молекул,
что улучшает качество бензина.
Важным
каталитическим процессом является
ароматизация углеводородов, т. е. превращение
парафинов и циклопарафинов в ароматические
углеводороды. При нагревании тяжелых
фракций нефтепродуктов в присутствии
катализатора (платины или молибдена)
углеводороды, содержащие 6...8 атомов углерода
в молекуле, превращаются в ароматические
углеводороды. Эти процессы протекают
при риформинге (облагораживании бензинов).
Общее:
Реакция
расщепления,при крекинг-процессах образуется
большое количество газов (газы крекинга),
которые содержат главным образом предельные
и непредельные углеводороды. Эти газы
используют в качестве сырья для химической
промышленности.
Различия:
Получение
разного рода бензина с разным
процентным содержанием, в разных условиях,из неодинакового сырья.
7
.Газы нефтяные
попутные - это углеводородные газы, которые
сопутствуют нефти и выделяются из неё
при сепарации.Газы нефтяные попутные
содержат значительные количества этана,
пропана, бутана и других предельных углеводородов.
Кроме того, в газах нефтяных попутных
присутствуют пары воды, а иногда и азот,
углекислый газ, сероводород и редкие
газы (гелий, аргон).
Перед подачей
в магистральные газопроводы
газ нефтяной попутный перерабатывают
на так называемых газоперерабатывающих
заводах, продукцией которых является
газовый бензин, так называемый отбензиненный
газ и углеводородные фракции, представляющие
собой технически чистые углеводороды
(этан, пропан, бутан, изобутан и др.) или
их смеси.
Газовый бензин
применяют как компонент автомобильных
бензинов. Сжиженные газы (пропан-бутановая
фракция) широко используют как моторное
топливо для автотранспорта или как топливо
для коммунально-бытовых нужд. Углеводородные
фракции - ценное сырьё для химической
и нефтехимической промышленности. Они
широко используются для получения ацетилена.
При окислении пропан-бутановой фракции
образуются ацетальдегид, формальдегид,
уксусная кислота, ацетон и др. продукты.
Изобутан служит для производства высокооктановых
компонентов моторных топлив, а также
изобутилена - сырья для изготовления
синтетического каучука. Дегидрированием
изопентана получают изопрен - важный
продукт при производстве синтетических
каучуков.
8 .К природным газам относятся и так называемые попутные газы, которые обычно растворены в нефти и выделяются при ее добыче. В попутных газах содержится меньше метана, но больше этана, пропана, бутана и высших углеводородов. Кроме того, в них присутствуют в основном те же примеси, что и в других природных газах, не связанных с залежами нефти, а именно: сероводород, азот, благородные газы, пары воды, углекислый газ.
СН 2 =СН 2 +Н 2 > СН 3 -СН 3
С 3 Н 6 +Сl 2 > СН 3 -СНСl-СН 3
С 2 Н 6 Сl-С 2 Н 6 Cl +2Nа> СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 3 +2NaCl
9.
10
.Кокс
- серое, чуть серебристое, пористое и очень
твердое вещество, более чем на 96% состоящее
из углерода. Процесс получения- кокса
в результате переработки природных топлив
называется коксованием.
В
наше время 10% добываемого в мире
каменного угля превращают в кокс. Коксование
проводят в камерах коксовой печи, обогреваемых
снаружи горящим газом. При повышении
температуры в каменном угле происходят
разнообразные процессы. При 250 0 С
из него испаряется влага, выделяются
СО и СО 2 ; при 350 0 С уголь размягчается,
переходит в тестообразное, пластическое
состояние, из него выделяются углеводороды-газообразные
и низкокипящие, а также азотистые и фосфористые
соединения. Тяжелые углистые остатки
спекаются при 500 0 С, давая полукокс.
А при 700 0 С и выше полукокс теряет
остаточные летучие вещества, главным
образом водород, и превращается в кокс.
Важным источником промышленного получения
ароматических углеводородов наряду с
переработкой нефти является коксование
каменного угля.
При
нагревании угля без доступа воздуха
до 900-1050 о С приводит к его термическому
разложению с образованием летучих продуктов
и твердого остатка-кокса.
Коксование угля - периодический процесс.
Основные продукты: кокс-96-98% углерода;
коксовый газ-60% водорода, 25% метана, 7% оксида
углерода (II) и др. Побочные продукты: каменноугольная
смола (бензол, толуол), аммиак (из коксового
газа)и др.
Реакции,
характерные для продуктов коксования
каменного угля.
Кокс применяют для изготовления
электродов, для фильтрования жидкостей
и, самое главное, для восстановления железа
из железных руд и концентратов в доменном
процессе выплавки чугуна. В доменной
печи кокс сгорает и образуется оксид
углерода (IV):
С + 0 2 = СО 2 + Q,
который
взаимодействует с раскаленным
коксом с образованием оксида углерода
(II):
С
+ СO 2 = 2CO - Q
Оксид углерода
(II) и является восстановителем железа,
причем сначала из оксида железа (III) образуется
оксид железа (II, III), затем оксид железа
(II) и, наконец, железо:
- 3Fe 2 O 3
+ CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2 + Q
- Fe 3 O 4
+ CO = 3FeO + CO 2 – Q
- FeO + CO
= Fe + CO 2 + Q
Природный газ широко используют как дешевое топливо с высокой теплотворной способностью (при сжигании 1 м 3 выделяется до 54 400 кДж). Это один из лучших видов топлива для бытовых и промышленных нужд. Кроме того, природный газ служит ценным сырьем для химической промышленности. Разработано много способов переработки природных газов. Главная задача этой переработки - превращение предельных углеводородов в более активные - непредельные, которые затем переводят в синтетические полимеры (каучук, пластмассы). Кроме того, окислением углеводородов получают органические кислоты, спирты и другие продукты.
Раньше попутным газам также не находили применения, и при добыче нефти, они сжигались факельным способом. В настоящее время их стремятся улавливать и использовать как в качестве топлива, так и главным образом в качестве ценного химического сырья. Из попутных газов, а также газов крекинга нефти путем перегонки при низких температурах получают индивидуальные углеводороды.
Именно поэтому сжигание нефти, каменного угля и попутного нефтяного газа не является рациональным способом их использования.
МОУ ГИМНАЗИЯ №48
Реферат по химии на тему:
Природные источники углеводородов.
Челябинск 2003 г.
и т.д.................
), в 2007 году в качестве первичных источников энергии использовались: нефть - 36,0 %, уголь - 27,4 %, природный газ - 23,0 %, в общей сложности доля ископаемого топлива составила 86,4 % от всех источников (ископаемых и неископаемых) потребляемой первичной энергии в мире . Следует отметить, что в состав неископаемых источников энергии включены: гидроэлектростанции - 6,3 %, ядерное - 8,5 %, и другие (геотермальная , солнечная , приливная , энергия ветра , сжигания древесины и отходов) в размере 0,9 % .
Краткая характеристика
Нефть
Нефть - природная маслянистая горючая жидкость , состоящая из сложной смеси углеводородов и некоторых других органических соединений. По цвету нефть бывает красно-коричневого, иногда почти чёрного цвета, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет и даже бесцветная нефть; имеет специфический запах, распространена в осадочных породах Земли. Нефть известна человечеству с древнейших времён. Однако в наши дни нефть является одним из важнейших для человечества полезным ископаемым .
Уголь
Ископаемый уголь
Уголь - вид ископаемого топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbō («уголь»). Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая, в свою очередь, способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией . Уголь, подобно нефти и газу , представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля - растительные остатки. В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают четыре его типа:
- бурые угли (лигниты);
В западных странах имеет место несколько иная классификация - лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно.
Горючие сланцы
Горючий сланец - полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов , дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Сланцы в основном образовались 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков. Горючий сланец состоит из преобладающих минеральных (кальциты , доломит , гидрослюды, монтмориллонит , каолинит , полевые шпаты , кварц , пирит и других) и органических частей (кероген), последняя составляет 10-30 % от массы породы и только в сланцах самого высокого качества достигает 50-70 %. Органическая часть является био- и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей , сохранившим клеточное строение (талломоальгинит ) или потерявшим его (коллоальгинит ); в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений (витринит, фюзенит, липоидинит).
Природный газ
Газовые гидраты
Торф
Основные составляющие нефти, а также газа сформировались в то время, когда органические остатки ещё не полностью окислились, а углерод , углеводород и подобные им компоненты присутствовали в небольших количествах. Осадочные породы покрыли остатки этих веществ. Температура и давление увеличились, и жидкий углеводород скопился в пустотах скал.
Добыча ископаемого угля
Для извлечения угля с больших глубин издавна человечеством используются шахты . Самые глубокие шахты на территории Российской Федерации добывают уголь с глубины чуть более 1200 метров. В угленосных отложениях наряду с углём содержатся многие виды георесурсов, обладающих потребительской значимостью. К ним относятся вмещающие породы как сырьё для стройиндустрии, подземные воды, метан угольных пластов , редкие и рассеянные элементы, в том числе ценные металлы и их соединения. Применение струй в качестве инструмента разрушения в исполнительных органах очистных и проходческих комбайнов представляет особый интерес. При этом наблюдается постоянный рост в разработке техники и технологии разрушения угля, горных пород высокоскоростными струями непрерывного, пульсирующего и импульсного действия.
Темпы потребления
Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию , которая, в свою очередь, способствовала развитию угольной промышленности , обеспечив её более современной технологией.
За XVIII век количество добываемого угля увеличилось на 4 000 %, К 1900-му добывалось 700 миллионов тонн угля в год, затем наступил черёд нефти. Потребление нефти росло около 150 лет и в начале третьего тысячелетия выходит на плато . В настоящее время в мире добывается более 87 млн баррелей в день или около 5 млрд тонн в год.
Извлекаемые запасы (резервы)
По опубликованным расчётам оценка запасов угля составляет около 500 миллиардов тонн, а количество извлекаемой нефти на Земле составляет около двух триллионов баррелей. Согласно теории Хабберта, в связи с тем, что нефть является невозобновляемым ресурсом , то рано или поздно её общемировая добыча достигнет своего пика (термин Пик нефти обозначает максимальное мировое производство нефти, которое было либо будет достигнуто). Добыча нефти в США достигла максимума в 1971 году (англ.) , и с тех пор убывает. Международное агентство по энергетике (IEA) в докладе «World Energy Outlook 2004», в частности, отметило: «Ископаемое топливо в настоящее время обеспечивает большую часть мирового потребления энергии и будет продолжать это делать в обозримом будущем. Хотя в настоящее время запасы велики, они не вечны».
Доказанные запасы по данным 2005-2006 годов:
Добыча ископаемых видов топлива по данным 2006 года:
Доказанные запасы (годы добычи в текущем темпе), остающиеся в Земле (2006):
- ископаемый уголь: 148 лет;
- нефть: 43 года;
- природный газ: 61 год.
Значение
Большая часть ископаемого топлива сжигается для получения электрической энергии, подогрева воды и отопления жилых помещений. Издавна человеком в хозяйственной деятельности используются ископаемый уголь, торф, горючие сланцы. Природный газ считался побочным продуктом нефтедобычи, однако в настоящее время становится весьма ценным ископаемым природным ресурсом . Кроме того, в современном мире ископаемое топливо используется в качестве моторного топлива, смазочных материалов и сырья для органического синтеза.
Влияние на окружающую среду
Эмиссия CO 2
Сжигание ископаемых видов топлива приводит к выбросам диоксида углерода (CO 2) - парникового газа , который сохраняется в атмосфере столетиями и вносит наибольший вклад в глобальное потепление . Климатические исследования надежно установили близкую к линейной связь между величиной глобального потепления и количеством накопленного в атмосфере диоксида углерода CO 2 . Для ограничения глобального потепления величиной 2 °C с назначенным шансом на успех, необходимо установить предельную величину будущих совокупных выбросов CO 2 , которые, таким образом, представляют собой конечный по величине общий глобальный ресурс. Эмиссионный бюджет СО 2 , определяемый из цели предотвращения неприемлемого глобального потепления, означает, что 60 - 80 % запасов ископаемого топлива должны оставаться нетронутыми, для чего требуется немедленное и резкое снижение текущих темпов добычи и сжигания ископаемого топлива.
В то же время мировые финансовые рынки в основном игнорируют необходимость ограничения эмиссии CO 2 . Добыча ископаемого топлива продолжает субсидироваться правительствами многих стран, большие средства продолжают расходоваться на разведку новых запасов. Инвесторы склонны полагать, что все запасы углеродного сырья могут стать объектом добычи и коммерческого использования.
Начиная с 2012 года, ряд экологических групп проводят глобальную кампанию за бойкот инвестиций в ископаемое топливо , логику которой её инициаторы формулируют следующим образом: «если неправильно разрушать климат, то неправильно и получать прибыль от этого разрушения» . Масштабы кампании быстро расширяются, её официально поддержала ООН . Несколько транснациональных инвесторов (например, крупнейшая страховая компания Франции AXA) объявили о полном деинвестировании своих средств из добычи угля.
Роль выбросов природного газа
Природный газ, основную часть которого составляет метан , также является парниковым газом. Парниковый эффект одной молекулы метана примерно в 20-25 раз сильнее, чем у молекулы CO 2 , поэтому с климатической точки зрения сжигание природного газа предпочтительней его попаданию в атмосферу.
Другие воздействия
На долю предприятий топливно-энергетического комплекса России приходится половина выбросов вредных веществ в атмосферный воздух, более трети загрязнённых сточных вод, треть твёрдых отходов от всей национальной экономики. Особую актуальность приобретает планирование экологических мероприятий в районах пионерного освоения ресурсов нефти и газа.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И МОЛОДЁЖНОЙ ПОЛИТИКИ СТАВРОПОЛЬСКОГО КРАЯ
Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение «Ставропольский строительный техникум»
Индивидуальный проект
по учебной дисциплине
ХИМИЯ
На тему: УГЛЕВОДОРОДНОЕ ТОПЛИВО, ЕГО ВИДЫ И НАЗНАЧЕНИЕ
Выполнил (а):
Чередник
Валентин Андреевич
специальность
08.02.08
Монтаж и эксплуатация оборудования и системгазоснабжения
номер группы
СТ-152
Преподаватель:
Побережная Елена Геннадьевна
Ставрополь, 2016
Содержание
Введение.
Углеводородное топливо его виды и значение:
1. Жидкие нефтяные топлива.
2. Углеводородные горючие газы.
Заключение.
Список использованной литературы.
Цель работы:
Почему я выбралэту тему?
Я выбрал эту тему, потому что хотел больше узнать о видах топлива и где их применяют.
Даже в повседневной жизни, я использую предметы из углеводородов- самый яркий пример -это пластмассы, но также из углеводородов получают топливо, что естественно отражается на нём, если цены на переработку и добычу увеличиваются, самая дешёвая нефть в странах Персидского залива, так как там её ещё можнодобывать фонтанным способом! В России цены конечно выше, так как у нас и климатические условия трудные для разработки. А ещё Россия поставляет на мировой рынок не продукты полученные из нефти, а само сырьё, поэтому мы зависим от цен, так как почти вся нефть идет на экспорт, а себе закупаем из других стран на бензин.
Недавно группа британских ученых, похоже, нашла способ слезть с "нефтяной иглы".Исследователи разработали технологию получения топлива из компонентов самого обычного атмосферного воздуха. Кроме того, технология позволит снизить уровень выбросов углекислого газа в атмосферу.
Альтернативы углеводородному топливу предлагаются довольно часто. Но, если говорить о транспортных средствах, промышленные масштабы получили пока только два источника энергии для машин – электричество и водород (аточнее, топливные элементы, использующие водород).
Британские ученые из компании Air Fuel Synthesis (AFS) из города Стоктон-он-Тис на северо-востоке Англии предложили свою альтернативу. Как сообщает "РИА Новости" со ссылкой на местные СМИ, в компании смогли выработать 5 литров топлива, синтезированного из атмосферного углекислого газа и водяных паров.
"Мы взяли диоксид углерода из воздуха и водородиз воды и обратили эти элементы в горючее. Никто раньше ни в нашей стране, ни, насколько мне известно, за рубежом не делал этого. Жидкость выглядит и пахнет, как бензин, но это гораздо более чистый продукт, чем бензин, полученный из нефти", - пояснил глава компании Питер Харрисон.
Открытие было продемонстрировано научному сообществу в лондонском Институте механической инженерии. Сообщается, чтопока что процесс добычи топлива из воздуха нуждается в электроэнергии из национальной электросети. В будущем ученые планируют перевести его на возобновляемые источники.
Более того, в ближайшие два года AFS надеется построить завод по производству такого топлива. По предварительным расчетам, компания сможет выпускать по тонне горючего в день.
"Все это звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, но этоправда… Процесс использует хорошо известные всем компоненты, но что восхитительно - это то, что они сумели свести воедино весь этот процесс и показать, что он может приносить результаты", - добавил глава департамента энергетики и окружающей среды Института механической инженерии Тим Фокс.
Введение
Углеводородное топливо представляет собой жидкость сложного состава, состоящую из большого количестваиндивидуальных углеводородов. Такая жидкость не имеет определенной температуры кипения, процесс кипения происходит в некотором интервале температур. Характерными точками фракционного состава обычно считают температуру начала кипения, температуру выкипания 10, 50, 90 % объема топлива и температуру конца кипения.
Углеводородные топлива обладают свойством поглощать воду из воздуха и...
Углеводородное топливо – это горючее вещество, состоящее из соединений углерода и водорода. К ним относятся жидкие нефтяные топлива (автотракторные, авиационные, котельные и другие…) и углеводородные горючие газы (метан, этан, бутан, пропан, их природные смеси и другие…). Чем выше содержание в углеводородном топливе водорода, тем больше его массовая теплота сгорания.
Углеводородное топливо представляет собой жидкость сложного состава, состоящую из большого количества индивидуальных углеводородов. Такая жидкость не имеет определенной температуры кипения, процесс кипения происходит в некотором интервале температур. Характерными точками фракционного состава обычно считают температуру начала кипения, температуру выкипания 10, 50, 90 % объема топлива и температуру конца кипения.
Источниками углеводородного топлива являются сырая нефть и природный газ.
Теплота сгорания углеводородных топлив зависит от химического состава и строения индивидуальных углеводородов, входящих в состав топлива, и для углеводородов различных групп находится в пределах 9500 - 10 500 ккал/кг(кДж/кг).
Метан
Простейший углеводород, бесцветный газ без запаха, химическая формула – СН 4 . Малорастворим в воде, легче воздуха. Метан нетоксичен и неопасен для здоровья человека. Накапливаясь в закрытом помещении, метан взрывоопасен. Взрывоопасен при концентрации в воздухе от 4,4 % до 17 %.Метан – наиболее термически устойчивый насыщенный углеводород. Его широко используют как бытовое и промышленное топливо и как сырьё для промышленности. Метан широко используется в качестве моторного топлива для автомобилей. Молярная масса =16,04г/моль. Температура плавления –182,49°С, кипения –161,58°С. Плотность =0,7168кг/м 3 .
Этан
С 2 Н 6 – органическое соединение, второй член гомологического ряда алканов. В природе содержится в составе природного газа, нефти и других углеводородах. По сравнению с метаном и пропаном более пожара - и взрывоопасен. Малотоксичен. Основное использование этана в промышленности – получение этилена. Этан при нормальных условиях – бесцветный газ, без запаха и вкуса. Молярная масса =30,07г/моль. Температура плавления −182,81 °C, кипения −88,63 °C. Плотность =1,342 кг/м 3 .
Пропан
С 3 Н 8 – органическое вещество класса алканов. Содержится в природном газе. Чистый пропан не имеет запаха, однако в технический газ могут добавляться компоненты, обладающие запахом (Бытовой газ). Как представитель углеводородных газов пожара - и взрывоопасен. Малотоксичен. Очень малорастворим в воде. Образует с воздухом взрывоопасные смеси при концентрации паров от 2,1% до 9,5 %. Температура кипения –42,1°С, плавления –187,6°С. Молярная масса =44,1г/моль. Плотность =2,019кг/м 3 . Пропан используется в промышленности для сварки, резки металла и в заготовительных работах; в быту для подогрева воды, приготовления пищи и обогрева помещений; в последнее время широко используется в качестве автомобильного топлива (дешевле и экологически безопаснее по сравнению с бензином).
Бутан
С 4 Н 10 – органическое соединение, углеводород класса алканов. Бутан – бесцветный горючий газ, со специфическим запахом. Легковоспламеним, пределы взрываемости 1,9 – 8,4 % в воздухе по объёму. Температура плавления –138,4°С, кипения –0,5°С. Молярная масса =58,12г/моль. Плотность =2,703кг/м 3 . Бутан, также как и пропан, используется в быту для обогрева помещений и приготовления пищи.
Пропан – бутан
Это смесь двух нефтяных углеводородных газов, пропана С 3 Н 8 и бутана С 4 Н 10 . Пропан – бутановая смесь в газообразном состоянии является бесцветной, не ядовитой, тяжелее воздуха, имеет резкий запах. Пропан – бутановые смеси широко используется в промышленности для сварки и резки. Также эта газовая смесь используется в качестве автомобильного топлива.
Авиационное топливо
Это горючее вещество, вводимое вместе с воздухом в камеру сгорания двигателя летательного аппарата для получения тепловой энергии в процессе сжигания. Делится на два типа – авиационные бензины и реактивное горючее. Авиационный бензин применяется, как правило, в поршневых двигателях, реактивное горючее в турбореактивных двигателях. Также известны разработки дизельных поршневых авиационных моторов, которые использовали дизельное топливо, а в настоящее время - керосин. Также необходимо отметить, что авиационные топлива применяются не только в авиационной технике. Основная область применения авиационных бензинов - топливо поршневых двигателей.
Котельное нефтяное топливо
Жидкое котельное топливо - топливо, применяемое в стационарных котельных установках, в промышленных печах различного назначения. В зависимости от вида сырья жидкие котельные топлива бывают: нефтяные, получаемые из нефтяных остатков, сланцевые и угольные. Большинство жидких котельных топлив составляют нефтяные фракции (углеводороды, содержащие от 5 до 10 атомов углерода в молекуле). Преимущество жидкого котельного топлива перед твердым определяется их высокой удельной теплотой сгорания, удобством транспортировки и хранения, простотой подачи в топку. Однако в экономически такое топливо уступает газообразному.
Таким образом, благодаря относительно низким затратам на производство и переработку этого топлива, оно получило широкое применение для производственных и хозяйственных нужд населения, поэтому область применения сжиженного углеводородного газа широка.