Продукти перегонки нафти

Основні сировинні джерела органічних сполук

До основних сировинних джерел вуглеводнів вiдносяться нафта, газ, кам`яне вугілля.

Нафта.

Нафта – це одна з найважливыших для людства корисних копалин. Вона являє собою маслянисту горючу рідину зі своєрідним запахом. Колір нафти у більшості випадків бурий і темно-коричневий (до чорного), рідше жовтий і зеленуватий і, зовсім рідко, зустрічається майже безбарвна, так звана «біла нафта».

Нафта залягає на глибинах від десятків метрів до 5 — 6 км, однак більшість покладів нафти розташовується на глибині 1 — 3 км. Дотепер нема чіткого уявлення щодо походження нафти. Існують різні теорії її виникнення, але єдиної теорії поки що нема, незважаючи на те, що цим питанням вчені займаються вже більше як 300 років. Більшість вчених вважають, що нафта має органічне походження, тобто вона, як і вугілля, виникла в результаті перетворення органічних речовин, переважно рослин глибоко під землею під дією високих температур і високого тиску. Процес утворення нафти почався багато мільйонів років тому разом з розвитком життя і триває, до цього дня.

До складу нафти входять ациклічні, циклоалканові та ароматичні вуглеводні. Кисневмісні сполуки представлені нафтеновими кислотами, фенолами, асфальто-смолистими речовинами. Сірчисті сполуки нафти - це сірководень, меркаптани, сульфіди, тіофен. Азотисті сполуки складаються, головним чином, з гомологів піридину та хіноліну. Компонентами нафти є також розчинені в ній гази, вода та мінеральні солі. Переважна більшість всієї добутої нафти переробляється на пальне, однак з року в рік збільшується кількість нафти, що використовується як сировина в органічному синтезі.

Сира нафта, що поступає на нафтопереробний або нафтохімічний заводи спочатку проходить процес підготовки до переробки; цей процес включає стадії зневоднення, дегазації, знесолення та стабілізації.

Розрізняють первинну та вторинну переробку нафти.

Первинна переробка полягає у фракційній перегонці (ректифікації) нафти. За атмосферного тиску відганяють світлі нафтопродукти (табл.3.1). Залишок, що має температуру кипіння більше 300^оС за атмосферного тиску вже не переганяється і називається мазутом. Мазут переганяють за пониженого тиску, в результаті чого одержують темні нафтопродукти – мінеральні оливи, мастила та парафін. Залишок після перегонки мазуту називається гудроном, з якого виробляють бітум.

Таблиця 3.1.

Продукти перегонки нафти

Вторинна переробка нафти – крекінг (від англ. to crack – колоти, розщеплювати), полягає у перетворенні висококиплячих нафтових фракцій – гасу, солярової оливи, мазуту в низькокиплячі – бензини. У процесі крекінгу відбувається розщеплення довгих вуглецевих ланцюгів з утворенням суміші насичених і ненасичених вуглеводнів. Паралельно протікають процеси ізомеризації та циклізації вуглецевих скелетів вуглеводнів.

Розрізняють два основних види крекінгу – термічний та каталітичний (див.стор. ). Продукти перегонки та крекінгу нафти використовують як моторне паливо або піддають ще глибшому очищенню з метою виділення індивідуальних сполук, які в свою чергу, служать вихідною сировиною для добування різноманітних органічних речовин.

Природні гази

Природні гази містять від 80 до 97% метану, 0,5-4 % етану, до 1,5% пропану, бутан, азот та інші домішки. З природного газу добувають ацетилен, синтез-газ (суміш СО і Н₂0), водень, газову сажу (дрібнодисперсний вуглець), хлоропохідні продукти.

Ректифікацією при низькій температурі з природного газу виділяють етан, пропан, бутан, які також використовують як пальне і сировину для органічного синтезу.

Кам’яне вугілля

Кам’яне вугілля є важливим джерелом ароматичних та гетероциклічних сполук. Головним процесом переробки кам’яного вугілля є коксування. Для цього вугілля нагрівають у спеціальних камерах - коксових батареях без доступу повітря до температури 1200-1300^оС. При цьому утворюються чотири основних продукти: кокс, кам’яновугільна смола, аміачна вода, коксовий газ.

Кам’яновугільна смола шляхом фракційної перегонки розділяється на кілька фракцій (табл. 3.2).

Таблиця 3.2.