Природные источники углеводородов 10 класс

Основными источниками углеводородов являются газообразные вещества – горючие природные и попутные газы, газы переработки нефти и каменного угля.

Сравнительная характеристика природных и попутных газов

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ
В природном газе содержатся углеводороды с низкой молекулярной массой, основными компонентами является метан. Его содержание в газе различных месторождений колеблется от 80% до 97%. Кроме метана – этан, пропан, бутан. Неорганические: азот– 2%; СО2; Н2О; Н2S, благородные газы.
Природные газы заполняют пустоты, образующиеся в горных породах под землей. При сгорании природного газа выделяется много тепла.

Впервые природный газ начали добывать и использовать в Китае, где более 1000 лет назад его транспортировка осуществлялась по бамбуковым трубопроводам.
В 1870 г. Д.И.Менделеев обосновал принципы строительства трубопроводов из железных труб. Природный газ давно применяют для обжига извести и кирпича, а использование в быту для приготовления пищи известно с XVII в.

Попутные или нефтяные газы
По происхождению это тоже природные газы, встречаются вместе с нефтью – растворены в ней или образуют над ней газовую «пленку».
Нефтяной газ является сырьем для получения газового бензина, этилена, пропилена, бутилена, используемых для получения высокомолекулярных соединений.

Газ
Более 70 стран мира обладают промышленными запасами газа. Почти 2/3 мировой добычи газа дают Россия и США. Бесспорно, ведущим регионом газодобычи не только нашей страны, но и в мире является Ямало-Ненецкий автономный округ, где эта отрасль развивается уже 30 лет. Город Новый Уренгой по праву признан газовой столицей. К крупнейшим месторождениям относятся Уренгойское, Ямбургское, Медвежье, Заполярное. Уренгойское месторождение включено в «Книгу рекордов Гиннеса». Запасы и добыча месторождения уникальны. Разведанные запасы превышают 10 трлн. м3, с момента эксплуатации уже добыто 6 трлн. м3. В 2008 году ОАО «Газпром» планирует добыть на Уренгойском месторождении 598 млрд. м3 «голубого золота».

КАМЕННЫЙ УГОЛЬ,
твердое горючее полезное ископаемое растительного происхождения, одна из разновидностей ископаемых углей (средней степени метаморфизма). Представляет собой плотную породу черного, иногда серо-черного цвета с блестящей, полуматовой или матовой поверхностью.

Каменный уголь залегает в виде пластов различной мощности (от долей м до нескольких десятков и более м). Глубина залегания углей различна — от поверхностного до 2000-2500 м и глубже. Наибольшие запасы (более 90%) сосредоточены в Северном полушарии, к северу от 30° северной широты. Наиболее богата каменным углем Азия, Северная Америка, Европа. Из отдельных стран выделяются Россия, Украина, США и Китай.

Существует 2 основных способа добычи каменного угля: открытый (карьерный) и закрытый (шахтный). Используется в коксохимическом производстве, как энергетическое топливо, а также для полукоксования, газификации, получения жидкого топлива, смазочных масел, пластмасс и т.п.

НЕФТЬ
(тур. neft, от перс. нефт), - темная маслянистая жидкость, не растворяющаяся в воде; горючая смесь парафиновых, нафтеновых и реже ароматических УВ; распространена в осадочной оболочке Земли; важнейшее полезное ископаемое. О существовании нефти было известно еще в древнем Египте.

Мировые запасы нефти — около 500 млрд т. Всего насчитывается около 50 тыс. месторождений, из них разведано около 600, разрабатывается 450; из них приблизительно половина — на Ближнем Востоке. Наибольшие запасы сосредоточены в Северном полушарии. По запасам лидируют: Саудовская Аравия, Мексика, Россия ,Иран, США ; при этом в странах ОПЕК — 103 млрд. тонн, в развивающихся странах — 120 млрд т.

Добыча нефти

Морская нефтедобыча

Перегонка нефти
Это первичная переработка нефти, которая осуществляется на нефтеперерабатывающих заводах после отделения попутных газов.
Первый перегонный аппарат был построен в середине XIX в. в штате Пенсильвания. Тогда впервые был получен керосин.

Фракции перегонки нефти

КРЕКИНГ
(англ. cracking, букв. — расщепление), переработка нефти или ее фракций для получения главным образом моторных топлив, а также сырья для химической промышленности. Различают 2 основных вида крекинга: термический, осуществляемый под действием высокой температуры и давления; каталитический, происходящий при одновременном воздействии высокой температуры, давления и катализатора.

Два вида крекинга

РИФОРМИНГ
(англ. reforming), переработка нефтепродуктов (главным образом бензиновых и лигроиновых фракций нефти) при 490-540 °С с целью получения высокооктановых автомобильных бензинов, ароматических углеводородов и технического водорода.

Экологическая катастрофа
в Керченском проливе в ноябре 2007 года. В воду попали 2 тысячи тонн нефтепродуктов и около 7 тысяч тонн серы. Больше всего из-за катастрофы пострадали коса Тузла, которая находится на стыке Чёрного и Азовского морей, и коса Чушка. После аварии мазут осел на дно из-за чего погибла мелкая ракушка-сердцевидка – основная еда обитателей моря. На восстановление экосистемы уйдет 10 лет. Погибло более 15 тысяч птиц.

МЕТАН
CH4, бесцветный газ, t кип 164 °C. Основной компонент природных (77-99%), попутных нефтяных (31-90%), рудничного и болотного газов. Горит бесцветным пламенем. С воздухом образует взрывоопасные смеси. Сырье для получения многих ценных продуктов химической промышленности — формальдегида, ацетилена, сероуглерода, хлороформа, синильной кислоты, сажи. Применяется как топливо.

ЭТАН
СН3СН3, бесцветный газ, t кип -88,6 °С. Содержится в нефтяных и природных газах. Сырье в промышленном органическом синтезе.

ПРОПАН
СН3СН2СН3, бесцветный газ, t кип -42,1 °С. Содержится в природных и нефтяных газах, образуется при крекинге нефтепродуктов. Применяется, напр., для получения пропилена, нитрометана. В смеси с бутаном используется как бытовой газ.

Экологические проблемы
Несовершенство технологии добычи нефти и газа, их транспортировки обуславливает постоянное сжигание объёма газа на тепло-агрегатах компрессорных станций и в факелах. На долю компрессорных станций приходится около 30% этих выбросов. На факельных установках ежегодно сжигается около 450 тыс. тонн природного и попутного газа, при этом в атмосферу поступает более 60 тыс. тонн загрязняющих веществ.
Добыча угля приводит к образованию «лунных» ландшафтов – терриконов, т.е. отвалов пустой породы.