Природные источники углеводородов, их нахождение и переработка

Благодаря кроссвордам или докладам школьников легко можно назвать, какие главные природные источники углеводородов вам известны. Добываемые вещества являются сложными органическими соединениями, состоящими из атомов углерода, водорода и примесей. Благодаря своей химической структуре, они содержат в себе большое количество энергии, используемой человечеством.

Оглавление:

• Основные источники недр земли
• Природный газ и его преимущества
• Попутное нефтяное топливо
• Важное полезное ископаемое нефть
• Каменный уголь
• Горючие сланцы
• Рыхлая порода торф
• Переработки «черного золота»
• Процесс коксования

Основные источники недр земли

Кратко природные источники углеводородов являются основным сырьем, используемым в промышленности в качестве составляющих энергоносителей. Нахождение их месторождений ведется на основании сообщений, поступающих от геологоразведочных экспедиций. Для закрепления материала и составления конспектов по теме «Какие главные источники углеводородов вам известны», удобно воспользоваться таблицей:

Некоторые природные углеводороды используются сразу после их нахождения. Другие подвергаются предварительной переработке.

Природный газ и его преимущества

Присутствующие в природном газе углеводороды имеют низкую молекулярную массу. Количество метана в общем объеме газообразного вещества содержится в пределах 80−97%. Если перечислить все остальные компоненты, список будет следующий:

• бутан;
• пропан;
• этан;
• азот;
• вода;
• СО2 ;
• Н2S .

К преимуществу такого вида топлива относится его высокая калорийность. По этому показателю он превосходит даже нефть. Среди других преимуществ газа следует отметить его легкую транспортировку и высокую экономичность.

Сферы использования вещества:

1. Топливо для промышленности и частного использования.
2. Сырье для химической отрасли.
3. Производство уксусной кислоты, пластмассы, красителей.
4. Изготовления медикаментов.

Если в веществе присутствует большое количество метана, такой газ называется бедным или тощим. При наличии увеличенного процента тяжелых углеводородов — носит название жирного.

Попутное нефтяное топливо

Попутный нефтяной газ содержится в нефти. Здесь углеводороды находятся в растворенном виде. При этом содержание метана в нем небольшое. Больше наблюдается присутствие бутана и пропана. Основная масса добычи такого газа приходится на Россию и США. Наибольший его источник находится в Новом Уренгое.

При вскрытии нефтяных месторождений растворенный газ содержится в верхней части. Он формирует на поверхности пласта нефти шапку, которая начинает фонтанировать при вскрытии земляного покрова. Нефтяной газ является ценным продуктом. Использоваться он может только в переработанном виде, поскольку содержит в себе много пыли и грунта.

Очищенное сырье нашло применение в химической и фармацевтической промышленности. Кроме того, оно является ценным топливом.

Важное полезное ископаемое нефть

На вид она представляет собой маслянистую жидкость, имеющую своеобразный запах. Углеводородная смесь легко возгорается, имеет цвета разных оттенков. Среди них есть светлые, черные и тёмно-коричневые. В состав нефти входят различные примеси:

• азотосодержащие;
• серосодержащие;
• кислородосодержащие.

Кроме того, присутствуют ароматические углеводороды. Разнообразие примесей влияет на цвет и запах нефти.

Ее залегание в недрах земли возможно на глубине от нескольких метров до 6 км. В мире нефть называется «черным золотом» из-за большой ее потребности. Изменение цены на такое сырье угрожает стабильности мировой экономики. После ее переработки образуется ряд горючих топливных смесей, находящих применение в широких промышленных сферах.

Каменный уголь

Этот топливно-энергетический ресурс занимает второе место по значимости после нефти. Добыча его ведется в каменноугольных бассейнах. Такой углеводородный состав образовался под землей за многие миллионы лет. Формирование его происходило за счет сдавливания остатков древесных пород при высокой температуре и без присутствия кислорода.

Каменный уголь является доступным сырьем для многих отраслей промышленности. В первую очередь это касается производства электрической энергии. На основании проведенных расчетов имеется информация, что ресурсы недр земли содержат большое количество таких углеводородов. Их при современной добыче должно хватить на 270 лет.

Горючие сланцы

По своей структуре горючие сланцы — это осадочная порода, сформированная из органических и минеральных составляющих. В разрезе углеводородное топливо имеет многослойное строение. Вещество под внешним воздействием распадается на тонкие пластины. Горючие сланцы бывают черного, оливкового, серого, желтого и коричневого цвета.

Органическая составляющая сланцев представлена керогеном. Со стороны вещество напоминает смолу. В действительности это разновидность нефти, которая образуется после нагревания вещества. При этом «черное золото» начинает выделяться из керогена. В горючих сланцах только органическая часть возгорается при поднесении пламени, что сопровождается выделением дыма.

Месторождения с горючими сланцами разрабатываются на небольшую глубину до 80- 200 метров. При этом углеводородов, содержащихся в форме сланцев, значительно больше чем нефти. Однако стоимость их переработки высокая. По этой причине горючие сланцы пока еще являются альтернативным источником энергии.

Рыхлая порода торф

Углеводороды в виде рыхлой породы встречаются на болотах. Образуются они в результате гниения растительности. Мягкая масса под названием торф имеет разные цвета. В ней часто встречаются неперегнившие составляющие в виде остатков древесины. Присутствуют корни деревьев, кустарников или мхов.

Добыча торфа не сопровождается особыми сложностями. Располагается он на поверхности земли или в глубине нескольких десятков метров. Под воздействием давления при глубоком залегании торф превращается в бурый уголь.

Торф по своей природе состоит из минеральных и органических составляющих. В процентном содержании они распределяются поровну. Присутствие минеральных компонентов формируют такое понятие, как зольность топлива. Органика представлена перегноем или гумусом. Отличительной особенностью торфа является высокая степень его влажности. Она составляет до 95%.

Переработки «черного золота»

Поскольку нефть представляет собой многокомпонентную смесь, ее подвергают процессу переработки. Осуществляется это путем ее нагревания. Более летучие составляющие выпариваются первыми. Затем подходит очередь для компонентов с увеличенной температурой кипения. При этом происходит разделение нефти на фракции:

• ректификационные газы;
• бензиновую;
• лигроиновую;
• керосиновую;
• дизельную;
• мазут.

Эта стадия называется первичной. Получаемое топливо еще не отвечает нужным стандартам качества. Для этой цели проводится вторичная переработка нефтепродуктов. Называется она крекингом. После ее окончания качество выходящих фракций значительно повышается. В первую очередь это касается бензина и дизельного топлива.

Процесс коксования

Переработке подвергается и каменный уголь. Этот процесс называется коксованием. Сопровождается он выделением 4 фракций:

1. Кокса. Представляет собой чистый углерод. Имеет твердую структуру.
2. Каменноугольная смола. Фракция содержит множество ароматических компонентов. В нее входит бензол, нафталин, фенол.
3. Аммиачная вода. Аммиак с водой являются основными составляющими фракции. Кроме них, присутствуют сероводород, фенол и ряд других компонентов.
4. Коксовый газ. Сюда входят метан, водород, углекислый газ.

Из всех добываемых углеводородов только торф является возобновляемым источником. Все остальные ресурсы постепенно исчерпываются. Связано это с тем, что на их образование требуются многие миллионы лет, поэтому использование природных залежей должно быть рациональным.