15.3. Газовое топливо и продукты его переработки

Природное газовое топливо представлено природным газом и попутными нефтяными газами.

Природный газ состоит в основном из метана (до 96-98 %). Кроме того, в него входят этан, пропан, бутан, азот, диоксид углерода и другие газы. Природный газ некоторых месторождений содержит в небольших количествах сероводород и пары воды. Газ находится в глубине под давлением 50 – 100 ат.

Каждая тонна нефти содержит до 350 м³ попутных нефтяных газов, состоящих в основном из легких углеводородов.

Удельная теплота сгорания природного газа 31 - 38 МДж/м³.

Переработка газового сырья осуществляется в несколько этапов.

Сначала идет отделение “кислых газов” – углекислого газа и сероводорода.

Далее пропан и бутан путем их сжижения удаляются из газового топлива, после чего оно поступает в газопроводы для передачи потребителям.

Метан используется в основном как топливо. Часть метана идет на получения ацетилена:

1500⁰С, Rh, Ir

2СН₄  С₂Н₂ + 3Н₂

Из природного газа получают также большое количество сажи, которая называется также газовой или ламповой.

1000⁰С,

СН₄  С + 2Н₂

без доступа воздуха

Основным потребителем сажи (до 90 % всего количества) являются отрасли резиновой промышленности: шинная, резино-технических изделий, кабельная др. Активные сажи (высокодисперсные) применяют для получения прочных и износостойких резин - протекторов шин, транспортерных лент. Полуактивные сажи используют в тех случаях, когда необходимо повысить прочность резин без существенной потери эластичности - в каркасах шин, амортизаторах, уплотнителях, рукавных изделиях.

Химическая переработка углеводородов нефти и газа составляет основу промышленности органического синтеза, которая обеспечивает исходным сырьем и полупродуктами производство таких важных материалов как синтетический каучук, синтетические волокна, пластмассы и многое другое. Часто химическую переработку углеводородов нефти и нефтяных газов называют тяжелым органическим синтезом. Этим подчеркивается особая роль ее во всей промышленности органической химии.

Тема 16. Кислородсодержащие органические соединения

"Кислород – это вещество, вокруг

которого вращается земная химия".

Я. Берцелиус

Огромное число органических соединений содержат в своем составе кислород. К кислородсодержащим органическим соединениям, состоящим только из атомов углерода, водорода и кислорода, относятся спирты, фенолы, альдегиды, кетоны, карбоновые кислоты, сложные эфиры, углеводы и ряд других веществ.

Свойства этих соединений обусловлены наличием функциональных групп.

Таблица 16.1.

Функциональные группы

Функциональная группа	Название функциональной группы	Класс соединения	Примеры соединений
С – ОН	гидроксил	спирты	CH3 – CH2 – OH
С = O	карбонил	альдегиды	СН3 – С = О  Н
		кетоны	СН3 – С – СН3 ll О
– С = О  ОН	карбоксил	карбоновые кислоты	СН3 – С = О  ОН
С – О – С		простые эфиры	СН3 – О – СН2 – СН3
С – С = О  О – С		сложные эфиры	С2Н5 – С = О  О – СН3
С – О – О – С		перекисные соединения	СН3 – О – О – СН3

Несложно заметить, что все классы кислородсодержащих соединений можно рассматривать как продукты окисления углеводородов. У спиртов только одна валентность углеродного атома из четырех использована на соединение с атомом кислорода, и поэтому спирты – наименее окисленные соединения. Более окисленные соединения – альдегиды и кетоны: у них углеродный атом имеет две связи с кислородом. Наиболее окислены карбоновые кислоты, т.к. в их молекулах атом углерода использовал три своих валентности на соединение с атомом кислорода.

На карбоновых кислотах завершается процесс окисления, приводящий к образованию устойчивых к действию окислителей органических веществ:

спирт  альдегид  карбоновая кислота  СО₂



окисление + [O]



восстановление + [H]