Inginerul termic va răspunde la această întrebare: combustibil pre-roșu, caloric ridicat.
- Nu! - chimistul va obiecta. Este cel mai valoros materie primă pentru obținerea multor substanțe chimice. Uleiul este un amestec complex de hidrocarburi lichide, în care se dizolvă gaze și alte substanțe. Un satelit frecvent de petrol este gazul de petrol.
Pentru a lista doar toate produsele pe care chimistii le primesc acum din petrol, vor fi necesare mai mult de o pagina din aceasta carte: numarul lor ajunge la multe sute!
Uită-te la copacul neobișnuit ilustrat aici - "pomul de petrol". Vedeți cât de ramificat este. Nu fără motiv, DI Mendeleev a spus că astuparea aragazului cu petrol este ca și cum ar fi să-l dați cu bani.
Cum obții toate aceste produse valoroase?
Iată o metodă - distilarea. Esența sa constă în faptul că uleiul este separat prin încălzire în diferite grupuri de hidrocarburi - fracțiuni. Fiecare fracțiune include hidrocarburi care sunt apropiate una de alta la temperatura de fierbere. Prima fracțiune este benzina, include hidrocarburile cele mai volatile. Apoi sunt naftă, kerosen, motorină, ulei solar, uleiuri lubrifiante și uleiuri speciale. Ultima fracțiune este păcura și gudronul.
În timpul nostru, distilarea uleiului este produsă pe plante tubulare. O astfel de instalație (prezentată în figura de la pagina 288) constă din două părți tubulare
un cuptor în care este încălzit uleiul și o coloană de recuperare pentru separarea uleiului în produse individuale.
Cuptorul tubular este căptușit în interior cu o cărămidă rezistentă la foc. Are multe țevi de oțel interconectate; lungimea totală a acestora ajunge la 1-2 km. Cuptorul este încălzit prin arderea uleiului. Prin conducte, uleiul încălzit este alimentat continuu prin pompă. În conductă, este încălzit la 300-325 ° și sub forma unui amestec de lichid și abur intră în coloana de distilare. Înălțimea lui este ca cea a unei clădiri cu zece etaje. În interiorul acestei coloane există câteva duzini (până la 40) de dispozitive speciale - chimvale. Vaporii de petrol, care intră în coloană, se ridică în sus, trec prin tuburile din plăci și, prin răcire treptată, sunt lichefiați.
Cele mai grele hidrocarburi care fierb la temperaturi de peste 300 ° sunt colectate mai jos.
Acesta este combustibilul. Oarecum mai mare, pe primele plăci, câteva dintre acele hidrocarburi care fierb la o temperatură de aproximativ 300 ° se transformă într-un lichid; ele formează un ulei solar. Mai multe hidrocarburi volatile - fierbindu-se la 200-250 ° - sunt colectate chiar mai sus și formează kerosen. Din coloana superioară a coloanei de distilare, se obține benzină.
O astfel de instalație funcționează în mod continuu: din cuptor se alimentează tot mai multe porțiuni de ulei, iar produsele petroliere recepționate pe plăci sunt preluate din coloană. Acestea sunt retrase prin conducte speciale și se duc la prelucrare ulterioară.
Din uleiul negru prin distilare suplimentară se obțin diferite uleiuri lubrifiante. Rămâne de gudron, merge pe drumurile asfaltate. Din unele soiuri de ulei, parafina și petrolatum sunt recuperate.
Pe lângă distilare, există și metode chimice de prelucrare a petrolului - crăpare (de exemplu, despicare), piroliză (descompunere la temperatură înaltă) etc. Acestea sunt metode foarte benefice. Distilarea nu poate, de exemplu, să obțină mai mult benzină decât este conținută într-un produs brut (conține o medie de 10%). Și dacă utilizați o metodă chimică, producția de benzină din ulei crește de 2-3 ori.
Atât prin crăpare, cât și prin piroliză, uleiul sau una dintre fracțiunile sale este distilată la o temperatură când se diluează hidrocarburile individuale. Acest lucru face posibilă obținerea hidrocarburilor mai ușoare din hidrocarburi mai grele. De exemplu, prin încălzirea uleiului combustibil la o temperatură de 400-500 ° și creșterea presiunii la câteva zeci de atmosfere, este posibil să se obțină benzină și kerosen din acesta. Cu alte cuvinte, se produce degradarea moleculelor: moleculele grele și complexe de hidrocarburi care alcătuiesc combustibilul sunt împărțite în molecule mai ușoare și mai puțin complexe.
Există mai multe modalități de a sparge petrolul și produsele petroliere. Instalația de cracare constă dintr-un cuptor tubular,
În figură, vedeți o coloană de rectificare în care "aurul negru" este împărțit în fracțiuni separate.
reactorul, în care moleculele sunt împărțite, coloanele în care sunt separate produsele de despicare și pompele. În exterior o astfel de instalație este similară instalațiilor tubulare pentru distilarea uleiului.
Deseori, procesul de cracare este condus în prezența catalizatorilor. La cracarea catalitică a unui ulei solar, de exemplu, obțineți până la 80% din benzina și kerosenul de înaltă calitate. Și dacă cracarea fără catalizator este efectuată la o presiune foarte mare - 40-50 atm (acest proces este numit cracare termică), atunci cracarea catalitică este de numai 1 atm.
Tipul de fisurare este în esență piroliză. Aceasta este aceeași împărțire, dar are loc la temperaturi mai mari (600-800 °) și aproape la presiune atmosferică. În procesul de piroliză, unele hidrocarburi grele sunt transformate în hidrocarburi aromatice - benzen, toluen, xilen, etc; cu excepția lor, primesc naftalenă, usucă cu ușurință uleiuri precum lacurile vegetale și alte produse. Materiile prime primare sunt kerosenul și motorina.
În plus, atât în piroliză, cât și în cracare se formează hidrocarburi ușoare gazoase. Substanțele produse prin aceste metode chimice de rafinare a petrolului se pot descompune parțial. Astfel, octanul se descompune în butan și butilen, butan la rândul său - la etan și etilenă.
Pentru a obține benzină de înaltă calitate, se folosește metoda de reformare. În această metodă, moleculele de hidrocarburi nu sunt în principiu divizate, ci sunt transformate. Sucul de alimentare pentru reformarea catalitică este o fracțiune de benzină-nafta din petrol. Încălzit la 440-520 ° într-un cuptor tubular, acesta este pus sub presiune în camera de reacție unde este localizat catalizatorul. Prin urmare, produsele de reacție intră în coloana de distilare, unde sunt separate.
Rafinăriile de petrol moderne sunt echipate cu un set de dispozitive și instalații care funcționează automat. Dispozitivele automate sunt monitorizate aici atât pentru presiune, cât și pentru temperatură și pentru nivelul lichidului din vase închise. Există fabrici în care toată gestionarea procesării "aurului negru" este transferată în mâinile mașinilor "inteligente". Numai observarea și ajustarea mașinilor au rămas pentru om.
Gazele de cracare și piroliză sunt acum o sursă inepuizabilă de materii prime. Din produsele produselor chimice de rafinare a petrolului se produc în prezent cele mai valoroase tipuri de fibre sintetice: kapron, lavsan etc.
Propilena de hidrocarbură este de 1/5 din gazul de cracare. Produce un produs foarte important pentru industrie - acetonă, care este utilizată în producția de celuloid, mătase artificială, glicerină, pulbere fără fum, preparate medicale. O altă hidrocarbură este un produs de cracare, butilele sunt utilizate pentru producția de cauciuc artificial și materiale plastice.
La pomparea uleiului de la sol, împreună cu fiecare ton, se eliberează câteva mii de metri cubi de gaze de hidrocarburi asociate. Acestea conțin etan, propan, butan, care pot fi ușor convertiți în etilenă,
butilenă și butilenă. Utilizarea lor completă ca materie primă a industriei chimice moderne este o sarcină de mare importanță economică.
În prezent, petrochimia reprezintă aproape un sfert din totalul produselor chimice. Deci, în zilele noastre a început o nouă viață de "aur negru". Această fosilă naturală cea mai valoroasă a dezvăluit omului toate posibilitățile sale uimitoare de "reîncarnare chimică". Uleiul este cauciuc sintetic și mase plastice, medicamente și substanțe de creștere, piele artificială și lână artificială. Materialele obținute din "aurul negru" sunt înlocuite cu cupru și sticlă, piatră și oțel, bumbac și lână. Derivații totali de petrol circa 3 mii.