Təbii qaz və səmt qazı

Təbii qazın əsas hissəsini metan təşkil edir, qarışıq kimi etan, propan, butan, azot və karbon qazı da olur. Neftlə birlikdə çıxan səmt qazında metan azdır, etan, propan, butan və pentanın payı isə çoxdur. Səmt qazı emal edilərək üç hissəyə ayrılır:

qaz benzini (pentan, heksan və s.) benzinə əlavə olunur;
propan-butan qarışığı balonlarda mayeləşdirilmiş yanacaq kimi işlədilir;
quru qaz (əsasən metan və etan) yanacaq və kimyəvi xammaldır.

Təbii qaz ucuz və yüksək kalorili yanacaqdır, yandıqda az tullantı verir. Kimya sənayesində ondan his, hidrogen, asetilen, metanol və metanın xlorlu törəmələri alınır: $\mathrm{CH_4 \xrightarrow{t} C + 2H_2}$ , $\mathrm{2CH_4 \xrightarrow{1500\,^\circ C} C_2H_2 + 3H_2}$ .

Neft və onun tərkibi

Neft yağabənzər, qəhvəyidən qaraya qədər rəngli, özünəməxsus iyli mayedir, sudan yüngüldür və suda həll olmur. O, maddələr qarışığı olduğu üçün müəyyən qaynama temperaturu yoxdur. Neft əsasən üç qrup karbohidrogendən ibarətdir: alkanlar, tsikloalkanlar (naftenlər) və aromatik karbohidrogenlər. Az miqdarda kükürd, azot və oksigen birləşmələri də olur. Tərkib yataqdan asılıdır: məsələn, Bakı (Abşeron) neftləri tsikloalkanlarla zəngindir.

İlkin emal: rektifikasiya

Rektifikasiya (fraksiyalı distillə) fiziki prosesdir: qızdırılmış neftin buxarları rektifikasiya kolonunda qaynama temperaturlarına görə fraksiyalara ayrılır, molekullar dəyişmir. Əsas fraksiyalar:

benzin: $\mathrm{C_5}$ – $\mathrm{C_{11}}$ , $40$ – $200\,^\circ\mathrm{C}$ ;
liqroin: $\mathrm{C_8}$ – $\mathrm{C_{14}}$ , $150$ – $250\,^\circ\mathrm{C}$ ;
kerosin: $\mathrm{C_{12}}$ – $\mathrm{C_{18}}$ , $180$ – $300\,^\circ\mathrm{C}$ ;
qazoyl (dizel yanacağı) kerosindən daha yüksək temperaturda qaynayır;
mazut qalıqdır.

Mazut parçalanmasın deyə azaldılmış təzyiqdə yenidən distillə edilir: solyar yağı, sürtkü yağları, vazelin və parafin alınır. Qalıq qudron yol tikintisində işlədilir.

İkinci emal: krekinq, riforminq, piroliz

Bunlar kimyəvi proseslərdir: molekulların quruluşu dəyişir.

Krekinq uzun zəncirli karbohidrogenlərin qısa zəncirlilərə parçalanmasıdır, alkan və alken əmələ gəlir: $\mathrm{C_{16}H_{34} \xrightarrow{t} C_8H_{18} + C_8H_{16}}$ . Məqsəd benzinin çıxımını artırmaqdır.
- Termiki krekinq ( $470$ – $550\,^\circ\mathrm{C}$ ; ilk dəfə V. Q. Şuxov, 1891): benzində alkenlər çox olur, o, bromlu suyu rəngsizləşdirir və saxlandıqda davamsızdır.
- Katalitik krekinq ( $450$ – $500\,^\circ\mathrm{C}$ , alüminosilikat katalizatoru): parçalanma ilə yanaşı izomerləşmə gedir, şaxələnmiş alkanlar əmələ gəlir, benzin daha keyfiyyətli və davamlı olur.
Riforminq (aromatlaşdırma) alkan və tsikloalkanların arenlərə çevrilməsidir, hidrogen ayrılır: $\mathrm{C_6H_{14} \xrightarrow{t,\ \text{kat.}} C_6H_6 + 4H_2}$ , $\mathrm{C_7H_{16} \xrightarrow{t,\ \text{kat.}} C_6H_5CH_3 + 4H_2}$ .
Piroliz ( $700\,^\circ\mathrm{C}$ və daha yüksək temperaturda) neft məhsullarının dərin parçalanmasıdır, əsasən etilen, propilen və aromatik karbohidrogenlər alınır.

Benzinin detonasiyaya davamlılığı oktan ədədi ilə ölçülür: izooktan (2,2,4-trimetilpentan) üçün $100$ , normal heptan üçün $0$ qəbul edilib. Şaxələnmiş alkanların və arenlərin oktan ədədi yüksəkdir.

Daş kömürün koksləşməsi

Daş kömür havasız şəraitdə təxminən $1000\,^\circ\mathrm{C}$ -yə qədər qızdırılır. Dörd məhsul alınır:

koks: demək olar ki, təmiz karbon; metallurgiyada reduksiyaedici və yanacaq;
daş kömür qətranı: benzol, toluol, naftalin, fenol və digər aromatik birləşmələrin mənbəyi;
ammonyaklı su: ammonyak və ammonium duzları (gübrələr üçün);
koks qazı: əsasən hidrogen və metan, həmçinin dəm qazı və azot; yanacaq və kimyəvi xammal.

Yadda saxla

Təbii qaz əsasən metandır; səmt qazından qaz benzini, propan-butan qarışığı və quru qaz alınır.
Neft alkan, tsikloalkan və arenlərin qarışığıdır, müəyyən qaynama temperaturu yoxdur.
Rektifikasiya fiziki, krekinq, riforminq, piroliz və koksləşmə kimyəvi proseslərdir.
Krekinq: uzun alkan $\rightarrow$ qısa alkan + alken; riforminq: alkan $\rightarrow$ aren + $\mathrm{H_2}$ .
Koksləşmə məhsulları: koks, daş kömür qətranı, ammonyaklı su, koks qazı.

Həll olunmuş misallar

Misal 1
$45{,}2$ q heksadekan $\mathrm{C_{16}H_{34}}$ krekinq zamanı tamamilə oktan və oktenə parçalandı. Alınan oktenin kütləsini tapın. ( $A_r$ : C $12$ , H $1$ )
Həlli
1. Tənlik: $\mathrm{C_{16}H_{34} \xrightarrow{t} C_8H_{18} + C_8H_{16}}$ .
2. $M(\mathrm{C_{16}H_{34}}) = 16 \cdot 12 + 34 = 226$ q/mol, $n = \frac{45{,}2}{226} = 0{,}2$ mol.
3. Əmsallar $1$ -dir: $n(\mathrm{C_8H_{16}}) = 0{,}2$ mol.
4. $M(\mathrm{C_8H_{16}}) = 96 + 16 = 112$ q/mol, $m = 0{,}2 \cdot 112 = 22{,}4$ q.
5. Yoxlama: oktan $0{,}2 \cdot 114 = 22{,}8$ q; $22{,}4 + 22{,}8 = 45{,}2$ q.
Cavab: $22{,}4$ q.
Misal 2
İki sınaq şüşəsində benzin var: birində neftin birbaşa distilləsindən alınmış benzin, digərində termiki krekinq benzini. Onları necə fərqləndirmək olar?
Həlli
1. Birbaşa distillə benzini əsasən doymuş karbohidrogenlərdən (alkanlar, tsikloalkanlar) və arenlərdən ibarətdir: bromlu su ilə adi şəraitdə reaksiyaya girmir.
2. Termiki krekinq benzinində alkenlər çoxdur. Alkenlər bromu birləşdirir, məsələn: $\mathrm{C_5H_{10} + Br_2 \rightarrow C_5H_{10}Br_2}$ .
3. Hər iki şüşəyə bromlu su əlavə edib çalxalayırıq: sarı-narıncı rəng itən şüşədə krekinq benzini, rəngi dəyişməyən şüşədə birbaşa distillə benzini var.
Cavab: bromlu su ilə; krekinq benzini onu rəngsizləşdirir.

Özünü yoxla

Əvvəl özün həll et, sonra cavaba bax.

Aşağıdakı proseslərdən hansı fiziki prosesdir?
1. termiki krekinq
2. riforminq
3. neftin rektifikasiyası
4. piroliz
5. daş kömürün koksləşməsi
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: C neftin rektifikasiyası
Rektifikasiyada neft yalnız qaynama temperaturlarına görə fraksiyalara ayrılır, yeni maddə əmələ gəlmir. Krekinq, riforminq, piroliz və koksləşmədə molekullar parçalanır və ya yenidən qurulur, yəni bunlar kimyəvi proseslərdir.
Neftin rektifikasiyasında $40$ – $200\,^\circ\mathrm{C}$ intervalında qaynayan və $\mathrm{C_5}$ – $\mathrm{C_{11}}$ karbohidrogenlərindən ibarət fraksiya hansıdır?
1. kerosin
2. liqroin
3. qazoyl
4. benzin
5. mazut
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: D benzin
Benzin fraksiyası ən yüngül maye fraksiyadır: $\mathrm{C_5}$ – $\mathrm{C_{11}}$ , $40$ – $200\,^\circ\mathrm{C}$ . Liqroin ( $150$ – $250\,^\circ\mathrm{C}$ ) və kerosin ( $180$ – $300\,^\circ\mathrm{C}$ ) daha yüksək temperaturda qaynayır, qazoyl ondan da yuxarı, mazut isə qalıqdır.
$20$ q heptan $\mathrm{C_7H_{16}}$ riforminq zamanı tamamilə toluola çevrildi. Ayrılan hidrogenin həcmi (n.ş.) nə qədərdir? ( $A_r$ : C $12$ , H $1$ )
1. $4{,}48$ l
2. $17{,}92$ l
3. $8{,}96$ l
4. $22{,}4$ l
5. $13{,}44$ l
Cavabı göstərCavabı gizlət
Düzgün cavab: B $17{,}92$ l
$\mathrm{C_7H_{16} \rightarrow C_6H_5CH_3 + 4H_2}$ . $M(\mathrm{C_7H_{16}}) = 84 + 16 = 100$ q/mol, $n = \frac{20}{100} = 0{,}2$ mol. $n(\mathrm{H_2}) = 4 \cdot 0{,}2 = 0{,}8$ mol, $V = 0{,}8 \cdot 22{,}4 = 17{,}92$ l.

Tipik səhvlər

Rektifikasiyanı kimyəvi proses hesab etmək: o, yalnız qaynama temperaturlarına görə ayırmadır, molekullar dəyişmir.
Krekinqlə riforminqi qarışdırmaq: krekinqdə zəncir qısalır və alkan ilə alken alınır, riforminqdə isə arenlər və hidrogen alınır.
Koksləşmənin hava iştirakı ilə getdiyini düşünmək və ya koks qazını təbii qazla eyni saymaq: koksləşmə havasız aparılır, koks qazının əsas hissəsi hidrogendir.

Hələ də tam aydın deyil?

Mövzunu sənə səsli dərs kimi izah edir, lövhədə yazır və suallarla yoxlayır.

Bu mövzunu Canlı Müəllimlə öyrən Məsələni şəkillə həll et