Нефтегазовая промышленность

Как используют природный газ в химической. Применение газа в промышленности и хозяйстве

1. Какие главные природные источники углеводородов вам известны?
Нефть, природный газ, сланцы, каменный уголь.

2. Каков состав природного газа? Покажите на географической карте важнейшие месторождения: а) природного газа; б) нефти; в) каменного угля.

3. Какие преимущества по сравнению с другими видами топлива имеет природный газ? Для каких целей используют природный газ в химической промышленности?
Природный газ, по сравнению с другими источниками углеводородов, наиболее легок в добыче, транспортировке и переработке. В химической промышленности природный газ используется в качестве источника низкомолекулярных углеводородов.

Нефтехимические продукты - это продукты, которые традиционно производятся из нефти, но также наблюдается недавнее увеличение количества товаров, произведенных из угля, природного газа и биомассы. Это можно проиллюстрировать тем фактом, что некоторые страны производят этанол, используя комбинацию нефти и природного газа, в то время как другие начали производить его из угля. Другим примером является полиэтен; которые могут быть получены из нефти и газа, но также и из биомассы. Многие основные химические вещества не продаются непосредственно потребителю.

4. Напишите уравнения реакций получения: а) ацетилена из метана; б) хлоропренового каучука из ацетилена; в) тетрахлорметана из метана.

5. Чем отличаются попутные нефтяные газы от природного газа?
Попутные газы – это летучие углеводороды, растворенные в нефти. Их выделение происходит путем перегонки. В отличие от природного газа, может быть выделен на любой стадии разработки нефтяного месторождения.

Они часто продаются в больших количествах клиентам в других секторах химической промышленности, где они используются в качестве ингредиентов в промышленных товарах, продаваемых широкой публике. Например, аммиак является природным газом. Некоторые компании покупают его для производства азотной кислоты. Затем аммиак объединяют с азотной кислотой для создания аммиачной селитры, которая используется в удобрениях. Пластмассовые смолы - другие основные химические вещества - испытывают тенденцию к росту из-за недавно обнаруженного использования в качестве замены старых материалов в автомобильной промышленности, строительной отрасли и упаковочной промышленности.

6. Охарактеризуйте основные продукты, получаемые из попутных нефтяных газов.
Основные продукты: метан, этан, пропан, н-бутан, пентан, изобутан, изопентан, н-гексан, н-гептан, изомеры гексана и гептана.

7. Назовите важнейшие нефтепродукты, укажите их состав и области их применения.

Вторым первичным сектором химической промышленности являются специальные химикаты, которые разработаны на основе их характеристик и функций. Специальные химикаты включают разнообразные продукты и используются во всем: от сельскохозяйственных применений до красителей для текстиля. Новые науки, такие как биотехнология и альтернативная энергетика, являются двумя примерами секторов, которые полагаются на химикаты специальности из-за уникальных требований своих полей. Несмотря на то, что существует множество различных химических специальностей, используемых в самых разных областях применения, все они соответствуют своему названию, будучи специально разработанными для достижения определенной цели.

8. Какие смазочные масла используют на производстве?
Моторные масла трансмиссионные, индустриальные, смазочно-охлаждающие эмульсии для металлорежущих станков и др.

9. Как осуществляют перегонку нефти?

10. Что такое крекинг нефти? Составьте уравнение реакций расщепления углеводородов и при этом процессе.

Специальные химикаты включают некоторые из самых инновационных продуктов в химической промышленности в целом. Клиенты могут иметь специализированного инженера-химика единственного в своем роде продукта, который обеспечивает решение их проблемы. Третья и последняя группа в химической промышленности - это потребительские химикаты. Это те, которые строят полки магазинов и могут быть найдены в миллионах домов по всему миру. Личные гигиенические продукты составляют основную часть потребительского химического производства.

Потребительские химикаты включают мыла, такие как мыло для рук, мыло для мыла, мытье тела, шампунь и другие средства по уходу за волосами. Средства гигиены зубов - зубная паста, жидкость для полоскания рта и другие - также относятся к категории потребительских химических продуктов. Рынок косметики и ароматов является одним из самых прибыльных и успешных секторов, так как их часто считают необходимостью многих людей во всем мире. Витамины и ежедневные добавки для здоровья тоже здесь. Одним из других основ потребительского химического производства являются бытовые чистящие средства, такие как чистящие аэрозоли, очиститель ковров, полировка дерева, мыло для посуды, моющие средства для посудомоечных машин, стиральные порошки и многие другие предметы под этой категорией.

11. Почему при прямой перегонке нефти удается получить не более 20 % бензина?
Потому, что содержание бензиновой фракции в нефти ограниченно.

12. Чем отличается термический крекинг от каталитического? Дайте характеристику бензинов термического и каталитического крекингов.
При термическом крекинге необходимо нагревать реагирующие вещества до высоких температур, при каталитическом – введение катализатора снижает энергию активации реакции, что позволяет существенно уменьшить температуру реакции.

Катализатор для экономического роста во всем мире

Химическая промышленность является катализатором экономического роста во всем мире. Он является основой в глобальных сверхпроизводителях производства, таких как Соединенные Штаты, Европейский союз, Индия, Китай и другие страны с развивающейся экономикой. Химическое производство является одной из самых последовательных и устойчивых отраслей, которые стимулируют развитие развивающихся стран. Весь мир зависит от множества продуктов, производимых химической промышленностью, поэтому спрос постоянный. Человечество зависит от этих вещей, чтобы выжить - достижения медицины, пищи, воды и технологий подпитываются инновациями в химии.

13. Как практически можно отличить крекинг-бензин от бензина прямой перегонки?
Крекинг-бензин обладает более высоким октановым числом, по сравнению с бензином прямой перегонки, т.е. детонационно более устойчив и рекомендуется для использованию в двигателях внутреннего сгорания.

14. Что такое ароматизация нефти? Составьте уравнения реакций, поясняющих этот процесс.


Объединенное влияние химического производства, невероятный экономический подъем и продукты, созданные из отрасли, действительно делают мир лучше. Сланцевый газовый бум стал благом для химической промышленности в США. Большинство людей, по крайней мере, знают, что бурение нефтяных скважин в США привело к снижению цен на топливо в насосе. Но они, вероятно, менее знакомы с экономическими последствиями бурения сланцевого газа.

К ним относятся всплеск природного газа и производство электроэнергии. Природный газ используется в химическом производстве как в качестве сырья, так и в качестве источника топлива. Составные части природного газа - метана, этана, пропана и т.д. - могут быть отделены, причем каждый из них используется в качестве сырья для различных химических процессов. Например, метан является основным сырьем для производства метанола.

15. Какие основные продукты получают при коксовании каменного угля?
Нафталин, антрацен, фенантрен, фенолы и каменноугольные масла.

16. Как получают кокс и где его используют?
Кокс – твердый пористый продукт серого цвета, получаемый путём кокосования каменного угля при температурах 950-1100 без доступа кислорода. Его применяют для выплавки чугуна, как бездымное топливо, восстановитель железной руды, разрыхлитель шихтовых материалов.

Этан является второй наиболее распространенной составляющей природного газа и в основном используется для производства этилена, который является самым широко используемым в мире нефтехимическим продуктом. Поток новых поставок сланцевого газа переполнил рынок этана, послав падение цен.

Революция сланцевого газа вызывает старомодное индустриальное возрождение в Америке, вдыхающее жизнь в такие отрасли, как нефтехимия и стекло, сталь и игрушки. Рассмотрим растущее состояние Вознесенского прихода, Ла. Он сказал, что компания рассматривает возможность переезда второго завода из Чили в Гейсмар, Ла.

17. Какие основные продукты получают:
а) из каменноугольной смолы; б) из надсмольной воды; в) из коксового газа? Где они применяются? Какие органические вещества можно получить из коксового газа?
а)бензол, толуол, нафталин – химическая промышленность
б)аммиак, фенолы, органические кислоты – химическая промышленность
в)водород, метан, этилен – топливо.

На долю аммиака и мочевины приходится около 70 процентов производственных затрат. После многих лет потери производственных рабочих мест большинство американских общин стремятся заманить промышленность. Он выбрал Пенсильвания, несмотря на то, что его ухаживали в Огайо и Западной Вирджинии.

Экономический рост от избытка природного газа распространяется на компании, предоставляющие поставки бурового бума. Компания выпускает новые трубы для буровых установок, скважин и трубопроводов для природного газа. И как большой потребитель энергии, он платит меньше за топливо.

18. Вспомните все основные способы получения ароматических углеводородов. Чем различаются способы получения ароматических углеводородов из продуктов коксования каменного угля и нефти? Напишите уравнения соответствующих реакций.
Различаются способами получения: первичная переработка нефти основана на различии в физических свойствах различных фракций, а коксование основано сугубо на химических свойствах каменного угля.

Сурма сказал, что компания также улучшает свои североамериканские доменные печи, чтобы увеличить впрыск природного газа для сокращения потребления кокса, топлива, полученного из угля. Сталь может производить более 20 миллионов тонн стали в год. «Помимо этих возможностей экономии затрат, природный газ должен обеспечить североамериканских производителей стали еще одним преимуществом по сравнению с нашими зарубежными конкурентами», - сказала Сурма.

Как только некоторые из этих основных отраслей придут домой, компании, оставшиеся вниз по цепочке создания стоимости, также могут вернуться. Стоимость энергии в пластиковых игрушках достаточно высока. И содержание рабочей силы относительно невелико, потому что мы говорим об автоматизированных установках литья под давлением. Китайские экспортные заводы могут быть уязвимыми, особенно с учетом рисков хищения интеллектуальной собственности, транспортных издержек и длинных цепочек поставок.

19. Поясните, как в процессе решения энергетических проблем в стране будут совершенствоваться пути переработки и использования природных углеводородных ресурсов.
Поиск новых источников энергии, оптимизация процессов добычи и переработки нефти, разработка новых катализаторов для удешевления всего производства и т.д.

Повышение энергоэффективности в химической промышленности

«Внезапно, уравнения начинают меняться, когда вы производите вещи», - сказал Сиркин. «Даже в тех отраслях, где структура затрат включает только 1 или 2 процента электроэнергии, это может иметь значение». Химическая промышленность находит творческие способы сокращения потребления энергии и изменения жизненных циклов продуктов.

Приблизительно половина этой энергии содержится в углеводородном сырье - в основном из нефти и природного газа. Другая половина используется для преобразования сырья в полезные химические продукты на этапах реакции и очистки. Основное различие между химической отраслью и топливом заключается в том, что при производстве химических веществ большая часть энтальпии исходных материалов сохраняется в конечных продуктах. В секторе топлива энтальпия полностью потребляется для выработки энергии. Поскольку оба сектора полагаются на одни и те же углеводородные ресурсы, сохранение в химическом секторе также выгодно для сектора топлива.

20. Каковы перспективы получения жидкого топлива из угля?
В перспективе получение жидкого топлива из угля возможно, при условии снижения затрат на его производство.

Задача 1. Известно, что газ содержит в объемных долях 0,9 метана, 0,05 этана, 0,03 пропана, 0,02 азота. Какой объем воздуха потребуется, чтобы сжечь 1 м3 этого газа при нормальных условиях?

Но возможности для экономии энергии выходят за рамки внутреннего потребления. Поскольку более 96 процентов промышленных товаров связаны с химией, промышленность также может улучшить потребление энергии потребителями путем тщательного формирования жизненного цикла продукта. В этой статье мы расскажем о том, как отрасль повышает эффективность использования энергии в пяти областях: совершенствование существующих процессов, коммерциализация новых процессов, утилизация отходов, инвестирование в возобновляемое сырье и создание продуктов, которые позволяют экономить энергию.



Задача 2. Какой объем воздуха (н.у.) необходим, чтобы сжечь 1 кг гептана?

Задача 3. Вычислите, какой объем (в л) и какая масса (в кг) оксида углерода (IV) получится при сгорании 5 моль октана (н.у.).

Улучшение существующих производственных процессов. Расширенный контроль и оптимизация. Одним из улучшений, которые являются основными изменениями в химической промышленности, является недавняя и постоянная реализация расширенного контроля и оптимизации. Традиционное управление процессом включает в себя мониторинг и манипулирование частями химического завода, например настройку температуры и давления в реакторе для контроля выхода продукта. Это рассматривается как замкнутое приложение, то есть модель считывает значения с завода, оценивает условия работы, вычисляет условия, при которых завод будет зарабатывать больше всего денег, а затем переводит завод в новые целевые условия.

Природный газ – это образование углеводородной массы, возникающее в процессе разложения органических веществ глубоко в земле. В составе этого вещества преобладает метан (около 80-97%). Природный газ относится к полезным ископаемым, и находится он в земле на глубине одного или даже нескольких километров. Там газ содержится в пустотах микроскопического размера – порах. Для его добычи из недр земли бурят скважины. Сегодня природный газ используют и как горючее для приготовления еды в многоэтажных зданиях и частных домах, и как топливо для котельных и машин.

Как правило, существуют сотни измеренных входных сигналов, таких как температуры, давления, скорости потока и составы. Модель управляет сотнями выходов для настройки условий процесса и включает встроенные ограничения для обеспечения безопасности и работоспособности целевых условий.

Поскольку типичное растение очень сложно, с нелинейными и многовариантными взаимодействиями, человеческий оператор не может выбрать наилучшие условия работы. Например, перезапуск сложной установки со многими рециркуляционными потоками может занять несколько дней, чтобы достичь полной производительности.

Использование в химической промышленности

Область применения

Природный газ используется для заправки газовых ламп, предназначенных для освещения. А метан – основное вещество, содержащееся в газе, используется в производстве ацетилена, аммиака, цианистого водорода и метанола.

Производство аммиака

Мало кто знает, но именно природный газ является главным сырьевым ресурсом для производства аммиака. Около ¾ всего произведенного аммиака идет на производство азотных удобрений.

Еще одной областью пристального внимания в химической промышленности является сокращение факельного сжигания, прерывистое горение горючих газов или жидкостей. Вспышка не происходит во время нормальных стационарных операций, но происходит в эпизодах, когда установка работает вне своих предполагаемых расчетных условий, таких как незапланированное избыточное давление на оборудование установки во время расстройства процесса. Предохранительные клапаны, которые защищают оборудование, привязаны к факельной системе.

Обычно сжигаемый материал сжигается на кончике высокой башни, называемой стеклом факела. Еще одна причина для сжигания газа - это производство непригодного «неспецифического» материала, который не имеет другого места для перемещения и не может быть сохранен или очищен. Это обычно происходит во время сбоев процесса или при перезагрузке установки после выключения. Существует два способа уменьшить развальцовку - максимально повысить стабильность работы установки, чтобы избежать проблем с расстройством и найти практические возможности для хранения, очистки или повторного использования нежелательных материалов.

Цианистый водород

Из аммиака, произведенного на основе природного газа, получают цианистый водород. Вместе с ацетиленом он является главным сырьем для производства разных синтетических волокон. Из ацетилена на химических производствах вырабатывают различные пласты-каты, которые довольно часто используются в быту и промышленности. Из ацетилена производят ацетатный шелк, который ценится в текстильной промышленности.

Химическая промышленность и метан

В современной химической промышленности метан применяется не только для создания разных видов пластмасс, но и для производства каучука, спирта и различных органических кислот. Природный газ позволил создавать множество химических веществ, которых нет в природе. Так, например, появился полиэтилен.

Топливо из газа

Природный газ – превосходное топливо, которое используется для бытовых нужд и в промышленности. Его главная ценность – экологичность, поскольку горючее получается из минеральных веществ. При сгорании газа выделяется наименьшее количество вредных веществ, если сравнивать его с иными видами топлива. По этим причинам природный газ является одним из наилучших источников энергии для обеспечения нормальной жизнедеятельности людей.