Углеводороды — Что такое Углеводороды?

Углеводороды (hydrocarbon) – это органические соединения, состоящие из углерода и водорода.
Углеводороды служат фундаментальной основой органической химии: молекулы любых других органических соединений рассматривают как их производные.

Соотношения между углеродом и водородом в углеводородах колеблются в широких пределах (10-90 %).

Соединения углеводородов отличаются друг от друга количеством атомов углерода и водорода, строением углеродного скелета и типом связей между атомами.

Большинство углеводородов в природе встречаются в сырой нефти.

Кроме того, основными источниками углеводородов являются природный газ, сланцевый газ, попутный нефтяной газ, горючие сланцы, уголь, торф.

Классификация углеводородов

Алканы (парафины) – углеводороды общей формулы C_nH_2n+2, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой σ-связью, а остальные их валентности предельно насыщены атомами водорода.

Отсюда другое название алканов – предельные углеводороды.

Первым представителем данного гомологического ряда является метан СН₄.

Алкены (олефины) относятся к непредельным углеводородам общей формулы C_nH_2n.

В молекуле алкена кроме σ-связей содержится одна π-связь.

Первый представитель гомологического ряда – этилен С₂Н₄, поэтому алкены называют также «этиленовыми углеводородами».

Диеновые углеводороды содержат в молекуле 2 двойные связи.

Общая формула С_nН_2n-2.

Первым представителем ряда является бутадиен СН₂=СН–СН=СН₂.

Алкинами называются углеводороды общей формулы C_nH_2n-2, молекулы которых содержат тройную связь.

Первый представитель гомологического ряда – ацетилен С₂Н₂, поэтому алкины называют также «ацетиленовыми углеводородами».

Молекулы циклоалканов содержат циклы разной величины, атомы углерода в которых связаны между собой только σ-связью.

Общая формула С_nH_2n.

Циклоалкены содержат одну двойную связь и имеют общую формулу С_nН_2n-2.

Углеводороды, имеющие кратные связи, легко вступают в реакции присоединения по месту разрыва π-связей.

Ароматические углеводороды (арены) – углеводороды общей формулы C_nH_2n-6.

Первые представители ароматических углеводородов были выделены из природных источников и обладали своеобразным запахом, поэтому и получили название «ароматические».

Важнейшим представителем ароматических углеводородов является бензол С₆Н₆.

В молекуле бензола 6 атомов углерода, соединяясь σ-связями, образуют правильный шестиугольник.

В результате сопряжения 6 свободных р-электронов образуется единое π-электронное облако над и под плоскостью кольца.

Природные источники углеводородов

Каменный уголь – плотная осадочная порода черного, иногда сepo-черного цвета, дающая на фарфоровой пластинке черную черту.

Каменный уголь представляет собой продукт глубокого разложения остатков растений, погибших миллионы лет назад (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений).

В органическом веществе угля содержится 75-92 % углерода, 2,5-5,7 % водорода, 1,5-15 % кислорода.

Международное название элемента углерода происходит от лат. carbō («уголь»).

Природный газ – полезное ископаемое, основным компонентом которого является метан СН₄ (75-98 %).

В природном газе содержатся также его ближайшие гомологи: этан С₂Н₆, пропан С₃Н₈, бутан С₄Н₁₀ и следовые количества более тяжелых легкокипящих углеводородов.

Существует следующая закономерность: чем выше относительная молекулярная масса углеводорода, тем меньше его количество в природном газе.

Содержание сероводорода и его органических производных (тиолов) в природном газе в сумме может достигать 5-25 %.

Попутные нефтяные газы – газы, которые находятся в природе над нефтью или растворены в ней под давлением.

Их состав может быть выражен примерным соотношением компонентов: метан – 31 %, этан – 7,5 %, пропан – 21,5 %,

бутан – 20 %, пентан и гексан (легкокипящие жидкости) – 20 %.

С каждой тонной добытой нефти выделяется около 50 м³ газов, которые вплоть до середины 20^го в. сжигали в факелах, причиняя двойной ущерб – теряли ценное сырье и загрязняли атмосферу.

Первым предприятием в России, на котором стали использовать попутные нефтяные газы, стала Сургутская ГРЭС.

6 основных энергоблоков, работающих на попутном газе, были введены в строй в 1985-1988 гг.

В настоящее время попутные нефтяные газы улавливают и используют как топливо (в том числе и автомобильное) и ценное химическое сырье.

Нефть – смесь углеводородов от светло-бурого до черного цвета с характерным запахом.

Нефть намного легче воды и в ней не растворяется.

В зависимости от происхождения нефть может содержать большое количество алифатических, циклических или ароматических углеводородов.

Так, например, бакинская нефть богата циклоалканами и содержит сравнительно небольшое количество алифатических предельных углеводородов.

Значительно больше алканов в грозненской, ферганской, а также нефти штата Пенсильвания (США).

Пермская нефть содержит ароматические углеводороды.

В небольших количествах в состав нефти могут входить также кислородсодержащие соединения, как, например, альдегиды, кетоны, эфиры и карбоновые кислоты.

Основные факторы риска

Стратегические и страновые риски

Риски, связанные с развитием мировой экономики

Неблагоприятные экономические условия могут повлечь замедление темпов роста спроса на энергоносители и привести к удорожанию заемного капитала.

Управление / влияние на уровень риска

В целях обеспечения повышения дохода от реализации энергоносителей ПАО «Газпром» диверсифицирует рынки и каналы сбыта, расширяет сферы использования природного газа. Для обеспечения финансовойустойчивости ПАО «Газпром» проводит оптимизацию долговой нагрузки.

Риски, связанные с деятельностью на европейском газовом рынке

Политика ЕС на газовом рынке направлена на диверсификацию источников поставок газа и увеличение доли биржевой торговли газом, что оказывает влияние на ПАО «Газпром» как одного из основных поставщиков природного газа в страны ЕС.

Управление / влияние на уровень риска

Долгосрочные контракты позволяют ПАО «Газпром» обеспечивать надежность и гибкость поставок газа. Дополнительно с целью минимизации риска снижения уровня поставок продолжается реализация комплекса мер, направленных как на создание новой инфраструктуры, так и на стимулирование спроса на газ и укрепление позиций в секторах, где возможны поставки дополнительных объемов газа.

Политический риск

С 2014 года Россия находится под санкционным воздействием со стороны ЕС, США и других стран.

Управление / влияние на уровень риска

ПАО «Газпром» проводит политику обеспечения технологической независимости и импортозамещения, что позволяет снизить зависимость Компании от экономических ограничений в отношении России.

Риски, связанные с транзитом природного газа

Как транспортируют природный газ

Транспорт газа через территорию третьих стран связан с риском невыполнения обязательств по транзиту, что влечет риски ненадлежащего выполнения Группой «Газпром» обязательств по контрактам на поставку газа.

Управление / влияние на уровень риска

Для снижения зависимости от транзитных стран осуществляются и реализуются мероприятия по диверсификации экспортных маршрутов, расширению возможностей по доступу к ПХГ за рубежом, развитию торговли СПГ.

Риски государственного регулирования газовой отрасли в Российской Федерации

Деятельность ПАО «Газпром» как естественной монополии регламентируется Федеральным законом от 17 августа 1995 г.  № 147-ФЗ «О естественных монополиях». Доля государства в акционерном капитале ПАО «Газпром» составляет более 50 %.

Управление / влияние на уровень риска

Осуществляется всестороннее взаимодействие с государственными органами по вопросам совершенствования ценовой и тарифной политики, налогообложения компаний газовой отрасли, готовятся объективные обосновывающие материалы для принятия решений Советом директоров ПАО «Газпром».

Риски, связанные с развитием производства газа из нетрадиционных источников

С середины 2000-х годов отмечен рост добычи газа из нетрадиционных источников, прежде всего из сланцевых залежей в США. В мире интерес к теме сланцевого газа проявляется преимущественно в странах с ограниченными запасами и ресурсами традиционного газа, тем не менее риск снижения зависимости этих стран от импорта газа в среднесрочной перспективе попрежнему оценивается как незначительный.

Управление / влияние на уровень риска

На регулярной основе осуществляется мониторинг развития отрасли сланцевого газа и других нетрадиционных видов углеводородов в различных регионах мира. Результаты мониторинга, включая экономические показатели производства газа из нетрадиционных источников и его конкурентный потенциал на существующих и перспективных рынках сбыта Компании, регулярно рассматриваются органами управления ПАО «Газпром», что позволяет эффективно выстраивать маркетинговую политику в соответствующих регионах.

Риски, связанные с развитием возобновляемых источников энергии

В отдельных странах можно ожидать рост объемов производства энергии из возобновляемых источников, что может привести к снижению потребления газа в этих странах.

Управление / влияние на уровень риска

Использование газа, в том числе с целью производства электроэнергии, имеет экономические, технологические и экологические преимущества для потребителей, что, по мнению ПАО «Газпром», позволит природному газу оставаться наиболее распространенным источником энергии. В большинстве случаев производство электроэнергии из возобновляемых источников является дополнением к производству энергии из других источников и может нести определенные риски для рынка природного газа в случае продолжения агрессивной политики по субсидированию возобновляемой электроэнергетики на уровне стран и (или) наднациональных образований.

Риски таможенного, валютного и налогового регулирования

Риски изменения режима валютного регулирования и налогового законодательства в Российской Федерации

Сохраняются риски изменения валютного регулирования и налогового законодательства, а также увеличения налогового бремени на компании ТЭК. Изменения режима валютного регулирования и налогового законодательства в Российской Федерации, а также изменения налогового законодательства в странах присутствия Группы Газпром могут оказать влияние на деятельность ПАО «Газпром» и организаций Группы.

Управление / влияние на уровень риска

На систематической основе отслеживаются изменения валютного и налогового законодательства, соответствующие требования четко выполняются. Компания взаимодействует с органами государственной власти по своевременной адаптации деятельности в соответствии с изменениями законодательства в Российской Федерации и за рубежом.

Риски, связанные с изменениями правил таможенного контроля и уплаты пошлин в Российской Федерации

Появление дополнительных требований со стороны таможенных органов в случае изменения правил таможенного контроля и уплаты вывозной таможенной пошлины.

Управление / влияние на уровень риска

ПАО «Газпром» соблюдает требования таможенного законодательства, отслеживая уже на начальных этапах подготовки изменения в нормативно-правовых актах, и вносит свои предложения, осуществляя взаимодействие с государственными органами.

Финансовые риски

Риски изменения валютных курсов и процентных ставок

Существенная волатильность курса валют, а также доходы и расходы в разных валютах оказывают влияние на результаты деятельности ПАО «Газпром».

Управление / влияние на уровень риска

С целью минимизации потерь от волатильности валютных курсов применяется хеджирование рисков рыночных изменений валютных курсов и процентных выплат. Кроме того, Компанией соблюдаются предписания Банка России касательно соотношения активов и обязательств, номинированных в иностранной валюте, а также учитывается влияние валютного риска с использованием оценки выручки под риском (EaR).

Кредитные риски и риски обеспечения ликвидности

Несвоевременное либо неполное выполнение отдельными контрагентами обязательств в соответствии с условиями договора (контракта) несет в себе риски для деятельности ПАО «Газпром».

Управление / влияние на уровень риска

Взаимодействие с кредитными организациями осуществляется в рамках лимитов кредитного риска, пересматриваемых на регулярной основе, в том числе с учетом кредитного рейтинга, рассчитываемого ПАО «Газпром» и дочерними обществами и организациями. Проводится мониторинг выполнения контрактных обязательств.

Рыночные риски

Возможное снижение цен на нефть, а также биржевых котировок на газ несет в себе риски, реализация которых может привести к сокращению доходов. Также присутствуют риски объема, связанные с тем, что покупатели имеют определенную гибкость по отбору газа.

Управление / влияние на уровень риска

Осуществляется адаптация контрактных условий, определяются разрешенные для использования типы сделок, финансовые инструменты и контрагенты, с которыми такие сделки могут быть заключены.

Риски, связанные с деятельностью ПАО «Газпром»

Риски досрочного прекращения и приостановления лицензий на использование природных ресурсов

Как добывают природный газ

В случае невыполнения требований лицензионных соглашений ПАО «Газпром» подвержено рискам досрочного прекращения или приостановления действия лицензий на право пользования недрами, на основании которых осуществляются геологическое изучение, разведка и добыча углеводородов.

Управление / влияние на уровень риска

Регулярный мониторинг, контроль соблюдения требований лицензий, а также своевременное внесение изменений в лицензионные соглашения минимизируют вероятность их отзыва и приостановки.

Риски, связанные с охраной труда и промышленной безопасностью

Устойчивость и результативность деятельности ПАО «Газпром» напрямую зависит от эффективности работы в области ОТ и ПБ.

Управление / влияние на уровень риска

В Компании внедрена и функционирует ЕСУОТ и ПБ, которая является частью интегрированной системы менеджмента ПАО «Газпром».

Риски роста затрат

Рост стоимости оборудования, технических устройств, комплектующих, а также работ и услуг, формирующих стоимость объектов капитального строительства, представляет собой риск с точки зрения осуществления инвестиционной деятельности.

Управление / влияние на уровень риска

Проведение конкурентных закупок с выбором поставщиков, предложивших наиболее низкую цену договора поставки товаров надлежащего качества, помогает уменьшать затраты на приобретение и поставку сырья, материалов, комплектующих, работ и услуг. Для контроля стоимости закупок у единственного поставщика (подрядчика, исполнителя) Центральный орган управления закупками Группы Газпром и Сметная комиссия ПАО «Газпром» проводят анализ порядка формирования и обоснованности цен договоров (изменений и дополнений к ним) Группы Газпром на основании представленных заказчиками расчетов, оптимизацию таких цен, устанавливают предельные цены договоров (дополнительных соглашений), проводят контроль соответствия цен заключенных договоров (дополнительных соглашений) установленным ценам.

Риски, связанные с эксплуатацией производственных объектов

Как газ доставляется потребителям

Основные виды производственной деятельности по добыче, транспортировке, переработке и хранению углеводородов сопряжены с рисками технологического, технического и природно-климатического характера, а также негативных действий персонала и третьих лиц.

Управление / влияние на уровень риска

ЕСГ обеспечивает системную надежность поставок газа. Стабильность функционирования системы обеспечивается путем внедрения современных и инновационных методов диагностики, своевременного выполнения капитального ремонта и технического обслуживания, проведения реконструкции и модернизации. Организуется страховая защита имущественных интересов дочерних обществ, включающая страхование имущества (в том числе морских объектов), страхование от перерывов в производственной деятельности на ГПЗ и страхование ответственности при строительстве, ремонте и эксплуатации производственных объектов.

Риски оценки запасов углеводородов

Стратегические и финансовые цели ПАО «Газпром» зависят от уровня запасов углеводородов и точности их оценки.

Управление / влияние на уровень риска

Разработаны и реализуются процедуры независимой оценки запасов в соответствии с международными стандартами PRMS. Результаты оценки запасов в соответствии с российской классификацией запасов ставятся на баланс только после ежегодного рассмотрения и утверждения Государственной комиссией по запасам полезных ископаемых.

Экологические риски

Основные виды производственной деятельности по добыче, транспортировке, переработке и хранению углеводородов сопряжены с экологическими рисками (рисками загрязнения окружающей среды, несоблюдения требований природоохранного законодательства), реализация которых может повлечь последствия правового, финансового и репутационного характера.

Управление / влияние на уровень риска

Реализуется единая Экологическая политика, выполняются программы и мероприятия по снижению негативного воздействия на окружающую среду, осуществляется добровольное страхование ответственности за причинение вреда окружающей среде, внедряются наилучшие доступные и инновационные технологии, направленные на минимизацию негативного воздействия на окружающую среду. Внедрена и эффективно функционирует СЭМ, интегрирующая в себе органы управления Компании и дочерних обществ. В декабре 2017 г. СЭМ ПАО «Газпром» успешно прошла ресертификационный аудит и подтвердила свое соответствие требованиям международного стандарта ISO 14001:2015. Предпринимаемые ПАО «Газпром» меры позволяют поддерживать управляемость экологическими рисками на высоком уровне.

Типы углеводородов — Справочник химика 21

    Кроме продуктов прямой гонки, из нефти посредством термических и каталитических процессов получаются различные синтетические топлива. Химический состав полученных таким путем синтетических топлив отличается от продуктов прямой гонки и зависит от характера процесса и условий. Наиболее важными синтетическими топливами, которые рассматриваются в этой главе, являются алкилаты, полимербензины, крекинг- и риформинг-бензипы и продукты гидрирования. Подобно продуктам прямой гонки синтетические топлива состоят преимущественно из углеводородов. Вообще в синтетических топливах имеется меньше неуглеводородных компонентов, чем в продуктах прямой гонки, особенно, в высококипящих фракциях. Такие топлива, как алкилаты, полимербензины и некоторые топлива, полученные гидрированием, почти нацело состоят из углеводородов. Некоторые виды синтетических топлив являются, в основном, парафиновыми или олефиновыми углеводородами, но обычно они содержат все типы углеводородов парафиновые, циклопарафиновые, ароматические и непредельные. Непредельность является характерным признаком полимербензинов и крекинг-бензинов. [c.48]









    Тип углеводородов Структура конденсированных колец а, к о ё 5 °1 1 о » о о. с в й и Э а и Я И о в о [c.34]

    Хотя парафиновые углеводороды, как известно, имеют лишь незначительную абсолютную вязкость, они обнаруживают наименьшее из всех типов углеводородов падение вязкости с повышением температуры. [c.237]

    VII. ПОВЕДЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ ТИПОВ УГЛЕВОДОРОДОВ ПРИ СУЛЬФОХЛОРИРОВАНИИ [c.373]

    НИЯ 40—102°), изученных Россини ы его сотрудниками. В общем в легких керосинах не наблюдается преобладания парафиновых углеводородов с прямой цепью, изопарафиновых углеводородов, циклопентанов и цикло-гексанов. Однако керосин из мичиганской нефти содержит преимущественно парафиновые углеводороды с прямой цепью, а керосин из нефти месторождения Винклер очень богат изопарафиновыми углеводородами. Следует иметь в виду, что такое распределение четырех классов углеводородов было установлено для узких керосиновых фракций. Это не означает, что в более тянгазойлевых фракциях преобладают эти же типы углеводородов. [c.26]

    Крекинг нафтенов. Крекинг нафтенов в значительной стенени сходен с крекингом парафинов, особенно в начальной стадии, так как оба типа углеводородов являются предельными Однако следует обратить внимание на то. обстоятельство, что почти все найденные в нефти нафтены содержат третичные атомы углерода в связи с наличием заместителей у нафтенового кольца. Из табл. 5 видно, что при крекинге парафинов от С5 и выше для отделения третичиого гидридного иона требуется энергии на 13,0 ккал моль меньше, чем для отделения вторичного иона. Следовательно, можно ожидать, что замещониые нафтены будут крекироваться гораздо быстрее, чем нормальные парафины, что фактически и наблюдается [17, 18]. Если в парафиновую молекулу вводится эквивалентное количество заместителей, то скорости крекинга парафинов и нафтенов с одинаковым числом углеродных атомов становятся равными, как нанример, в случае крекинга декагидронафталина и 2,7-диметилоктана [13]. [c.129]

    Здесь рассматривались спектральные частоты, наблюдаемые у ряда молекул, имеющих одинаковую структурную группу или химическую связь. Так как эта глава посвящена преимущественно аналитическим применениям спектров, то важно установить, для каких типов углеводородов, структурных групп и химических связей возможен количественный анализ по колебательным спектрам. [c.330]

    Типы углеводородов могут быть легко определены в смазочных маслах вплоть до С50. [c.346]

    В качестве исходного пункта для детального развития теории каталитического крекинга разложение трех главных типов углеводородов, содержащихся в нефти, мояшо выразить следующими обобщенными простыми стехнометрическими уравнениями  [c. 117]

    Тип углеводорода, участвующий в реакции [c.132]

    Как уже было показано в предыдущем разделе, сильное образование сульфона наблюдается при взаимодействии свободного серного ангидрида с некоторыми углеводородами (типа бензола или толуола), хотя с другими соединениями (как додецилбензол) образование сульфона почти не идет. Поэтому в реакции образования сульфона взаимодействием с серным ангидридом полистирол, по-видимому, скорее напоминает второй тип углеводорода, чем первый, [c.539]

    Содержание углерода и водорода примерно постоянно для большинства нефтей, несмотря на то, что углеводородный состав нефтей изменяется в широких пределах как в отношении типов углеводородов, так и в отношении индивидуальных изомеров. [c.11]

    Даже для масляных дистиллятов (предварительно разделенных насколько возможно другими методами), используя высокотемпературную масс-спектрометрию, можно получить полезные сведения относительно количества определенных типов углеводородов и сернистых соединений [50, 47, 51, 52]. Метод инфракрасной спектроскопии в случае анализа масляных дистиллятов позволяет определить число метиловых и метиленовых групп в длинных цепях и циклановых кольцах [53, 54]. [c.14]

    Постоянная а, входящая в это выражение, называется числом симметрии и представляет собой число эквивалентных ориентаций в пространстве, которое может принимать молекула п результате простого вращения как единого целого. Таким образом, оно является чнслом возможных самоналожений молекулы в результате одного только вращения. Для отдельных типов углеводородов число симметрии принимает следующие значения  [c.310]

    Содержание различных типов углеводородов в бензинах нефти Понка [c.15]

    Содержание различных типов углеводородов в алкано-циклановой фракции (40°—102° С) прямогонных бензинов [56] [c.19]

    Несмотря на большие колебания в соотношении отдельных типов углеводородов, внутри каждого типа распределение компонентов не случайно и следует вполне определенной системе.  [c.19]

    Однако нефтяные углеводородные фракции с температурой кипения, начиная приблизительно от 100°, представляют собой весьма еоднородные смеси, в которых соотношение различных типов углеводородов (парафиновых, нафтеновых и ароматических) в значительной степени зависит от происхождения исходной нефти. Поэтому успешная химическая переработка подобных продуктов оказывается невозможной без предварительного разделения на отдельные компоненты (главным образом физическими способами) и дополнительной химической очистки парафиновой фракции. [c.13]

    Наиболее важными для жидкофазного катализа показателями кислот являются растворимости в них изобутана и олефинов. Рс створимость изобутана в Н ЗО невелика и приблизительно в 30 рс 3 ниже, чем в НР. Олефины в этих кислотах расворяются достаточно хорошо и быстро. В этой связи концентрация изобутана на поверхности раздела фаз (эмульсии типа углеводород в кислоте) Нс1 много меньше концентрации олефинов, что обусловливает боль — ш/ю вероятность протекания реакций полимеризации олефинов. Э о обстоятельство, а также высокие значения плотности, вязкости и поверхностного натяжения кислот, особенно Н ЗО , обусловливает протекание реакций С —алкилирования в диффузионной области с лимитирующей стадией массопереноса реактантов к повер — хиости раздела фаз. Для ускорения химических реакций С —алки — ЛР- рования в среде Н 50 и НР необходимо интенсифицировать п юцессы перемешивания и диспергирования реакционной массы с целью увеличения поверхности раздела кислотной и углеводородной фаз. [c.140]

    Липкин и Куртц [18], а также Липкин, Мартин и Гоффэкер [19], исходя из данных о плотности циклопарафиновых фракций (освобожденных от ароматики) смазочных масел, вычислили отношение числа цикло-гексановых колец к числу циклопентановых колец. Плотности циклогексановых и циклопзнтановых углеводородов одного и того же молекулярного веса заметно отличаются между собой, и поэтому это отношение может быть вычислено из плотности циклопарафиновых фракций, содержащих оба эти типа углеводородов. Липкин и Куртц нашли, что приблизительно половина или даже больше половины циклопарафиновых колец в смазочных маслах из нефти Понка и некоторых других нефтей представляет собой циклопентаны. Липкин и сотруднР1КП определили таким методом отношение числа циклогексановых колец к числу циклопентановых колец дпя пяти узких (при 37,8°) фракций из нефти месторождения Вебстер (Тексас) и нашли, что это отношение изменяется в широких пределах от 4 1 и до 1 9 в зависимости от пределов выкипания и указывает на преобладание циклогексановых колец в одних фракциях и циклопентановых колец в других. Следует отметить, что эти расчеты были сделаны в предположении, что нефть содержит только циклопентановые и циклогексановые кольца. [c.33]

    В некоторых случаях посредством спектроскопических методов можно определять типы углеводородов, входящих в состав исследуемого продукта. Например, с помощью ультрафиолетовой спектроскопии можно определять содержание ароматики, с помощью масс-спектроскопии — содержание алканов, цикланов, алкенов и ароматики в прямогонных и вторичных бензиновых фракциях [49]. [c.14]

    Как будет показано ниже, существует большое различие в углеводородах, присутствующих в них. Унте давно известно и подтверждается сравнительно недавними исследованиями типов углеводородов, а также индивидуальных углеводородов, присутствующих в бензинах прямой гонки, что состав нефтей во многих случаях обладает исключительно большим разнообразием. Так, например, бензиновая фракция мичиганской нефти содержит 63,1% нормальных парафиновых углеводородов и 13,2% парафиновых углеводородов с разветвленными цепями, в то время как нефть месторождения Винклер содерлшт 9,5% нормальных парафиновых углеводородов и 61,6% парафиновых углеводородов с разветвленными цепями. [c.41]

    Нельсон и Стюарт считают [25], что микрокристаллические парафины находятся в твердом некристаллическом или гелеобразном состоянии и когда масло входит в их состав, то они, по-видимому, состоят из парафина и масла и содержат парафина больше, чем должно быть, исходя из его растворимости в масле. Это указывает на то, что сырые микрокристаллические парафины могут содержать типы углеводородов, которые кристаллизуютса [c.46]

    Данные для типичных углеводородов. Для соноставленья рефракции различных типов углеводородов можно пользоваться данными табл, 17, 18, 19, подбирая близюте пары соединений для сравнения. [c.254]

    Для определения типов углеводородов в высокомолекулярных соединениях были разработаны специальные методы, которые будут рассмотрены ниже, в разделе, посвященном применению масс-спектрометрии. За последнее время были достигнуты значительные успехи по сокращению времени, требуемого на вьршсления, благодаря примене ию быстродействующих вычислительных машин [5, 10, 13]. [c.339]

    Для некоторых вторичных реакций установлены основные типы углеводородов, участвуюхцих в пих. [c.132]

    Ашан обрабатывал нефтяные фракции хлорсульфоновой кислотой и получал нормальные алканы, так как другие типы углеводородов быстро разрушаются этой кислотой. Бензол и толуол обычно определяли посредством нитрования. [c.12]

    С другой стороны, в бензинах Слаутер и Вассон содержание этих типов углеводородов изменяется незначительно и неравномерно. Для обоих бензинов максимальное содержание ароматики падает на фракцию 93—117 С, с последующим незначительным снижением в более высококипящей фракции. [c.19]

    На основании изучения состава семи бензинов было установлено [56], что различный состав этих бензинов основан на различном соотношении пяти типов углеводородов нормальных алканов, изоалканов, циклонентана и его гомологов, циклогексана и его гомологов, бензола и его гомологов однако внутри каждого типа соотношение содержания индивидуальных углеводородов имеет одно и то же значение. [c.20]

«Ъ»: только российские суда смогут перевозить уголь и углеводороды по Севморпути — Экономика и бизнес

МОСКВА, 28 мая. /ТАСС/. Минпромторг РФ подготовил проект постановления с перечнем видов деятельности, которые могут осуществляться только судами российской постройки. В перечень входят морские перевозки нефти, газа (в том числе и сжиженного), газового конденсата и угля, добытых в России и погруженных на суда в акватории Севморпути, до первого пункта выгрузки или перегрузки, сообщает в пятницу «Коммерсантъ».

Проект подготовлен в ходе изменений Кодекса торгового мореплавания (КТМ), которые президент подписал 26 мая. Цель нововведений заключается в развитии импортозамещения в судостроении и обеспечении заказами российских верфей.

В перечень видов деятельности, которые могут осуществляться только судами российской постройки, также входят каботаж, гидротехнические, подводно-технические и другие подобные работы во внутренних морских водах или территориальном море, санитарный, карантинный и другие виды контроля, а также ледокольная и лоцманская проводки. Под ограничение подпадает и хранение угля и углеводородов на судне в акватории Севморпути, пишет газета.

При этом к отдельным видам такой деятельности можно будет привлекать суда под российским флагом, построенные за границей, или российские суда, не соответствующие требованиям промышленной продукции, если они были построены или договор на их постройку или эксплуатацию был подписан до издания нормативного акта кабмина. Требования по использованию судов российской постройки не распространяются на уже сданные или заказанные суда. Правительство может принимать решения об использовании построенных за рубежом судов в случае отсутствия условий или невозможности осуществления технологических операций для строительства таких судов в России.

Минтранс поддерживает проект и выступает за локализацию строительства судов в России. В настоящее время ведутся консультации с Минпромторгом, производителями и представителями судов для поэтапного и плавного перехода к большей локализации строительства судов в РФ, сказали изданию в министерстве.

Роль ископаемых видов топлива в устойчивой энергетической системе

Изменение климата — одна из величайших проблем нашего времени. Однако не менее велика необходимость обеспечить доступ к электроэнергии как ради качества жизни, так и для экономического развития. Поэтому крайне важно рассматривать изменение климата как часть повестки дня в области устойчивого развития. Постоянный прогресс в развитии новых технологий дал нам уверенность и надежду на то, что в энергетической сфере эти задачи будут выполнены. Резкое падение цен на ветрогенераторы и солнечные батареи, их техническое усовершенствование показали, что эти возобновляемые источники энергии могут играть важную роль в глобальных энергосистемах, а долгожданный прорыв в области экономически эффективных технологий хранения электроэнергии значительно изменит основную комбинацию источников электроэнергии.

Все эти достижения неизбежно привели к предположению о том, что с ископаемыми видами топлива в энергетике покончено, что в дальнейшей разработке новых ресурсов нет необходимости и что нам необходимо как можно скорее прекратить их использование. Это предположение создало образ существующих в современных глобальных энергосистемах «хороших» технологий на базе возобновляемых источников энергии с одной стороны и «плохих» на базе ископаемых видов топлива — с другой стороны. В реальности это противопоставление далеко не так прямолинейно и требует более вдумчивого изучения. Технологии улавливания и хранения двуокиси углерода (УХУ) и управления выбросами метана на всех этапах приращения стоимости энергии из ископаемых источников могут помочь в выполнении масштабных задач по сокращению выбросов CO₂, пока ископаемые виды топлива все еще остаются частью энергосистемы. Таким образом эти меры позволяют ископаемым топливам стать частью решения, а не оставаться частью проблемы. Рациональная экономика отводит важную роль в энергетических системах каждой технологии.

На ископаемые виды топлива сегодня приходится 80 процентов глобального спроса на первичную электроэнергию; энергосистема поставляет около двух третей мировых выбросов CO₂. Ввиду того, что объем выбросов метана и других кратковременно загрязняющих атмосферу веществ, оказывающих воздействие на климат (КЗВК), как полагают, серьезно занижается, вероятно, что процессы выработки и потребления электроэнергии дают еще большую долю выбросов. Более того, на сегодняшний день в мире значительная часть топлива на основе биомассы расходуется на отопление и приготовление пищи в малом масштабе. Это крайне неэффективные и загрязняющие окружающую среду процессы; в особенности они вредны для качества воздуха в домах во многих менее развитых странах. Использование возобновляемой биомассы таким образом представляет собой проблему с точки зрения устойчивого развития.

При продолжении существующих тенденций, то есть при сохранении нынешней доли ископаемых видов топлива и увеличении спроса на электроэнергию к 2050 году почти вдвое, объем выбросов намного превысит предел по углероду, допустимый при ограничении глобального потепления двумя градусами Цельсия. Подобный уровень выбросов будет иметь катастрофические последствия для планеты. В энергетическом секторе существует ряд возможностей для уменьшения выбросов; наиболее значимые среди них — снижение энергопотребления и уменьшение углеродоемкости энергетической отрасли путем перехода на другие виды топлива и контроля за выбросами CO₂.

Необходимость снижения выбросов не запрещает использование ископаемых видов топлива, но требует существенной смены подхода: сценарий обычного развития не сочетается со снижением выбросов в глобальных энергосистемах. Энергоэффективность и возобновляемые источники энергии зачастую рассматриваются как единственные решения, необходимые для достижения целей в области климата в контексте энергетики, но их одних недостаточно. Обязательным элементом решения станет расширение использования УХУ; ожидается, что к 2050 году эта технология приведет к 16-процентному ежегодному снижению выбросов. Это утверждение поддержано в Пятом обобщающем докладе об оценке, подготовленном Межправительственной группой экспертов по изменению климата, в котором указано, что ограничение выбросов энергетического сектора без применения УХУ сделает смягчение изменения климата дороже на 138 процентов.

Сегодня в энергетике невозможно единообразное использование возобновляемых видов топлива в качестве замены ископаемым видам, в основном по причине неодинаковых возможностей различных подотраслей энергетики переключиться с ископаемых на возобновляемые виды топлива. Например, в таких отраслях промышленности, как производство цемента или выплавка стали, источниками выбросов являются и использование электроэнергии, и сам процесс производства. Альтернативные технологии, которые могли бы заменить существующие методы, еще недоступны в необходимом масштабе, поэтому ожидается, что в кратко- и среднесрочной перспективе нынешние технологии сохранятся. В подобных случаях УХУ может стать решением, совместимым с текущими нуждами, и обеспечить время, необходимое для разработки будущих альтернативных методов.

Сценарии, предусматривающие использование УХУ, в любом случае связаны с существенной трансформацией энергетической системы в ответ на изменение климата. Поэтому подобные сценарии не являются замалчиванием проблемы и демонстрируют значительное снижение общего мирового потребления ископаемых видов топлива, а также существенный рост эффективности при выработке электроэнергии и в промышленном производстве. Трансформация энергетической системы поддерживает все технологии, играющие ключевую роль в создании устойчивой энергосистемы.

В связи с этим в ноябре 2014 года государства — члены Европейской экономической комиссии Организации Объединенных Наций (ЕЭК) после широкомасштабных консультаций с экспертами со всего мира утвердили список рекомендаций в отношении УХУ. В этих рекомендациях подчеркивается, что международное соглашение по климату должно:

• поддержать широкий спектр инструментов фискальной политики, поощряющих УХУ;

• решить вопрос улавливания и хранения двуокиси углерода во всех отраслях промышленности, включая цементную, сталелитейную, химическую, нефтеперерабатывающую и энергетическую;

• обеспечить совместную работу правительств над финансированием и поддержкой маломасштабных демонстрационных проектов;

• предусмотреть закачку двуокиси углерода в пласты для более эффективного извлечения углеводородов, что затем будет рассматриваться и считаться как хранение при том условии, если двуокись углерода будет находиться там постоянно.

Выполнение этих рекомендаций позволяет тем государствам — членам Организации Объединенных Наций, которые по-прежнему в большой степени зависят от ископаемых видов топлива, принять участие в глобальных усилиях по смягчению последствий изменения климата, вместо того чтобы выступать в качестве источников этой проблемы. В соответствующем масштабе эта технология была подтверждена в Канаде, Норвегии и Соединенных Штатах Америки; на сегодняшний день в мире находятся на разных стадиях разработки около 40 проектов. Работа над УХУ в краткосрочной перспективе крайне важна для повышения эффективности, снижения затрат и оптимизации расположения хранилищ, чтобы обеспечить готовность этой технологии к крупномасштабному запуску в 2025 году.

Выбросы CO₂ — не единственная связанная с ископаемыми видами топлива проблема, требующая решения. По оценкам, на всех этапах приращения стоимости ископаемых источников (добычи и использования природного газа, угля и нефти) ежегодно в атмосферу выбрасывается 110 млн тонн метана. Это существенная часть совокупных выбросов метана. Поскольку метан является газом, вызывающим мощный парниковый эффект, его выбросы должны быть значительно сокращены.

Метан — основной компонент природного газа: часть его поступает в атмосферу при добыче, переработке, хранении, транспортировке и распределении природного газа. По подсчетам, ежегодно вследствие выпуска, утечек и сжигания теряется около 8 процентов добываемого в мире природного газа, что дорого обходится и экономике, и окружающей среде. При геологических процессах формирования угля вокруг и внутри залежей удерживаются метановые полости. Во время работ по добыче угля (добыча, измельчение, перевозка) часть этого метана высвобождается. Как и в случае с углем, при геологическом формировании нефти также могут образовываться крупные запасы метана, которые высвобождаются при бурении и добыче. К числу источников метановых выбросов также относятся процессы добычи, переработки, транспортировки и хранения нефти, неполное сгорание ископаемых видов топлива. Не существует стопроцентно эффективных процессов горения, поэтому использование ископаемых видов топлива для выработки электроэнергии, отопления или обеспечения работы механизмов приводит к выбросам метана.

Самые сложные задачи в управлении метановыми выбросами — это тщательный мониторинг и фиксирование выбросов с использованием самых совершенных наблюдательных и измерительных технологий, а затем использование оптимальных способов для минимизации утечек и выбросов. Это даст экономическую выгоду и одновременно снизит влияние метана на здоровье, повысит безопасность и смягчит глобальное потепление. Многочисленные выгоды управления метановыми выбросами самоочевидны, тем не менее для соответствующего прогресса в этой области необходима дальнейшая работа.

Решение вопросов, связанных с устойчивой энергетикой, требует вовлечения максимально широкого круга заинтересованных сторон, при этом игнорирование роли ископаемых видов топлива будет иметь негативный эффект. Многие развивающиеся страны располагают значительными нетронутыми запасами ископаемых видов топлива, которые они намерены использовать для развития своей экономики. Настаивать на том, чтобы они навлекли на себя значительные расходы и отказались от использования этих ресурсов в пользу возобновляемых источников энергии, означает с большой вероятностью создать нежелательную напряженность. Здесь можно возразить, что развитые страны построили свою нынешнюю экономику на ископаемых видах топлива и продолжают во многом зависеть от них. По сравнению с «неископаемой» программой более сбалансированным подходом представляется более прагматический вариант, поощряющий все страны использовать широкий спектр доступных им ресурсов (имеется в виду энергоэффективность и рациональное использование как возобновляемых, так и ископаемых видов топлива).

Еще одна группа заинтересованных сторон, которую обычно выставляют в невыгодном свете, — частный сектор, в особенности промышленность, связанная с ископаемыми видами топлива. На самом деле, именно частный сектор располагает знаниями и зачастую финансовыми ресурсами, необходимыми для поддержки того перехода к инклюзивной «зеленой» экономике, к которому стремится весь мир. Использование бюджетов, знаний и технологий крупных игроков может облегчить этот переход; отношение к ним как к отверженным сделает этот процесс сложнее и дороже.

Постоянная и важнейшая задача — обеспечить лучшее качество жизни и экономический рост с одновременным сокращением масштабов воздействия энергетического сектора на окружающую среду. Переход к устойчивой энергосистеме представляет собой возможность повысить энергоэффективность на всем пути от источника до его использования, свести к минимуму воздействие на окружающую среду, снизить энерго- и углеродоемкость, а также скорректировать недочеты энергорынка. Для использования этой возможности потребуется скоординированный пересмотр стратегий и реформы во многих секторах. По сравнению с другими регионами мира страны ЕЭК обладают бóльшим потенциалом конкурентного экономического преимущества благодаря сравнительно небольшим расстояниям между источниками поставок энергии и центрами ее потребления. Полная интеграция энергорынков региона в единую эффективную структуру позволит значительно усовершенствовать использование энергии в технической, социальной, экономической и экологической сферах.

Создание в регионе ЕЭК устойчивой энергосистемы в будущем будет включать в себя серьезный отход от текущей схемы. Повышение эффективности относится не только к потребительской сфере (это, например, энергоэффективные дома, транспорт и бытовая техника), но и к наращиванию энергоэффективности в сфере выработки (генерации), передачи и распределения энергии. Это возможность ускорить переход от традиционной схемы продажи энергоносителей к схеме предоставления энергетических услуг на основе инноваций.

Разработка «умных» энергосетей, работающих по единым правилам, дает важную возможность улучшить взаимодействие технологий, тем самым расширяя экономически выгодное внедрение огромного спектра низкоуглеродных технологий и повышая устойчивость энергосистемы. Независимо от нашего желания, в ближайшие десятилетия ископаемые виды топлива останутся частью глобальной энергосистемы. Они продолжат определять социально-экономическое развитие во всем мире. В связи с этим крайне важно вести открытую и прозрачную дискуссию о роли ископаемых видов топлива в мировых устойчивых энергосистемах в ходе разработки практических климатических стратегий. Особенно важно задействовать страны с формирующейся рыночной экономикой и развивающиеся страны в ходе 21-й сессии Конференции сторон Рамочной конвенции Организации Объединенных Наций об изменении климата (КС-21). Это может изменить расстановку политических сил и помочь принять в Париже значимое соглашение по климату.

Виды бензина, маркировка и расшифровка АИ в топливе

ГК Трэйд-Ойл
>

Статьи на тему: автомобильный бензин
>
Виды бензина, маркировка и расшифровка

Что такое бензин? Как написано в Wikipedia, бензин — легковоспламеняющаяся жидкость на основе смеси легких углеводородов плотностью 0,71–0,77 г/см2. Температура ее замерзания –60 0С, кипения — в пределах 33–205 0С. Основная область применения — моторное топливо разных марок, сырье для органического синтеза, изготовления этилена и парафина. На ее основе производят: краски, лаки, растворители, мастики, другие вещества.

Основные характеристики

Какие бензины есть? В России производится несколько видов бензинов, отличающихся характеристиками и составом. Ключевым параметром для определения типов бензина является октановое число — ОЧ. Немаловажная роль при этом отводится количеству примесей. Основным составляющими горючей жидкости являются изооктан с гептаном, от которых зависит способность к детонации топлива в закрытом объеме. Их соотношение в готовом продукте определяет октановое число конкретного вида бензина.

Разновидности

Какой бензин есть в РФ и странах ТС? С учетом октанового числа и других характеристик, предусмотрены такие виды бензина в России:

• Автомобильное горючее изготавливается согласно ГОСТ 32513-2013: бензин-80, -92, -95, -98, -100, -101 и -102. Для справки — в СССР производился бензин-56, -66, -72, -74, -76 и -93.

• Авиационное топливо изготавливается согласно ГОСТ 1012-2013: бензин-92 (Б-92) или бензин-91/115 (Б-91/115). По сравнению с автомобильным горючим оно отличается высоким ОЧ, хорошей стабильностью химической структуры и лучшими характеристиками. В таком топливе минимум примесей. В первую очередь, это касается легких фракций, формирующих паровые пробки, повышающих коррозию, образование нагара.
• Растворители применяются для химической отрасли. С их помощью осуществляется экстрагирование — извлечение нужных компонентов из растительного масла, озокерита или канифоли. В быту растворители используются для удаления разных пятен, разведения лака, краски, обезжиривания, других нужд.
• Лигроин (нафта). Фракции нефти на основе нормальных парафинов с температурой кипения до +180 0С. Основная сфера применения — сырье для производства этилена путем пиролиза.

Как выглядит бензин?

Бензин — это газ или жидкость? В обычном состоянии — это жидкость с характерным запахом. Для удобства различия, еще с советских времен принято при производстве топлива добавлять особые красители. Схема оттенков видов бензина выглядит так:

• АИ-66 имел зеленый цвет;
• АИ-72 отличался розовым тоном;
• АИ-76 изготавливали насыщенно-желтым;
• АИ-80 поставляется на АЗС желтого цвета;
• АИ-90 и АИ-95 различают по оранжево-красному оттенку;
• АИ- 98 производится с добавлением синего красителя.

Маркировка бензина и что обозначают цифры

Согласно ГОСТ 54283-2010 и нормам технического регламента от 2011 года на территории РФ предусмотрена маркировка бензинов в виде двух буквенных символов и двух цифр. Дополнительно иногда указывается еще одна цифра. Рассмотрим, как в бензине расшифровывается аббревиатура АИ и другие символы на таком примере: АИ-92/4.

• А — вид: автомобильное топливо;
• И — способ определения октанового числа: исследовательский. Если буква «И» отсутствует, значит, применялся моторный метод.
• 92 — величина октанового числа топлива;
• 4 — класс экологичности горючего может быть в диапазоне 2–5.

Методы определения ОЧ топлива

Основной характеристикой топлива является октановое число, определяющее детонационную стойкость горючей смеси. Чем выше этот параметр, тем позже (при большем давлении) происходит химическая реакция — воспламенение вещества с освобождением энергии и распространением ударной волны. В качестве эталонов используются два углеводорода:

• Изооктан имеет октановое число, равное единице или 100%. Другими словами, он не самовоспламеняется независимо от степени сжатия.
• Н-гептан отличается ОЧ, равным нулю. Следовательно, он быстро самовоспламеняется при малейшем давлении.

Если в топливе доля изооктана равна 95%, а н-гептана — 5%, значит, октановая характеристика такого горючего равна 95. Октановое число топлива измеряется в условных единицах и чаще всего в технических документах указывается, как ОЧ (ОЧМ, ОЧИ).

На практике существует две технологии определения ОЧ с помощью одноцилиндрового двигателя двухтактного типа:

• Исследовательская. Это способ предполагает имитацию движения автомобиля на крейсерском режиме с нагрузками не выше средних, когда обороты коленвала равны 600 об/мин.
• Моторная. При таком способе имитируются максимальные нагрузки с оборотами 900 об/мин.

Основным методом для определения октанового числа топлива является исследовательский способ.

Детонационная стойкость топлива

Детонация — химическая реакция с воспламенением топлива, при которой выделяется определенное количество тепловой энергии вместе с ударной волной. Фактически, это мгновенный взрыв горючего в замкнутом пространстве (камере сгорания), превращающий смесь в газообразные продукты горения, которые совершают механическую работу, обеспечивая движение поршня вниз. Благодаря этому происходит вращение коленчатого вала двигателя.

Все модификации бензиновых моторов, проектируются для использования топлива с конкретным октановым числом. Использование нештатного горючего приводит к преждевременному либо позднему воспламенению, в результате которого образуются детонационные волны. Они пагубно воздействуют на элементы конструкции, провоцируя их разрушение и последующий выход из строя мотора.

3.2. ДОБЫЧА ЖИДКИХ УГЛЕВОДОРОДОВ

Производственная площадка
ООО «РН-Юганскнефтегаз»

Стратегические приоритеты в добыче жидких углеводородов на суше РФ:

• Сохранение лидерства по удельным эксплуатационным и капитальным затратам;
• Поддержание добычи на зрелых месторождениях;
• Запуск новых проектов;
• Обеспечение добычи для поставок по долгосрочным контрактам.

Ключевые достижения:

• Оптимизация существующих систем разработки;
• Высокий прогресс в стабилизации добычи на ключевых зрелых месторождениях;
• Рост эксплуатационного бурения на 36%;
• Применение передовых технологий.

30 %

Доля горизонтальных скважин от общего количества введенных скважин

36 %

Рост проходки в эксплуатационном бурении

В 2015 г. добыча углеводородов составила 254,2 млн т нефтяного эквивалента, что на 1% выше уровня 2014 г. По итогам 2015 г. добыча нефти и жидких углеводородов составила 202,8 млн т.

Компания продолжила стабилизацию добычи на зрелых месторождениях. В 2015 г. для повышения эффективности извлечения запасов месторождений Западной Сибири была проведена масштабная оптимизация существующих систем разработки, в том числе за счет перехода с традиционных наклонно-направленных скважин на горизонтальные скважины с многостадийным гидроразрывом пласта (ГС с МГРП). Данная технология существенно повышает продуктивность скважин, охват запасов разработкой, а также позволяет сократить фонд скважин и повысить экономическую эффективность проектов. ГС с МГРП активно применяются на пяти консолидированных зрелых предприятиях Компании: ООО «РН-Юганскнефтегаз», ООО «РН-Пурнефтегаз», АО «Самотлорнефтегаз», АО «РН-Няганьнефтегаз» и ПАО «Варьёганнефтегаз». По указанным предприятиям в 2015 г. около 50% запасов, вовлеченных в разработку, было введено в эксплуатацию именно за счет применения систем разработки с ГС с МГРП. Подходы и технологии, применяемые ОАО «НК «Роснефть» при разработке месторождений Западной Сибири, обеспечили Компании лидерство по эффективности ввода новых скважин.

За 2015 г. Компания увеличила проходку в эксплуатационном бурении на 36% до 6,9 млн м и ввела в эксплуатацию 1 839 новых скважин (+15% к 2014 г.).

Также были наращены темпы реконструкции фонда скважин методом зарезки боковых стволов. Так, в 2015 г. эта операция была проведена более чем на 1 тыс. скважин, что превышает показатель 2014 г. более чем на 44%, и позволила Компании дополнительно добыть более 2,6 млн т нефти (+15% к 2014 г.). «Роснефть» продолжает ускоренное внедрение более эффективных типов заканчивания новых скважин. Ввод горизонтальных скважин с многостадийным ГРП в 2015 г. вырос более чем на 30% по сравнению с 2014 г. В целом ввод скважин с горизонтальным заканчиванием увеличился более чем на 24% и достиг 555 единиц, что составило 30% от общего количества введенных в эксплуатацию скважин.

Производственная площадка
ООО «РН-Краснодарнефтегаз»

углеводородов | Определение, типы и факты

Алканы, углеводороды, в которых все связи одинарные, имеют молекулярные формулы, которые удовлетворяют общему выражению C _n H _{2 n + 2} (где n — целое число ). Углерод s p ³ гибридизирован (три пары электронов участвуют в связывании, образуя тетраэдрический комплекс), и каждая связь C — C и C — H является сигма-связью ( см. химическая связь. ).В порядке увеличения числа атомов углерода метан (CH ₄ ), этан (C ₂ H ₆ ) и пропан (C ₃ H ₈ ) являются первыми тремя членами ряда.

Метан, этан и пропан — единственные алканы, однозначно определяемые их молекулярной формулой. Для C ₄ H ₁₀ два разных алкана удовлетворяют правилам химической связи (а именно, что углерод имеет четыре связи, а водород — одну в нейтральных молекулах).Одно соединение, называемое n -бутан, где префикс n — обозначает нормальный, имеет четыре атома углерода, связанные в непрерывную цепь. Другой, называемый изобутаном, имеет разветвленную цепь.

Различные соединения, имеющие одинаковую молекулярную формулу, называются изомерами. Говорят, что изомеры, которые различаются порядком соединения атомов, имеют различное строение и называются структурными изомерами. (Более старое название — структурные изомеры.) Соединения n -бутан и изобутан являются конституциональными изомерами и единственно возможными для формулы C ₄ H ₁₀ . Поскольку изомеры представляют собой разные соединения, они могут иметь разные физические и химические свойства. Например, n -бутан имеет более высокую температуру кипения (-0,5 ° C [31,1 ° F]), чем изобутан (-11,7 ° C [10,9 ° F]).

Нет простой арифметической зависимости между числом атомов углерода в формуле и числом изомеров.Теория графов была использована для расчета количества структурно изомерных алканов, возможных для значений n в C _n H _{2 n + 2} от 1 до 400. Количество структурных изомеров резко возрастает с увеличением количество атомов углерода увеличивается. Вероятно, не существует верхнего предела возможного количества атомов углерода в углеводородах. Алкан CH ₃ (CH ₂ ) ₃₈₈ CH ₃ , в котором 390 атомов углерода связаны в непрерывную цепь, был синтезирован в качестве примера так называемого сверхдлинного алкана.Несколько тысяч атомов углерода объединены в молекулы углеводородных полимеров, таких как полиэтилен, полипропилен и полистирол.

Необходимость дать каждому соединению уникальное имя требует большего разнообразия терминов, чем доступно с описательными префиксами, такими как n — и iso-.Присвоение названий органическим соединениям упрощается за счет использования формальных систем номенклатуры. Номенклатура в органической химии бывает двух типов: общая и систематическая. Общие имена возникают по-разному, но имеют общую черту, заключающуюся в отсутствии необходимой связи между именем и структурой. Имя, соответствующее определенной структуре, нужно просто запомнить, как и выучить имя человека. С другой стороны, систематические названия привязаны непосредственно к молекулярной структуре в соответствии с общепринятым набором правил.Наиболее широко используемые стандарты для номенклатуры органических веществ возникли на основе предложений, сделанных группой химиков, собранных для этой цели в Женеве в 1892 году, и регулярно пересматриваются Международным союзом чистой и прикладной химии (IUPAC). Правила IUPAC регулируют все классы органических соединений, но в конечном итоге основаны на названиях алканов. Соединения из других семейств рассматриваются как производные алканов путем присоединения функциональных групп к углеродному скелету или иным образом его модификации.

Правила IUPAC присваивают неразветвленным алканам названия в соответствии с числом их атомов углерода. Метан, этан и пропан сохраняются для CH ₄ , CH ₃ CH ₃ и CH ₃ CH ₂ CH ₃ соответственно. Префикс n — не используется для неразветвленных алканов в систематической номенклатуре ИЮПАК; следовательно, CH ₃ CH ₂ CH ₂ CH ₃ определяется как бутан, а не n -бутан.Начиная с пятиуглеродных цепей, названия неразветвленных алканов состоят из латинского или греческого корня, соответствующего количеству атомов углерода в цепи, за которым следует суффикс -ан. Группа соединений, таких как неразветвленные алканы, которые отличаются друг от друга последовательным введением групп CH ₂ , составляют гомологичный ряд.

Алканы с разветвленными цепями названы на основе названия самой длинной цепи атомов углерода в молекуле, называемой родительской.Показанный алкан имеет семь атомов углерода в самой длинной цепи и поэтому назван производным гептана, неразветвленного алкана, содержащего семь атомов углерода. Положение заместителя CH ₃ (метил) в семиуглеродной цепи определяется числом (3-), называемым локантом, полученным путем последовательной нумерации атомов углерода в родительской цепи, начиная с конца, ближайшего к ответвлению. Поэтому соединение называется 3-метилгептаном.

При наличии двух или более одинаковых заместителей повторяющиеся префиксы (ди-, три-, тетра- и т. Д.)) используются вместе с отдельным локатором для каждого заместителя. Различные заместители, такие как этильная (CH ₂ CH ₃ ) и метильная (―CH ₃ ) группы, указаны в алфавитном порядке. При расположении по алфавиту повторяющиеся префиксы игнорируются. В алканах нумерация начинается с конца, ближайшего к заместителю, который появляется первым в цепи, так что углерод, к которому он присоединен, имеет как можно более низкий номер.

Метил и этил являются примерами алкильных групп.Алкильная группа получается из алкана путем удаления одного из его атомов водорода, тем самым оставляя потенциальную точку присоединения. Метил — единственная алкильная группа, производная от метана, а этил — единственная группа из этана. Имеются две C ₃ H ₇ и четыре C ₄ H ₉ алкильные группы. Правила ИЮПАК для наименования алканов и алкильных групп охватывают даже очень сложные структуры и регулярно обновляются. Они недвусмысленны в том смысле, что, хотя одно соединение может иметь более одного правильного названия IUPAC, нет никакой возможности, чтобы два разных соединения имели одно и то же имя.

Какие четыре основных типа углеводородов? Petro Online

Углеводороды — это встречающиеся в природе органические молекулы в нашей окружающей среде, которые можно собирать и сжигать для получения энергии. Как следует из названия, углеводороды состоят всего из двух элементов: водорода и углерода. Как правило, атомы углерода окружены атомами водорода, чтобы создать структуру молекулы. Существует четыре основных типа углеводородов, которые классифицируются как алканы, алкены, алкины и ароматические углеводороды.

Алканы

Алканы — это простейший тип углеводорода, содержащий одинарные связи двух элементов. Они считаются настоящими углеводородами, поскольку в них нет других элементов. Алканы определяются молекулярной формулой: Cnh3n + 2, где C представляет собой углерод, H означает водород, а n означает количество атомов углерода.

Три наиболее распространенных и наименее сложных алкана — это метан (Ch5), этан (C2H6) и пропан (C3H8). Как и все другие углеводороды, алканы являются отличным источником топлива, но при сгорании могут нанести вред окружающей среде.Мониторинг метана особенно важен, учитывая огромный потенциал глобального потепления (ПГП) этого газа.

Алкенес

Подобно алканам, алкены также являются настоящими углеводородами, в составе которых нет других элементов. По определению, алкены содержат по крайней мере один атом углерода на каждую двойную углеродную связь в их цепи. Алкены определяются молекулярной формулой: Cnh3n, где C представляет собой углерод, H означает водород, а n означает количество атомов углерода.

Наиболее распространенными и наименее сложными алкенами являются этен (C2h5) и пропен (C3H6).Двойная связь — это то, что отличает алкен от алкана, и его точное положение в молекулярной цепи может создавать различные связывающие структуры.

Алкины

Опять же, алкены — это настоящие углеводороды, которые содержат только водород и углерод. Однако они отличаются от алканов и алкенов тем, что содержат тройную связь между двумя атомами углерода. Алкины определяются молекулярной формулой Ch3n-2, где C представляет собой углерод, H означает водород, а n означает количество атомов углерода.

Три наиболее распространенных и наименее сложных алкина — это этин (C2h3), пропин (C3h5) и бутин (C4H6). Все алкины содержат суффикс -ин, что означает, что их можно легко идентифицировать по сравнению с другими типами углеводородов.

Углеводороды ароматические

Ароматические углеводороды также являются настоящими углеводородами, содержащими только водород и углерод. Они более сложны, чем другие типы углеводородов, упомянутые выше, и могут иметь различную структуру. Их называют ароматическими из-за того, что они имеют тенденцию к сильному запаху.

Наиболее распространенным и наименее сложным ароматическим соединением является бензол (C6H6). Бензол (и многие другие ароматические углеводороды) содержатся в таких источниках топлива, как бензин, дизельное топливо и керосин. Концентрация ароматических соединений в источнике топлива может быть увеличена для увеличения его октанового числа, что увеличивает способность топлива противодействовать детонации.

Углеводородов

16.1 Углеводороды

Цели обучения

1. Идентифицируйте алканы, алкены, алкины и ароматические соединения.
2. Перечислить некоторые свойства углеводородов.

Простейшие органические соединения состоят всего из двух элементов: углерода и водорода. Эти соединения называются углеводородами. Органическое соединение, состоящее из углерода и водорода. Сами углеводороды делятся на два типа: алифатические углеводороды и ароматические углеводороды. Алифатические углеводороды Углеводород на основе цепочек атомов C. представляют собой углеводороды на основе цепочек атомов C. Есть три типа алифатических углеводородов.Алканы — алифатический углеводород с одинарными ковалентными связями. представляют собой алифатические углеводороды только с одинарными ковалентными связями. Алкены — алифатический углеводород, содержащий двойную связь C – C. представляют собой углеводороды, содержащие по крайней мере одну двойную связь C – C, и алкины — алифатический углеводород, содержащий тройную связь C – C. углеводороды, содержащие тройную связь C – C. Иногда мы находим алифатический углеводород с кольцом из атомов углерода; эти углеводороды называют циклоалканов (или циклоалкенов или циклоалкинов ).

Ароматические углеводороды Углеводород, содержащий бензольное кольцо. имеют специальное шестиуглеродное кольцо, называемое бензольным кольцом . Электроны в бензольном кольце обладают особыми энергетическими свойствами, которые придают бензолу физические и химические свойства, заметно отличающиеся от алканов. Первоначально термин ароматический использовался для описания этого класса соединений, потому что они были особенно ароматными. Однако в современной химии термин ароматический означает наличие шестичленного кольца, которое придает молекуле различные уникальные свойства.

У простейших алканов атомы C связаны в прямую цепь; они называются нормальными алканами. Они названы в соответствии с количеством атомов углерода в цепи. Самый мелкий алкан — метан:

Чтобы образовать четыре ковалентные связи, атом C соединяется с четырьмя атомами H, образуя молекулярную формулу метана CH ₄ . Однако диаграмма для метана вводит в заблуждение; четыре ковалентные связи, образующиеся атомом C, ориентированы в трех измерениях по направлению к углам тетраэдра.Лучшее представление молекулы метана показано на рисунке 16.1 «Трехмерное представление метана».

Следующий по величине алкан имеет два атома углерода, ковалентно связанные друг с другом. Чтобы каждый атом C образовал четыре ковалентные связи, каждый атом C должен быть связан с тремя атомами H. Полученная молекула, формула которой C ₂ H ₆ , представляет собой этан:

Пропан имеет основу из трех атомов C, окруженных атомами H. Вы должны убедиться, что молекулярная формула пропана — C ₃ H ₈ :

Диаграммы, представляющие алканы, называются структурными формулами. Диаграмма, которая показывает, как атомы в молекуле связаны.потому что они показывают структуру молекулы. По мере того как молекулы становятся больше, структурные формулы становятся все более сложными. Один из способов обойти это — использовать сжатую структурную формулу — список атомов, связанных с каждым атомом C в цепи., В котором перечислены формулы каждого атома C в основной цепи молекулы. Например, конденсированная структурная формула для этана: CH ₃ CH ₃ , а для пропана — CH ₃ CH ₂ CH ₃ . В таблице 16.1 «Первые 10 алканов» приведены молекулярные формулы, сжатые структурные формулы и названия первых 10 алканов.

Таблица 16.1 Первые 10 алканов

Поскольку алканы имеют максимально возможное количество атомов H в соответствии с правилами ковалентных связей, алканы также называют насыщенными углеводородами — углеродным соединением с максимально возможным числом атомов H в своей формуле..

Алкены имеют двойную связь C – C. Поскольку они имеют меньше максимально возможного количества атомов H, они называются ненасыщенными углеводородами. Углеродное соединение с меньшим, чем максимально возможное количество атомов H в его формуле. Наименьший алкен — этен — имеет два атома углерода и также известен как его общее название этилен:

Следующий по величине алкен — пропен — имеет три атома углерода с двойной связью между двумя атомами углерода. Он также известен как пропилен:

Что вы заметили в названиях алканов и алкенов? Названия алкенов такие же, как и соответствующие им алканы, за исключением того, что окончание — ene , а не — ane .Как мы увидим, использование стержня для обозначения количества атомов C в молекуле и окончания для обозначения типа органического соединения является обычным явлением в органической химии.

С появлением следующего алкена, бутена, мы начинаем видеть главную проблему с органическими молекулами: выбор. С четырьмя атомами C двойная связь C – C может проходить между первым и вторым атомами C или между вторым и третьим атомами C:

(Двойная связь между третьим и четвертым атомами углерода такая же, как между первым и вторым атомами углерода, только перевернутая.) Правила наименования в органической химии требуют, чтобы эти два вещества имели разные названия. Первая молекула называется 1-бутен , а вторая молекула — 2-бутен . Число в начале названия указывает на происхождение двойной связи. Наименьшее возможное число используется для нумерации функции в молекуле; следовательно, называть вторую молекулу 3-бутеном было бы неправильно. Числа — общие части названий органических химических веществ, потому что они указывают, какой атом углерода в цепи содержит отличительную особенность.

Соединения 1-бутен и 2-бутен имеют разные физические и химические свойства, даже несмотря на то, что они имеют одинаковую молекулярную формулу — C ₄ H ₈ . Различные молекулы с одинаковой молекулярной формулой называются изомерами. Молекула с той же молекулярной формулой, что и другая молекула, но с другой структурой. Изомеры распространены в органической химии и вносят свой вклад в ее сложность.

Пример 1

На основании названий молекул бутена предложите название для этой молекулы.

Решение

С пятью атомами C мы будем использовать стержень pent -, а с двойной связью C – C это алкен, поэтому эта молекула является пентеном. При нумерации атомов C мы используем число 2 , потому что это нижняя возможная метка. Итак, эта молекула называется 2-пентеном.

Проверьте себя

На основании названий молекул бутена предложите название для этой молекулы.

Ответ

3-гексен

Алкины с тройной связью C – C названы аналогично алкенам, за исключением того, что их названия заканчиваются на — yne . Самый мелкий алкин — этин, также известный как ацетилен:

Пропин имеет структуру

С бутином нам нужно начать нумерацию позиции тройной связи, как мы это делали с алкенами:

Ароматические соединения содержат бензольное звено.Сам бензол состоит из шести атомов углерода в кольце с чередующимися одинарными и двойными связями C – C:

Чередующиеся одинарные и двойные связи C – C придают бензольному кольцу особую стабильность, и оно не реагирует как алкен, как можно было бы предположить. Бензол имеет молекулярную формулу C ₆ H ₆ ; в более крупных ароматических соединениях другой атом заменяет один или несколько атомов H.

Какими бы фундаментальными ни были углеводороды для органической химии, их свойства и химические реакции довольно банальны.Большинство углеводородов неполярны из-за близкой электроотрицательности атомов C и H. По существу, они очень мало растворяются в H ₂ O и других полярных растворителях. Небольшие углеводороды, такие как метан и этан, являются газами при комнатной температуре, тогда как более крупные углеводороды, такие как гексан и октан, являются жидкостями. Даже более крупные углеводороды являются твердыми при комнатной температуре и имеют мягкую воскообразную консистенцию.

Углеводороды довольно инертны, но они участвуют в некоторых классических химических реакциях.Одной из распространенных реакций является замещение атомом галогена путем объединения углеводорода с элементарным галогеном. Иногда для ускорения реакции используют свет, например, между метаном и хлором:

Ch5 + Cl2 → легкий Ch4Cl + HCl

Галогены также могут реагировать с алкенами и алкинами, но реакция другая. В этих случаях галоген реагирует с двойной или тройной связью C – C и внедряется на каждый атом C, участвующий в кратных связях. Эта реакция называется реакцией присоединения. Реакция молекулы галогена через двойную или тройную связь C – C.. Один из примеров —

Условия реакции обычно мягкие; во многих случаях галоген самопроизвольно реагирует с алкеном или алкином.

Водород также может быть добавлен через кратную связь; эта реакция называется реакцией гидрирования. Реакция водорода через двойную или тройную связь C – C, обычно в присутствии катализатора. Однако в этом случае условия реакции могут быть не мягкими; может потребоваться высокое давление газа H ₂ .Платиновый или палладиевый катализатор обычно используется для ускорения реакции:

Ч3 = Ч3 + ч3 → металлический катализатор Ч4Ч4

Наиболее распространенной реакцией углеводородов является горение, которое представляет собой комбинацию углеводорода с O ₂ с образованием CO ₂ и H ₂ O. Сжигание углеводородов сопровождается выделением энергии и первичный источник производства энергии в нашем обществе (Рисунок 16.2 «Горение»). Например, реакция горения бензина, которую можно представить как C ₈ H ₁₈ , выглядит следующим образом:

2C ₈ H ₁₈ + 25O ₂ → 16CO ₂ + 18H ₂ O + ~ 5060 кДж

Основные выводы

• Простейшие органические соединения — это углеводороды, они состоят из углерода и водорода.
• Углеводороды могут быть алифатическими или ароматическими; алифатические углеводороды делятся на алканы, алкены и алкины.
• Сжигание углеводородов — основной источник энергии для нашего общества.

Упражнения

1. Определите углеводород . Каковы два основных типа углеводородов?

2. Какие три различных типа алифатических углеводородов? Как они определены?

3. Укажите, является ли каждая молекула алифатическим или ароматическим углеводородом; если алифатический, идентифицируйте молекулу как алкан, алкен или алкин.

4. Укажите, является ли каждая молекула алифатическим или ароматическим углеводородом; если алифатический, идентифицируйте молекулу как алкан, алкен или алкин.

5. Укажите, является ли каждая молекула алифатическим или ароматическим углеводородом; если алифатический, идентифицируйте молекулу как алкан, алкен или алкин.

6. Укажите, является ли каждая молекула алифатическим или ароматическим углеводородом; если алифатический, идентифицируйте молекулу как алкан, алкен или алкин.

7. Назовите и нарисуйте структурные формулы для четырех самых маленьких алканов.

8. Назовите и нарисуйте структурные формулы для четырех наименьших алкенов.

9. Что означает термин ароматический относительно органической молекулы?

10. Что означает термин нормальный , когда он используется для алканов?

11. Объясните, почему название 1-пропен неверно.Какое собственное название этой молекулы?

12. Объясните, почему название 3-бутен неверно. Какое собственное название этой молекулы?

13. Назовите и нарисуйте структурную формулу каждого изомера пентена.

14. Назовите и нарисуйте структурную формулу каждого изомера гексина.

15. Напишите химическое уравнение реакции метана и брома.

16. Напишите химическое уравнение реакции этана и хлора.

17. Изобразите структуру продукта реакции брома с пропеном.

18. Изобразите структуру продукта реакции хлора с 2-бутеном.

19. Изобразите структуру продукта реакции водорода с 1-бутеном.

20. Изобразите структуру продукта реакции водорода с 2-пентеном.

21. Напишите вычисленное химическое уравнение горения гептана.

22. Напишите вычисленное химическое уравнение горения нонана.

ответов

1. органическое соединение, состоящее только из углерода и водорода; углеводороды алифатические и ароматические углеводороды

3. 1. алифатический; алкан
   2. ароматический
   3. алифатический; алкен
5. 1. алифатический; алкан
   2. алифатический; алкен
   3. ароматический

9. Ароматический означает, что в молекуле есть бензольное кольцо.

11. 1 не требуется. Название соединения — просто пропен .

15. CH ₄ + Br ₂ → CH ₃ Br + HBr

21. C ₇ H ₁₆ + 11O ₂ → 7CO ₂ + 8H ₂ O

Углеводороды

Ископаемое топливо

Определение углеводородов

Что такое углеводород?

Углеводород — это органическое химическое соединение, состоящее исключительно из атомов водорода и углерода. Углеводороды представляют собой соединения природного происхождения и составляют основу сырой нефти, природного газа, угля и других важных источников энергии.

Углеводороды легко воспламеняются и при сжигании выделяют углекислый газ, воду и тепло.Следовательно, углеводороды очень эффективны в качестве источника топлива.

Ключевые выводы

• Углеводороды — это химические соединения, которые используются в качестве основы для подавляющего большинства мирового производства энергии.
• Для добычи углеводородов из недр земли было разработано множество сложных технологий и методов.
• Некоторые из крупнейших мировых компаний являются нефтегазовыми компаниями, в первую очередь нефтегазовыми.
• Использование углеводородов в качестве источника энергии оказало значительное негативное воздействие на мировой климат, что привело к изменению климата.
• Из-за серьезных экологических издержек, связанных с использованием углеводородов в качестве основного источника энергии, попытки перейти от них к альтернативным источникам энергии, таким как солнечная, ядерная, ветровая и геотермальная энергия, значительно возросли.

Общие сведения об углеводородах

Углеводороды естественным образом встречаются во всем мире, они происходят из окаменелостей растений и животных, которые формировались под воздействием температуры и веса на протяжении тысячелетий. В основном они находятся глубоко под землей в пористых породах (таких как песчаник, известняк и сланец).

Пористые горные породы часто встречаются в больших водоемах, поэтому огромное количество углеводородов находится в ловушке глубоко под океанами. Компании, занимающиеся разведкой нефти и природного газа, используют передовые инженерные методы для выявления этих потенциальных резервуаров и извлечения их ресурсов на поверхность для использования людьми. Примеры таких технологий включают морские нефтяные платформы, направленное бурение и методы увеличения нефтеотдачи (EOR).

Углеводороды очень важны для современной экономики.Во всем мире на углеводороды приходится примерно 85% потребления энергии. Эта цифра может на самом деле значительно занижать роль углеводородов в экономике, поскольку они используются в широком спектре приложений, помимо использования в качестве источника энергии. Например, очищенная нефть использовалась для производства множества производных материалов, которые играют решающую роль в мировой экономике, таких как пластмассы, растворители и смазочные материалы.

Для добычи углеводородов используются разные методы, в зависимости от типа и местоположения месторождения.Например, гидроразрыв пласта, более известный как «гидроразрыв», используется для извлечения природного газа из сланцевой породы с использованием находящейся под давлением жидкости для гидроразрыва пласта для создания трещин, через которые газ может выходить на поверхность. Горная промышленность используется для доступа к нефтеносным пескам, которые представляют собой нетрадиционные месторождения сырой нефти, которые сильно перемешаны с песком и песчаником.

Примеры углеводородных компаний

Поскольку углеводороды являются крупнейшим источником энергии в мире, некоторые из крупнейших компаний в мире являются углеводородными компаниями.К ним, в первую очередь, относятся нефтегазовые компании, которые добывают углеводороды и преобразуют их в источники энергии, которые в мире используются для питания почти всего.

Некоторые из крупнейших углеводородных компаний включают Exxon Mobil, Chevron, Royal Dutch Shell, Saudi Aramco и PetroChina. Успех этих компаний и их способность эффективно и дешево предоставлять источники энергии сильно влияют на мировые финансовые рынки и экономику.

Колебания цен на нефть сильно влияют на стоимость бензина для автомобилей, авиакеросина и газа для отопления домов.Эти затраты влияют на то, как потребители тратят свои деньги; решения, которые влияют на всю мировую экономику.

Особые соображения

К сожалению, сейчас понятно, что использование углеводородов в качестве первичного источника энергии связано с серьезными экологическими издержками. Парниковые газы, выделяемые при сгорании углеводородов, способствуют изменению климата. Процесс добычи нефти и газа может нанести ущерб поверхностной окружающей среде и окружающим грунтовым водам места добычи.

Многие экономисты утверждают, что производство углеводородной энергии связано со значительными отрицательными внешними эффектами, которые недостаточно представлены в рыночных ценах на нефть и газ. Фактически, учитывая растущую стоимость явлений, связанных с изменением климата, многие утверждают, что эти внешние эффекты значительно перевешивают любую экономию затрат, связанную с углеводородами.

Альтернативы углеводородам

Чтобы справиться с негативным воздействием углеводородной энергии, растет движение к использованию возобновляемых источников энергии, таких как солнечная, ветровая и геотермальная энергия.Наряду с инновациями в аккумуляторных технологиях и инфраструктуре «умных сетей» эти новые энергетические альтернативы могут играть значительно более важную роль в мировом производстве энергии в ближайшие годы и десятилетия.

Солнечный

Солнечная энергия исходит от солнца. Этот процесс преобразует солнечную энергию в тепловую или электрическую, которая используется для электроснабжения домов, нагрева воды для коммерческого и промышленного использования и обеспечения электричеством. Солнечная энергия считается самым богатым и чистым источником энергии в мире.

В пятерку ведущих стран-производителей солнечной энергии входят Китай, США, Япония, Германия и Индия.

Солнечная энергия получила широкое распространение в домах и офисных зданиях. Он функционирует через солнечные панели, которые размещены на этих структурах, которые преобразуют солнечную энергию в электричество и для других целей. Компании по производству солнечных панелей стали обычным явлением и новой частью энергетической отрасли.

Ветер

Энергия ветра использует ветер для производства энергии или электричества.Ветряные турбины созданы для преобразования энергии ветра в механическую энергию, которая затем используется для различных промышленных задач, а также для производства электроэнергии с помощью генератора. Ветровые турбины можно найти как на суше, так и на воде.

Геотермальные источники

Геотермальная энергия использует тепло, которое существует под поверхностью земли. Источники тепла заключены внутри горных пород и жидкостей под поверхностью, а также далеко вниз по направлению к ядру Земли. Геотермальная энергия создается путем выкапывания колодцев на поверхности земли для доступа к пару и горячей воде, которые используются для питания генераторов, вырабатывающих электричество.

Часто задаваемые вопросы об углеводородах

Что такое углеводород и его применение?

Углеводород — это органическое соединение, состоящее из водорода и углерода, содержащееся в сырой нефти, природном газе и угле. Углеводороды легко воспламеняются и являются основным источником энергии в мире. Он использует бензин, реактивное топливо, пропан, керосин и дизельное топливо, и это лишь некоторые из них.

Какие типы углеводородов?

Есть два типа углеводородов: алифатические и ароматические.Три типа алифатических углеводородов — это алканы, алкены и алкины. Ароматические углеводороды включают бензол. В целом, примерами углеводородов являются метан, этан, пропан и бутан.

Что такое углеводородное топливо?

Углеводородное топливо — это топливо, полученное из углеводорода, которое включает бензин и реактивное топливо, оба из которых широко используются в современном мире, от двигателей автомобилей до самолетов и газонокосилок.

Как определить углеводород?

Углеводороды идентифицируются путем изучения их молекулярной структуры.Углеводороды состоят только из углерода и водорода во многих различных форматах, но это их отличительная особенность.

Вредны ли углеводороды для человека?

Да, углеводороды опасны для человека. Было доказано, что газы, выделяемые из углеводородов, повреждают органы дыхания и наносят вред окружающей среде из-за изменения климата и парникового эффекта. Разливы нефти наносят ущерб экосистемам. Хотя углеводороды являются естественным явлением, именно их превращение в источники энергии вредно для человека.

Итог

Углеводороды — это природные химические соединения, состоящие из водорода и углерода, содержащиеся в сырой нефти, природном газе и угле. Люди манипулировали ими, чтобы использовать их в качестве источника энергии, например, бензина и реактивного топлива. Использование углеводородов, особенно их сжигание, например, в угле, оказало разрушительное воздействие на окружающую среду. В результате было разработано множество более безопасных и чистых альтернативных источников энергии, таких как солнечная и ветровая.

2.5: Типы углеводородов | PNG 301: Введение в нефтяную и газовую инженерию

Сырая нефть представляет собой сложную смесь нескольких типов углеводородных молекул с неорганическими примесями. Эти молекулы углеводородов:

1. Парафиновые углеводороды (или алканового ряда)
2. Нафтеновые (или насыщенные циклические) углеводороды
3. Углеводороды ароматические (или циклические)
4. Асфальтеновые углеводороды

Иногда мы называем определенную сырую нефть парафиновой сырой нефтью или ароматической сырой нефтью.Хотя в данной сырой нефти может быть несколько тысяч различных молекул углеводородов, эти описания просто относятся к преобладающему типу углеводородов в смеси. Все природные сырой нефти обычно содержат молекулы каждого типа.

Парафиновые углеводороды или углеводороды алканового ряда показаны в , Таблица 2.01 . Эти углеводороды обычно изучаются на вводных курсах в Organic Chemistry . Углеводороды алканового ряда состоят только из атомов водорода и углерода, связанных одинарными связями.Они характеризуются следующей формулой количества углеводородных атомов, присутствующих в молекуле:

NH = 2NC + 2

Уравнение 2.01

В этой формуле N _H — это количество атомов водорода, а N _C — количество атомов углерода в молекуле углеводорода.

Нормальные алканы представляют собой цепные молекулы, представленные первыми четырьмя примерами в таблице 2.01 . Когда число атомов углерода достигает четырех (бутаны), могут существовать различные перестановки в молекуле алкана, которые по-прежнему удовлетворяют уравнению 2 .01 , но не образуют цепных молекул. Эти перестановки называются изомерами , причем число возможных перестановок (и число изомеров) увеличивается по мере увеличения числа атомов углерода, N _C . Пример различия между нормальным и изомерным алканом показан в Таблица 2.01 для н-бутана и изомерного алкана. Из-за незначительных расхождений в молекулярных структурах нормальные алканы и изомерные алканы имеют немного разные физические и химические свойства, такие как точки кипения, точки плавления и т. Д.

По мере увеличения числа атомов углерода молекулярная масса молекулы увеличивается. Алканы с более низкой молекулярной массой, метан и этан, являются наиболее распространенными углеводородными компонентами природного газа; однако алканы с промежуточной молекулярной массой вплоть до бутанов также могут присутствовать в природных газах. Помимо этих углеводородных компонентов, в природных газах могут также присутствовать некоторые неорганические примеси, такие как CO ₂ , H ₂ S, N ₂ и O ₂ .

Сырая нефть из Пенсильвании обычно классифицируется как парафиновая сырая нефть («Пенсильванская сырая нефть» одно время использовалась для описания высококачественной сырой нефти). В твердом виде алканы образуют воскообразное вещество — парафин, который является основным компонентом таких продуктов, как парафиновые свечи.

Вторая категория углеводородных молекул, содержащихся в сырой нефти, — это нафтеновых (или насыщенных циклических ) углеводородов. Как и алканы, эти углеводороды состоят из атомов водорода и углерода, связанных одинарными связями; однако они отличаются от алканов тем, что не образуют цепочечных структур, а образуют циклические (кольцевые) структуры.Примеры нафтеновых углеводородов показаны в Таблица 2.02 .

Третья категория углеводородных молекул, обнаруженных в сырой нефти, — это ароматические (или циклические) углеводороды .Эти углеводороды состоят из атомов водорода и углерода, которые образуют циклические структуры, но содержат двойные связи между чередующимися атомами углерода. Простейший ароматический углеводород — бензол с однокольцевой структурой; в то время как более сложные ароматические углеводороды обычно образуются с многокольцевой структурой. Как следует из названия, ароматические углеводороды, такие как бензол, связаны со сладким запахом. Примеры ароматических углеводородов приведены в Таблица 2.03 .

Последней категорией молекул углеводородов, обнаруженных в сырой нефти, являются углеводороды асфальтена.Эти углеводороды представляют собой большие молекулы с высокой молекулярной массой, которые также могут содержать некоторые атомы, кроме атомов водорода и углерода, такие как атомы серы, кислорода или азота. Асфальтены обычно образуются в остатках процесса рафинирования и являются основными компонентами асфальта (дорожного покрытия), гудрона и битумных продуктов.

Смесь этих углеводородных молекул может иметь несколько последствий для добычи, транспортировки и переработки нефти и газа. К ним относятся:

1. Смесь молекул углеводородов придает объемным флюидам (нефтяной и газовой фазам) свойства, которые определяют легкость или сложность их протекания через пласт к добывающим скважинам и через производственное оборудование
2. Природа любых твердых частиц, которые могут выпадать из объемных флюидов на зерна породы, ствол скважины или наземное оборудование во время добычи, вызывая эксплуатационные проблемы, требующие различных решений:
   1. Парафиновая сырая нефть может откладывать парафиновые твердые частицы на породе коллектора, заканчивании скважины или в эксплуатационных колоннах, вызывая ограничения потока, требующие восстановительной обработки, такой как закачка горячего керосина в скважину.
   2. Сырая нефть асфальта может откладывать углеводородные смолы на породе коллектора, заканчивании скважины или в эксплуатационных колоннах, вызывая ограничения потока, требующие восстановительной обработки, такой как закачка растворителя в скважину.
3. Обработка сырой нефти на местных месторождениях для доведения ее до требуемых спецификаций для трубопроводов и нефтеперерабатывающих заводов, по которым сырая нефть в конечном итоге будет течь
4. Продукты, которые могут быть очищены из сырой нефти после того, как они попадут на нефтеперерабатывающие заводы: смазочные масла, мазут, автомобильное или авиационное топливо, продукты из асфальта и гудрона и т.

Окончательные методы определения различных компонентов в сырой нефти — это лабораторные измерения, такие как газовая хроматография.Однако часто менее строгие методы могут быть полезны для быстрой оценки на месте или для численных (компьютерных) расчетов, когда тип сырой нефти характеризуется одним параметром. В нефтегазовой промышленности одним из распространенных критериев доминирующего характера сырой нефти (парафиновой, нафтеновой и ароматической) является характеристический фактор Уотсона ^[1] (или обобщение, предложенное Уитсоном ^[2] ). Исходная форма характеристического фактора Ватсона, K _W , выглядит следующим образом:

кВт = Tb1 / 3ϒo

Уравнение 2.02a

Где:

K _W — характеристический коэффициент Уотсона, ^o R ^1/3

T _b — средняя температура кипения смеси, ^o R

ϒ _o — удельный вес смеси, безразмерный

Это уравнение требует, чтобы температура кипения T _b для интересующей смеси была известна. Во многих случаях T _b неизвестен или его трудно измерить.Для этих случаев Уитсон коррелировал характеристический фактор Ватсона с более известной молекулярной массой:

кВт = 4,5579Mo0,15178ϒo − 0,84573

Уравнение 2.02b

Где:

K _W — характеристический коэффициент Уотсона, ^o R ^1/3

M _o — молекулярная масса смеси, фунт _м / фунт _м -моль

ϒ _o — удельный вес смеси, безразмерный

Рекомендации по использованию характеристического фактора Ватсона:

1. K _W ≥ 12.5 указывает на парафиновую сырую нефть
2. 12,5> K _W ≥ 10 указывает на сырую нефть, содержащую нафтеновые или ароматические компоненты
3. K _W <10 указывает на высокоароматическую сырую нефть

В таблице 2.04 показаны значения характеристического фактора Уотсона для веществ известного углеводородного типа (парафиновые, нафтеновые и ароматические).

(A) Один из изомеров — гексан

[1] Уотсон, К.