kütuseid vähe, mistõttu järgneb nende edasine töötlemine krakkimise teel. Sellisel viisil saadakse kõrgematest süsivesinikest väiksema süsiniku aatomite arvuga ühendid. Nii on võimalik toota tetradekaani vesinikkrakkimisel kaks molekuli heptaani. Kaasajal on naftatöötlemisel bensiini osakaalu suurendamiseks kasutuses järgmised krakkimise moodused: a) termiline krakkimine b) katalüütiline krakkimine c) vesinikkrakkimine a) Termilist krakkimist kasutatakse masuudi ja teiste raskete destillerimisfraktsioonide töötlemiseks temperatuuril kuni 490 oC ja rõhul 2 MPa, raskemaid destillatsiooniprodukte (gaasiõlid, pertooleum, ligroiin) krakitakse temperatuuril üle 500 oC ning rõhul 5...7 MPa. b) Katalüütiliselt krakitakse peamiselt kergeid destillatsiooniprodukte (gaasiõli), kusjuures temperatuur on 510 o C...540 oC, rõhk 0,3 MPa. Katalüsaatoreina kasutatakse alumosilikaate,
Viimast kasutatakse määrdeõlide tootmiseks ning katlakütusena. Nafta saadused erinevatel temperatuuridel destilleerides: Saadus Süsinike arv Keemistemperatuur Gaasid C1-C4 <0 Petrooleeter C5-C7 30-100 Bensiin C5-C10 40-210 Petrooleum C10-C18 150-320 Diislikütus C12-C20 200-350 Gaasiõli C14-C22 230-360 Solaarõli C20-C30 300-400 7 Krakkimine Krakkimisel kasutatakse lähtematerjalidena naftafraktsioone, mille keemispind on üle 200 kraadi. Krakkimise teel saavutatakse bensiini saagise ligi kolmekordne tõus, kusjuures krakkbensiin on isegi väärtuslikum kui tavaline naftabensiin. Termiline krakkimine annab paljude süsivesinike segu. Krakkimist püütakse läbi viia nii, et tekiks vähem alkeene, kuna nad polümeeruvad kütuse säilitamisel vaigutaoliseks aineks. C10H22 termiline krakkimine-> C5H12 + C5H10
Nafta kontrolltööks kordamine 1. Millest on nafta tekkinud? 2. Tähtsamad leiukohad? 3. Mis on OPEC? 4. Nafta ja kriisikolded? 5. Nafta süsivesinike koostis? 6. Nafta fraktsioonid, kasutusalad? 7. Nafta Krakkimine? 8. Oktaanarv, mida see iseloomustab? ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- -- 1. Nafta ja maagaas on moodustanud bakterite ja vetikate biomassist. 2. Venemaa, Rumeenia ja USA. 3. OPEC - Naftat eksportivate riikide organisatsioon. 4. Nafta on põhjustanud hulgaliselt riikide vaheliseid kriisikoldeid ja isegi sõdasid:
kaksikside või süsinik–süsinik-kolmikside või mitu kordset sidet. Näiteks alkeenid, alküünid ja dieenid. Põlemine on kiire oksüdatsioonireaktsioon, millega kaasnevad intensiivne soojuse eraldumine, reaktsiooni produktide temperatuuri järsk tõus ja harilikult ka valgusnähtused. Põlemine on eksodermiline. Täielik põlemine =CO2+H2O. Pürolüüs on aine lagunemine kõrgel temperatuuril ilma õhu juurdepääsuta. Krakkimine on pikkade süsivesinikuahelate lühemks tegemine. Utmine on kui destilatsioon. Ensüümid on bioloogilised katalüsaatorid. Neid leidub orgaanilises aines.
sidemeid on sellel süsinikul Pürolüüs: Metaani pürolüüs: CH4 t*t*--> C+2H2 CH4 t*--> CH=-CH+3H2 (etüün) Metaani konversioon veeauruga: CH4 + H2O -> CO+3H2 CH4+2H2O -> CO2+4H2 Krakkimine: Naftatöötlemisprotsess mille käigus pikad süsinikahelad katkevad lühemateks ja need isomeeruvad CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 t*-> CH2=Ch2 + CH2-CH2 / CH2 Oksüdeerumine: 1) Osaline oksüdeerumine Tekivad erineva OA-ga süsiniku ühendid EI PEA TEADMA 2CH3-CH2-CH3 + O2 -> 2CH3 CH (|OH) CH3 2) Täielik oksüdeerumine (põlemine) (summaarsed valemid)
Petrooleum C10-C18 150-320 Diislikütus C12-C20 200-350 Gaasiõli C14-C22 230-360 Solaarõli C20-C30 300-400 Krakkimisel kasutatakse lähtematerjalidena naftafraktsioone, mille keemispind on üle 200 kraadi. Krakkimise teel saavutatakse bensiini saagise ligi kolmekordne tõus, kusjuures krakkbensiin on isegi väärtuslikum kui tavaline naftabensiin. Termiline krakkimine annab paljude süsivesinike segu. Krakkimist püütakse läbi viia nii, et tekiks vähem alkeene, kuna nad polümeeruvad kütuse säilitamisel vaigutaoliseks aineks. C10H22 termiline krakkimine-> C5H12 + C5H10 CnH2n+2 alkaan CnH2nalkeen Katalüütiline krakkimine võimaldab termilise lagunemise protsesse suunata soovitavate reaktsioonide suunas. C10H22 katalüütiline krakkimine-> CH4 + C9H18 Kasutus
Allotroop Element, sama keemiline element võib esindada mitme erineva lihtainena Tetraeedriline süsinik nelja üksiksidemega süsinik Bensiin - Tehis vedelkütus, kergeti süttiv, enamasti värvusetu ning saadakse peamiselt nafta töötlemisel Diislikütus Saadakse enamasti nafta töötlemisel, kasutatakse mootorikütusena. Süsivesinike segu Nafta Looduslik vedelkütus, peamiselt leiduv vedelate süsivesinike segu Krakkimine Nafta ddestilleerimissaaduste lagunemine lühemate ahelatega ühenditeks Fraktsioneeriv destillatsioon - on destillatsioonimeetod kasutades destillatsioonikolonni, milles toimub korduv aurustumine ja kondensatsioon. Alkaanide nimetused/valemid (graafilised, tasapinnalised, lihtsustatud) Tähtsamad alkaanid: CH4 metaan CH3 metüül C2H6 etaan CH3CH2 etüül C3H8 propaan CH3CH2CH2 propüül
Keemis temperatuuri järgi jaotatakse nafta fraktsioonideks: Gaasid c1-c4 <0; Petrooleeter c5-c7 30-100; Bensiin c5-c10 40-210; Petrooleum c10-c18 150-320; Diislikütus c12-c20 200-350; Gaasiõli c14-c22 230-360; Solaarõli c20-c30 300-400; Bituumen. Krakkimisel jagunevad pikkade ahelatega molekulid kõrge rõhu ja temperatuuri või katalüsaatorite toimel väiksemateks. Termilise krakkimise põhisaadused on sirge ahelaga alkaanid ja alkeenid(vähekvali teetne bens). Katalüütiline krakkimine võimaldab suunata lagunemis protsesse.Kreformimise käigus sirge ahelaga süsivesinikud isomeriseeruvad hargnenud ahelatega või ka tsüklilisteks ühenditeks. Kõrge rõhu juures põleb liiga kiiresti ja tekib plahvatus e detonatsioon. Looduslikkütus:kivisüsi,põlevkivi;nafta;maagaas.Tehis kütus:turbabrikett,koks;bensiin,kütteõli;generaatorigaas. Kütuse iseloomustamisel on tähtsaim tema kütteväärtus. See näitab, kui palju energiat saadakse kütuse ühiku põletamisel
gaasid C1-C4 väiksem kui 0 petrooleeter C5-C7 30-100 bensiin C5-C10 40-210 petrooleum C10-C18 150-320 diislikütus C12-C20 200-350 gaasiõli C14-C22 230-360 solaarõli C20-C30 300-400 termilise krakkimise põhisaadused on sirge ahelagaalkaanid ja alkeenid(kaksiksidemegasüsivesinikud)mis annavad vähekvalikteetse bensiini.Termiline krakkimine annab paljude süsivesinike segu.Krakkimist püütakse läbi viia nii et tekiks vähem alkeene,kuna nad polümeeruvad kütuse säilitamisel vaigutaolisteks aineteks.katalüütilisene krakkimine võimaldab termilise lagunemise protsesse suunata soovitavate reaktsioonide suunas.protsess viiakse läbi atmosfääri rõhul,temperatuuril500kraadi C ja katalüsaatoritena kasutatakse alumosilikaate,metallide oksiide(Al2O3),metalle(Pt,Ni),happeid
- Diiselkütus (240-360 C ) , (c12 c16 ) - Solaarõli (300-410C) (c14-c20) raske diiselkütus, kütteõli - Masuut fraktsioneerimisjääk , määrdeõlid , parafiin - Gudroon (kuni c50) asfaldi tootmine Fraktsioonid : - Iga fraktsiooni töödeldakse veel eraldi : - Bensiini fraktsioon: - Petrooleeter (40-70C ) lahustid - Aviobensiin (70-100C) - Autobensiin (100-140c) Krakkimine : - Krakkimine pikad süsivesinike ahelad lõhutakse lühemateks - Bensiini osakaal suureneb 50-60&%-ni - Termokrakkimine - Katalüütiliseks krakkimiseks. Bensiinid, nõuded : - Bensiinide tähtsaim omadus on detonatsioonikindlus - Küttesegu normaalsel põlemisel levib leek silindris kiirusega 25...35M/s - Teatud tingimustel võib leegi levimiskiirus tõusta 1500-2000 M/s sellist plahvatuslikku põlemist nimetatakse detonatsiooniks.
C17- tahked Tahke ja vedel koos on näiteks nafta puhul. Värvus on mustast helepruunini ja süsinike arv on 50 ringis. Peale nafta väljapumpamist toimub tema fraktsioneeriv destillatsioon. See tähendab, et üritatakse vabaneda naftas leiduvatest gaasidest. See toimub kuumutamise teel. 1. fraktsioon: gaas 2. fraktsioon: bensiin C5-C10 3. fraktsioon: petrooleum 4. fraktsioon: diiselkütus 5. fraktsioon: masuut 6. fraktsioon: vahad, bituumen Bensiini saagise suurendamiseks viiakse läbi krakkimine. See on pikkade süsivesikuteahelate lõhkumine sobiva pikkusega ühenditeks. Füüsikalised omadustest: Süsivesinikus on hüdrofoobsed. Vetthülgavad seega. Veest kergemad. Tihedus väiksem kui 1. Lahustavad hästi orgaanilisi aineid. Iseloomulik lõhn. Keemilised omadused: kõik nad põlevad. Pürolüüsimise võimalus (lagundamine ilma hapnikuta). Polümerisatsioon ISeloomulik kordsete ühendustega ühenditele. C2H6 näiteks. Toorpolümeerid vajavad täiteainet.
Masuudi destilleerimise jääk on bituumen, mida läheb vaja asfaldi tootmiseks. Krakkimisel jagunevad pikkade ahelatega molekulid kõrge rõhu ja temperatuuri või katalüsaatoritr toimel väiksemateks. Krakkimise teel saavutatakse bensiini summaarse saagise ligi kolmekordne tõus, kusjuures krakkbensiin on isegi väärtuslikum kui tavaline naftabensiin. Termilise krakkimise põhisaadused on sirge ahelaga alkaanid ja alkeenid, mis annavad vähekvaliteetse bensiini. Termiline krakkimine annab paljude süsivesinika segu. Krakkimist püütakse läbi viia nii, et tekiks vähem alkeene, kuna nad polümeeruvad kütuse säilitamisel vaigutaolisteks aineteks. Katalüütiline krakkimine võimaldab termilise lagunemise protsesse suunata soovitavate reaktsioonide suunas. Katalüütilise krakkimise kõige olulisem alaliik on katalüütiline reformimine, mille käigus sirge ahelaga süsivesinikud isomeriseeruvad hargnenus ahelaga või ka tsüklilisteks ühenditeks.
· PÕLEMINE (ei jõua ära põleda) CH CH + 2,5 O2 2CO2 + H2O · PÜROLÜÜS · HÜDROGEENIMINE e. liitumine · HÜDROGEENIMINE e. liitumine vesinikuga · KRAKKIMINE CH2 = CH2 + H2 -> CH3 CH3 vesinikuga alkeen alkaan CH CH + H2 CH2=CH2 · HALOGEENIMINE · HALOGEENIMINE CH2 = CH2 + Br2 -> CH2Br CH2Br CH C-CH3 + Br2 CHBr = CBr-
sidemeid on sellel süsinikul Pürolüüs: Metaani pürolüüs: CH4 t*t*--> C+2H2 CH4 t*--> CH=-CH+3H2 (etüün) Metaani konversioon veeauruga: CH4 + H2O -> CO+3H2 CH4+2H2O -> CO2+4H2 Krakkimine: Naftatöötlemisprotsess mille käigus pikad süsinikahelad katkevad lühemateks ja need isomeeruvad CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 t*-> CH2=Ch2 + CH2-CH2 / CH2 Oksüdeerumine: 1) Osaline oksüdeerumine Tekivad erineva OA-ga süsiniku ühendid EI PEA TEADMA 2CH3-CH2-CH3 + O2 -> 2CH3 CH (|OH) CH3 2) Täielik oksüdeerumine (põlemine) (summaarsed valemid)
ligikaudseks mõõtmiseks. (happesuseindikaator) · Isomeer ühesuguse atomaarse koostise (molekulaarvalemi) ja molekulmassiga, kuid struktuurilt ning füüsikalistelt ja keemilistelt omadustelt erinevad orgaanilised ühendid. · Karbonüülühend ühendid, mis sisaldavad karbonüülrühma ehk süsinikku, mis on kaksiksidemega seotud hapniku külge. · Kopolümeer tekib mitmest erinevast monomeerist. · Krakkimine kasutatakse lähtematerjalidena naftafraktsioone, mille keemispind on üle 200 kraadi. Krakkimise teel saavutatakse bensiini saagise ligi kolmekordne tõus, kusjuures krakkbensiin on isegi väärtuslikum kui tavaline naftabensiin. · Oksüdeerumine keemiline protsess, mille käigus aine loovutab elektrone ehk oksüdeerub. · Plahvatus mingi aine ülikiire põlemine, (oksüdeerumine) millega kaasneb tavaliselt valgussähvatus ja/ või helibarjääri ületamine (pauk).
Nafta töötlemise etapid on: 1) Fraktsioneeriv destillatsioon Keemistemperatuuride järgi jaotatakse nafta fraktsioonideks GAASID C1-C4 < 0 KRAADI PETROOLEETER C5-C7 30-100 BENSIIN C5-C10 40-210 PETROOLEUM C10-C18 150-320 DIISEL C12-C20 200-350 KÜTTEÕLI C14-C22 230-360 SOLAARÕLI C20-C30 300-400 2)Krakkimine Pikkade ahelatega molekulid jagunevad kõrge rõhu, temperatuuri ja katalüsaatori juures väiksemateks. Sellega suurendatakse bensiini saagist. Autokütusega seonduv: Detonatsioon- kõrge rõhu juures hakkab küttesegu liiga kiiresti põlema ja asendub plahvatusega. Mootoris on kuulda klõbinat , nn kloppimist. Selle tulemusena langeb moorori võimsus, suureneb kütuse kulu. Oktaaniarv- väljendab bensiini detonatsioonikindlust. Mõõdetakse vahemikus 0-100.
II Arvetus NAFTA JA MAAILM Nafta ehk maaõli on tume viskoosne vedelik, mida tavaliselt leidub sügaval maa sees või merepõhjas. Teda esineb sageli koos maagaasiga, mis koosneb peamisel metaanist. Nafta on tekkinud miljonite aastate vältel looma- ja taimejäänuste lagunemisel kõrge rõhu all. Ta on erineva molekulmassi ning struktuuriga alkaanide segu. Nafta töötlemisel toodetakse palju kasulikke saadusi. Kolm põhilist töötlemisprotsessi on primaarne destillatsioon, krakkimine ja reformeerimine. Primaarne destillatsioon ehk fraktsioneeriv destillatsioon on protsess, mida kasutatakse nafta jaotamisel fraktsioonideks vastavalt keemistemperatuuridele. Fraktsioneerimiskolonni alumises osas on kõrge temperatuur, mis üles poole järk-järgult alaneb. Keev nafta siseneb kolonni 2 auruna, ülespoole tõustes ta jahtub
inimorganismis. Seetõttu pole alkaanid ei toitained ega ka eriti mürgised. Parafiin ja polüetüleen on materjalid, mille kokkupuude toiduainetega on lubatud. Vedelate alkaanide veekogudesse sattumisel on paljudele organismidele kahjulikud (naftareostus). Õnneks leidub looduslikes veekogudes mikroorganisme, mis suudavad alkaane oksüdeerida. See puhastusprotsess toimub aga üpris aeglaselt. Pürolüüs on aine lagunemine kõrge temperatuuri toimel (krakkimine, isomeerimine). Alkaane kasutatakse nende suure põlemissoojuse tõttu kütusena. CH4 on peamine loodusliku gaasi koostisosa ning peamine gaas majapidamisgaasis. Propaani (C3H8) ja butaani (C4H10) isomeere kasutatakse vedelgaasis ehk balloonigaasis, mida saadakse nafta töötlemise kõrvalsaadusena. Triklorometaan e. kloroform (CHCl3) on narkoosivahend meditsiinis. Tetraklorometaani (CCl4) kasutatakse tulekustutites, ta on hea lahusti rasvadele ja vaikudele. Diklorodifluorometaani e
1)Toornafta puhastamine liivast ja sooladest 5)Nafta ja gasoilide termiline krakkimine Eelpool esitatud struktuurvalemitest järeldub, et nende Toornafta sisaldab märkimisväärses koguses vett, muda, Termilist krakkimist kasutatakse tänapaeval ainult kõige toksiliste ainete tekke üheks eeltingimuseks on hapniku liiva ja mineraalsooli. Viimased põhjustaks rafineerimise lihtsamates refinerites, kus bensiini palju pole vaja ja kloori aatomite üheaegne esinemine gaasifaasis või
.25 %). Et bensiini ja ja teiste vedelkütuste koguseid suurendada, on välja töötatud kaasaegne nafta rafineerimise komplekssüsteem. (joonis 1.9) Rafineerimise komplekssüsteem põhineb otsedestillatsioonil saadavate fraktsioonide, töötlemisjääkide ja gaaside (etaan, butaan) edasisel töötlemisel kvaliteetsete naftaproduktide saamiseni. Rafineerimine on abinõude süsteem, mille tulemusena suure molekulmassiga molekulid lõhustatakse (krakkimine), väikese molekulmassiga (gaaside) molekulid liidetakse (alküülimine, polümerisatsioon) ja molekulide struktuuri muudetakse (katalüütiline reformeerimine, vesinikmenetlus). Kaasajal on naftatöötlemisel bensiini osakaalu suurendamiseks kasutuses järgmised krakkimise moodused: a) termiline krakkimine b) katalüütiline krakkimine c) vesinikkrakkimine Saades teada, et atmosfäärse destillatsiooni jääkides (AGO) olevaid kõrgema keemistemperatuuriga
määrdeoli hangumist. Vahad kõrvaldatakse sobiva lahustiga.Edasi on vaja kõrvaldada värvus, mida põhjustavad olefiinid ja asfaldi jäägid. Tänapäeval kasutatakse selleks adsorptsiooni savidel või katalüütlist hüdrogeenimist. Bensiini saagise suurendamiseks ja kvaliteedi parandamiseks ning sobiva koostisega keemiatööstuse tooraine saamiseks kasutatakse nafta töötlemisel valdavalt mitmesuguseid destruktiivseid ja reformivaid protsesse. 5.Nafta ja Gasoilide termiline krakkimine Termilist krakkimist kasutatakse ainult siis kui bensiini palju pole vaja toota. Gasoili aur kuumutatakse üles ning lahutatakse fraktsioonideks rektifikatsiooni kolonnis. Saadakse: gaasid,naphta/bensiin ,krakitud gasoil ,koks . Krakkimise produktid on: krakkbensiin, krakkgaasid ja krakkimisjääk. Soojusvahetites soojendatud masuut suunatakse rektifikatsioonikolonni ,kus ta segatakse aurustist tulevate kuumade krakkimisproduktidega ning jagatakse siis kaheks osaks
leelistega. a) Täielik põlemine ehk kiire oksüdatsioon CH4 + 2O2 CO2 + 2H20 b) Mittetäielik põlemine ehk aeglane oksüdatsioon C5H12 + 5O2 2CO2 + 6H2O + C (tahm) c) Oksüdeerumine alkoholis 2C2H6 + O2 2C2H5OH d) Pürolüüs (krakkimine) Aine lagundamine kõrge temperatuuri või katalüsaatorite toimel, mille käigus pikad alkaanide ahelad lagundatakse lühemateks. C8H18 temp./katal. C5H12 + C3H6 3.Alkaanide füüsikalised omadused. Alkaanide olek sõltub nende süsinike ahela pikkusest C1 C4 toatemperatuuril gaasiliselt C5 C15 toatemperatuuril vedel
Bensiini ja teiste vedelkütuste saagiste suurendamiseks on mitu meetodit. Krakkimisel jagunevad pikkade ahelatega molekulid kõrge rõhu ja temperatuuri või katalüsaatorite toimel väiksemateks. Krakkimise teel saavutatakse bensiini summaarse saagise ligi kolmekordne tõus, kusjuures krakk bensiini on isegi väärtuslikum kui ravaline naftabensiin. Termilise krakkimise põhisaadused on sirge ahelaga alkaanid ja alkeenid, mis annavad vähekvaliteetse bensiini. Katalüütiline krakkimine võimaldab termilise lagunemise protsesse suunata soovivate reaktsioonide suunas. Selle kõige olulisem alaliik on karalüütiline reformimine, mille käigus sirge ahelaga süsivesinikud isomeriseeruvad hargnenud ahelaga või ka tsüklilisteks ühenditeks. Destilleerimisel ja töötlemisel moodustunud naftasaadused ei kõlba kohe kasutada mootorikütuste valmistamiseks. Nad sisaldavad mitmesuguseid segavaid lisaneid. Lisandite eraldamist nimetatakse rafineerimiseks. 5. Autokütus
· Termilise krakkimise põhisaadused on sirge ahelaga alkaanid ja alkeenid(kaksiksidemega süsivesinikud), mis annavad vähekvaliteetse bensiini. 2 Lisalugemine: Nafta · Katalüütiline krakkimine võimaldab termilise lagunemise protsesse suunata soovitavate reaktsioonide suunas. Protsess viiakse läbi atmosföörirõhul, temperatuuril 500 °C. Katalüütilise Tähtsaimad saadused ja krakkimise kõige
Kukersiidi orgaaniline osa on moodustunud sinivetika jäänustest. Diktüoneemakilt-tumepruun orgaanikarikas argilliit ehk kõvastunud ja orgaanilise ainega segunenud savi. Kerogeen-erinevate loomsete ning taimsete materjalide looduslikes tingimustes muundumiseprodukt, moodustades huumuselisi ja sapropeelsetteid Fraktsioneeriv destilleerimine- protseduur vedelike eraldamiseks lahustest, mis põhineb nende erinevatel keemistemperatuuridel (erineval lenduvusel). Krakkimine-krakkimisel jagunevad pikkade ahelatega molekulid kõrge rõhu ja temperatuuri või katalüsaatorite toimel väiksemateks. Lähtematerjalidena kasutatakse naftafraktsioone,mille keemispiirid on üle 200kraadi. Krakkimise teel saavutatakse bensiini summaarse saagise ligi kolmekordne tõus,kusjuures krakkbensiin on isegi väärtuslikum kui tavaline bensiin. On olemas termiline ja katalüütline krakkimine. Koksistamine-kuumutamine temperatuurini 1000-2000 kraadi. Eesmärgiks on kütuse sügav
kuumutada. · Alkaanid ei reageeri toatemperatuuril isegi konsentreeritud hapetega ja leelistega. a) Täielik põlemine ehk kiire oksüdatsioon CH4 + 2O2 CO2 + 2H20 b) Mittetäielik põlemine ehk aeglane oksüdatsioon C5H12 + 5O2 2CO2 + 6H2O + C (tahm) c) Oksüdeerumine alkoholis 2C2H6 + O2 2C2H5OH d) Pürolüüs (krakkimine) Aine lagundamine kõrge temperatuuri või katalüsaatorite toimel, mille käigus pikad alkaanide ahelad lagundatakse lühemateks. C8H18 temp./katal. C5H12 + C3H6 6) Radikaal kõrge energiaga paardumata elektroniga osake · Radikaalid on neutraalsed aaatomiterühmad, mille koostisesse kuulub aatom, millel on paardumata ehk üksikelektron.
tekivad alati süsinikdioksiid ja veeaur mittetäielik põlemine põlevad need ained, milles on süsinikusisaldus vesinikusisaldusega võrreldes suhteliselt suur. Võivad moodustuda süsinikdioksiidi ja veeauru kõrval veel mitmeid orgaanilisi ühendeid, süsinikoksiid ja süsi. Pürolüüs orgaaniliste ainete lagunemine kõrgel temperatuuril, mida rakendatakse nafta, maagaasi, kivisöe, põlevkivi ja puidu töötlemisel krakkimine nafta destilleerimissaaduste lagunemine lühemate ahelatega ühenditeks utmine puidu, turba, kivisöe ja põlevkivi kuivdestillatsioon ehk kuumutamine ilma õhu juurdepääasuta 11. radikaal paardumata elektronidega osake 12. soogaas ehk maagaas orgaanilise aine lagunemise tagajärjel tekkinud gaasiliste süsivesinike segu, millest suurema osa hõlmab metaan biogaas anaeroobse metaankääritamise protsessi saadus
mittetielik plemine- Mittetielikult plevad need ained, milles on ssinikusisaldus vesinikusisaldusega vrreldes suhteliselt suur. Mittetielikul plemisel vivad moodustuda ssinikdioksiidi ja veeauru krval veel mitmeid orgaanilisi hendeid, ssinikoksiid ja ssi. Leegis plemata jnud ssinikuosakesed eralduvadki tihti tahmana. prols- orgaaniliste ainete lagunemine krgel temperatuuril, mida rakendatakse nafta, maagaasi, kivise, plevkivi ja puidu ttlemisel. krakkimine- nafta destilleerimissaaduste lagunemist lhemate ahelatega henditeks. utmine- puidu, turba, kivise ja plevkivi kuivdestillatsiooni ehk kuumutamist ilma hu juurdepsuta. radikaal- paardumata elektronidega osakesed. soogaas ehk maagaas- looduslik gaas, ammutatakse merephjast, toodetakse majapidamisgaasi. biogaas- kui orgaanilisi jtmeid kritatakse hermeetiliselt ehk anaeroobselt kritada, siis saadakse biogaas, mida kasutatakse peamiselt majapidamisgaasina.
toota tetradekaani vesinikkrakkimisel kaks molekuli heptaani). Sobiva koostise ja ehitusega krakkimissaaduste tekkeks kasutatakse ka katalüsaatoreid ning vesinikku. Soojuskrakkimise on protsess, milles läbides kõrget kuumust ja temperatuuri toornaftas lagunevad molekulaarsed sidemed. Seda protsessi kasutatakse, et ekstraktida komponente, mida tuntakse fraktsioonide all, mis eralduvad krakkimise tagajärjel. Krakkimise liigid Katalüütiline krakkimine Hüdrokrakkimine Aurukrakkimine Soojuskrakkimine http://www.youtube.com/watch?v=zWpUqG G13z4 http://www.youtube.com/watch?v=BaBMX gVBQKk&list=PL8b9hpdwSNenwjafibLZEw4 DnAe3AW25b http://www.youtube.com/watch?v=mNW_m s35JKE&list=PL8b9hpdwSNenwjafibLZEw4 DnAe3AW25b Bensiinimootori tööpõhimõte. Õhu ja kütuse segu juhitakse põlemiskambrisse. Pärast selle kokkusurumist süütab selle säde, et segu
Selle käigus tekivad alati süsinikdioksiid ja veeaur mittetäielik põlemine põlevad need ained, milles on süsinikusisaldus vesinikusisaldusega võrreldes suhteliselt suur. Võivad moodustuda süsinikdioksiidi ja veeauru kõrval veel mitmeid orgaanilisi ühendeid, süsinikoksiid ja süsi. Pürolüüs orgaaniliste ainete lagunemine kõrgel temperatuuril, mida rakendatakse nafta, maagaasi, kivisöe, põlevkivi ja puidu töötlemisel krakkimine nafta destilleerimissaaduste lagunemine lühemate ahelatega ühenditeks utmine puidu, turba, kivisöe ja põlevkivi kuivdestillatsioon ehk kuumutamine ilma õhu juurdepääasuta 11. radikaal paardumata elektronidega osake 12. soogaas ehk maagaas orgaanilise aine lagunemise tagajärjel tekkinud gaasiliste süsivesinike segu, millest suurema osa hõlmab metaan biogaas anaeroobse metaankääritamise protsessi saadus
3. Metallelektroodide kasutamise korral soolade vesilahuste elektrolüüsil on eriti oluline anoodi materjal. Kasutatakse lahustuvaid (Cu, Zn, Ni) ja mittelahustuvaid anoode. Orgaaniliste ainete liigitus: Süsivesinikud- sisaldavad ainult C ja H aatomeid. Funktsionaalrühmi sialdavad ühendid- sisaldavad lisaks O, N ka teisi aatomeid. Alkaanide omadused: 1)põlemine- metaan, bensiin 2)Pürolüüs-krakkimine 3)halogeenimine- CH4+Cl2CH3Cl+HCl 4) vees halvasti lahustuvad Alkeenid- süsinike vahel kaksikside ; Alküünid- süsinike vahel kolmikside Aromaatsed süsivesinikud ehk AREENID n: benseen Polümeer on kõrgmolekulaarne ühend, mille makromolekul koosneb korduvatest väiksematest struktuuriühikutest - monomeeridest. Näiteks: monomeeri eteeni CH2=CH2 polümerisatsioonil saadakse polüetüleen(-CH2-CH2-)n n- polümerisatsiooniaste ehk liitunud monomeeride arv.
Ktused jaotuvad vastavalt olekutele ja fraktsioonidele Energia vabastamine ktusest Plemine on kiire oksdatsioonireaktsioon, mille abil saab vabastada ktusest salvestunud soojust. Plemistingimused (sttimistemp ja hapnik) Leegi osad(hele osa aurustumine temp madal, oksdatsioonitsoon mittetielik plemine, lemine kolmandik plemine tiuslik.) Nafta (pikad hargnemata ssinikahelad, lhikesed sirged ssinikahelad, pikad hargnenud ahelad) Nafta destillatsioon krakkimine- ahelate lhendamine ( ttlemine ainetega ) reformitakse- ahelate hargnevaks muutmine Rafineerimine- polmeriseerimise tkestamine Detonatsioonikindlus bensiinidel Oktaanarv Vrdlussegu heptaan 0-isooktaan 100 Isesttivus diiselktusel tsetaanarv vrdlussegu 1-metlanaftaleen 0- heksadekaan ehk tsetaan 100 kttevrtus- nitab, kui palju soojusenergiat annab kindel kogus(tavaliselt 1kg) ktust tielikul plemisel hikud MJ/kg ja MJ/kuupmeeter mningad andmed: maagaas ~35 MJ/kuupmeetri kohta
..230°C; · Petrooleum keemispiirkond 140...300°C; · Gaasiõli (gasool) keemispiirkond 230...330°C; · Solaarõli keemispiirkond 280...380°C . Kui kütuste komponendid on eraldatud jääb järgi masuut. Masuuti kuumutatakse temperatuurini 420°C ja veeldatakse vaakumis. Saadakse kerged masinaõlid, mootoriõlid, rasked masinaõlid. Masuudist jääb järgi gudroon. Gudroonist eraldatakse veel jõuülekandeõlid, silindriõlid, lennukiõlid ja järgi jääb bituumen e pigi. Krakkimine Destilleerimisel saadavad kütused ei vasta enam tänapäeva nõuetele. Samuti saadakse destilleerimise teel naftast bensiini ainult 15...20%. Krakkimise teel saadakse naftast erinevaid vedelkütuseid koguseliselt tunduvalt rohkem. Termilise krakkimise korral kuumutatakse masuuti temperatuuril 490°C ning rõhul 2 M P a . Neis tingimustes toimub peamiselt molekulide lõhustumine ja tulemusena saadakse bensiini. Kahjuks on see bensiin alkeenide rikas ja mittesobilik otsekasutamiseks.
· Puudub kindel keemistemperatuur, MIKS? · Kuumutamisel eralduvad koostisained kõrgematemperatuuriga suurenemise järjekorras. · Eralduvad koostisained jaotatakse fraktsioonidesse. Keemia 2012 Keemia 2012 · Marsuut fraktsiooneerimisjääk : määdreõlid, parafiin. · Iga fraktsiooni töödeldakse veel eraldi: Bensiini fraktsioon, perooleeter, aviobensiin,autobensiin. · Krakkimine pikad süsivesinike ahelad lõhutakse lühemateks · Bensiini osakaal suureneb 50-60%-ni AUTOBENSIINID. NÕUDED. · Bensiinide tähtsaim omadus on detonatsioonikindlus · Küttesegu normaalsel põlemisel levib leek silindrisse kiirusega 25...35m/s · Teatud tingimustel võib leegi levimiskiirus tõusta 1500....2000m/s. Sellist plahvatusliku põlemist nimetatakse detonatsiooniks. · Bensiini detonatsioonikindllust hinnatakse oktaaniarvuga.
Näit: CH3 - CH2 - CH2 - CH3 butaan CH3 - CH - CH3 isobutaan I CH3 41.Isomeeride struktuurivalemite koostamine, isomeeride nimetamine. Vihikus. 42.Küllastunud süsivesinikud. Alkaanide homoloogiline rida. Küllastunud süsivesinikud ehk alkaanid CH4 metaan CH3 - CH3 - etaan CH3 - CH2 - CH3 - propaan CH3 - CH2 - CH2 - CH3 - butaan CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 - pentaan CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3 - heksaan 43.Alkaanide asendusreaktsioonid halogeenidega, krakkimine ja isomeerimine CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl kloormetall Alkaanid alluvad krakkimisele: termilise C10H22 t' CH5H12 + C5H10 Alkaane võib isomeerida: 44.Alkaanid looduses. Metaani omadused ja plahvatusohtlikus. · Allkaane leidub looduses palju. Kõige lihtsam allkaan on metaan mis on kõikide looduslike gaaside (maagaas, kaevandusgaas, soogaas,) peam koostisosa, kõrvuti metaaniga sisaldub neis etaani, propaani, butaani jt allkaane
olla lineaarsed (üldvalem CnH2n+2) või tsüklilised (üldvalem CnH2n, n>2). Alkaanid e. küllastunud süsivesinikud Süsinike vahel on ainult üksiksidemed (kõik on sp3-süsinikud); üldvalem CnH2n+2 Alkaanide leidumine ja kasutamine Maagaas - peamiselt CH4 Nafta alkaanide, tsükloalkaanide ja areenide segu Nafta fraktsioonid Bensiin C5 - C9 40o - 150o Ligroiin ehk lakibensiin Petrooleum Diiselkütus Õlid Masuut Nafta krakkimine bensiini saagise suurendamiseks lõhutakse pikad süsivesinikahelad lühemateks Alkaan Nimi Alküülrühm Alküülrühma nimet. CH4 Metaan CH3 Metüül C2H6 Etaan C2H5 Etüül C3H8 Propaan C3H7 Propüül C4H10 Butaan C4H9 Butüül
Nafta ehitusest: Pikad hargnemata süsinikuahelad _._._._._._._._._ Lühikesed sirged süsinikuahelad _._._ _._._ _._ Hargnenud süsinikuahelad NAFTA KÜTUSTE TOORAINENA Destillatsioon: Bensiin 40-210 kraadi C skaalal Ligroiin 120-210 kraadi C skaalal Petroolium 150-320 kraadi C skaalal Diiselkütus 150-360 kraadi C skaalal Gaasiõli 230-360 kraadi C skaalal Solaarõli 300-400 kraadi C skaalal Masuut poolvedel jääk Krakkimine ahelate lühendamine. Reformimine ahelate hargnevaks muutmine. Rafineerimine polümeriseerimise tõkestamine (aine töötlemine ainega, mis ei luba tekkida pikki ahelaid). VEDELKÜTUSTE KVALITEEDINÄITAJAD Detonatsioonikindlus bensiinidel. Oktaanarv võrdlussegu heptaan 0 isooktaan 100. 1988 Euroopas pliivaba bensiini nõue. Isesüttivus diiselkütusel. Tsetaanarv (diiselkütustel) võrdlussegu 1-metüülanaftaleen 0 heksadekaan ehk tsetaan 100.
2HC CH + 3O2 2CO2 + 2H2O + 2C Küllaldasel õhu või hapniku olemasolul toimub täielik põlemine: 2HC CH + 5O2 4CO2 + 2H2O III SAAMINE 1) Laboratoorselt ja tööstuslikult toodetakse etüüni kaltsiumkarbiidist vee toimel: CaC2 + 2H2O HC CH + Ca(OH)2 2) Elektrokrakkimisel juhitakse metaanivool läbi elektrikaare, metaan laguneb termiliselt etüüniks ja vesinikuks. 1500-1600°C 2CH4 HC CH + 3H2 3) Metaani oksüdeeriv krakkimine. Osa metaani põletatakse, mille arvel temperatuur tõuseb üle 2000°C, teine osa metaanist laguneb aga selle soojuse arvel etüüniks ja vesinikuks. 2CH4 HC CH + 3H2 IV KASUTAMINE Etüünist toodetakse vinüülkloriidi etanaali ja õlikindlaid kautsukeid (kloropreenkautsk) ning teda kasutatakse metallide kuumutamisel. Etüünist ja butanoolist valmistatakse sostakovski palsamit, millega ravitake haavandeid ja põletusi.
2HC CH + 5O2 4CO2 + 2H2O III SAAMINE 1) Laboratoorselt ja tööstuslikult toodetakse etüüni kaltsiumkarbiidist vee toimel: CaC2 + 2H2O HC CH + Ca(OH)2 2) Elektrokrakkimisel juhitakse metaanivool läbi elektrikaare, metaan laguneb termiliselt etüüniks ja vesinikuks. 1500-1600°C Created by Riho Rosin 18 13666324649407.doc.doc 2CH4 HC CH + 3H2 3) Metaani oksüdeeriv krakkimine. Osa metaani põletatakse, mille arvel temperatuur tõuseb üle 2000°C, teine osa metaanist laguneb aga selle soojuse arvel etüüniks ja vesinikuks. 2CH4 HC CH + 3H2 IV KASUTAMINE Etüünist toodetakse vinüülkloriidi etanaali ja õlikindlaid kautsukeid (kloropreenkautsk) ning teda kasutatakse metallide kuumutamisel. Etüünist ja butanoolist valmistatakse sostakovski palsamit, millega ravitake haavandeid ja põletusi.
Nafta töötlemise viisid Destilleerimine on esmane nafta töötlemise protsess, mille tulemusena nafta jaotatakse fraktsioonidesse. Destilleerimiseks kuumutatakse naftat erilistes toruahjudes temperatuuril 360°C. Sel temperatuuril aurustuvad kõik mootorikütuste komponendid. Aur juhitakse normaalrõhul kondenseerimiseks erilisse torni. Krakkimise teel saadakse naftast erinevaid vedelkütuseid koguseliselt tunduvalt rohkem. Krakkimine jaguneb veel termiliseks ja katalüütiliseks krakkimiseks. Katalüütilise krakkimise teel saadakse põhiliselt bensiine. Destilleerimisel või termilisel krakkimisel saadud bensiine kuumutatakse temperatuuril üle 500°C juures rõhul 5...7 MPa katalüsaatorite juuresolekul. Molekulide struktuur muutub. Bensiinis tõuseb oluliselt areenide hulk. Katalüsaatorite Ni ja Pt mõjul tekib suures koguses väävelvesinikku, mistõttu väheneb oluliselt kütuse väävlisisaldus.
baasikomponendi -valiku printsiibid , mõiste defineerime -kahe paralleelse reaktsiooni lähteainetele -(reagentidele) "-" märgiga.- (krakkimine) -tasakaaluline konversioon suureneb parameetrite ja -füüsikaline tähendus.Reaktsi-ni puhul-A+BD soovitud saadus-A+BU H ° i H °fi jaoks avaldub molaarne bilanss
laeng, elektrontihedus delokaliseerub ja nihkub karbokatiooni peale > stabilisatsioon o Mida rohkem on katiooni tsentris metüülrühmasid, seda rohkem on interaktsiooni ja pilv rohkem delokaliseeritud -> stabiilsem ühend o Hüdriidi ülekanne (hüdriid on miinuslaenguga vesinikuioon), stabiliseerib karbokatiooni o Alküülrühma ülekanne toimib pmst samamoodi Katalüütiline krakkimine (C-C sideme lõhkumine) o I etapp karbokatiooni moodustumine o II etapp beeta-lõhenemine o Reaktsioon toimub eriti hästi alkeenidega, naftatööstuses alkaan esmalt dehüdreeritakse alkeeniks. o Beeta-lõhenemine: Läheb katki beeta-side (karbokatioonist alates lugedes 2. side). Produktiks (tertsiaarne) karbokatioon ja alkeen Hüdrokrakkimine
Funktsionaalrühmi sialdavad ühendid- sisaldavad lisaks O, N ka teisi aatomeid. Alkaan Nimetus Alkaan Nimetus CH etaan C H heksaan 4 6 14 C H etaan C H heptaan 2 6 7 16 C H Propaan C H oktaan 3 8 8 18 C H butaan C H nonaan 4 10 9 20 C H pentaan C H dekaan 5 12 10 22 Alkaanide omadused: 1)põlemine- metaan, bensiin 2)Pürolüüs-krakkimine 3)halogeenimine- CH4+Cl2CH3Cl+HCl 4) vees halvasti lahustuvad Alkeenid- süsinike vahel kaksikside ; Alküünid- süsinike vahel kolmikside Aromaatsed süsivesinikud ehk AREENID n: benseen Hapnikku sisaldavad orgaanilised ühendid: Alkohol R- OH - ool; Fenoolid Ar-OH fenool; Eetrid R-O-R eeter; Aldehüüdid R-CHO - aal; Ketooonid R-CO-R -oon; Karboksüülhape R-COOH -hape; Estrid R-COO-R - ester;
reageeri alkaanid ka inimorganismis. Seetõttu pole alkaanid ei toitained ega ka eriti mürgised. Parafiin ja polüetüleen on materjalid, mille kokkupuude toiduainetega on lubatud. Vedelate alkaanide veekogudesse sattumisel on paljudele organismidele kahjulikud (naftareostus). Õnneks leidub looduslikes veekogudes mikroorganisme, mis suudavad alkaane oksüdeerida. See puhastusprotsess toimub aga üpris aeglaselt. Pürolüüs on aine lagunemine kõrge temperatuuri toimel (krakkimine, isomeerimine). Alkaane kasutatakse nende suure põlemissoojuse tõttu kütusena. CH4 on peamine loodusliku gaasi koostisosa ning peamine gaas majapidamisgaasis. Propaani (C3H8) ja butaani (C4H10) isomeere kasutatakse vedelgaasis ehk balloonigaasis, mida saadakse nafta töötlemise kõrvalsaadusena. Triklorometaan e. kloroform (CHCl3) on narkoosivahend meditsiinis. Tetraklorometaani (CCl4) kasutatakse tulekustutites, ta on hea lahusti rasvadele ja vaikudele. Diklorodifluorometaani e
sirgel. Kolmiksidet andvat süsinikku nimetatakse lineaarseks. Alküünide molekulvalemite üldkuju on CnH2n-2. Küllastamata ühendid. Saamine Laboratoorselt ja ka tööstuslikult toodetakse etüüni kaltsiumkarbiidist vee toimel: CaC2+2H2OHCCH+Ca(OH)2 Elektrokrakkimisel juhitakse metaanivool läbi elektrikaare, metaan laguneb termiliselt etüüniks ja vesinikuks: 2CH4HC CH+3H2 Väga perspektiivne on metaani oksüdeeriv krakkimine. Osa metaani põletatakse, mille tõttu temperatuur tõuseb üle 2000°C, teine osa metaanist laguneb selle soojuse arvel etüüniks ja vesinikuks. 2CH4HCCH+3H2 Omadused Keemilised omadused Kolmiksideme olemasolu tõttu on etüünile eriti iseloomulikud liitumisreaktsioonid. Viimased toimuvad kahes astmes. Liites ühe molekuli vesiniku või halogeeni, katkeb üks kovalentne side ja moodustub alkeen, teise molekuli vesiniku või halogeeni liitmisel katkeb
..300°C; · Gaasiõli (gasool) keemispiirkond 230...330°C; · Solaarõli keemispiirkond 280...380°C . Kui kütuste komponendid on eraldatud jääb järgi masuut. Masuuti kuumutatakse temperatuurini 420°C ja veeldatakse vaakumis. Vaakumis eralduvad kerged masinaõlid, mootoriõlid, rasked masinaõlid. Masuudist jääb järgi gudroon. Gudroonist eraldatakse veel jõuülekandeõlid, silindriõlid, lennukiõlid ja järgi jääb bituumen e pigi. Krakkimine Destilleerimisel saadavad kütused ei vasta enam tänapäeva nõuetele. Samuti saadakse destilleerimise teel naftast bensiini ainult 15...20%. Krakkimise teel saadakse naftast erinevaid vedelkütuseid koguseliselt tunduvalt rohkem. Krakkimine jaguneb veel termiliseks ja katalüütiliseks krakkimiseks. Katalüütilise krakkimise teel saadakse põhiliselt bensiine. Termilise krakkimise korral kuumutatakse masuuti temperatuuril 490°C ning rõhul 2 M P a . Neis
..300°C; · Gaasiõli (gasool) keemispiirkond 230...330°C; · Solaarõli keemispiirkond 280...380°C . Kui kütuste komponendid on eraldatud jääb järgi masuut. Masuuti kuumutatakse temperatuurini 420°C ja veeldatakse vaakumis. Vaakumis eralduvad kerged masinaõlid, mootoriõlid, rasked masinaõlid. Masuudist jääb järgi gudroon. Gudroonist eraldatakse veel jõuülekandeõlid, silindriõlid, lennukiõlid ja järgi jääb bituumen e pigi. Krakkimine Destilleerimisel saadavad kütused ei vasta enam tänapäeva nõuetele. Samuti saadakse destilleerimise teel naftast bensiini ainult 15...20%. Krakkimise teel saadakse naftast erinevaid vedelkütuseid koguseliselt tunduvalt rohkem. Krakkimine jaguneb veel termiliseks ja katalüütiliseks krakkimiseks. Katalüütilise krakkimise teel saadakse põhiliselt bensiine. Termilise krakkimise korral kuumutatakse masuuti temperatuuril 490°C ning rõhul 2 M P a . Neis
𝛾 - temperatuuritegur. aktiveerimisenergia ja R – gaasi universaalkonstant. 45. Homogeense ja heterogeense katalüüsi näiteid. Homogeenne katalüüs -reageerivad ained ja katalüsaator on samas faasis. Heterogeenne katalüüs -reageerivad ained ja katalüsaator moodustuvad erinevad faasid ehk protsess toimub faaside piirpinnal. N: väävelhappe süntees; süsivesinike krakkimine, isomerisatsioon ja reformatsioon, et moodustada asjakohaseid ja kasulikke bensiinisegusi; alkeeni polümerisatsioon 46. Miks reaktsiooni kiirus enamasti kahaneb reaktsiooni toimumise vältel? Kuna reaktsioonid toimuvad siis, kui molekulid lagunevad või reagentide molekulid kohtuvad, siis järelikult, kui reagendi kontsentratsioon väheneb, laguneb antud ajavahemikus vähem molekule ning molekulid kohtuvad harvem. Selle tulemusena reaktsiooni kiirus väheneb. 47
fvaakumis ja saadakse jõuülekande-, silindriõlid ja määrdeõlid. Selle jääk on asfaldi- või pigitaoline ehk bituumen. Pärast esmast destilleerimist tuleb järeltöödelda, kus tuleb puhastada, süsivesinike struktuuri muuta, erinevaid fraktsioone kokkusegada, abiaineid lisada. Masuudi üleviimiseks madalamateks fraktsioonideks, kasutatakse mitmesuguseid süsinikuahela lõhkumise võtteid, üks on näiteks katalüütiline krakkimine, 500 kraadi juures. Saab kogu saagist tõsta 60%ni. Hargnevus suureneb, oktaaniarv kasvab. Temilisel krakkimisel (490kraadi, 2Mpa) tekib palju alkeene, katalüütilisel(510kraadi, o,3Mpa) tekivad areenid. Et bensiinide süsinikuaheldate hargnevust suurendada, siis reformitakse katalüütiliselt 500 kraadi ja rõhu all. Pärast destilleerimist ja krakkimist peab kõrvaldama väävliühendid keemiliste ja füsikokeemiliste võtete abil mida nim rafineerimiseks. Alkeenidest saavad alkaanid
annaabi.ee 
