Հեղուկ և պինդ վառելանյութեր: Նավթ և քարածուխ

ՆԱՎԹ

Նավթի բաղադրությունը

օրգանական զանգված

ածխածին

ջրածին

թթվածին և ազոտ

ծծումբ

նիկել,երկաթ, արծաթ և այլն

Նավթի օգտագործման պատմությունից

Նավթի մագնատ և բարերար

Մանթաշով Ալեքսանդր Իվանի

1842 -1911

Նավթի առաջացումը

Նավթի արդյունահանումը

Խողովակներով նավթը ուղարկում են մաքրման կայան, որտեղ այն մաքրվում է ավազից և այլ խառնուրդներից:

Նավթի ամբարները ներկում են արծաթաալյումինային ներկերով,որոնք լավ անդրադարձնում են արևի ճառագայթները:

Նավթի արդյունահանում ծովում

Նավթի վերամշակումը

1.Թորում (ռեկտիֆիկացիա)

2.Կրեկինգ (ճեղքում)

3.Ռիֆորմինգ (արոմատացում)

Նավթի բազմաստիճան թորման ( ռեկտիֆիկացման ) սխեման  

.  

եռման ջերմաստիճանը՝ 40-ից մինչև 100–120 օ C)

(120–140 օ C )

(150–300 օ C)

( 300 օ C-ից բարձր)

1. տաքացնող վառարան ,

2. ռեկտիֆիկացման աշտարակ ,  

3. սառեցման սարք

ափսեների կառուցվածքը

նավթի վերամշակման

գործարան

ռեկտիֆիկացիոն աշտարակ

С 16 Н 34  → С 8 Н 18  + С 8 Н 16

С 8 Н 18  → С 4 Н 10  + С 4 Н 8

С 4 Н 10  → С 2 Н 6  + С 2 Н 6

կրեկինգ

հեքսադեկան օկտան օկտեն

օկտան բութան բութեն

բութան էթան էթեն

Ջերմային կրեկինգ Կատալիտիկ կրեկինգ

t 450-550°C

P 2-7мПа

ալկան + ալկեն

С n H 2n + 2 С n H 2n

t 450-500°

կատալիզատոր `

AI 2 O 3 *nSiO 2

իզոմերացիա

Ռիֆորմինգ (արոմատացում)

Բենզինի ճայթյունային կայունություն- բենզինի պայթունային այրում (ճայթում)

Օկտանային թիվը որոշվում է

ն- հեպտանի և իզոօկտանի պարունակությամբ

Իզոօկտանի ճայթյունային կայունությունը-100

Ն-հետանի ճայթյունային կայունությունը-0

ն-հեպտան

իզոօկտան

0%

24%

օկտանային

100%

5%

76%

թիվ

100

95%

76

95

իզոօկտան

(2,2,4 – տրիմեթիլպենտան

СН 3

|

Н 3 С – СН – СН 2 – С – СН 3

| |

СН 3 СН 3

օկտանային թիվ

օկտանային թիվ

100

0

СН 3 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 2 -СН 3

Ն-հեպտան

Նավթանյութերից ստանում են`

արհեստական մորթի, գործվածք, դեղեր, կոսմետիկայի միջոցներ, կաշի, ռետին և այլն:

Պինդ վառելանյութի տեսակներ

Վառելանյութ

C- ի տոկոսային պարունակություը

Փայտանյութ

H- ի տոկոսային պարունակություը

50

Տորֆ

59

O- ի և այլ էլեմենտների տոկոսային պարունակություը

6

Գորշ ածուխ

69

Քարածուխ

6

Ջերմարար ունակությունը

44

կկալ / կգ - ով

35

82

5.5

4500

Անտրացիտ

25.5

4.3

5400

Այրվող թերթաքարեր ( օրգանական մասը )

95

6700

13.7

2.2

75

Նավթ ( այն պինդ վառելանյութ չէ )

8400

2.8

9

85.5

16

14.2

8100

8100

0.3

10500

Միլիոնավոր տարիներ առաջ ներկայիս քաղաքների, դաշտերի ու անտառների տեղում աճել են հնագույն ծառեր: Ժամանակի ընթացքում այդ ծառերը մահացել են, ընկել ճահճոտ հողին, իսկ դրանց տեղում աճել են նորերը և այդպես շարունակ: Աստիճանաբար կուտակվել է այդ ծառերի մնացորդների հաստ մի շերտ: Տարիների ընթացքում միկրոօրգանիզմների ազդեցությամբ և օդի դժվարացած ներհոսքի պայմաններում այդ շերտի ոչ լրիվ քայքայման հետևանքով առաջացել է տորֆ: Վերջինս ծածկվել է գետերով հարթավայրեր բերվող տիղմով և ավազով:

Ածուխներին հաճախ անվանում են «արեգակնային պահածո»: Եվ դա ունի իր տրամաբանությունը, որովհետև տարիների ընթացքում արեգակնային էներգիան կուտակվում է բույսերում, որոնք այդ էներգիայի օգնությամբ ջրից, ածխաթթվական գազից և հանքային աղերից սինթեզում են իրենց կենդանի մարմինը:

Ածուխները կազմված են օրգանական ( այրվող ) և անօրգանական ( չայրվող ) բաղադրիչներից : Օրգանական մասը կազմում են բիտումները , հումինային թթուներն ու մնացորդային ածուխը : Անօրգանական հանքային մասը կազմում են ջուրը ( գորշ ածխի մոտ 50%- ը ) և կալցիումի , երկաթի , ալյումինի , կալիումի , նատրիումի սիլիկատները , ֆոսֆատները , սուլֆիդներն ու սուլֆատները :

Ածխի համաշխարհային ընդհանուր պաշարները գնահատվում են 13,5 տրիլիոն տոննա , որից 51,5%- ը քարածուխն է , 48,5%- ը ` գորշ ածուխը :

Քարածխի առաջացման շարժընթացի սխեմատիկ պատկերը 

Ժամանակի ընթացքում հանքային լուծույթների, բարձր ճնշման և ջերմաստիճանի պայմաններում տորֆը փոխարկվել է սկզբում գորշ ածխի, այնուհետև՝ քարածխի, ավելի ուշ՝ անտրացիտի:

Գորշ ածուխ

Ածխածնի պարունակությունը գորշ ածուխներում կազմում է 55–78%

Գորշ ածուխն   ունի գորշ երանգավորում և թույլ փայլ : Ի տարբերություն քարածխի և անտրացիտի ` նրա ածխացման աստիճանը   ցածր է : Պարունակում է ավելի քիչ բուսական մնացորդներ , քան տորֆը : Գորշ ածուխները երիտասարդ կամ թերհաս ածուխներ են , այսինքն՝ դեռևս չեն փոխակերպվել քարածխի :  

Գորշ ածխի խոշոր հանքավայրեր կան Գերմանիայում , Չեխիայում , ՌԴ - ում : ՀՀ - ում գորշ ածխի փոքր քանակներ կան Գեղարքունիքի , Լոռու , Շիրակի ( Ջաջուռ ) մարզերում :

Քարածուխ  

Քարածուխը   սև կամ գորշասև է՝ ուժեղ փայլով : Պարունակում է ավելի քիչ բուսական մնացորդներ և ունի ածխացման ավելի բարձր աստիճան , քան գորշ ածուխը :  

Քարածխի մեծ պաշարներ կան ԱՄՆ - ում , Գերմանիայում , Մեծ Բրիտանիայում , ՌԴ - ում , Ուկրաինայում , Չինաստանում , Հնդկաստանում , Ավստրալիայում :

Քարածխի կոքսացման՝ առանց օդի մուտքի բարձր ջերմաստիճաններում (1000 – 1200 օ C) տաքացման միջոցով ստացվում են կոքսագազ և քարածխային խեժ :  

Ածխածնի պարունակությունը քարածուխներում՝ 75–92%

Անտրացիտ

Ածխածնի պարունակությունը անտրացիտում՝ մինչև 98%

Անտրացիտը   սև է՝ ուժեղ մետաղական փայլով : Հաճախ ունենում է մոխրավուն երանգ : Լավ էլեկտրահաղորդիչ է : Այրվում է թույլ բոցով , գրեթե առանց մոխրի , օդում չի ինքնայրվում , չի փշրվում : Անտրացիտի մեծ պաշարներ կան ԱՊՀ երկրներում , Չինաստանում , ԱՄՆ - ում :

Տորֆ

Վառելանյութի կարևոր տեսակ է նաև տորֆը։ Տորֆը գոյանում է ճահիճների հատակին, ճահճային մահացող բույսերի քայքայումից։ Այդ բույսերի մնացորդները կարելի է հեշտությամբ զննել տորֆի մեջ։ Ածխածնի պարունակությունը նրա մեջ համեմատաբար մեծ չէ, ուստի այն առավելապես օգտագործվում է որպես տեղական վառելանյութ:

Այրվող թերթաքարեր

Այրվող թերթաքարերը օրգանական նստվածքային գոյացումներ են, որոնք պարունակում են կենդանիների և բույսերի հանքային մնացորդներ և անօրգանական ծագում ունեցաղ նստվածքներ։ Այդ պատճառով էլ թերթաքարերը այրվելիս մոխիր շատ են առաջացնում :

Փայտածուխ

սև , փխրուն նյութ է : Այն ստանում են փայտի չոր թորմամբ՝ առանց օդի , բարձր ջերմաստիճանում փայտն ածխացնելով : Փայտածուխը կազմում է չոր փայտի 30 – 40%- ը : Փայտածխի կտորում նշմարվում են բազմաթիվ փողանցքեր : Դրանք փայտի անոթներն են , որոնցով փոխադրվում են ծառը սնող նյութերը :

Ակտիվացրած ածուխ

Սև փոշի է կամ հատուկ պատրաստված հատիկներ : Այն պարունակում է 97% ածխածին և ունի ծակոտկեն կառուցվածք : Ակտիվացրած ածուխ ստանում են ` փայտածուխը ջրային գոլորշիներով և ածխաթթվական գազով ակտիվացնելով : Հատկապես լավորակ ակտիվացրած ածուխ է ստացվում պտղակորիզների կեղևի ածխացումով : Ակտիվացրած ածուխն օգտագործվում է գազերի , գոլորշիների կլանման , վնասակար խառնուրդներից ջրային լուծույթների , այդ թվում՝ խմելու ջրի և կեղտաջրերի մաքրման համար : Ակտիվացրած ածխի շնորհիվ է , որ շաքարն ունի սպիտակ և ոչ թե դեղին գույն : Ակտիվացրած ածուխը կիրառվում է քիմիական արդյունաբերության մեջ և հակագազերում : Դեղահաբերի ձևով այն օգտագործվում է նաև բժշկության մեջ՝ արյունը մաքրելու և ստամոքսաղիքային համակարգում առաջացած գազերն ու թունավոր նյութերը կլանելու համար :  

Առաջին համաշխարհային պատերազմի ժամանակ, երբ գերմանացիները կիրառեցին թունավոր գազեր, ռուս քիմիկոս Ն. Դ. Զելինսկին շնչառական օրգանները պաշտպանելու համար առաջարկեց  ակտիվացրած ածխով հակագազեր:

Քարածխի չոր թորման արգասիքները

Քարածուխ

Ամոնիակաջուր

Կոքսագազ

Կոքս

Քարածխային խեժ

ամոնիակ

բենզոլ

ջրածին

բենզոլի

հոմոլոգներ

մեթան

ամոնիումի

սուլֆատ

ամոնիակ

ֆենո լ

ֆենոլ

բենզոլ

Ֆենոլի

հոմոլոգներ

տոլուոլ

էթիլեն

С +О 2 = СО 2 +402 կՋ

С + СО 2   = 2СО +175 կՋ

ստացված գազն անվանվում է գեներատորային գազ,կազմված է ազոտից և ածխածնի (II) օքսիդից :

С +H 2 О = H 2 + СО ջրագազ