У природі вуглеводні зустрічаються переважно у вигляді природного газу,
нафти, кам’яного вугілля. Є два способи використання цих горючих копалин: один
– у вигляді палива, тобто як джерела енергії, інший – у вигляді сировини для
подальшої переробки. Перший спосіб означає звичайне спалювання, другий – це
органічний синтез. З вуглеводнів, виділених з нафти, природного газу і вугілля.
Можна добути багато різних речовин, а з них виробити ще більше корисних
матеріалів.
Природний газ, нафта, вугілля належать до не відновлюваних природних
ресурсів. Ця обставина змушує розвідувальні нові родовища і разом з тим
експлуатувати вже відкриті таким чином, щоб максимально вилучати з них копалини
і раціонально, з найбільшою користю використовувати їх.
Не важко зрозуміти, що доцільніше піддати нафту, вугілля і газ хімічній
переробці, ніж спалити їх у котельнях, двигунах, промислових і побутових печах
тощо.
Існують різні погляди на походження горючих копалин. Як вважають
прихильники теорії органічного походження, поклади утворилися із решток
вимерлих рослинних і тваринних організмів, що утворилися на суміші вуглеводнів
у товщі Землі під дією бактерій, високих тисків і температур.
Згідно з теорією мінерального (вулканічного) походження нафти,
природного газу та кам’яного вугілля, на первісній стадії формування планети
Земля метали сполучалися з вуглецем, утворюючи карбіди. У результаті реакції
карбідів з водою (водною парою) у глибинах планети утворювалися газуваті
вуглеводні, зокрема метан і ацетилен, а під впливом нагрівання, радіації та
каталізаторів з них утворювалися інші сполуки, що містяться у нафті. У верхніх
шарах літосфери рідкі нафтові компоненти випаровувалися, рідина загусала,
перетворювалася на асфальт і далі на вугілля.
Теорію мінерального походження нафти вперше висловив Д.Менделєєв. На
початку ХХ ст. французький учений П.Сабатьє змоделював описаний процес у
лабораторії і добув суміш вуглеводнів, подібну до нафти.
Природний газ. Газуватими за нормальних умов є вуглеводні з низькими відносними
молекулярними масами, саме вони і містяться у природному газі. Переважає в цій
суміші метан – його масова частка там від 80 до 90%, решта – гомологи метану:
етан, пропан, бутан та інші гази.
Природні горючі гази, що виділялися в деяких місцевостях з тріщин
земної кори, були відомі людині з давніх-давен. Подекуди ці гази займалися,
наприклад під час грози. Деякі народи вважали священним вогонь у місцях
постійного виходу природних газів.
У товщині земної кори природний газ перебуває у стиснутому стані. Якщо
просвердлити свердловину, газ під тиском виходить на поверхню. Спрямувавши газ
у газопровід, можна транспортувати його на великі відстані.
Із газопроводів газ потрапляє на заводи і в житлові приміщення, де
використовується як правило. В Україні триває газифікація населених пунктів.
Використання в побуті газу замість дров і вугілля є поступом, хоча при цьому
згоряє багато цінних речовин.
Природний газ широко використовується у промисловості. У доменних печах
метан згоряє до вуглекислого газу, який реагуючи з коксом, утворює відновник
оксид карбону (ІІ). Під час виробництва сталі мартенівським способом природний
газ використовується як джерело теплоти. З цією ж метою застосовують метан і в
скловарних печах.
Природний газ не лише спалюють, а й переробляють на різні цінні хімічні
продукти. Він є сировиною для добування ацетилену, водню, що використовується в
хімічному синтезі, наприклад аміаку. Сажа, добута з метану, використовується
для виготовлення друкарської фарби, гумових виробів (як наповнювач).
Застосування природного газу – це, по суті, застосування метану.
Супутні нафтові гази. Існують поклади природного газу, що залягає разом із нафтою і разом
із нею виходить на поверхню із свердловини. Це так звані супутні нафтові гази.
Вони є сумішшю легких вуглеводнів, хоча, на відміну від природного газу, в них
менший вміст метану – до 40 %, а більше його гомологів та інших газів.
Суміш газів розділяють і використовують як паливо і як хімічну
сировину. Суміш пропану і бутану зріджують і зберігають під тиском у балонах.
Це дає змогу транспортувати газ у місця, не підключені до мережі газопроводів.
|