2. Применение газа

Одна из главных областей применения углеводородных газов - это использование их в качестве топлива. Высокая теплота сгорания, удобство и экономичность использования, ставят газ на одно из первых мест среди других видов энергетических ресурсов.

Другой важный вид использования попутного нефтяного газа - его отбензинивание, т.е. извлечение из него газового бензина на газоперерабатывающих заводах или установках. Газ с помощью мощных компрессоров сильно сжимается и охлаждается, при этом пары жидких углеводородов конденсируются, частично растворяя газообразные углеводороды (этан, пропан, бутан, изобутан). Образуется летучая жидкость - нестабильный газовый бензин, который легко отделяется от остальной неконденсирующейся массы газа в сепараторе. После фракционирования - отделения этана, пропана, части бутанов - получают стабильный газовый бензин, который используют как добавку к товарным бензинам, повышающую их испаряемость. Освобождающиеся при стабилизации газового бензина пропан, бутан, изобутан в виде сжиженных газов нагнетают в баллоны, применяют в качестве горючего. Метан, этан, пропан, бутан служат также сырьем для нефтехимической промышленности.

После отделения С₂ - С₄ из попутных газов оставшийся отработанный газ близок по составу сухому. Практически его можно рассматривать как чистый метан. Сухой и отработанный газы при сжигании в присутствии незначительных количеств воздуха в специальных установках образуют очень ценный промышленный продукт - газовую сажу:

СН₄ + О₂  С + 2Н₂О.

газовая сажа

Ее используют главным образом в резиновой промышленности. Пропуская метан с водяным паром над никелевым катализатором при температуре 850⁰С, получают смесь водорода и окиси углерода - «синтез-газ».

_{NI, 850ºС}

СН₄ + Н₂О СО + 3Н₂.

При пропускании этой смеси над катализатором FeО при 450⁰С окись углерода превращается в двуокись и выделяется дополнительное количество водорода:

_{FeO, 450ºС}

СО + H₂ОСО₂ + Н₂.

Полученный водород применяют для синтеза аммиака и других целей.

В пламени электрической дуги метан может быть разложен на углерод (сажу) и водород:

СН₄ С + 2Н₂.

При обработке хлором и бромом (галогенирование) метана и других алканов получаются продукты замещения. Например, из метана и хлора можно получить следующие продукты:

СН₄ + СI₂  НСI + CН₃СI (хлористый метил)

СН₄ + 2СI₂  2НСI + CН₂СI₂ (хлористый метилен)

СН₄ + 3СI₂  3НСI + СНСI₃ (хлороформ)

СН₄ + 4СI₂  4НСI + ССI₄ (четыреххлористый углерод)

Аналогично при реакции с бромом получают бромзамещенные производные метана.

Метан служит также сырьем для получения синильной кислоты

Pt - Ro, 1000-1100^ºС.

2СН₄ + 2NН₃ + 3О₂  2НСN + 6Н₂О,

а также для производства сероуглерода СS₂, нитрометана СН₃NО₂, который используют как растворитель для лаков.

Этан служит сырьем для производства этилена путем пиролиза. Этилен, в свою очередь, является исходным сырьем для получения окиси этилена, этилового спирта, полиэтилена, стирола и др.

Пропан используют для выработки ацетона, уксусной кислоты, формальдегида и др., бутан - для получения - олефинов: этилена, пропилена, бутиленов, а также ацетилена и бутадиена (сырья для синтетического каучука). При окислении бутана образуются ацетальдегид, уксусная кислота, формальдегид, ацетон.