Gaz ziemny to mieszanina krótkich węglowodorów nasyconych, w temperaturze pokojowej występująca w stanie gazowym składająca się głównie z metanu (95%) oraz jego homologów: etanu, propanu, butanu i pentanu. Zawiera także inne gazy, takie jak CO2, O2, H2, N2 i He. Gaz ziemny zawierający do 99% metanu to tzw. gaz suchy, natomiast gaz zawierający składniki dające się skroplić w temperaturze pokojowej to tzw. gaz mokry. W naturze gaz ziemny skupiony jest w podziemnych złożach, samodzielnie lub razem z ropą naftową. Występujący samodzielnie i pod olbrzymim ciśnieniem gaz jest zazwyczaj gazem suchym.

Najwięcej gazu ziemnego wydobywa się w Rosji (29,1%), USA (25,6%), Kanadzie (7,2%) i Wielkiej Brytanii (3,4%) (dane z 1995 roku). Polska wydobywa około 0,2% światowej produkcji gazu ziemnego.

Surowy gaz ziemny może zostać przetworzony. Przeróbka gazu jest prowadzona jedną z dwóch metod:]

  • zachowawcza - rozdział mieszaniny zależnie od ich właściwości fizycznych. Rozdział prowadzi się mając na uwadze techniczne i handlowe przeznaczenie gazu. Metoda ta odnosi się wyłącznie do gazu mokrego;
  • przetwórcza - polegająca na zmianie struktury chemicznej składników mieszaniny. Otrzymuje się tą drogą nowe produkty, np. acetylen.

W przetwórstwie zachowawczym gazu uzyskuje się trzy frakcje węglowodorów:

  • węglowodory czysto gazowe - metan i etan;
  • węglowodory, które ulegają skropleniu pod wpływem zwiększonego ciśnienia w temperaturze pokojowej i klimatycznej (-30 - +40°C) - propan oraz butan;
  • węglowodory benzynowe - pentan i dalsze homologi.

Zachowawczy rozdział gazu ziemnego na frakcje polega na wydzieleniu z niego składników mniejszościowych, tzn. należących do drugiej i trzeciej grupy spośród wyżej wymienionych. Proces ten nazywa się "odgazolinowaniem". Odgazolinowany gaz ziemny składa się wyłącznie z metanu i etanu. Węglowodory grupy drugiej stanowią "gaz płynny", a grupy trzeciej - "gazolinę".

Odgazolinowanie przeprowadza się jedną z trzech metod: adsorpcyjną, absorpcyjną oraz kompresyjną - stosowaną jedynie w przypadku, gdy gaz jest bardzo bogaty w węglowodory benzynowe.

Metoda adsorpcyjna polega na zastosowaniu węgla aktywnego, mikroporowatej substancji która wciąga do swoich porów niewielkie cząsteczki węglowodorów. Podczas przepuszczania przez adsorbent gazu mokrego, wszystkie węglowodory adsorbują się w porach jednakowo. Dłuższe przepuszczanie gazu powoduje, że mniejsze węglowodory, które łatwiej przedostają się przez kanały w węglu aktywnym, zostają z niego wyparte przez rosnącą liczbę cięższych cząsteczek które "utykają" w porach. Wydostający się z adsorbentu gaz jest więc mieszaniną najlżejszych węglowodorów, a więc jest gazem suchym. Naczynie służące do rozdziału gazu ziemnego metodą adsorpcyjną to tzw. adsorber. Jest to długi cylinder, o pojemności od 2 do 20 m3, w którym warstwy węgla aktywnego ułożone są na sitach metalowych. Gaz przepuszcza się przez takie naczynie od dołu.

Metoda absorpcyjna to metoda wykorzystująca pochłanianie cięższych składników gazu przez tzw. olej - wyciętą frakcję oleju gazowego, nafty lub ciężkiej benzyny. Ze względu na to, iż w oleju pochłaniane są tylko węglowodory o odpowiednio wysokiej temperaturze wrzenia i małej prężności par, z mieszaniny zostają usunięte i upłynnione tylko frakcje benzynowe, tj. pentan i kolejne. Absorpcja propanu i butanu następuje dopiero przy podwyższonym ciśnieniu. Przemysłowy rozdział gazy mokrego wykonuje się w tzw. wieżach absorpcyjnych, w których spływający od góry po kółkach olej pochłania ciężkie węglowodory z przedostającego się od dołu gazu. Nasycony zaabsorbowanymi węglowodorami olej ścieka na dół wieży, a suchy gaz, oczyszczony z niepożądanych frakcji, wydostaje się z wieży przez jej szczyt.

Przeróbkę gazu ziemnego prowadzącą do zmiany struktury, tzn. przetwórczą, wykonuje się, poddając węglowodory odwodornieniu i krakingowi. Uzyskane węglowodory nienasycone są surowcami w syntezie paliw (polimeryzacja) oraz chemicznych produktów niepaliwowych, np. kauczuku czy mas plastycznych.

Smoła węglowa (smoła pogazowa) to produkt uboczny powstający podczas koksowania, czyli prażenia bez dostępu powietrza w temperaturze 1000 - 1200°C, węgla kamiennego. Smoła stanowi około 5% wszystkich produktów, a więc jest jej bardzo dużo. Smoła węglowa jest gęstą, czarną cieczą, składającą się z wielu związków o charakterze obojętnym, kwasowym i zasadowym. Głównym składnikiem smoły pogazowej są węglowodory aromatyczne.

Ze względu na fakt, że smoła jest bardzo skomplikowaną mieszaniną, wyodrębnianie z niej osobnych składników jest bardzo trudne. Dotychczas udało się uzyskać ze smoły ponad 200 związków. Jedną z metod rozdziału smoły pogazowej jest destylacja frakcjonowana, polegająca na przepływie smoły przez kotły o coraz większej temperaturze. W każdym z kotłów smoła pozostaje we wrzeniu, tracąc kolejne frakcje. Pierwszy kocioł, o temperaturze 80 - 170°C, wyodrębnia tzw. olej lekki, składający się w przeważającej części z benzenu i toluenu. W drugim kotle, o temperaturze 170 - 230°C, odparowana zostaje frakcja zwana olejem średnim - mieszanina naftalenu i fenoli. Olej ciężki, uzyskiwany ze smoły w trzecim kotle w temperaturze 230 - 270°C, składa się z naftalenu, fenoli, krezoli, acenaftalenu oraz innych węglowodorów wyższych. W ostatnim kotle, w którym utrzymuje się temperaturę 270 - 360°C, odparowany zostaje olej antracenowy - mieszanina antracenu (C14H10), fluorenu, acenaftalenu i fenantrenu. Wszystkie wyżej wymienione frakcje stanowią około 40% smoły węglowej, odpowiednie udziały to:

  • olej lekki - 1 - 3%
  • olej średni - ok. 10%
  • olej ciężki - ok. 10%
  • olej antracenowy - ok. 20%

Pozostała część smoły tworzy tzw. pak - mieszaninę trudnych do wyodrębnienia i zidentyfikowania związków chemicznych. Można z nich wyodrębnić pirydynę, chryzan i inne węglowodory wyższe.

Po wydzieleniu wszystkich użytecznych frakcji, smoła węglowa jest stosowana jako smoła drogowa, dachowa, do lakierowania żelaza oraz materiał izolacyjny.