Нефть и способы ее переработки 10 класс

Темиргоевское сельское поселение Краснодарского края Курганинского района

Цели урока:1.Рассмотреть состав, свойства, способы переработки нефти как топлива и сырья для получения органических веществ.2.Знать сущность перегонки, термического и каталитического крекинга, риформинга. Иметь представление о схеме процесса перегонки нефти, составлять уравнения химических реакций, отражающих процессы крекинга и риформинга.3.Дать понятие об октановом числе и детонационной стойкости бензинов. Показать значение важнейших нефтепродуктов и способы охраны окружающей среды от загрязнений.4.Рассмотреть месторождения нефти. Напомнить о существовании профессий, связанных с добычей нефти.

Оборудование урока: нефть, лигроин, бензин, керосин, соляровое масло, мазут, парафин, вазелин.

Плакаты: 1.Атмосферно-вакуумная установка перегонки нефти.2.Нефтепродукты и их применение.3.Состав нефти.4.Переработка нефти.

Вступление: Об экономической мощи страны судят по количеству добываемой и особенно потребляемой нефти. И не потому, что нефть это топливо. Еще Д. И.Менделеев говорил, что… «Топить можно и ассигнациями». Ведь нефть – это ценное химическое сырье, из которого можно получить огромное количество разных органических веществ: пластмасс, волокон, каучуков, ядохимикатов и др. Поэтому важно знать, что такое нефть, из чего она состоит, каковы ее физические свойства, как перерабатывают нефть и какие продукты при этом образуются? Впрочем, все по порядку…

Изучая нахождение алканов, циклоалканов и ароматических углеводородов в природе, вы заметили, что они содержатся в нефти. Значит нефть – это смесь.

Нефть – это смесь углеводородов (алканов, циклоалканов и ароматических),

Посмотрите, как выглядит нефть. Понюхайте. Капните в стакан с водой.

2)Физические свойства нефти: маслянистая жидкость с характерным запахом от светло-бурого до черного цвета, легче воды и нерастворима в ней. Поэтому, образует на поверхности воды пленку, не пропускающую воздух (одна из экологических проблем).

Так как нефть это смесь, то ее состав нельзя выразить одной формулой. Состав ее непостоянен и зависит от месторождения и преобладания содержащихся в ней углеводородов.

Редко встречается в нефти непредельные углеводороды (Канадская нефть).В природе в основном содержатся нефти смешанного состава.

П очему нефть различных месторождений имеет разный количественный состав углеводородов? Это зависит от происхождения нефти. Существует три основные теории происхождения нефти:

1.Космическая теория, предложенная в конце 19 в. русским геологом Н. А.Соколовым. Он предположил, что когда Земля была в огненножидком состоянии, то углеводороды из газовой оболочки проникли в массу земного шара, а в последствии при остывании выделились на его поверхности. Однако эта теория не объясняет ни географического, ни геологического распределения нефтяных месторождений.

2.Теория неорганического происхождения (карбидная), предложенная в конце 19 в. Д. И.Менделеевым. Ученый предположил, что в земной коре раскаленные карбиды металлов взаимодействуя с водой и образуют углеводороды, которые проходят по трещинам из глубоких слоев в зону осадочной оболочки земного шара, где путем их конденсации и гидрогенизации образуются нефтяные месторождения. Эта теория не получила признания среди геологов и химиков.

3.Теория органического происхождения, предложенная в конце 20 в. И. М.Губкиным. Он предположил, что нефть произошла из животно-растительных останков в толще различных осадочных пород много млн. лет назад. Эта теория находит свое подтверждение в том, что в нефти обнаружены некоторые азотистые органические вещества, являющиеся, вероятно, продуктами распада природных веществ, присутствующих в тканях растений. Данной теории придерживаются в настоящее время большинство ученых.

5)Месторождения нефти: Западная Сибирь, Западный Казахстан, Урало-Поволжье, Татарстан, Чечня, Майкопско-Краснодарское.

Первичная перегонка (физические процессы)

Добываемую нефть называют сырой и не используют, т. к. она содержит воду, песок, механические примеси, соли и растворенные в ней газы. Поэтому нефть тщательно очищают, а только потом подвергают перегонки.

Когда кипит чайник, то из него со свистом вылетает пар, а на оконном стекле конденсируются капли дистиллированной, или перегнанной воды. На таком же принципе основана и перегонка нефти. Сначала нефть при нагревании в трубчатой печи испаряется, а затем ее пары поступают в ректификационную колонну, где конденсируются с разделением на части (фракции). (Плакат 1).

2.Перегонка – термическое разделение нефти на фракции, которые отличаются друг от друга температурой кипения и молекулярной массой.

Мазут, оставшийся в результате перегонки, представляет собой ценную смесь большого количества тяжелых углеводородов. Поэтому мазут подвергается дополнительной перегонки на вакуумной установке. Из него получают:

При перегонке получают всего лишь 20% бензина. Это количество не может удовлетворить потребностям автомобильной промышленности. Поэтому тяжелые углеводороды подвергают химической переработке.

3.Крекинг – расщепление тяжелых углеводородов нефти на более легкие (летучие) углеводороды.

С16 Н34 С 8Н 18 + С 8Н 16

Крекинг

Детонационная устойчивость – способность горючего выдерживать сильное сжатие в двигателе без преждевременного сгорания.

Неустойчивы к детонации алканы нормального строения. Устойчивы – непредельные, разветвленные предельные и ароматические углеводороды. Поэтому бензины подвергают облагораживанию – риформингу.

4.Риформинг – изменение структуры молекул или их объединение в более крупные.

Так низкокачественные бензиновые фракции превращаются в высококачественные. Также получают сырье для нефтехимической промышленности (90% всех органических соединений).

а) Изомеризация: СН3 –СН2 –СН2–СН 3 СН3 –СН –СН3

б) Циклизация и ароматизация:

СН3 –СН2 –СН2 –СН 2–СН 2–СН3 4Н2 +

СН3 СН3

СН2 –С –СН3 + СН3 –СН –СН3 СН3 –С –СН2 – СН –СН3

Антидетонационные свойства углеводородов и их смесей выражают октановым числом.

Наиболее устойчив к детонации изооктан, его октановое число приняли за 100.Наименее устойчив н-гептан, октановое число которого принято за 0. Смешивая изооктан и

Н-гептан, можно получать промежуточные октановые числа. Так, например, бензин 92 ведет себя так, как смесь 92% изооктана и 8% н-гептана. Чем больше октановое число, тем выше антидетонационные свойства бензина.

Повысить октановое число бензина, например, прямой перегонки, можно при помощи различных добавок, Так 0,05% тетраэтилсвинца Рв(С 2Н5)4

Совсем недавно применялось для повышения октанового числа, но это очень ядовитое соединение, поэтому «этилированный бензин» в настоящее время не используют. Вместо него добавляют марганецорганическое соединение

Древние промыслы нефти известны на берегах Ефрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань. За 4 тыс. лет до н. э. древним шумерам, населявшим территорию между Тигром и Ефратом, был известен нефтяной битум, который они использовали как вяжущее и уплотняющее средство. В древности нефть добывали довольно примитивным способом. Для этого рыли ямы или канавы, в которые из почвы просачивалась нефть. Собранную нефть обычно не обрабатывали, а использовали такой, какой получали. Только в 1745 г. в России был пущен нефтеочистительный завод (очищали от воды и почвы) на реке Ухте Федором Прядуновым. А спустя 78 лет (в 1823 г.) недалеко от Моздока был построен нефтеперерабатывающий завод братьями Дубиниными (Василием, Макаром и Герасимом), крестьянами графини Паниной из Владимирской губернии. На нем получали керосин (в то время называемым фотогеном).Дубинины на 7 лет опередили немецкого ученого Рейхенбаха и на целое десятилетие – американца Салимана. Бурение нефтяных скважин началось с 1859 г. Первая в мире нефтяная скважина была заложена в 1864 г. на Кубани. А русский инженер Владимир Георгиевич Шухов в 1891 г. первым открыл процесс крекинга.

Попадание нефти в воду грозит огромной экологической катастрофой. Нефть образует на поверхности тонкую пленку, не пропускающую воздух, и это приводит к гибели обитателей водоемов. Кроме этого ежегодно от загрязнений нефтью гибнет около миллиона птиц. Потому, что нефть снижает защитную функцию оперенья (перья намокают и птица тонет), а также очистка перьев требует от птицы больших затрат энергии (это приводит к переохлаждению).

Предпринимались попытки бороться с разлившейся нефтью путем разбрызгивания над морем с самолетов огромных количеств нефтесвязывающих химических веществ. В лучшем случае в итоге с поверхности моря исчезала большая часть «черной чумы». Но уже давно стало ясно, что эти химические средства уничтожения нефти вряд ли менее опасны для биоценозов моря, чем сама нефть.

Http://globuss24.ru/doc/konspekt-uroka-nefty-i-produkti-eio-pererabotki-10-klass

Если не удалось найти презентацию, то Вы можете заказать её на нашем сайте. Мы постараемся найти нужную Вам презентацию в электронном виде и отправим ее по электронной почте.

Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Социальные сети давно стали неотъемлемой частью нашей жизни. Мы узнаем из них новости, общаемся с друзьями, участвуем в интерактивных клубах по интересам

Http://mypresentation. ru/presentation/neft-i-sposoby-eyo-pererabotki-prezentaciya-k-uroku-ximii-10-klass-avtor-nurlan-gulira–uchenica-10-klassa-mbou-srednyaya-obshheob

Чтобы посмотреть презентацию с картинками, оформлением и слайдами, Скачайте ее файл и откройте в PowerPoint на своем компьютере.

Текстовое содержимое слайдов презентации: НЕФТЬ И СПОСОБЫ ЕЕ ПЕРЕАБОТКИ 10 классПрезентация учителя химии ГБОУ СОШ 341 Санкт-ПетербургКурносовой Е. И. Нефть Нефть Нефть – это природная смесь УВ. В основном в ней присутствуют алканы линейного и разветвленного строения, от 5 и более атомов углерода в цепи. А также есть и другие органические соединения, полиароматические УВ. Полиароматические УВ содержат несколько, соединенных между собой, бензольных колец. Физические свойства Нефть – это темно-коричневая или бурая густая маслянистая жидкость со своеобразным запахом. Нефть нерастворима в воде. Нефть не имеет постоянной температуры кипения. Переработка нефти Нефтеперерабатывающий завод Нефтепродукты Нефть разделяют на следующие фракции: ректификационные газы – это смесь пропана и бутана; газолиновая фракция (бензин) – УВ состава от С5Н12 до С11Н24 ; лигроиновая фракция – УВ состава от С8Н18 до С14Нзо ; керосиновая фракция (керосин) – УВ состава от С12Н26 до С18НЗ8 ; дизельное топливо – УВ состава от С1ЗН28 до С19НЗ6 . Бензин Крекинг-процесс Крекинг – процесс с конца XIX в. стал широко внедряться в промышленность. Крекинг, проведенный в присутствии катализаторов, называют каталитическим. Он приводит к получению бензина высокого качества. Качество бензина определяется его детонационной устойчивостью. т. е. способностью выдерживать при высоких температурах сильное сжатие в цилиндре двигателя без самопроизвольного возгорания. Риформинг В результате каталитического крекинга получают бензин с более высоким значением октанового числа, поскольку наряду с процессами крекинга протекают также процессы изомеризации алканов. Для повышения октанового числа используют также процесс риформинга низкосортных сортов бензина, который подвергают нагреванию в присутствии катализаторов, например платины. При этом УВ линейного строения не только изомеризуются, но также превращаются в циклические и ароматические, что и приводит к повышению октанового числа.

WebUrokCom_16f5f9a84484b7

Http://weburok. com/1129977/%D0%9F%D1%80%D0%B5%D0%B7%D0%B5%D0%BD%D1%82%D0%B0%D1%86%D0%B8%D1%8F-%D0%BF%D0%BE-%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%B8-%D0%9D%D0%B5%D1%84%D1%82%D1%8C-%D0%B8-%D1%81%D0/

В данной работе рассказывается об основных свойствах нефти и способах ее переработки.

Нефть и способы её переработки. Королёва Инна Николаевна Учитель химии МАОУ СОШ №10 Ст. Новомышастовская

Нефть – жидкое топливо. Нахождение в природе Физические свойства Классификация нефти Состав нефти

Нефть – жидкое топливо. Что же такое нефть? Теплотехник ответит, что это прекрасное, высококалорийное топливо. Но химик возразит: нет! Нефть – это сложная смесь жидких углеводородов, в которых растворены газообразные и другие вещества. И чтобы перечислить все продукты, получаемые из нефти, нужно потратить несколько листов, так как их уже несколько тысяч. Еще Д. И. Менделеев заметил, что топить печь нефтью все равно, что топить ее ассигнациями. Нефть (от перс. neft ) – горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространенная в осадочной оболочке Земли и являющаяся важнейшим полезным ископаемым.

Нахождение в природе Залежи нефти находятся в недрах Земли на разной глубине, где нефть заполняет свободное пространство между некоторыми породами. Если она находится под давлением газов, то поднимается по скважине на поверхность Земли. По запасам нефти наша страна занимает одно из ведущих мест в мире.

Физические свойства. Нефть – маслянистая жидкость от светло-бурого до черного цвета с характерным запахом. Она немного легче воды и практически в ней не растворяется. Так как нефть – смесь различных углеводородов, то у нее нет определенной температуры кипения. Нефть сильно варьирует по цвету (от светло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти черной) и по плотности (от легкой 0,65-0,70 г/см3, до тяжелой 0,98-1,05 г/см3). Начало кипения нефти обычно выше 280С. температура застывания колеблется от +300 до –600С и зависит в основном от содержания парафина (чем его больше, тем температура застывания выше). Теплоемкость нефти 1,7-2,1 кДж/кг; теплота сгорания 43,7-46,2 мДж/кг; диэлектрическая проницаемость2-2,5; электрическая проводимость 2 . 10-10-0,3 . 10-18 ом-1 . см-1. Вязкость изменяется в широких пределах и зависит от химического и фракционного состава нефти и смолистости (содержания в ней асфальтосмолистых веществ). Температура вспышки нефти колеблется от –35 до 1200С в зависимости от фракционного состава и давления насыщенных паров. Нефть растворима в органических растворителях, в воде при обычных условиях практически нерастворима, но может образовывать с ней стойкие эмульсии.

Классификация нефти. Нефть можно классифицировать по разным признакам. 1. По содержанию серы: a) Малосернистые (до 0,5 % S ) b) Сернистые (0,5-2 % S ) c) Высокосернистые (св. 2 % S ). 2. По потенциальному содержанию фракций, выкипающих до 3500С: a ) Т1 – тип нефти, в которой указанных фракций не меньше 45 % b ) Т2 – 30-44,9 % c ) Т3 – меньше 30 %. 3. По потенциальному содержанию масел: a) М1 – не меньше 25 % b) М2 – меньше 25 %. 4. По качеству масел: a) Подгруппа И1 – с индексом вязкости масел больше 85 b) Подгруппа И2 – с индексом 40-85. Сочетание обозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида составляет шифр технологической классификации нефти.

Состав нефти В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Так, например, бакинская нефть богата циклопарафинами и сравнительно бедна предельными углеводородами. Значительно больше предельных углеводородов в грозненской и ферганской нефти. Пермская нефть содержит ароматические углеводороды. Представляя собой жидкость, более легкую, чем вода, нефть разных мест, иногда даже и соседних, различна по многим свойствам: цвету, плотности, летучести, температуры кипения. Однако любая нефть это жидкость почти нерастворимая в воде и по элементарному составу содержащая преимущественно углеводороды с подмесью небольшого количества кислородных, сернистых, азотистых и минеральных соединений, что видно не только по элементарному составу, но и по всем свойствам углеводородов. Нефть содержит смесь углеводородов разных рядов, преимущественно средних между жирными и ароматическими. Таким образом, главную массу всех видов нефти образует смесь предельных С n H 2 n +2 углеводородов с нафтенами С n H 2 n с подмесью С n H 2 n -2 до С n H 2 n -6, преобладают же особенно в русской нефти нафтены, а предельных углеводородов более в американской. Этому утверждению не противоречат даже самые высококипящие твердые углеводороды (парафин, церезин), получаемые из нефти и продуктов с нею сходственных (горный воск и др.).

Способы переработки Добыча нефти Перегонка нефти Крекинг нефтепродуктов Риформинг

Добыча нефти Почти вся добываемая в мире нефть, извлекается посредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления. Для подъема нефти и сопутствующих ей газа и воды на поверхность скважина имеет герметичную систему подъемных труб, механизмов и арматуры, рассчитанную на работу с давлениями, соизмеримыми с пластовыми. Добыче нефти при помощи буровых скважин предшествовали примитивные способы: сбор ее на поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, посредством колодцев. Процесс добычи нефти, начиная от притока ее по пласту к забоям скважин и до внешней перекачки товарной нефти с промысла, можно разделить условно на 3 этапа. ü Движение нефти по пласту к скважинам благодаря искусственно создаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин. ü Движение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхности – эксплуатация нефтяных скважин. ü Сбор нефти и сопровождающих ее газа и воды на поверхности, их разделение, удаление минеральных солей из нефти, обработка пластовой воды, сбор попутного нефтяного газа.

Крекинг нефтепродуктов Крекингом называется процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле. Аппаратура крекинг – заводов в основном та же, что и для перегонки нефти. Это – печи, колонны. Но режим переработки другой. Сырье тоже другое. Процесс расщепления ведется при более высоких температурах (до 6000 С), часто при повышенном давлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие. При крекинге нефть подвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. В аппаратах крекинг – заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакции усиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы.

Риформинг Риформинг – (от англ. Reforming – переделывать, улучшать) промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов. При этом молекулы углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются. Сырьем служит бензинолигроиновая фракция нефти. Его проводят в промышленной установке, имеющей нагревательную печь и не менее 3-4 реакторов при t 350-5200 С, в присутствии различных катализаторов: платиновых и полиметаллических, содержащих платину, рений, иридий, германий и др. во избежание дезактивации катализатора продуктом уплотнения коксом, риформинг осуществляется под высоким давлением водорода, который циркулирует через нагревательную печь и реакторы. В результате риформинга бензиновых фракций нефти получают 80-85 % бензин с октановым числом 90-95, 1-2% водорода и остальное количество газообразных углеводородов. Из трубчатой печи под давлением нефть подается в реакционную камеру, где и находится катализатор, отсюда она идет в ректификационную колонну, где разделяется на продукты.

Http://nsportal. ru/shkola/khimiya/library/2013/10/22/neft-i-sposoby-ee-pererabotki

Темиргоевское сельское поселение Краснодарского края Курганинского района

Цели урока:1.Рассмотреть состав, свойства, способы переработки нефти как топлива и сырья для получения органических веществ.2.Знать сущность перегонки, термического и каталитического крекинга, риформинга. Иметь представление о схеме процесса перегонки нефти, составлять уравнения химических реакций, отражающих процессы крекинга и риформинга.3.Дать понятие об октановом числе и детонационной стойкости бензинов. Показать значение важнейших нефтепродуктов и способы охраны окружающей среды от загрязнений.4.Рассмотреть месторождения нефти. Напомнить о существовании профессий, связанных с добычей нефти.

Оборудование урока: нефть, лигроин, бензин, керосин, соляровое масло, мазут, парафин, вазелин.

Плакаты: 1.Атмосферно-вакуумная установка перегонки нефти.2.Нефтепродукты и их применение.3.Состав нефти.4.Переработка нефти.

Вступление: Об экономической мощи страны судят по количеству добываемой и особенно потребляемой нефти. И не потому, что нефть это топливо. Еще Д. И.Менделеев говорил, что… «Топить можно и ассигнациями». Ведь нефть – это ценное химическое сырье, из которого можно получить огромное количество разных органических веществ: пластмасс, волокон, каучуков, ядохимикатов и др. Поэтому важно знать, что такое нефть, из чего она состоит, каковы ее физические свойства, как перерабатывают нефть и какие продукты при этом образуются? Впрочем, все по порядку…

Изучая нахождение алканов, циклоалканов и ароматических углеводородов в природе, вы заметили, что они содержатся в нефти. Значит нефть – это смесь.

Нефть – это смесь углеводородов (алканов, циклоалканов и ароматических),

Посмотрите, как выглядит нефть. Понюхайте. Капните в стакан с водой.

2)Физические свойства нефти: маслянистая жидкость с характерным запахом от светло-бурого до черного цвета, легче воды и нерастворима в ней. Поэтому, образует на поверхности воды пленку, не пропускающую воздух (одна из экологических проблем).

Так как нефть это смесь, то ее состав нельзя выразить одной формулой. Состав ее непостоянен и зависит от месторождения и преобладания содержащихся в ней углеводородов.

Редко встречается в нефти непредельные углеводороды (Канадская нефть).В природе в основном содержатся нефти смешанного состава.

П очему нефть различных месторождений имеет разный количественный состав углеводородов? Это зависит от происхождения нефти. Существует три основные теории происхождения нефти:

1.Космическая теория, предложенная в конце 19 в. русским геологом Н. А.Соколовым. Он предположил, что когда Земля была в огненножидком состоянии, то углеводороды из газовой оболочки проникли в массу земного шара, а в последствии при остывании выделились на его поверхности. Однако эта теория не объясняет ни географического, ни геологического распределения нефтяных месторождений.

2.Теория неорганического происхождения (карбидная), предложенная в конце 19 в. Д. И.Менделеевым. Ученый предположил, что в земной коре раскаленные карбиды металлов взаимодействуя с водой и образуют углеводороды, которые проходят по трещинам из глубоких слоев в зону осадочной оболочки земного шара, где путем их конденсации и гидрогенизации образуются нефтяные месторождения. Эта теория не получила признания среди геологов и химиков.

3.Теория органического происхождения, предложенная в конце 20 в. И. М.Губкиным. Он предположил, что нефть произошла из животно-растительных останков в толще различных осадочных пород много млн. лет назад. Эта теория находит свое подтверждение в том, что в нефти обнаружены некоторые азотистые органические вещества, являющиеся, вероятно, продуктами распада природных веществ, присутствующих в тканях растений. Данной теории придерживаются в настоящее время большинство ученых.

5)Месторождения нефти: Западная Сибирь, Западный Казахстан, Урало-Поволжье, Татарстан, Чечня, Майкопско-Краснодарское.

Первичная перегонка (физические процессы)

Добываемую нефть называют сырой и не используют, т. к. она содержит воду, песок, механические примеси, соли и растворенные в ней газы. Поэтому нефть тщательно очищают, а только потом подвергают перегонки.

Когда кипит чайник, то из него со свистом вылетает пар, а на оконном стекле конденсируются капли дистиллированной, или перегнанной воды. На таком же принципе основана и перегонка нефти. Сначала нефть при нагревании в трубчатой печи испаряется, а затем ее пары поступают в ректификационную колонну, где конденсируются с разделением на части (фракции). (Плакат 1).

2.Перегонка — термическое разделение нефти на фракции, которые отличаются друг от друга температурой кипения и молекулярной массой.

Мазут, оставшийся в результате перегонки, представляет собой ценную смесь большого количества тяжелых углеводородов. Поэтому мазут подвергается дополнительной перегонки на вакуумной установке. Из него получают:

При перегонке получают всего лишь 20% бензина. Это количество не может удовлетворить потребностям автомобильной промышленности. Поэтому тяжелые углеводороды подвергают химической переработке.

3.Крекинг – расщепление тяжелых углеводородов нефти на более легкие (летучие) углеводороды.

С16 Н34 С 8Н 18 + С 8Н 16

Крекинг

Детонационная устойчивость – способность горючего выдерживать сильное сжатие в двигателе без преждевременного сгорания.

Неустойчивы к детонации алканы нормального строения. Устойчивы — непредельные, разветвленные предельные и ароматические углеводороды. Поэтому бензины подвергают облагораживанию – риформингу.

4.Риформинг – изменение структуры молекул или их объединение в более крупные.

Так низкокачественные бензиновые фракции превращаются в высококачественные. Также получают сырье для нефтехимической промышленности (90% всех органических соединений).

а) Изомеризация: СН3 –СН2 –СН2–СН 3 СН3 –СН –СН3

б) Циклизация и ароматизация:

СН3 –СН2 –СН2 –СН 2–СН 2–СН3 4Н2 +

СН3 СН3

СН2 –С –СН3 + СН3 –СН –СН3 СН3 –С –СН2 – СН –СН3

Антидетонационные свойства углеводородов и их смесей выражают октановым числом.

Наиболее устойчив к детонации изооктан, его октановое число приняли за 100.Наименее устойчив н-гептан, октановое число которого принято за 0. Смешивая изооктан и

Н-гептан, можно получать промежуточные октановые числа. Так, например, бензин 92 ведет себя так, как смесь 92% изооктана и 8% н-гептана. Чем больше октановое число, тем выше антидетонационные свойства бензина.

Повысить октановое число бензина, например, прямой перегонки, можно при помощи различных добавок, Так 0,05% тетраэтилсвинца Рв(С 2Н5)4

Совсем недавно применялось для повышения октанового числа, но это очень ядовитое соединение, поэтому «этилированный бензин» в настоящее время не используют. Вместо него добавляют марганецорганическое соединение

Древние промыслы нефти известны на берегах Ефрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань. За 4 тыс. лет до н. э. древним шумерам, населявшим территорию между Тигром и Ефратом, был известен нефтяной битум, который они использовали как вяжущее и уплотняющее средство. В древности нефть добывали довольно примитивным способом. Для этого рыли ямы или канавы, в которые из почвы просачивалась нефть. Собранную нефть обычно не обрабатывали, а использовали такой, какой получали. Только в 1745 г. в России был пущен нефтеочистительный завод (очищали от воды и почвы) на реке Ухте Федором Прядуновым. А спустя 78 лет (в 1823 г.) недалеко от Моздока был построен нефтеперерабатывающий завод братьями Дубиниными (Василием, Макаром и Герасимом), крестьянами графини Паниной из Владимирской губернии. На нем получали керосин (в то время называемым фотогеном).Дубинины на 7 лет опередили немецкого ученого Рейхенбаха и на целое десятилетие – американца Салимана. Бурение нефтяных скважин началось с 1859 г. Первая в мире нефтяная скважина была заложена в 1864 г. на Кубани. А русский инженер Владимир Георгиевич Шухов в 1891 г. первым открыл процесс крекинга.

Попадание нефти в воду грозит огромной экологической катастрофой. Нефть образует на поверхности тонкую пленку, не пропускающую воздух, и это приводит к гибели обитателей водоемов. Кроме этого ежегодно от загрязнений нефтью гибнет около миллиона птиц. Потому, что нефть снижает защитную функцию оперенья (перья намокают и птица тонет), а также очистка перьев требует от птицы больших затрат энергии (это приводит к переохлаждению).

Предпринимались попытки бороться с разлившейся нефтью путем разбрызгивания над морем с самолетов огромных количеств нефтесвязывающих химических веществ. В лучшем случае в итоге с поверхности моря исчезала большая часть «черной чумы». Но уже давно стало ясно, что эти химические средства уничтожения нефти вряд ли менее опасны для биоценозов моря, чем сама нефть.

Http://www. alllessons. ru/chemistry/konspekt-uroka-neft-i-produkty-eyo-pererabotki-10-klass. html

Однако на глубинах св. 4,5—5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций.

Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1—3 км.

Вблизи земной поверхности нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. — например, битуминозные пески и битумы. Состав нефти Органическая масса 98% Углерод 83% Водород 13% Кислород и азот 0.2 – 0.3% Сера 0.1 – 0.7% Никель, железо, серебро и др 0.01 – 0.03% Нахождение в природе Почти вся добываемая в мире нефть извлекается посредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления.

Для подъема нефти и сопутствующих ей газа и воды на поверхность, скважина имеет герметичную систему (подъемных труб, механизмов и арматуры), рассчитанную на работу с давлениями, соизмеримыми с пластовыми.

Нефть бывает от светло-бурого до чёрного цвета с характерным запахом.

Так как нефть – смесь различных углеводородов, то у неё нет определённой температуры кипения.

Добыча нефти Фракционная перегонка или ректификация Ректификация (от лат. «rectus» правильный и «facio» – делаю) — это физический способ разделения смесей компонентов, основанный на различии их температур кипения.

На крекинг – заводах углеводороды не перегоняются, а расщепляются.

Процесс ведётся при более высоких температурах, часто при повышенном давлении.

При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляются на более мелкие. При крекинге нефть подвергается химическим изменениям.

В аппаратах крекинг – заводов происходят сложные химические реакции.

Крупнейшие НПЗ России Омский НПЗ Ангарский НПЗ СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!

Http://freedocs. xyz/ppt-461182508

2) Газолиновая фракция (газолин) от С5Н12 до С11Н24 (t 40 200 C), получают петролейный эфир (темп. кип. 40-70 С)

4) Лигроиновая фракция УВ состава С8Н18 С14Н30 (темп. кип. 150-250 С)

5) Керосиновая фракция (керосин) УВ состава С12Н26 С18Н38 (180 300 С)

Г) гудрон – твердый остаток: – битум и асфальт (для дорожных покрытий) Что ценного в бензине? Чем определяется его качество.

От его качества зависит работа двигателя, его долговечность, скорость передвижения. Давайте посмотрим, как работает автомобильный двигатель. Смесь паров бензина с воздухом засасывается в цилиндр и сжимается поршнем. Сжатая смесь поджигается электрической искрой от запальной «свечи». Углеводороды, входящие в состав смеси, сгорают с образованием оксида углерода (IV) и воды, а также оксида углерода (II). Образующиеся газы двигают поршень, совершая работу. Чем сильнее сжимается смесь паров бензина и воздуха, тем больше мощность двигателя. Однако смеси некоторых углеводородов, входящих в состав бензина, сгорают со взрывом еще до достижения максимального сжатия. И происходит это не от электрической искры, а от высокой температуры в цилиндре. При этом взрывная волна стихийно распределяется в сжатом пространстве цилиндра. Она с огромной скоростью ударяет о поршень, о чем свидетельствует характерный стук в двигателе. Такое взрывное сгорание, называемое детонацией, приводит к преждевременному износу двигателя. Было установлено, что детонацию в основном вызывают углеводороды нормального (неразветвленного) строения. В то же время углеводороды с разветвленной углеродной цепью, а также непредельные и особенно ароматические углеводороды допускают значительное сжатие паров бензина с воздухом. Для характеристики качества бензина разработана октановая шкала. Каждый вид автомобильного топлива характеризуется октановым числом. За ноль принята способность к детонации у н-гептана, который детонирует очень легко. Октановое число относительно устойчивого к детонации 2,2,4 – триметилпентана, чаще называемого изооктаном, принято за 100. По этой шкале бензин с октановым числом 92 имеет такие же детонационные свойства, как смесь 92 % (по объёму) изооктана и 8 % гептана. Именно октановое число указывают в маркировке бензина. Чем выше октановое число, тем мощнее может быть двигатель. Октановое число бензиновой фракции, получаемой непосредственно перегонкой нефти, не превышает 65 – 70, такой бензин не подходит для современных двигателей. Бензин с более высоким октановым числом получается при крекинге. В зависимости от типа крекинга бензин имеет октановое число 70 -80. Качество бензина можно улучшить также риформингом. Риформинг – это процесс ароматизации бензинов, осуществляемый путём нагревания их в присутствии платинового катализатора. Более дешёвый и лёгкий путь увеличения октанового числа состоит в добавлении к бензину некоторых веществ, изменяющих характер горения топлива. Так, детонационную стойкость бензина увеличивают небольшие количества тетраэтилсвинца Pb(C2H5)4. Такой бензин называют этилированным. Однако при его использовании в окружающую среду из выхлопных газов попадают чрезвычайно вредные для неё и здоровья человека соединения свинца. Чтобы отличить этилированный бензин от обычного, его окрашивают в красновато-фиолетовый цвет. Во многих странах и большинстве городов России использование этилированного бензина запрещено. В настоящее время в мире широко распространены антидетонационные кислородсодержащие добавки к моторному топливу, такие, например, как метанол, этанол и другие. При сгорании топлива с этими добавками в выхлопных газах не появляется никаких дополнительных загрязнений. К сожалению, в России пока применение кислородсодержащих добавок распространено мало. 4. Подведение итогов урока Нефть – главный товар в мире, от цены которого в немалой степени зависит «самочувствие» глобальной экономики. Нефть и продукты ее переработки – то, без чего сегодня человечество не проживет и дня. Мы рождаемся и живём в мире продуктов и вещей, полученных из нефти. Но сожалением приходится констатировать, что более 90 % этого ценнейшего углеводородного сырья расходуется пока как топливо, только оставшиеся 10 % тратятся на химическую переработку. В заключение нашего урока я бы хотела, чтобы вы объяснили, почему Д. И. Менделеев говорил, что топить нефтью, это всё равно, что топить ассигнациями? (ученики высказывают свои предложения). Д. И. Менделеев заметил, что топить печь нефтью все равно, что топить ее ассигнациями. Менделееву приписывают не совсем то, что он имел в виду, – фраза, конечно, не имела отношения к важности развития нефтехимических производств. Эти слова сказаны в связи с сжиганием лёгкой бензиновой фракции. Но, к сожалению, по бережливости с углеводородным сырьём мы ушли не намного дальше. Достаточно вспомнить факелы попутных нефтяных газов в районах нефтедобычи и факелы над нефтеперерабатывающими заводами. Напрасно сжигая нефтепродукты, человечество приближает момент их исчерпания. По прогнозам, нефти в мире должно хватить на 40 лет. Кроме того, сжигание углеводородного сырья приводит к печальным экологическим последствиям: от смога на улицах городов до увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере Земли, которое, по мнению некоторых учёных, может привести к глобальному изменению климата на планете.”

Http://edudocs. info/urok-po-himii-dlya-10-klassa-neft-i-sposoby-ee-pererabotki. html

Природная смесь углеводородов, в основном алканов линейного и разветвленного строения, содержащих в молекуле от 5 и более атомов углерода, с другими органическими соединениями, прежде всего полиароматическими углеводородами:

Какие из перечисленных ниже организмов могут использовать нефть в качестве пищи:

Физический способ разделения смеси компонентов, основанный на различии их температур кипения:

Специальные установки для физического разделения компонентов нефти:

Топливо для электростанций, кораблей; сырье для производства масел:

Если вам понравилась методическая разработка, лучший способ сказать cпасибо

Для скачивания материалов с сайта необходимо авторизоваться на сайте (войти под своим логином и паролем).

После авторизации/регистрации на сайте Вы сможете скачивать необходимый в работе материал.

Если у вас еще нет учетной записи на нашем сайте, предлагаем зарегистрироваться. Это займет не более 5 минут.

Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 — 58841. Система сайта Prodlenka. org является авторской и защищена законом. Перепечатка материалов и использование их в любой форме, в том числе и в электронных СМИ, возможны только с письменного разрешения администрации сайта. При этом ссылка на сайт www. prodlenka. org обязательна. Если вы обнаружили, что на нашем сайте незаконно используются материалы, сообщите администратору — материалы будут удалены. Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов. Учредитель – Ковалев Денис Сергеевич. Главный редактор – Ковалев Д. С. Телефон 8(812)318-72-63 Электронный адрес info@prodlenka. org Политика конфиденциальности.

Http://www. prodlenka. org/metodicheskie-razrabotki/srednjaja-shkola/himija/40218-test-po-teme-neft-i-sposoby-ejo-pererabotki-1.html

Использование: Экзамен, 06.2001, шк. № 119, г. Новосибирск, оценка: отлично, проверила: Седова О. В.

1. Нахождение вприроде 12. Физическиесвойства 1-23. Классификациянефти 24. Составнефти 2-4

Что же такое нефть? Теплотехник ответит, что этопрекрасное, высококалорийное топливо. Но химик возразит: нет! Нефть – этосложная смесь жидких углеводородов, в которых растворены газообразные и другиевещества. И чтобы перечислить все продукты, получаемые из нефти, нужнопотратить несколько листов, так как их уже несколько тысяч.

Еще Д. И.Менделеев заметил, что топить печь нефтью все равно, что топить ее ассигнациями.

Историческая справка. Дмитрий Иванович Менделеев (1834-1907).Русский химик, открывший периодический закон химических элементов, разносторонний ученый, педагог и общественный деятель. Получил образование наотделении естественных наук физико-математического факультета ГлавногоПедагогического Института в Петербурге, курс которого окончил в 1855 г. сзолотой медалью. Защитил множество магистерских и докторских диссертаций, читаллекции в качестве доцента. Среди его трудов – фундаментальный работы по химии, химическим технологиям, физике, метрологии, воздухоплаванию, сельскому хозяйству, экономики, народному просвещению. Написал труд «Основы химии». В 1869 г открылпериодический закон химических элементов.

Нефть (от перс. neft) — горючаямаслянистая жидкость со специфическим запахом, распространенная в осадочнойоболочке Земли и являющаяся важнейшим полезным ископаемым.

Залежи нефти находятся в недрах Земли на разнойглубине, где нефть заполняет свободное пространство между некоторыми породами. Если она находится под давлением газов, то поднимается по скважине наповерхность Земли. По запасам нефти наша страна занимает одно из ведущих мест вмире.

Нефть – маслянистая жидкость от светло-бурого дочерного цвета с характерным запахом. Она немного легче воды и практически в нейне растворяется. Так как нефть – смесь различных углеводородов, то у нее нетопределенной температуры кипения.

Нефть сильно варьирует по цвету (отсветло-коричневой, почти бесцветной, до темно-бурой, почти черной) и поплотности (от легкой 0,65-0,70 г/см3, до тяжелой 0,98-1,05 г/см3).

Начало кипения нефти обычно выше 280С. температура застывания колеблется от +300до –600С изависит в основном от содержания парафина (чем его больше, тем температуразастывания выше). Теплоемкость нефти 1,7-2,1 кДж/кг; теплота сгорания 43,7-46,2мДж/кг; диэлектрическая проницаемость2-2,5; электрическая проводимость 2.10-10-0,3.10-18 ом-1.См-1.

Вязкость изменяется вшироких пределах и зависит от химического и фракционного состава нефти исмолистости (содержания в ней асфальтосмолистых веществ). Температура вспышкинефти колеблется от –35 до 1200С в зависимости от фракционногосостава и давления насыщенных паров. Нефть растворима в органическихрастворителях, в воде при обычных условиях практически нерастворима, но можетобразовывать с ней стойкие эмульсии.

Сочетаниеобозначений класса, типа, группы, подгруппы и вида составляет шифртехнологической классификации нефти.

В зависимости отместорождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Так, например, бакинская нефть богата циклопарафинами и сравнительно беднапредельными углеводородами. Значительно больше предельных углеводородов вгрозненской и ферганской нефти. Пермская нефть содержит ароматическиеуглеводороды.

Представляя собой жидкость, более легкую, чем вода, нефть разных мест, иногда даже и соседних, различна по многим свойствам: цвету, плотности, летучести, температуры кипения… Однако любая нефть это жидкостьпочти нерастворимая в воде и по элементарному составу содержащаяпреимущественно углеводороды с подмесью небольшого количества кислородных, сернистых, азотистых и минеральных соединений, что видно не только поэлементарному составу, но и по всем свойствам углеводородов. В бакинской(апшеронской) нефти МарковниковИ Оглоблин нашли от 86,6 до87,0% углерода и от 13,1 до 13,4% водорода…

Историческая справка. Оглоблин Николай Николаевич (1852-?). Русскийисторик – археограф. Служил архивариусом при Московском архиве МинистерстваЮстиции. Автор исследований «Обозрение историко-географических материалов 17 и18 века». Его обозрения архивных материалов по истории Сибири печатались вжурналах «Русская старина», «Исторический вестник», «Книговедение».

Историческая справка. Марковников Владимир Васильевич (1837-1904). Русскийхимик, ученик Бутлерова. Основные научные труды посвятил развитию теориихимического строения, исследованию нефти и нефтенов. Защитил магистерскуюдиссертацию «Об изомерии органических соединений», на основе воззренийБутлерова вывел правило Марковникова. В 1870-х получил все предсказанныетеорией строения изомерные двухосновные кислоты общей формулы C3H6(CO2H)2. впервые получил соединения с семи ивосьмичленными циклами, изучал механизм реакции этерификации, окислениезамещенных циклических кетонов и др. Исследовал соляные озера России.

…В пенсильванской нефти С. К. Девилль нашел 83-84% углерода, 13,7-14,7% водорода, врангунской (в Бирме) 83,8% углерода и 12,7% водорода, в огайской Мабери нашелтолько 83,6-85,8% углерода и 13,05-14,6% водорода. Недостающее до 100 отвечаетсодержанию кислорода, серы, азота, воды и минеральных подмесей. Количество серыв некоторых сортах нефти едва составляет несколько сотых % (например, вобыкновенной зеленой бакинской нефти всего 0.06%). Азота всегда мало, обыкновенно меньше 0,2%. Минеральных подмесей (золы) еще меньше и пока неизвестен ни один случай. Когда количество их доходило бы до 0,1%. Поэтому, завычетом суммы всех других составных начал, в сырой нефти надо принимать от 1 до4% кислорода. Это следует из того, что в нефти содержатся органические (жирныеи близкие к ним) кислоты, так как они содержат кислород. Различия вэлементарном составе, как видно, не велики, несмотря на значительную разностьсвойств. Однако все-таки разность состава сказывается в том, что на 12 грамм(атомное количество) углерода в американской нефти около 1,95 грамм водорода, ав бакинской только 1,82. Это доказывает, что во всей массе нефти содержитсявсегда меньше водорода, чем в углеводородах состава СnH2n (потому что для них на 12 частей углерода приходятся 2 частиводорода), и что от этого состава бакинская нефть дальше, чем американская, чтоподтверждается и знакомством с углеводородами, извлекаемыми из нефти.

Историческая справка. Сент – Клер Девилль Шарль (1814-1876). Французскийхимик, член Парижской АН (с 1861 г.). в 1849 получил азотный ангидрид(действием хлора на сухой нитрат серебра). В 1854 создал первый промышленныйспособ получения алюминия. Разработал методы очистки сырой платины и выделенияее остатков.

Составными началами нефти, помимо небольшой подмесикислородных, сернистых и других соединений, являются углеводороды, смеськоторых входит в состав различных очищенных продуктов, получаемых из нефти инаходящих разнообразное применение. Основным способом для отделения друг отдруга, как этих промышленных продуктов (всевозможных смесей), так исамостоятельных в химическом смысле углеводородов, содержащихся в нефти и еепродуктах, является перегонка, основанная на разной упругости пара разныхжидкостей при одной и той же температуре.

Нефть содержит смесь углеводородов разных рядов, преимущественно средних между жирными и ароматическими. Первые точныеисследования были сделаны в этом отношении около 1860 года Пелузом и Кагуром во Франции, ШорлеммеромВ Англии и Уарреном в Америкепреимущественно над легкими углеводородами (бензином) пенсильванской нефти…

Историческая справка. Карл Шорлеммер (1834-1892). Немецкий химик-органик, глава Лондонского королевского общества. Работал в Оуэнском колледже вМанчестере. Основные работы посвящены исследованиям предельных углеводородов. Доказал равнозначность четырех валентных углеводородов (1868). Предложилсистематику органических соединений и создал на ее основе учебник. Имеет такжетруды по истории органической химии. Был прогрессивным общественным деятелем.

…Они показали, что в ней содержатся предельные(жирные) углеводороды СnH2n+2,начиная от газообразных (CH4всегда сопровождает нефть), растворенных в нефти и затем все с высшими n, например, в лигроине и бензин от C5H12 до C8H18, в керосине сверх того и высшие от С9Н20. Сверх тогоуже первые исследователи указали в нефти содержание углеводородов с меньшимколичеством водорода из рядов CnH2n, СnH2n-2 ит. д. Но при исследовании русской нефти профессором Марковниковым были обнаружены преобладающими углеводороды из ряданафтенов СnH2n. В начале 1880-ых годов Менделеев, извлек из разных образцов бензина бакинской нефтипентан С5Н12 и тем самым доказал, что и в нашей бакинскойнефти содержатся предельные углеводороды. В природной нефти содержатся иуглеводороды рядов СnH2n-2 и СnH2n-4, атакже и ароматические углеводороды, хотя и в очень малом количестве.

Таким образом, главную массу всех видов нефтиобразует смесь предельных СnH2n+2 углеводородов с нафтенами СnH2n с подмесью СnH2n-2 доСnH2n-6,преобладают же особенно в русской нефти нафтены, а предельных углеводородовболее в американской. Этому утверждению не противоречат даже самыевысококипящие твердые углеводороды (парафин, церезин), получаемые из нефти ипродуктов с нею сходственных (горный воск и др.). При этом и все явления, сопровождающие перегонку нефти, полностью объясняются.

Истоки современных представлений о происхождениинефти возникли в XVIII – начале XIX века. М. В. Ломоносов заложил гипотезы органическогопроисхождения нефти, объясняя ее образование воздействием «подземного огня» на«окаменелые уголья», в результате чего, по его мнению, образовывались асфальты, нефти и «каменные масла». Идея о минеральном происхождении нефти впервые былавысказана

Историческая справка. Михаил Васильевич Ломоносов (1711-1765). Первыйрусский ученый – естествоиспытатель мирового значения, человекэнциклопедических знаний, разносторонних интересов и способностей, один изосновоположников физической химии, поэт, заложивший основы современноголитературного языка, художник, историк, поборник отечественного просвещения иразвития самостоятельной русской науки.

Развитие химии, эксперименты по неорганическомусинтезу углеводородов, проведенные М. Бертло (1866 год), Г. Биассоном (1871), послужили отправной точкой для развитиягипотезы минерального происхождения.

Историческая справка. Пьер Эжен Марселен Бертло (1827-1907). Французскийхимик и общественный деятель. Синтезировал огромное число органическихсоединений, относящихся к различным классам. Взаимодействием глицерина и жирныхкислот получил (1853-1854) аналог природных жиров, доказал возможности ихсинтеза. Его работы: синтезы метана, этилена, бензола. Исследовал скоростиобразование сложных эфиров из спиртов и кислот.

Д. И. Менделеев, придерживавшийся до 1867года представлений об органическом происхождении нефти, в 1877 годусформулировал известную гипотезу ее минерального происхождения, согласнокоторой нефть образуется на больших глубинах при высокой температуре вследствиевзаимодействия воды с карбидами металлов. За прошедшее столетие накопилосьогромное количество химических, геохимических и геологических данных, проливающих свет на проблему происхождения нефти. В настоящее времяпреобладающая часть ученых — химиков, геохимиков и геологов — считает наиболееобоснованными представления об органическом генезисе нефти, хотя имеютсяученные, которые до сих пор отдают предпочтение минеральной гипотезе ееобразования.

Все гипотезы минерального происхождения нефти объединяет идея синтезауглеводородов, кислородо-, серо – и азотосодержащих компонентов нефти изпростых исходных веществ — C, H2, CO, CO2, CH4, H2O и радикалов при высоких температурах ивзаимодействии продуктов синтеза с минеральной частью глубинных пород.

Д. И. Менделеев считал, что основой процессаобразования углеводородов является взаимодействие карбидов глубинных металлов сводой, которая проникает по трещинам с поверхности на большую глубину. Схемапроцесса представлялась следующим образом:

Д. И. Менделеева, поднимались затем в верхнюю холодную часть земнойкоры, где они конденсировались и накапливались в пористых осадочных породах. Карбиды металлов в то время в глубинных породах еще не были известны. Внастоящее время предположение Д. И. Менделеева подтвердилось, в глубинных породах найдены карбидыряда элементов (Fe3C, TiC, Cr2C3, WC, SiC). Но крупных скоплений они не образуют; этомельчайшие (доли миллиметра) редко встречающиеся и рассеянные в породахминеральные выделения. Поэтому процесс образования углеводородов в огромныхколичествах, которые известны в природе, с этих позиций объяснить оченьтрудно. Не вызывает сомнений сейчас также, что вода с поверхности по трещинамна большие глубины поступать не может. Но это и не существенно, флюидная фазаглубинных пород в определенных условиях содержит воду, поэтому в принципе еевзаимодействие с карбидами возможно. Вполне вероятно и образование простейшихуглеродах, однако вряд ли это возможно в больших количествах.

В 1892 году М. А. Соколовым была выдвинута гипотеза космического происхождениянефти. Суть ее сводится к тому же минеральному синтезу углеводородов из простыхвеществ, но на первоначальной, космической стадии формирования Земли. Предполагалось, что образовавшиеся углеводороды находились в газовой оболочке, а по мере остывания поглощались породами формировавшейся земной коры. Высвобождаясь затем из остывавших магматических пород, углеводороды поднималисьв верхнюю часть земной коры, где образовывали скопления. В основе этой гипотезыбыли данные о наличии углерода и водорода в хвостах комет и углеводородов вметеоритах.

В первой половине XX векаинтерес к гипотезе минерального происхождения нефти в основном был потерян. Поиски нефти велись во всем мире, исходя из представлений о ее органическомпроисхождении.

С 1950 года снова начал возрастать интерес к минеральной гипотезе, причиной чего была, по-видимому, недостаточная ясность в ряде вопросоворганической концепции, что и вызвало ее критику. Наибольшую известностьполучили представления Н. А. Кудрявцева. Они заметно изменялись во времени, но сущность их заключаются в том, что нефть и газ образуются в глубинных зонах Земли из смеси H2COCO2 и CH4 в результате реакцийпрямого синтеза углеводорода из CO и Н2:

А также полимеризация радикалов =CH, ‑CH2, CH3. Предполагалось, чтообразование углеводородов происходит из реакционной смеси в раздробленныхглубинными разломами участках литосферы. Прорыв находящихся под высокимдавлением углеводородов вверх, в осадочную толщу, приводит к образованиюзалежей нефти и газа.

В поисках доказательств абиогенного синтеза нефтинекоторые исследователи обращались к промышленным процессам получениясинтетических топлив (типа синтеза Фишера — Тропша). Однако по мере углублениязнаний о строении нефти отчетливо выявились глубокие различия в составеприродных и синтетических углеводородных смесей. Последние практически несодержат широко представленных в нефти сложно построенных углеводородныхмолекул, насыщенных структурных аналогов компонентов живого вещества — жирныхкислот, терпинов, стиролов и т. д.

Ряд аргументов сторонников минеральногопроисхождения нефти основан на термодинамических расчетах. Е. Б. Чикалюк попытался определить температурунефтеобразования по соотношению между некоторыми изомерными углеводородами, допуская, что высокотемпературный синтез приводит к образованиютермодинамически равновесных смесей. Рассчитанная таким образом температуранефтеобразования составила 450-900ºC, что соответствует температуреглубинной зоне 100-160 км в пределах верхней мантии Земли.

Однако для той же нефти расчет по другим изомернымпарам дает другие значения температуры, совершенно нереальные в условиях земнойкоры и мантии. В настоящее время доказано, что изомерные углеводороды нефтиявляются неравновесными системами. С другой стороны, расчеты термодинамическихсвойств углеводородов в области очень высоких давлений весьма условны из-занеобходимости прибегать к сверхдальним экстраполяциям.

В принципе в глубинных условиях Земли при наличии Си Н2 синтез СН4, его гомологов, а, может быть, инекоторых более высокомолекулярных соединений вполне возможно и происходит. Нопока нет достаточных ни теоретических, ни экспериментальных данных, которыемогли бы однозначно доказать возможности минерального синтеза такой сложной изакономерной по составу системы углеводородов, азото-, серо – икислородосодержащих соединений какой является природная нефть, которая обладаетоптической активностью и весьма сходна по многим признакам на молекулярном иизотопном уровнях с живым веществом организмов и биоорганическим веществомосадочных пород.

Геологические доказательства минеральной гипотезы —наличие следов метана и некоторых нефтяных углеводородов в глубинныхкристаллических породах, в газах и магмах, извергающихся из вулканов, проявления нефти и газа по некоторым глубинным разломам и т. п. — являютсякосвенными и всегда допускают двойную трактовку.

Внедряющиеся в земную кору глубинные породырасплавляют и ассимилируют осадочные породы с имеющимся в них биогенныморганическим веществом, жерла вулканов также проходят через осадочные толщи, причеминогда регионально нефте-газоносные, поэтому находимые в них СН4 инекоторые другие нефтяные углеводороды могли образоваться не только врезультате минерального синтеза, но и при термической деструкции захваченногобиогенного органического вещества осадочных пород или при поступлении нефти восадочные породы уже после остывания магматических пород. Но главноедоказательство состоит в большом сходстве химических и геохимическихпоказателей многих углеводородных и неуглеводородных соединений нефти с аналогичнымикомпонентами живого вещества организмов и биогенного органического веществасовременных осадков и древних осадочных пород.

Гениальная догадка М. В. Ломоносова об образовании нефти в результате воздействияповышенной температуры на биогенное органическое вещество осадочных породначала получать подтверждение в конце XIX— начале XXвеков при проведении экспериментальных химических и геологических исследований.

Энглер (1888 г.) при перегонке сельдевого жира получилкоричневого цвета масла, горючие газы и воду. В легкой фракции маселсодержались углеводороды от С5 до С9, во фракции больше300ºС парафины, нафтены, олефины и ароматические углеводороды. Возниклагипотеза образования нефти из жиров животного происхождения.

Историческая справка. Энглер Карл Освальд (1842-1925). Немецкийхимик-органик. Окончил Фрейбургский университет. Профессор университета в Галле(с 1872 г.) и высшей технической школы в Карлсруэ (1876-1919). Основные трудыпо химии и технологии нефти, предложил ряд приборов для ее исследований. Член-корр. Петербургской АН (с 1913).

В 1919 году Н. Д. Зелинский подвергнул перегонке озерный сапропелевый ил, почтинацело состоявший из растительного материала — остатков планктонных водорослейс высоким содержанием липидов…

Историческая справка. Зелинский Николай Дмитриевич (1861-1953). Русскийхимик – органик, академик АН СССР (с 1929 г.). Герой Социалистического труда (с1945 г). Один из основоположников учения об органическом катализе. Был в Санкт– Петербурге директором Центральной Лаборатории Министерства финансов (такжезаведующим кафедрой в Политехническом Институте). Научная деятельность оченьразносторонняя: работы по химии тиофена, стереохимии органических двуосновныхкислот, электропроводности в неводных растворах, химии углеводородов иорганическому катализу. в 1895-1907 впервые синтезировал ряд циклопентановых ициклогексановых углеводородов, послуживших эталонами для изучения химическихсвойств нефтяных фракций. В 1915 успешно использовал окисные катализаторы прикрекинге нефти.

…При этом были получены кокс, смолы, газ ипирогенетическая вода. Газ состоял из СН4, СО2, Н2 иН2S. Смола содержала бензин, керосин и тяжелыесмолистые вещества. В бензине были обнаружены алканы, нафтены и арены; вкеросине преобладали циклические полиметиленовые углеводороды. Полученнаясмесь углеводородов во многом была сходна с природной нефтью, тяжелые фракцииобладали оптической активностью.

Оптическая активность — одно из фундаментальных свойств, общих дляживого вещества, продуктов его преобразования и природных нефти. Приминеральном синтезе углеводородов возникают рацемические смеси, не обладающиеоптической активностью, поскольку они не содержат равное количество лево – иправовращающихся молекул, что выгодно с позиций термодинамики (такая смесь характеризуетсямаксимумом энтропии).

Для живой природы, напротив, характерна зеркальнаяасимметрия: все биогенные аминокислоты — левые, сахара — правые зеркальныеизомеры. Оптическая асимметрия органических молекул — достаточное основание дляутверждения о наличии живого вещества или продуктов его посмертногопреобразования. С этих позиций оптически активная нефть может быть толькопродуктом биосферы, а не минерального синтеза. Оптическая активность нефтисвязана главным образом с углеводородами типа тритерпанов и стеранов.

Получение оптически активных нефтеподобных продуктовпри перегонке органического вещества планктонных водорослей послужило основойдля гипотезы происхождения нефти из растительного материала. Этомуспособствовали и геологические исследования. При поисках и разведке нефтяныхместорождений геологи уже в XIX веке стали отмечать частую приуроченность нефтяныхзалежей к древним морским отложениям, обогащенным сапропелевым органическимвеществом, которые были названы нефте-материнскими.

Начиная с работ А. Д. Архангельского (1927 г.) и П. Д. Траска (1926 — 1932 гг.) развернулись исследованияорганического вещества современных осадков и древних осадочных пород. Значительное влияние на направление исследований оказал И. М. Губкин…

Историческая справка. Губкин Иван Михайлович (1871-1939). Советскийгеолог, создатель современной геологической Академии АН СССР. В 1917-18командирован в США для изучения нефтяной промышленности. Председатель ОсобойКомиссии по Курской Магнитной Аномалии. С 1930 в Московской горной Академиизаведующий кафедрой геологии и нефтяных месторождений. Основные труды погеологии нефти. В труде «Учение о нефти» 1932 г. изложил свои представления опроисхождении нефти, условиях формировании нефтяных месторождений. Разработалвопросы первичности и вторичности нефтяных залежей, миграции нефти и газа, классификация нефтяных залежей и закономерность их распределения. Работы озадании нефтяной базы между Волгой и Уралом изложены в «Урало-Волжскаянефтеносная область».

…Он подчеркивал, что широкое региональноераспространение месторождений нефти в осадочных толщах заставляет отброситьлюбые возможные экзотические источники для образования нефти и считать, чтоисточником нефти может быть только широко распространенное в осадочных породахрассеянное органическое вещество смешанного растительно-животногопроисхождения.

Детальные исследования выявили все большие черты сходства междууглеводородами рассеянного органического вещества осадочных пород, названных Н. Б. Вассоевичем микронефтью, и нефти из ееместорождений…

Историческая справка. Вассоевич Николай Брониславович (1902-?). русский геолог, член-корр. АН СССР. В 1924-40 изучал геологическое строение инефтегазоносность Сев. Кавказа, Грузии, Азербайджана и севера Сибири. В 1940-63работал во Всесоюзном нефтяном научно – исследовательском институте, гдезанимался основными проблемами литологии и нефтяной геологии. Был заведующимкафедрой геологии и геохимии горючих ископаемых геологического факультета МГУ. Его основные труды были по методике изучения флишевых отложений, а также потеории осадочно-миграционного (органического) происхождения нефти.

…Особое значение имело открытие в нефти, унаследованных от животного вещества биомолекул («химических ископаемых», поаналогии с палеонтологическими).

Важными «биогенными метками» являются свойственныеживому веществу многие изопреноидные углеводороды, возникновение которыхсвязывают с фитолом — периферическим структурным элементом молекулы хлорофилла. Благодаря большому сходству в молекулярной структуре между стероидами истеранами, тритерпеноидами и тритерпанами живого вещества и нефти, ихприсутствие является надежным показателем органического генезиса нефти.

По стереохимическим особенностям нефтяные стераны итритерпаны все-таки несколько отличаются от исходных биологических соединений, что связано с изменениями при термическом превращении пространственногостроения одного или нескольких хиральных центров биомолекул. Пентоциклическиетритерпены встречаются в основном в наземных растениях. В органическом веществеморских осадочных пород и в нефти распространены тетрациклические углеводороды – стераны, свойственные сине-зеленым планктонным водорослям, которые явилисьодним их основных биопродуцентов при накоплении сапропелевого органическоговещества в морских осадков в течение всего геологического времени.

К унаследованным биогенным структурам относятся и нормальныеалканы. Содержание их в нефти достигает 10-15, а иногда и 30%. свидетельствомобразования н-алканов из биогенных жирных кислот являются случаи преобладания вмалопреобразованных нефти н-алканов с нечетным числом атомов углеводородов над«четными». Для живого вещества и образованного из него органического веществаосадков всегда характерно преобладание жирных кислот с четным числом атомов углерода.

Постепенное сглаживание этих первичных генетических признаков допримерно одинаковой концентрации «четных» и «нечетных» н-алканов и ворганическом веществе нефти материнских пород и нефтезалежей происходит по меренарастания глубины и температуры в недрах вследствие вторичных реакций.

Таким образом, по многим признакам на молекулярномуровне и наличию «биомаркеров» прослеживается связь между живым веществоморганизмов, органическим веществом осадочных нефте-материнских пород и нефти взалежах. Суммарное количество унаследованных от живого вещества биогенныхмолекулярных структур иногда достигает в нефти 30% от их массы.

Детальное изучение состава и распределения«биомаркеров» в органическом веществе осадочных пород и в нефти позволяет нетолько утверждать органическое происхождение нефти, но даже определять дляконкретных залежей, из каких именно отложений в них поступали нефтяныеуглеводороды при формировании месторождений.

Известно, что нефть распределена в осадочных толщахнеравномерно, и это также понятно с позиций органической концепции ееобразования. Исходная для нефти органическое вещество накапливалось в осадках втечение геологического времени неравномерно. Максимумам его накопления вдевонских, юрско-меловых и третичных отложениях соответствуют максимальныемассы образовавшихся рассеянных нефтяных углеводородов в нефте-материнскихотложениях этого возраста и максимумы запасов нефти в открытых месторождениях.

Таким образом, все химические, геохимические игеологические данные с несомненностью свидетельствуют об органическомпроисхождении нефти.

Известно, что при нагревании сапропелевых сланцев до150-170º С начинается слабое термическое разложение термического вещества, приводящее к повышению выхода экстрактивных веществ; при 200º С их образуетсязаметно больше, а при 370-400º С после нагревания в течение 1 часа уже до60-80% органического вещества сланцы переходят в растворимое состояние. Образуется много асфальтово-смолистых веществ, содержащих все основные классынефтяных углеводородов, а также газы (СO2, CH4, H2S) и пирогенетическая вода.

В принципе тот же самый процесс термического (илитермокаталитического) разложения происходит и в природных условиях припогружении содержащих сапропелевое органическое вещество отложений поднакапливающиеся над ними более молодыми осадками. Только в природных условияхон протекает крайне медленно, со скоростью погружения осадков обычно от 50-100до 300 м/млн. лет. Опускание на глубину 2-3 км, характеризующуюся большей частизалежей образовавшийся нефти и температурой до 150-160ºС осуществляется завремя от 10 до 60 млн. лет. Такой очень медленный природный «технологический»процесс термического превращения органического вещества с подъемом температурына один градус Цельсия за 60-400 тыс. лет трудно себе представить, однакопроведенные исследования подтверждают, что в природных условиях ондействительно реализуется очень широко во многих впадинах, заполненных мощнымитолщами накопленных осадков. Детальные геолого-геохимические исследованияпозволили ученым проследить последовательные стадии этого процесса.

Балансовые расчеты термического превращениясапропелевого органического вещества и процессов эмиграции нефтяныхуглеводородов по полученным экспериментальным данным позволили создатьтеоретическую количественную модель образования нефти. Главная фазанефтеобразования характеризуется максимальной скоростью генерации нефтяныхуглеводородов, обычно в глубинном диапазоне 2-3 км при температуре от 80-90 до150-160ºС. При низком геотермическом градиенте, медленном нарастаниитемпературы с глубиной главной фазы нефтеобразования реализуется в болееглубокой зоне, примерно до 6-8 км. Общее количество образующихся битуминозныхвеществ и нефтяных углеводородов превышает 30%, а количество эмигрировавшей впористые пласты коллекторы нефти достигает 20% от исходной массы сапропелевогоорганического вещества.

Всплывание нефти, вынесенной из глинистых нефте-материнских пород вводонасыщенные пористые пласты, приводит постепенно к образованию ее скоплений(залежей) в наиболее приподнятых участках пластов (на антиклинальныхструктурах). Процесс нефтеобразования и формирования ее залежей на этомзаканчивается.

Цель нефтеразведки – выявление, геолого-экономическая оценка и подготовка к разработке залежей нефти. Нефтеразведкапроизводится с помощью геологических, геофизических, геохимических и буровыхработ в рациональном сочетании и последовательности.

На первой стадии поискового этапа в бассейнах с неустановленной нефтегазоносностью либо для изучения слабо исследованныхтектонических зон или нижних структурных этажей в бассейнах с установленнойнефтегазоносностью проводятся региональные работы. Для этого осуществляютсяаэромагнитная, геологическая и гравиметрическая съемки, геохимическиеисследования вод и пород, профильное пересечение территории электро – исейсморазведкой, бурение опорных и параметрических скважин. В результатеустанавливаются районы для дальнейших поисковых работ.

На второй стадии производится более детальноеизучение нефтегазоносных зон путем детальной гравиразведки, структурно-геологической съемки, электро – и сейсморазведки, структурногобурения.

Производится сравнение снимков масштабов 1:100.000 – 1:25.000.уточняется оценка прогнозов нефтегазоносности, а для структур с доказаннойнефтегазоносностью, подсчитываются перспективные запасы.

На третьей стадии производится бурение поисковыхскважин с целью открытий месторождений. Первые поисковые скважины бурятся намаксимальную глубину. Обычно первым разведуется верхний этаж, а затем болееглубокие. В результате дается предварительная оценка запасов.

Разведывательный этап – завершающий вгеологоразведочном процессе. Основная цель – подготовка к разработке. Впроцессе разведки должны быть оконтурены залежи, определены литологическийсостав, мощность, нефтегазонасыщенность. По завершению разведочных работподсчитываются запасы и даются рекомендации о вводе месторождения в разработку. Эффективность поиска зависит от коэффициента открытий месторождений –отношением числа продуктивных площадей к общему числу разбуренных поисковымбурением площадей.

Почти вся добываемая в мире нефть, извлекаетсяпосредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления. Для подъема нефти и сопутствующих ей газа и воды на поверхность скважина имеетгерметичную систему подъемных труб, механизмов и арматуры, рассчитанную наработу с давлениями, соизмеримыми с пластовыми. Добыче нефти при помощи буровыхскважин предшествовали примитивные способы: сбор ее на поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, посредством колодцев.

Сбор нефти споверхности водоемов – это, очевидно, первый по времени появления способдобычи, который до нашей эры применялся в Мидии, Вавилонии и Сирии. Сбор нефтив России, с поверхности реки Ухты начат Ф. С. Прядуновым в 1745 г. В 1858 на полуострове Челекен нефть собирали в канавах, по которым вода стекалаиз озера. В канаве делали запруду из досок с проходом воды в нижней части:нефть накапливалась на поверхности.

Разработкапесчаника или известняка, пропитанного нефтью, и извлечение из него нефти, впервые описаны итальянским ученым

Ф. Ариосто в15 веке. Недалеко от Модены в Италии такие нефтесодержащие грунты измельчалисьи подогревались в котлах. Затем нефть выжимали в мешках при помощи пресса. В1833 –1845 г. г. нефть добывали из песка на берегу Азовского моря. Песокпомещали в ямы с покатым дном и поливали водой. Вымытую из песка нефть собиралис поверхности воды пучками травы.

Добыча нефти изколодцев производилась в Киссии, древней области между Ассирией и Мидией в5 веке до нашей эры при помощи коромысла, к которому привязывалось кожаноеведро. Подробное описание колодезной добычи нефти в Баку дал немецкийнатуралист Э. Кемпфер. Глубина колодцев достигала 27 м, их стенкиобкладывались камнем или укреплялись деревом.

Добыча нефтипосредством скважин начала широко применяться с 60-х г. 19 века. Вначаленаряду с открытыми фонтанами и сбором нефти в вырытые рядом со скважинамиземляные амбары добыча нефти осуществлялась также с помощью цилиндрическихведер с клапаном в днище. Из механизированных способов эксплуатации впервые в1865 в США была внедрена Глубоконасосная эксплуатация, которую в 1874 гприменили на нефтепромыслах в Грузии, в 1876 в Баку. В 1886 г В. Г. ШуховПредложил Компрессорную добычу нефти, которая была испытана в Баку в1897г. Более совершенный способ подъема нефти из скважины – Газлифт –предложил в 1914 г М. М. Тихвинский.

Процесс добычинефти, начиная от притока ее по пласту к забоям скважин и до внешней перекачкитоварной нефти с промысла, можно разделить условно на 3 этапа.

ÜДвижение нефти по пласту к скважинам благодаря искусственносоздаваемой разности давлений в пласте и на забоях скважин.

ÜДвижение нефти от забоев скважин до их устьев на поверхности –эксплуатация нефтяных скважин.

ÜСбор нефти и сопровождающих ее газа и воды на поверхности, ихразделение, удаление минеральных солей из нефти, обработка пластовой воды, сборпопутного нефтяного газа.

Под разработкой нефтяногоместорождения понимается осуществление процесса перемещения жидкостей и газа впластах к эксплуатационным скважинам. Управление процессом движения жидкостей игаза достигается размещением на месторождении нефтяных, нагнетательных иконтрольных скважин, количеством и порядком ввода их в эксплуатацию, режимомработы скважин и балансом пластовой энергии. Принятая для конкретной залежисистема разработки предопределяет технико-экономические показатели. Передзабуриванием залежи проводят проектирование системы разработки. На основанииданных разведки и пробной эксплуатации устанавливают условия, при которых будетпротекать эксплуатация: ее геологическое строение, коллекторские свойства пород(пористость, проницаемость, степень неоднородности), физические свойстважидкостей в пласте (вязкость, плотность), насыщенность пород нефти водой игазом, пластовые давления. Базируясь на этих данных, производят экономическуюоценку системы, и выбирают оптимальную.

При глубокомзалегании пластов для повышения нефтеотдачи в ряде случаев успешно применяетсянагнетание в пласт газа с высоким давлением.

Извлечение нефти изскважин производится либо за счет естественного фонтанирования под действиемпластовой энергии, либо путем использования одного из несколькихмеханизированных способов подъема жидкости. Обычно в начальной стадииразработки действует фонтанная добыча, а по мере ослабления фонтанированияскважину переводят на механизированный способ: газлифтный или эрлифтный, глубинонасосный (с помощью штанговых, гидропоршневых и винтовых насосов).

Газлифтный способвносит существенные дополнения в обычную технологическую схему промысла, таккак при нем необходима газлифтная компрессорная станция с газораспределителем игазосборными трубопроводами.

Нефтяным промысломназывается технологический комплекс, состоящий из скважин, трубопроводов, иустановок различного назначения, с помощью которых на месторожденииосуществляют извлечение нефти из недр Земли.

На месторождениях, разрабатываемых с помощью искусственного заводнения, сооружают системуводоснабжения с насосными станциями. Воду берут из естественных водоемов спомощью водозаборных сооружений.

В процессе добычинефти важное место занимает внутрипромысловый транспорт продукции скважин, осуществляемый по трубопроводам. Применяются 2 системы внутрипромысловоготранспорта: напорные и самотечные. При напорных системах достаточнособственного давления на устье скважин. При самотечных движение происходит засчет превышения отметки устья скважины над пометкой группового сборного пункта.

При разработкенефтяных месторождений, приуроченных к континентальным шельфам, создаютсяморские нефтепромыслы.

Первый завод по очистке нефти был построен в Россиив 1745 г., в период правления Елизаветы Петровны, на Ухтинском нефтяномпромысле. В Петербурге и в Москве тогда пользовались свечами, а в малых городах– лучинами. Но уже тогда во многих церквях горели неугасаемые лампады. В нихналивалось гарное масло, которое было не чем иным, как смесью очищенной нефти срастительным маслом. Купец Набатов был единственным поставщикомочищенной нефти для соборов и монастырей.

В конце XVIII столетия былаизобретена лампа. С появлением ламп возрос спрос на керосин.

Очистка нефти – удаление из нефтепродуктовнежелательных компонентов, отрицательно влияющих на эксплуатационные свойстватоплив и масел.

Химическая очистка производится путемвоздействия различных реагентов на удаляемые компоненты очищаемых продуктов. Наиболее простым способом является очистка 92-92% серной кислотой и олеумом, применяемая для удаления непредельных и ароматических углеводородов.

Физико-химическая очистка производится спомощью растворителей, избирательно удаляющих нежелательные компоненты изочищаемого продукта. Неполярные растворители (пропан и бутан) используются дляудаления из остатков переработки нефти (гудронов), ароматических углеводородов(процесс деасфальтации). Полярные растворители (фенол и др.) применяются дляудаления полициклических ароматических углеродов с короткими боковыми цепями, сернистых и азотистых соединений из масляных дистиллятов.

При Адсорбционной очистке из нефтепродуктовудаляются непредельные углеводороды, смолы, кислоты и др. адсорбционную очисткуосуществляют при контактировании нагретого воздуха с адсорбентами илифильтрацией продукта через зерна адсорбента.

Каталитическая очистка – гидрогенизация вмягких условиях, применяемая для удаления сернистых и азотистых соединений.

Братья Дубинины впервые создали устройство дляперегонки нефти. С 1823 г. Дубинины стали вывозить фотоген (керосин) многимитысячами пудов из Моздока внутрь России. Завод Дубининых был очень прост: котелв печке, из котла идет труба через бочку с водой в пустую бочку. Бочка с водой– холодильник, пустая – приемник для керосина.

В Америке впервыеопыты по перегонке нефти осуществил в 1833 г. Силлиман.

На современном заводе вместо котла устраивается ложнаятрубчатая печь. Вместо трубки для конденсации и разделения паров сооружаютсяогромные ректификационные колонны. А для приёма продуктов перегонкивыстраиваются целые городки резервуаров.

Нефть состоит из смеси различных веществ (главным образомуглеводородов) и потому не имеет определённой точки кипения. На трубчаткахнефть подогревают до 300-325о. При такой температуре более летучиевещества нефти превращаются в пар.

Печи на нефтеперегонных заводах особые. С виду они похожи надома без окон. Выкладываются печи из лучшего огнеупорного кирпича. Внутри, вдоль и поперёк, тянутся трубы. Длина труб в печах достигает километра.

Когда завод работает, по этим трубам с большой скоростью – до двухметров в секунду – движется нефть. В это время из мощной форсунки в печьустремляется пламя. Длина языков пламени достигает нескольких метров.

При температуре 300-325о нефть перегоняется не полностью. Если температуру перегонки увеличить, углеводороды начинают разлагаться.

Нефтяники нашли способ перегонки нефти без разложения углеводородов.

Вода кипит при 100о тогда, когда давление равно атмосфере, или 760 мм. рт. ст. Но она может кипеть, например, и при 60о. Дляэтого надо лишь понизить давление. При давлении в 150 мм термометр покажетвсего 60о.

Чем меньше давление, тем скорее закипает вода. То же самоепроисходит с нефтью. Многие углеводороды в условиях атмосферного давления кипяттолько при 500о. Следовательно, при 325о эти углеводородыне кипят.

А если снизить давление, то они закипят и при более низкойтемпературе.

На этом законе основана перегонка в вакууме, т. е. припониженном давлении. На современных заводах нефть перегоняется или податмосферным давлением, или под вакуумом, чаще всего заводы состоят из двухчастей – атмосферной и вакуумной. Такие заводы так и называютсяатмосферно-вакуумные. На этих заводах получаются одновременно все продукты:бензин, лигроин, керосин, газойль, смазочные масла и нефтяной битум. Неиспарившихся частей при такой перегонки остаётся гораздо меньше, чем приатмосферной.

Дружнее происходит испарение нефти, когда в установку вводитсяпар.

Сложна и интересна работа ректификационной колонны. В этой колоннепроисходит не только разделение веществ по их температурам кипения, ноодновременно производится дополнительное многократное кипячениеконденсирующейся жидкости.

Колонны делаются очень высокими – до 40 м. Внутри ониразделяются горизонтальными перегородками – тарелками – с отверстиями. Надотверстиями устанавливаются колпачки.

Смесь углеводородных паров из печи поступает в нижнюю частьколонны.

Навстречу неиспарившемуся остатку нефти снизуколонны подаётся перегретый пар. Этот пар прогревает неиспарившийся остаток иувлекает с собой все лёгкие углеводороды вверх колонны. В нижнюю часть колонныстекает освобождённый от лёгких углеводородов тяжёлый остаток – мазут, а парыодолевают тарелку за тарелкой, стремясь к верху колонны.

Сначала превращаются в жидкость пары с высокими температурамикипения. Это будет соляровая фракция, которая кипит при температуре выше 300о. Жидкий соляр заливает тарелку до отверстий. Парам, идущим из печи, теперьприходится пробулькивать через слой соляра.

Углеводороды, кипящие при температуре ниже 300о, отрываются от него и летят вверх колонны, на секцию керосиновых тарелок.

В колоннах бывает 30-40 тарелок, разделённых на секции. Черезвсе тарелки проходят пары, на каждой они пробулькивают через слойсконденсировавшихся паров и в промежутках между ними встречают падающие сверхней тарелки капли лишнего, не убравшегося на верхнюю тарелку конденсата.

Принципиальная технологическая схемаустановки для атмосферно-вакуумной перегонки нефти. Аппараты 1, 3 – атмосферныеректификационные колонны; 2 — печи для нагрева нефти и мазута; 4 — вакуумнаяректификационная колонна; 5 – конденсаторы – холодильники; 6 – теплообменники.

Линии: I – нефть; II – легкий бензин; III– отбензиненая нефть; IV– тяжелый бензин; V – керосин игазойль; VI – водяной пар; VII – мазут; VIII – газы разложения;

В колонне непрерывно идёт сложная, кропотливая работа. Углеводородысобираются в секциях по температурам кипения. Для каждой группы углеводородовв колонне имеются свои секции и свой выход.

Углеводороды сгруппируются в своей секции толькотогда, когда в них не будет углеводородов других температур кипения.

Когда они соберутся вместе, они из колонны выходят вхолодильник, а из холодильника – в приёмник.

Из самых верхних секций колонны идёт не бензин, апары бензина, так как температура вверху колонны выше температуры легко кипящихчастей бензина. Пары бензина идут сначала в конденсатор.

Здесь они превращаются в бензин, который направляется также вхолодильник, а затем в приёмник.

Выход бензина изнефти можно значительно увеличить (до 65-70 %) путем расщепления углеводородовс длинной цепью, содержащихся, например, в мазуте, на углеводороды с меньшейотносительной молекулярной массой. Такой процесс называется крекингом (от англ. Crack – расщеплять).

Крекингом называетсяпроцесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которогообразуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле.

Крекинг изобрелрусский инженер В. Г. Шухов в 1891 г. В 1913 г изобретение ШуховаНачали применять в Америке. В настоящее время в США 65% всех бензиновполучается на крекинг — заводах.

Историческая справка. Владимир Григорьевич Шухов (1853-1939). Строитель и механик, нефтяники теплотехник, гидротехник и судостроитель, ученый и изобретатель. По проектамШухова было построено более 500 стальных мостов. Шухов впервые предложилиспользовать вместо сложных шарниров простые соединения на заклепках. Чрезвычайно интересны работы Шухова по сооружению металлических сетчатыхоболочек. Изобрел крекинг нефти. Нефтепроводы, по которым нефть перекачивается, также сделаны по его формулам. Резервуары для хранения нефти также его заслуга.

Наши нефтяники часторассказывают о судебной тяжбе двух американских фирм. Около 25 лет назадамериканская фирма «Кросса» обратилась в суд с жалобой на то, что фирма«Даббса» присвоила себе ее изобретение – крекинг. Фирма «Кросса» требовала сдругой большую сумму денег за «незаконное» использование изобретения. Суд встална сторону «Кросса». Но на суде адвокат фирмы «Даббса» заявил, что крекингизобретен не той и не другой фирмой, а русским инженером Шуховым.Шухов тогда был жив. Приехали к нему в Москву американцы испросили, чем он может доказать, что крекинг изобретен им. ШуховВынул из стола документы, из которых было ясно, что свой крекинг ШуховЗапатентовал еще 35 лет назад до тяжбы этих двух фирм.

Аппаратура крекинг– заводов в основном та же, что и для перегонки нефти. Это – печи, колонны. Норежим переработки другой. Сырье тоже другое. Процесс расщепления ведется приболее высоких температурах (до 6000С), часто при повышенномдавлении. При таких температурах крупные молекулы углеводородов раздробляютсяна более мелкие.

Мазут густ и тяжел, его удельный вес близок к единице. Это потому, что он состоит из сложных и крупныхмолекул углеводородов. Когда мазут подвергается крекингу, часть составляющихего углеводородов распадаются на более мелкие, а из мелких углеводородов какраз и составляются легкие нефтяные продукты – бензин, керосин.

При крекинге нефтьподвергается химическим изменениям. Меняется строение углеводородов. Ваппаратах крекинг – заводов происходят сложные химические реакции. Эти реакцииусиливаются, когда в аппаратуру вводят катализаторы.

Одним из такихкатализаторов является специально обработанная глина. Эта глина в мелкомраздробленном состоянии – в виде пыли – вводится в аппаратуру завода. Углеводороды, находящиеся в парообразном состоянии, соединяются с пылинкамиглины и раздробляются на их поверхности. Такой крекинг называется крекингом спылевидным катализатором. Этот вид крекинга широко распространен.

Катализатор потомотделяется от углеводородов. Углеводороды идут своим путем на ректификацию и вхолодильники, а катализатор – в свои резервуары, где его свойствавосстанавливаются.

Процесскрекинга происходит с разрывом углеводородных цепей и образованием болеепростых предельных и непредельных углеводородов, например:

Выделившийся в процессекрекинга этилен широко используется для производства полиэтилена и этиловогоспирта.

Расщепление молекулуглеводородов протекает по радикальному механизму. Вначале образуются свободныерадикалы:

Свободные радикалы химическиочень активны и могут участвовать в различных реакциях. В процессе крекингаодин из радикалов отщепляет атом водорода (а), а другой – присоединяет (б):

Расщепление молекулуглеводородов протекает при более высокой температуре (470-5500С).Процесс протекает медленно, образуются углеводороды с неразветвленной цепьюатомов углерода.

В бензине, полученном в результате термического крекинга, наряду с предельнымиуглеводородами, содержится много непредельных углеводородов. Поэтому этотбензин обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки.

В бензинетермического крекинга содержится много непредельных углеводородов, которыелегко окисляются и полимеризуются. Поэтому этот бензин менее устойчив прихранении. При его сгорании могут засориться различные части двигателя. Дляустранения этого вредного действия к такому бензину добавляют окислители.

Расщепление молекул углеводородов протекает вприсутствии катализаторов и при более низкой температуре (450-5000С).

Главное внимание уделяют бензину. Его стараютсяполучить больше и обязательно лучшего качества. Каталитический крекинг появилсяименно в результате долголетней, упорной борьбы нефтяников за повышение качествабензина. По сравнению с термическим крекингом процесс протекает значительнобыстрее, при этом происходит не только расщепление молекул углеводородов, но иих изомеризация, т. е. образуются углеводороды с разветвленной цепью атомовуглеродов.

Бензин каталитического крекинга по сравнению сбензином термического крекинга обладает еще большей Детонационной стойкостью,ибо в нем содержатся углеводороды с разветвленной цепью углеродных атомов.

В бензине каталитического крекинга непредельныхуглеводородов содержится меньше, и поэтому процессы окисления и полимеризации внем не протекают. Такой бензин более устойчив при хранении.

Риформинг – (от англ. Reforming– переделывать, улучшать) промышленный процесс переработки бензиновых илигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов иароматических углеводородов. При этом молекулы углеводородов в основном нерасщепляются, а преобразуются. Сырьем служит бензинолигроиновая фракция нефти.

До 30-х годов 20 века риформинг представлял собойразновидность термического крекинга и проводился при 5400С дляполучения бензина с октановым числом 70-72.

С 40-х годов риформинг – каталитический процесс, научные основы которого разработаны Н. Д. Зелинским, А такжеВ. И. Каржевым, Б. Л.

Его проводят в промышленной установке, имеющейнагревательную печь и не менее 3-4 реакторов при t350-5200С, в присутствии различных катализаторов: платиновых иполиметаллических, содержащих платину, рений, иридий, германий и др. воизбежание дезактивации катализатора продуктом уплотнения коксом, риформингосуществляется под высоким давлением водорода, который циркулирует черезнагревательную печь и реакторы. В результате риформинга бензиновых фракций нефтиполучают 80-85 % бензин с октановым числом 90-95, 1-2% водорода и остальноеколичество газообразных углеводородов. Из трубчатой печи под давлением нефтьподается в реакционную камеру, где и находится катализатор, отсюда она идет вректификационную колонну, где разделяется на продукты.

Большое значение имеет риформинг для производстваароматических углеводородов (бензола, толуола, ксилола и др.). Ранее основнымисточником получения этих углеводородов была коксовая промышленность.

В настоящее времянефтехимия дает почти четверть всей химической продукции. Нефть – ценнейшееприродное ископаемое, открывшее перед человеком удивительные возможности«химического перевоплощения». Всего производных нефти насчитывается уже около 3тысяч.

Нефть занимаетведущее место в мировом топливно-энергетическом хозяйстве. Ее доля в общемпотреблении энергоресурсов непрерывно растет. Нефть составляет основутопливно-энергетических балансов всех экономически развитых стран.

Из нефти выделяют разнообразные продукты, имеющиебольшое практическое значение. Вначале от нее отделяют растворенныеуглеводороды (преимущественно метан). После отгонки летучих углеводородов нефтьнагревают. Первыми переходят в газообразное состояние и отгоняются углеводородыс небольшим числом атомов углерода в молекуле, имеющие относительно низкуютемпературу кипения. С повышением температуры смеси перегоняются углеводороды сболее высокой температурой кипения. Таким образом можно собрать отдельные смеси(фракции) нефти. Чаще всего при такой перегонке получают три основные фракции, которые затем подвергаются дальнейшему разделению. Основные фракции нефтиследующие:

1. Фракция, собираемая от 400до 2000С, — Газолиноваяфракция бензинов – содержит углеводороды от С5Н12 доС11Н24. При дальнейшей перегонке выделенной фракцииполучают: Газолин (от 400 до 700С), Бензин (от700до 1200С) – Авиационный, автомобильный и т. д.

2. Лигроиновая фракция, собираемая в пределах от 1500до2500 С, содержит углеводороды от С8Н18 до С14Н30.Лигроин применяется как горючее для тракторов.

3. Керосиновая фракция включает углеводороды от С12Н26до С18Н38 с температурой кипения от 1800до 3000С. керосин после очистки используется в качестве горючего длятракторов, реактивных самолетов и ракет.

5. Мазут – остаток от перегонки. Содержит углеводороды с большимчислом атомов углерода (до многих десятков) в молекуле. Мазут также разделяютна фракции:

B) Смазочныемасла (авиатракторные, авиационные, индустриальные и др.),

Из некоторых сортов нефти получают Парафин(для производства спичек, свечей и др.). После отгонки остается Гудрон.Его широко применяют в дорожном строительстве.

Менделеев говорил онефти, что она является ценным сырьем для производства многих органическихпродуктов.

Http://www. ronl. ru/referaty/himiya/227432/

Природные источники углеводородов. Нефть и способы ее переработки «Химику всегда трудно примириться с тем, что он видит, когда сжигается …… в топках» Николай Дмитриевич Зелинский

Люди начали использовать нефть ещё в глубокой древности. Её зажигали в светильниках, лечили ею скот, обмазывали нефтью стрелы и поджигали ими стены крепостей. Разрез старого нефтяного колодца.

Физические свойства нефти Масленичная горючая жидкость, темного цвета со своеобразным запахом, немного легче воды (p-0.73-0.97), в воде не растворима.

Химический состав Углеводороды(79-88%) Кислород, азоти др. элементы Водород(11-14%) Сера (0,1-5%)

Промышленная добыча нефти ведёт отсчёт с 1859 г., когда впервые применили разработанную Э. Дрейком технологию бурения скважин, которая используется до сих пор. Но полностью извлечь нефть из месторождений не удается (65% – максимум).Используются три основных способа добычи нефти

Фонтанный – нефть поднимается только под действием пластовой энергии.

Газолифтный – в скважину закачивают сжатый воздух, который выталкивает жидкость на поверхность.

Насосный – подъём осуществляется спускаемыми в скважину насосами.

Переработка нефти Перегонка (ректификация)Крекинг (разложение)Риформинг

Схема современной нефтеперегонной установки Устройство тарелок установки

1. Газовая фракция (метан и другие газы).2. Бензин (С5-С11) температура-40-2000С (газолин, бензин авиационный, автомобильный).3.Лигроин (С8-С14) температура-120-2400С (горючее для тракторов, сырье для крекинга).4. Керосин (С12-С18) температура-150-3100С (топливо для реактивных самолётов и ракет, осветительный и тракторный керосин).5. Газойль (С18 и выше) температура-2750С (дизельное топливо, сырье для крекинга).6. Мазут – продукт, остающийся после ректификации нефти. Мазут при высокой температуре разгоняют и получают машинные и смазочные масла. Остаток переработки мазута – гудрон, нефтяной асфальт.

Крекинг – процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле. Термическийt 450-550°CP 2-7мПа алканы +алкеныСnH2n+2 СnH2n _______________________нормального строения Каталитическийt 450-500°Катализатор:AI2O3*nSiO2 изомеризация Продукты крекинга – углеводороды разветвленного строения(сырье для химической промышленности. Бензин обладает высоким качеством – с большим октановым числом и детонационной стойкостью. Продукты крекинга – сырье для получения спиртов, карбоновых кислот, ВМС Недостаток – крекинг – бензин малопригоден для использования в качестве моторного топлива, т. к. быстро осмоляется, за счет непредельных углеводородов.

Детонационная способностьбензина Детонация – чрезмерно быстрое сгорание топливной смеси в цилиндре карбюраторного двигателя. Наибольшей стойкостью к детонации обладают парафины нормального строения. Углеводороды разветвленные, а так же непредельные и ароматические устойчивы к детонации.

Детонационная способность Способность бензина к детонации определяется октановым числом. Октановое число определяется содержанием изооктана и н-гептанаДетонация изооктана равна 100 н-гептана равна 0.

Значение нефти в России. Нефть основной источник сырья на котором держится вся экономика России. Россия добывает нефти на 7.5 трлн. руб. в год. Но однако нефть не вечна и ученые говорят что скоро нефть закончится.

Экологические проблемы использования нефтепродуктов Нефть загрязняет океан при аварийных ситуациях, возникающих на танкерах, разрывах морских трубопроводов, авариях на морских буровых. Ежегодно в океан сливается 2.5 млн. т нефти.

Предложи быстрый ответ на вопросы:Перегонка нефти. Разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре. Расщепление углеводородов, содержащихся в нефти. Маслянистая жидкость от светло-бурого до черного цвета. Остаток после перегонки нефти. Назови один из продуктов крекинга нефти используемый в качестве охлаждающей жидкости для двигателя автомобиля.

Http://ppt4web. ru/khimija/prirodnye-istochniki-uglevodorodov-neft-i-sposoby-ee-pererabotki. html

Поделиться ссылкой: