Урок переработка нефти

• Углубить и расширить представления учащихся о природных источниках нефтехимического сырья, доказать, что нефть – ценный источник углеводородов.

• Формировать умения: анализировать, систематизировать, классифицировать, отбирать требуемую информацию.

• Развивать творческие способности учащихся, умение аргументировать собственное мнение.

Оборудование: Компьютер, телевизор, схемы, Таблица Менделеева, Мензурки с маслами и нефтью.

Работа с учебником, плакатами, макетом с мензурками «Нефть и масла», составление уравнений реакций

Добрый день! Тема нашего урока «Нефть». Каждый день по ТВ в новостях мы слышим что то про «черное золото»-в простонародии так называют нефть, сколько стоимость за баррель, а знаем ли мы всю продукцию для которой нефть сырье и что за мера «баррель».

Почему в нашей обыденной жизни мы тоже зависим от этой невзрачной на вид жидкости как нефть.

Залежи сырой нефти и газа возникли 100-200 миллионов лет назад в толще Земли. Происхождение нефти – одна из сокровенных тайн природы.

В языках многих народов мира встречаются слова, сходные по звучанию со словом

«нефть».В настоящее время считается, что исходным для образования слова «нефть» было мидийское слово «нафата», чтоозначало «просачивающаяся», «вытекающая». Государство Мидия существовало в IX-VI веках до н. э. на границе территорий современных Азербайджана и Ирана. Когда персы завоевали Мидию, то вместе с клинописной письменностью и многими другими достижениями культуры позаимствовали слово «нафата». Постепенно оно трансформировалось в «нефт».Этим словом обозначались колодцы, из которых добывали нефть для священного огня. Позднее от слов «нефт» и «нафата» возникло греческое слово «нафта».

Нефть с давних времен применялась и как лекарственное средство. Считалось, что белая нефть излечивает от простудных заболеваний, а черная – от кашля.

Древнегреческий ученый Гиппократ (IV-V в. в. до н. э.), которого считают отцом медицины, описал много лекарств, составной частью которых была нефть.

Однако наиболее громкую славу нефти принесло ее использование в военных целях. Римский ученый Плиний Старший, описывая походы римлян, упоминает, что защитники осажденного города Лукула сбрасывали с городских стен на головы атакующих горшки с горящей нефтью.

Органическая теория. Основы этой теории были положены М. В.Ломоносовым в середине XVIII века. В одном из своих трактатов он писал: Выгоняется подземным жаром из приготовляющихся каменных углей она бурая и черная масляная материя. и сие есть рождение жидких разного сорта горючих и сухих затверделых материй, каковы суть каменное масло, жидовская смола, нефть, гагат, и сим подобное, которые хотя чистотой разнятся, однако из одного начала происходят”. Позднее эта теория менялась и варьировалась, но суть теории такова – органический материал, преобразованный сначала в уголь, а потом в нефть. Правда, другие гипотезы того времени носили курьезный характер. Один варшавский каноник утверждал, что Земля в райский период была настолько плодородна, что на большую глубину содержала жировые примеси. После грехопадения этот жир частично испарился, а частично погрузился в землю, смешиваясь с разными веществами. Всемирный потоп содействовал превращению его в нефть. Известны и другие не менее “научные” гипотезы о происхождении нефти. Авторитетный немецкий геолог-нефтяник Г. Гефер рассказывает об одном американском нефтепромышленнике конца прошлого века, считавшем, что нефть возникла из мочи китов на дне полярных морей. По подземным каналам она проникла в Пенсильванию. Гениальная догадка М. В. Ломоносова об образовании нефти в результате воздействия повышенной температуры на биогенное органическое вещество осадочных пород начала получать подтверждение в конце XIX – начале XX веков при проведении экспериментальных химических и геологических исследований.

Минеральная теория. Первым высказал эту теорию в 1805 году А. Гумбольдт. Опыты учёных 1860-1870-ых годов по неорганическому синтезу углеводородов послужили отправной точкой для развития этой теории. Д. И. Менделеев, придерживавшийся до 1867 года представлений об органическом происхождении нефти, в 1877 году сформулировал известную гипотезу ее минерального происхождения, согласно которой нефть образуется на больших глубинах при высокой температуре вследствие взаимодействия воды с карбидами металлов. Например,. В первой половине XX века интерес к гипотезе минерального происхождения нефти в основном был потерян. Поиски нефти велись во всем мире, исходя из представлений о ее органическом происхождении. С 1950 года снова начал возрастать интерес к минеральной гипотезе, причиной чего была, по-видимому, недостаточная ясность в ряде вопросов органической концепции, что и вызвало ее критику. Наибольшую известность получили 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 смесии в результате реакций прямого синтеза углеводорода из CO и: , а также полимеризация радикалов =CH, , . Геологические доказательства минеральной гипотезы – наличие следов метана и некоторых нефтяных углеводородов в глубинных кристаллических породах, в газах и магмах, извергающихся из вулканов, проявления нефти и газа по некоторым глубинным разломам и т. п. – являются косвенными и всегда допускают двойную трактовку.

Космическая теория. В 1892 году М. А. Соколовым была выдвинута гипотеза космического происхождения нефти. Суть ее сводится к тому же минеральному синтезу углеводородов из простых веществ, 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 поднимались в верхнюю часть земной коры, где образовывали скопления. В основе этой гипотезы были данные о наличии углерода и водорода в хвостах комет и углеводородов в метеоритах.

В настоящее время преобладающая часть ученых – химиков, геохимиков и геологов – считает наиболее обоснованными представления об органическом генезисе нефти, хотя имеются ученные, которые до сих пор отдают предпочтение минеральной гипотезе ее образования.

Нефть – это природная горючая маслянистая жидкость, распространенная в осадочной оболочке Земли; важнейшее полезное ископаемое. В состав нефти входит смесь углеводородов самого разнообразного строения. Их молекулы представляют собой и короткие цепи атомов углерода, и длинные, и нормальные, и разветвленные, и замкнутые в кольца, и многокольчатые. Путем перегонки из нее получают различные продукты нефти: бензин, реактивное топливо, осветительный керосин, дизельное топливо, мазут”.

Бурение одной скважины может занимать от нескольких дней до нескольких месяцев. Пробурённая скважина — это не просто дырка в земле, её обсаживают изнутри стальными трубами, чтобы порода не осыпалась внутрь и не завалила скважину. Один из типовых внутренних диаметров этой обсадной колонны — 146 миллиметров. Длина скважины может достигать 2—3 километров и более. Длина скважины, таким образом, превосходит её диаметр в десятки тысяч раз. Примерно такими же пропорциями обладает, например, отрезок обычной нити длиной 2—3 метра.

Нефть может фонтанировать из скважин, то есть подниматься по скважине от пласта-коллектора до поверхности самостоятельно, без помощи насоса, благодаря своей низкой плотности. Дело в том, что давление в коллекторе обычно гидростатическое, то есть такое же, как и в воде на такой же глубине; например, на глубине в два километра давление составит около 200 атмосфер (пластовое давление). При плотности нефти около 800 кг/м3 давление в заполненной нефтью скважине напротив этого пласта (забойное давление) составит около 160 атмосфер. В результате между коллектором и скважиной возникает перепад давления (депрессия), который и приводит нефть в движение.

Кроме того, нефть обычно содержит лёгкие компоненты, которые при снижении давления переходят в газообразное состояние — это так называемый растворенный газ. Выделение растворенного газа снижает среднюю плотность содержимого скважины и тем самым ещё сильнее увеличивает перепад давления. В целом это не слишком отличается от того, что происходит с бутылкой тёплого шампанского после открытия пробки.

Количество нефти, получаемой из скважины за сутки, называется дебитом этой скважины. Данное понятие не имеет никакого отношения к дебету в бухучете. Как можно заметить, даже пишутся эти слова по-разному. По мере добычи нефти из коллектора пластовое давление в нем падает, в силу закона сохранения энергии. Дебиты скважин, соответственно, тоже падают, так как уменьшается перепад давления между пластом и скважинами. Для поддержания пластового давления в коллектор закачивают с поверхности воду. Некоторые коллекторы изначально содержат помимо нефти ещё и очень большое количество воды, расширение которой может частично восполнить падение пластового давления; закачка воды в таких случаях может быть и не нужна.

Так или иначе, в изначально нефтенасыщенные области коллектора, а затем и в добывающие скважины, проникает вода. Продукция скважин начинает обводняться. Это тоже приводит к падению дебита, не только из-за сокращения доли нефти в продукции скважины, но и из-за увеличения плотности этой продукции. В обводнённых скважинах увеличивается забойное давление и, соответственно, уменьшается депрессия. Со временем обводненные скважины перестают фонтанировать.

Таким образом, в целом дебит скважин имеет свойство снижаться. Обычно скважина имеет максимальный дебит при первом запуске в работу. После этого, по мере выработки запасов нефти, дебит скважины падает. Чем быстрее вырабатываются запасы, тем быстрее падает дебит. Или, другими словами, чем выше дебит скважины, тем быстрее он снижается. Время от времени на скважине могут проводиться различные мероприятия по интенсификации добычи. Эти мероприятия дают мгновенный прирост дебита, после чего он продолжает снижаться, но уже быстрее, чем до мероприятия. Характерные темпы падения дебита по отдельно взятой российской скважине лежат в диапазоне от 10 до 30% в год.

Для увеличения дебита в обводнённых скважинах, либо в скважинах с упавшим пластовым давлением, либо в скважинах с низким содержанием растворенного газа, применяют различные способымеханизированной добычи. В первую очередь это различные виды насосов. Из насосов наиболее распространены штанговые глубинные насосы (ШГН), поверхностная часть которых выглядит как известные многим «качалки»; а также электроцентробежные насосы (ЭЦН), которые с поверхности не выглядят никак. В России сегодня большая часть нефти добывается с помощью именно электроцентробежных насосов.

В нефтях содержатся углеводороды с различным числом атомов в молекуле ( от 2 до 17). Такое разнообразие углеводородов приводит к тому, что нефть не имеет какой-либо постоянной температуры кипения и при нагревании выкипает в широких температурных пределах. Из большинства нефтей даже при слабом нагревании до 30…40°С начинают испаряться и выкипать наиболее легкие углеводороды. При дальнейшем нагревании до более высоких температур из нефти выкипают все более тяжелые углеводороды. Эти пары можно отвести и охладить (сконденсировать) и таким образом выделить часть нефти (фракцию нефти), выкипающую в определенных температурных пределах.

Процесс разделения углеводородов нефти по температурам их кипения называется прямой перегонкой. На современных заводах процесс прямой перегонки нефти осуществляют на установках непрерывного действия. Нефть под давлением подают насосами в трубчатую печь, где ее нагревают до 330…350°С. Горячая нефть вместе с парами попадает в среднюю часть ректификационной колонны, где она вследствие снижения давления дополнительно испаряется и испарившиеся углеводороды отделяются от жидкой части нефти — мазута. Пары углеводородов устремляются вверх по колонне, а жидкий остаток стекает вниз. В ректификационной колонне по пути движения паров устанавливают тарелки, на которых конденсируется часть паров углеводородов. Более тяжелые углеводороды конденсируются на первых тарелках, легкие успевают подняться вверх по колонне, а самые в смеси с газами проходят всю колонну, не конденсируясь, и отводятся сверху колонны в виде паров. Так углеводороды разделяются на фракции в зависимости от температуры их кипения.

С верха колонны и с верхних тарелок отводят легкие бензиновые фракции (дистилляты) нефти. Такие фракции с пределами кипения от 30 до 180…205°С после очистки являются составной частью многих товарных автомобильных бензинов. Ниже отбирают керосиновый дистиллят, который после очистки используют в качестве топлива для реактивных авиационных двигателей. Еще ниже отводят газойлевый дистиллят, который также после очистки идет в качестве топлива для дизельных двигателей.

Мазут, оставшийся после прямой перегонки нефти, в зависимости от его состава используют или непосредственно в виде топлива (топочный мазут) или в качестве сырья на установки крекинга, или подвергают дальнейшему разделению на масляные фракции в вакуумной ректификационной колонне. В последнем случае, мазут снова нагревают в трубчатой печи до 420…430°С и подают в ректификационную колонну, работающую под разрежением (остаточное давление 50…100 мм рт. ст.). Температура кипения углеводородов при понижении давления снижается, что позволяет испарить без разложения тяжелые углеводороды, содержащиеся в мазуте. При вакуумной перегонке мазута в верхней части колонны отбирают соляровый дистиллят, который служат сырьем для каталитического крекинга. Ниже отбирают масляные фракции — сначала веретенную, затем машинную или автоловую и, наконец, цилиндровую. Все эти фракции после соответствующей очистки идут на приготовление товарных масел. Из нижней части колонны отбирают неиспарившуюся часть мазута — полугудрон или гудрон. Из этих остатков путем глубокой очистки делают высоковязкие, т. н. остаточные масла.

Долгое время прямая перегонка нефти была единственным способом переработки нефти, однако с ростом потребности в бензине ее эффективности (20…25% выхода бензина) стало не хватать. В 1875г. был предложен процесс разложения тяжелых углеводородов нефти при высоких температурах. В промышленности этот процесс был назван крекингом, что означает расщепление, раскалывание.

В состав автомобильных бензинов входят углеводороды с 4…12 атомами углерода, 12…25 — диз. топливо, 25…70 — масло. В соответствии с увеличением числа атомов увеличивается молекулярная масса. При крекинге происходит расщепление тяжелых молекул на более легкие и превращение их в легко кипящие углеводороды с образованием бензиновых, керосиновых и дизельных фракций.

Парофазный крекинг — нефть нагревают до 520…550°С при давлении 2…6 атм. В настоящее время не применяется по причине низкой производительности и большого содержания (40%) непредельных углеводородов в конечном продукте, которые легко окисляются и образуют смолы.

Жидкофазный крекинг — температура нагрева нефти 480…500°С при давлении 20…50 атм. Увеличивается производительность, снижается количество (25…30%) непредельных углеводородов. Бензиновые фракции термического крекинга используются в качестве компонента товарных автомобильных бензинов. Однако, для топлив термического крекинга характерна низкая химическая стабильность, которую улучшают путем введения в топлива специальных антиокислительных добавок. Выход бензина 70% — из нефти, 30% — из мазута.

Более совершенный технологический процесс. При каталитическом крекинге расщепление тяжелых молекул углеводородов нефти при температуре 430…530°С при давлении близком к атмосферному в присутствии катализаторов. Катализатор направляет процесс и способствует изомерации предельных углеводородов, а также превращению из непредельных в предельные. Бензин каталитического крекинга имеет высокую детонационную стойкость и химическую стабильность. Выход бензина до 78% из нефти и качество значительно лучше, чем при термический крекинг. В качестве катализаторов применяют алюмосиликаты, содержащие окиси Si и Al, а также катализаторы, содержащие окиси меди, марганца, Со, Ni, и платиновый катализатор.

Это разновидность каталитического крекинга. Процесс разложения тяжелого сырья происходит в присутствии водорода при температуре 420…500°С и давлении 200 атм. Процесс происходит в специальном реакторе с добавлением катализаторов (окиси W, Mo, Pt). В результате гидрокрекинга получают топливо для турбореактивных двигателей.

Сущность каталитического риформинга заключается в ароматизации бензиновых фракций в результате каталитического преобразования нафтеновых и парафиновых углеводородов в ароматические. Кроме ароматизации молекулы парафиновых углеводородов могут подвергаться изомерации, наиболее тяжелые углеводороды могут расщепляться на более мелкие.

В качестве сырья для переработки используются бензиновые фракции прямой перегонки нефти пары которых при температуре 540°С и давлении 30 атм. в присутствии водорода пропускают через реакционную камеру, заполненную катализатором (двуокись молибдена и окись алюминия). В результате получают бензин с содержанием ароматических углеводородов 40…50%. При изменении технологического процесса кол-во ароматических углеводородов можно увеличить до 80%. Присутствие водорода увеличивает срок службы катализатора.

Это термическое разложение углеводородов нефти в специальных аппаратах или газогенераторах при температуре 650°С. Применяется для получения ароматических углеводородов и газа. В качестве сырья можно применять как нефть так и мазут, но наибольший выход ароматических углеводородов наблюдается при пиролизе легких фракций нефти. Выход: 50% газа, 45% смолы, 5% сажи. Из смолы получают ароматические углеводороды путем ректификации.

Учитель: Как вы думаете, а что у меня на столе лишнее? Является ли нефть компонентом для производства данных изделий?

Ученики называют продукт, где компонентом при изготовлении использовалась нефть.

Из нефти выделяют разнообразные продукты, имеющие большое практическое значение. Вначале от нее отделяют растворенные углеводороды (преимущественно метан). После отгонки летучих углеводородов нефть нагревают. Первыми переходят в газообразное состояние и отгоняются углеводороды с небольшим числом атомов углерода в молекуле, имеющие относительно низкую температуру кипения. С повышением температуры смеси перегоняются углеводороды с более 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 нефти следующие:

1. Фракция, собираемая от 400 до 2000 С, – газолиновая фракция бензинов – содержит углеводороды от С5Н12 до С11Н24. При дальнейшей перегонке выделенной фракции получают: газолин (от 400 до 700 С), бензин (от 700 до 1200 С) – авиационный, автомобильный и т. д.

2. Лигроиновая фракция, собираемая в пределах от 1500 до 2500 С, содержит углеводороды от С8Н18 до С14Н30. Лигроин применяется как горючее для тракторов.

3. Керосиновая фракция включает углеводороды от С12Н26 до С18Н38 с температурой кипения от 1800 до 3000С. керосин после очистки используется в качестве горючего для тракторов, реактивных самолетов и ракет.

5. Мазут – остаток от перегонки. Содержит углеводороды с большим числом атомов углерода (до многих десятков) в молекуле. Мазут также разделяют на фракции:

2. Смазочные масла (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.

Самым основным продуктом переработки нефти является топливо. Именно на изготовление топлива расходуется основная масса нефти. Путем многочисленных переработок получаются все виды топлива, такие, как керосин, бензин, дизельное топливо, мазут и т. д. От нефти после получения топлива остаются продукты, которые используют для изготовления других вещей.

Из пластика сейчас делается буквально все. Оргтехника, предметы обихода, игрушки и многое-многое другое. Пластик удобен тем, что он может принимать любую форму. Здесь же стоит упомянуть про полиэтилен, из которого изготавливают пакеты и упаковочные материалы.

Еще одним немаловажным материалом, получаемым из нефти, является нейлон. Нейлон имеет широкое применение в промышленности. Из него делают колготки, части подшипников, элементы парашюта, струны для гитар и др.

На сегодняшний день почти вся косметика изготавливается из нефтепродуктов. Один из продуктов – это вазелин. Помимо косметических целей вазелин еще используется в медицине. Также нефтепродукты используют в мылах, шампунях, порошках и любых других моющих средствах в качестве поверхностно-активных веществ. Такая косметика, как губная помада тоже имеет в своем составе нефтепродукты, такие, как парафин, церезин и т. д.

Даже в медицине используется нефть. Такие продукты нефти, как бензол и углеводород, применяются для изготовления аспирина.

Парафин тоже является продуктом переработки нефти. Парафин применяют для изготовления смазок лыж, смазок деревянных трущихся деталей, свечей, парафиновых карандашей и многого другого.

Как бы это странно не звучало, но жевательная резинка тоже имеет в себе продукты переработки нефти. В нее добавляются полимеры для того, чтобы она имела свои тянущиеся свойства.

В той или иной степени связанные с нефтью экологические проблемы следует рассматривать комплексно. Они состоят из проблем, вызванных нефтью и производственными процессами, в которых она участвует. Воздействие на природу происходит при непосредственном соприкосновении экосистемы с сырой нефтью, во время работ по разведке, добыче, хранению, транспортировке и ее переработке, а также перевозке нефтепродуктов и их использовании.

Http://ped-kopilka. ru/blogs/marina-gendevna-filjasova/konspekt-uroka-neft-kak-syre. html

Цель урока:Изучение состава нефти, ее свойств и областей переработки.

1)Познакомитьобучащихся с составом, свойствами нефти, фракционной перегонкой и областями применения нефтепродуктов;

2)Изучить понятие «октановое число бензинов»,«детонационная стойкость бензина»;

3) Познакомить со способами получения и использования продуктов нефтепереработки на примере химических процессов – крекинга, реформинга, пиролиза, гидроочистки;

4)Обратить внимание на проблему охраны окружающей среды отзагрязнения нефтью и нефтепродуктами.

Развивать умения объяснять по схеме производственные процессы, работать с обобщающими таблицами, схемами.

1)Содействовать формированию экологической культуры – отношению к изучаемому природному углеводороду, как к исчерпаемому и невозобновимому;

2)Воспитывать самостоятельности, целеустремленности, коммуникативности.

Методы и методические приёмы: Объяснительно – иллюстративный метод изложения материала; использование методики эвристической бесед, с применением элементов исследовательской работы.

Приветствие учителя. Проверка готовности к уроку. Отметить отсутствующих.

Мы с вами закончили изучать тему «Углеводороды». Но у нас остался открытым один из вопросов. Но сначала давайте ответим на несколько вопросов:

Называют состав природного и попутного газа и отвечают на тест. (приложение 1)

Нефть – горючая маслянистая жидкость обычно темного цвета, иногда почти чёрного, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет, и даже бесцветная, с резким своеобразным запахом, немного легче воды (плотность 0,73-0,97 г/см 3 ), в воде нерастворима

В зависимости от месторождения нефть имеет различный состав. Например, Бакинская нефть богата циклическими углеводородами (до 90%), в грозненской нефти преобладают предельные углеводороды, а в уральской нефти – ароматические. Наиболее часто встречаются нефти смешанного состава. По плотности различают легкую и тяжелую нефть.

Нефть – жидкость очень сложного состава, включающая в себя около 1000 различных веществ, большая часть которых – углеводороды (90%)и органические соединения, содержащие кислород, серу, азот и другие элементы. Обычно нефть содержит три вида углеводородов – алканы (парфины), циклоалканы (циклопарафины) и ароматические.

– Алканы (парафины) – насыщенные (не имеющие двойных связей между атомами углерода) углеводороды линейного или разветвлённого строения. Подразделяются на следующие основные группы:

-Циклопарафины (циклоалканы) – насыщенные углеводородные соединения циклического строения.

– Ароматические углеводороды – ненасыщенные углеводородные соединения, молекулы которых включают в себя бензольные кольца, состоящие из 6 атомов углерода, каждый из которых связан с атомом водорода или углеводородным радикалом

Нефть, добываемую из земных недр, называют сырой. В сыром виде нефть не применяют, ее подвергают переработке.

Нефть – это смесь углеводородов различной молекулярной массы, имеющих различные температуры кипения, поэтому перегонкой ее разделяют на отдельные фракции.

Перегонка (ректификация) – процесс разделения смесей на отдельные компоненты, или фракции, на основании различия их температур кипения.

В промышленности перегонку нефти осуществляют в установке, которая состоит из трубчатой печи и ректификационной (разделительной) колонны. В печи находится змеевик (трубопровод). По трубопроводу Непрерывно подается нефть, где она нагревается до 350°С и в виде паров поступает в ректификационную колонну (стальной цилиндрический аппарат высотой 50 – 60 м). Внутри она имеет горизонтальные перегородки с отверстиями, так называемые тарелки. Пары нефти подаются в колонну и через отверстия поднимаются вверх, при этом они постепенно охлаждаются и сжижаются.

Менее летучие углеводороды конденсируются уже на первых тарелках, образуя Газойлевую фракцию.

Более летучие углеводороды собираются выше и образуют Керосиновую фракцию, ещё выше собирается Лигроиновая фракция.

Наиболее летучие УВ выходят в виде паров из колонны и сжижаются, образуя Бензин. Часть бензина подается обратно в колонну для орошения поднимающихся паров. Это способствует охлаждению и конденсации соответствующих УВ. Жидкая часть нефти, поступающей в колонну, стекает по тарелкам вниз, образуя Мазут, представляющий собой ценную смесь большого количества тяжёлых углеводородов. Такая перегонка называется Фракционной.

Главный недостаток такой перегонки ― малый выход бензина (не более 20 %)

На нефтеперерабатывающих заводах выделяют несколько фракций нефтепродуктов:

Газовая (температура кипения до 40 0 С) содержит нормальные и разветвленные алканы СН4 – С4Н10.

Бензиновая фракция (температура кипения 40 – 200 0 С) содержит углеводороды С5 Н12 – С11Н24. при повторной перегонке выделяют авиационный и автомобильный бензин.

Лигроиновая фракция (тяжелый бензин, температура кипения 150 – 250 0 С) содержит углеводороды состава С8Н18 – С14Н30, его применяют в качестве горючего для тракторов, тепловозов, грузовых автомобилей.

Керосиновая фракция (температура кипения 180 – 300 0 С) включает углеводороды состава С12 – Н26 – С18Н38. Ее используют в качестве горючего для реактивных самолетов, ракет.

Газойль (температура кипения 270 – 350 0 С) используют как дизельное топливо.

После отгонки светлых нефтепродуктов, остается темная вязкая жидкость – мазут. Его используют как топливо в котельных установках, но основную массу подвергают перегонке при низком давлении. При этом из мазута выделяют:

После отгонки остается гудрон, его применяют в дорожном строительстве.

Одной из важнейших характеристик всякого бензина как жидкого горючего является его детонационная стойкость.

При работе двигателя внутреннего сгорания в цилиндр двигателя засасывается смесь паров бензина с воздухом, смесь сжимается поршнем и поджигается посредством электрической искры. Образующиеся при сгорании углеводородов газы расширяются и совершают работу. Чем сильнее сжимается смесь паров бензина с воздухом, тем большую мощность развивает двигатель и тем относительно меньше он расходует горючего. Но не все сорта бензина выдерживают сильное сжатие. Некоторые углеводороды при сжатии воспламеняются преждевременно и сгорают с чрезвычайно большой скоростью, с взрывом. От удара взрывной волны о поршень появляется резкий стук в цилиндре, происходит сильный износ деталей, падает мощность двигателя.

Бензин должен обладать достаточно высокой детонационной стойкостью, которая зависит от строения молекул углеводородов, входящих в его состав.

Наименьшей стойкостью к детонации обладают предельные углеводороды неразветвленного строения. Предельные углеводороды с разветвленной цепью, а также непредельные и ароматические более устойчивы к детонации.

Для увеличения выхода высококачественных бензиновых фракций были разработаны химические способы переработки нефтепродуктов. Вторичная переработка нефти основана на химических процессах.

Исходным сырьем при вторичной переработке являются высококипящие нефтяные фракции: керосин, газойль, мазут.

Одним из первых способов химической переработки является крекинг.

Крекинг – процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле.

Промышленный крекинг предложен в 1891 году русским инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым.

Сущность крекинга заключается в том, что при нагревании происходит расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие, в том числе на молекулы, входящие в состав бензина. Обычно расщепление происходит примерно в центре углеродной цепи по С—С-связи, например:

Однако разрыву могут подвергаться и другие С—С-связи. Поэтому при крекинге образуется сложная смесь жидких алканов и алкенов.

Получившиеся вещества частично могут разлагаться далее, например

Бензин, какого крекинга обладает большей детонационной стойкостью? Почему?

Пиролиз – это разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре.

Этот процесс протекает при температуре 650 – 800 0 С. в этих условиях основными продуктами реакции являются непредельные газообразные (этилен, ацетилен) и ароматические (бензол, толуол) углеводороды.

Гидроочистка – это обработка водородом при нагревании и давлении в присутствии катализатора. Актуальна в связи с проблемой окружающей среды : сернистые и азотсодержащие вещества, имеющиеся в нефтепродуктах, при сгорании образуют оксиды серы и азота, вызывающие коррозию аппаратуры и губительно действующее на все живое. С целью удаления этих химических элементов и проводят гидроочистку.

Риформинг – это процесс ароматизации бензинов, осуществляемый путём нагревания их в присутствии платинового катализатора. Более дешёвый и лёгкий путь увеличения устойчивости бензина состоит в добавлении к нему 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.

(Учитель просит записать в тетради, а одного из учащихся на доске, формулу изооктана)

Http://multiurok. ru/files/razrabotka-uroka-nieft-i-produkty-ieie-pierierabot. html

Цель урока: формирование представлений о нефти, её составе, свойствах, способах обработки

Обучающие: углубить и расширить знания учащихся о нефти и нефтепродуктах, способах получения и использования продуктов нефтепереработки на примере химических процессов – перегонки, крекинга.

Развивающие: создать условия для развития умений по статистическим материалам анализировать, сравнивать, обобщать, делать выводы; способствовать развитию информационной компетентности; расширить представление о значимости нефти, практически во всех сферах жизни;

Воспитательные: создать условия работы в коллективе и индивидуально, воспитывая тем самым ответственность перед выполнением заданий, добросовестность.

Методы и методические приёмы: Объяснительно – иллюстративный метод изложения материала; использование методики эвристической беседы и средств мультимедиа

На прошлом уроке мы начали изучение природных источников углеводородов. Углеводороды имеют большое народнохозяйственное значение, так как служат важнейшим видом сырья для получения почти всей продукции современной промышленности органического синтеза и широко используются в энергетических целях. (слайд )

Вопрос классу: Какие наиболее важные источники углеводородов вы знаете? (слайд )

У вас на столах лежит карточка с заданием «Природный и попутный нефтяной газы». Выберите правильный ответ. (слайд )

Чем выше относительная молекулярная масса углеводорода, тем ________ его в природном газе

Все, что мы делаем каждый день, так или иначе связано с предметами и веществами, для производства которых используют это вещество.

Из веществ, добываемых из него получают такие вещества как: пластмасса, резина, синтетическиё ткани, моющие средства, горюче – смазочные вещества, а в частности бензин, на который приходится более 50% объёма от всех производимых нефтепродуктов, и многое другое. Массовый выпуск мелочей из пластмассы – гребней, коробок, пуговиц, игрушек – начался уже в конце XIX века. Каждый год в мире производят около 180 миллионов тонн пластмассы. Но, не смотря на огромный перечень продукции, его в мире используют в основном, как топливо (продукты переработки).

Нефть (из тур. neft, от персидск. нефт[9]) — природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений.

Первая в мире добыча нефти из буровой скважины состоялась в 1848 году на Биби-Эйбатском месторождении вблизи Баку. Давайте посмотрим, как это происходило. Предлагаю посмотреть видео «История нефти».

Нефть – горючая маслянистая жидкость обычно темного цвета, иногда почти чёрного, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет, и даже бесцветная, с резким своеобразным запахом, немного легче воды (плотность 0,73-0,97 г/см3), в воде нерастворима.

В зависимости от месторождения нефть имеет различный состав. Например, Бакинская нефть богата циклическими углеводородами (до 90%), в грозненской нефти преобладают предельные углеводороды, а в уральской нефти – ароматические. Наиболее часто встречаются нефти смешанного состава. По плотности различают легкую и тяжелую нефть.

Нефть – жидкость очень сложного состава, включающая в себя около 1000 различных веществ, большая часть которых – углеводороды (90%)и органические соединения, содержащие кислород, серу, азот и другие элементы. Обычно нефть содержит три вида углеводородов – алканы (парфины), циклоалканы (циклопарафины) и ароматические. (слайд )

Вопрос классу: Какие углеводороды относятся к данным видам? (слайд 9)

У вас на столах рабочие листы, есть листы помощники. Повторите материал. Ответьте на вопрос.

– Алканы (парафины) – насыщенные (не имеющие двойных связей между атомами углерода) углеводороды линейного или разветвлённого строения.

– Циклопарафины (циклоалканы) – насыщенные углеводородные соединения циклического строения.

– Ароматические углеводороды – ненасыщенные углеводородные соединения, молекулы которых включают в себя бензольные кольца, состоящие из 6 атомов углерода, каждый из которых связан с атомом водорода или углеводородным радикалом. (слайд )

Нефть, добываемую из земных недр, называют сырой. В сыром виде нефть не применяют, ее подвергают переработке.

Нефть – это смесь углеводородов различной молекулярной массы, имеющих различные температуры кипения, поэтому перегонкой ее разделяют на отдельные фракции.

Перегонка (ректификация) – процесс разделения смесей на отдельные компоненты, или фракции, на основании различия их температур кипения.

Учитель если вы не успели все дописать: Используя § 17 учебника (Г. Е. Рудзитис, Ф. г. Фельдман) (стр. 69 -70), заполните таблицу, а так же записать определения в тетрадь: (слайд )

Учитель демонстрирует слайд, содержащий продукты переработки нефти (слайд 18)

На нефтеперерабатывающих заводах выделяют несколько фракций нефтепродуктов:

Газовая (температура кипения до 400С) содержит нормальные и разветвленные алканы СН4 – С4Н10.

Бензиновая фракция (температура кипения 40 – 2000С) содержит углеводороды С5 Н12 – С11Н24. при повторной перегонке выделяют авиационный и автомобильный бензин.

Лигроиновая фракция (тяжелый бензин, температура кипения 150 – 2500С) содержит углеводороды состава С8Н18 – С14Н30, его применяют в качестве горючего для тракторов, тепловозов, грузовых автомобилей.

Керосиновая фракция (температура кипения 180 – 3000С) включает углеводороды состава С12 – Н26 – С18Н38. Ее используют в качестве горючего для реактивных самолетов, ракет.

Газойль (температура кипения 270 – 3500С) используют как дизельное топливо.

После отгонки светлых нефтепродуктов, остается темная вязкая жидкость – мазут. Его используют как топливо в котельных установках, но основную массу подвергают перегонке при низком давлении. При этом из мазута выделяют:

После отгонки остается гудрон, его применяют в дорожном строительстве.

Учитель задает вопрос: Ребята, из всего услышанного, о многообразии продукции нефтепереработки, какое вещество вы назовёте первым?

Для увеличения выхода высококачественных бензиновых фракций были разработаны химические способы переработки нефтепродуктов. Вторичная переработка нефти основана на химических процессах.

Исходным сырьем при вторичной переработке являются высококипящие нефтяные фракции: керосин, газойль, мазут.

Одним из первых способов химической переработки является крекинг.

Крекинг – процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле. (слайд)

Сущность крекинга заключается в том, что при нагревании происходит расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие, в том числе на молекулы, входящие в состав бензина.

Учитель даёт задание классу: изучить таблицу, группа делится на 2 подгруппы, каждая из которых отвечает на вопрос:

Почему нежелательно использовать бензин после термического крекинга? В чем сущность этого способа?

Сущность каталитического крекинга? Бензин какого крекинга более устойчив при хранении? Почему?

Расщепление молекул углеводородов протекает при сравнительно высокой температуре (470 – 5500С). Процесс протекает медленно, образуя углеводороды с неразветвленной цепью атомов.

В бензине, полученном в процессе термического крекинга, наряду с предельными углеводородами содержится много непредельных углеводородов. Поэтому этот бензин обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки.

В бензине термического крекинга содержится много непредельных углеводородов, которые легко окисляются и полимеризуются. Поэтому этот бензин менее устойчив при хранении. При его сгорании могут засориться различные части двигателя. Для устранения этого вредного воздействия к такому бензину добавляют антиокислители. Расщепление молекул углеводородов протекает в присутствии катализаторов и при более низкой температуре (450 – 5000С). По сравнению с термическим крекингом процесс протекает значительно быстрее, при этом происходит не только расщепление молекул углеводородов, но и их изомеризация, т. е. образуются углеводороды с разветвленной цепью атомов углерода.

Бензин каталитического крекинга по сравнению с бензином термического крекинга обладает еще большей детонационной стойкостью, потому что в нем содержатся углеводороды с разветвленной цепью углеродных атомов.

В бензине каталитического крекинга непредельных углеводородов содержится меньше, и поэтому процессы окисления и полимеризации в нем не протекают. Такой бензин более устойчив при хранении

Бензин, какого крекинга обладает большей детонационной стойкостью? Почему?

Таким образом, высокое качество бензина, получаемого каталитическим крекингом, обеспечивается наличием в его составе разветвленного строения углеводородов и ароматических углеводородов.

Одной из важнейших характеристик всякого бензина как жидкого горючего является его детонационная стойкость.

При работе двигателя внутреннего сгорания в цилиндр двигателя засасывается смесь паров бензина с воздухом, смесь сжимается поршнем и поджигается посредством электрической искры. Чем сильнее сжимается смесь паров бензина с воздухом, тем большую мощность развивает двигатель и тем относительно меньше он расходует горючего. Но не все сорта бензина выдерживают сильное сжатие. Некоторые углеводороды при сжатии воспламеняются преждевременно и сгорают с чрезвычайно большой скоростью, с взрывом. От удара взрывной волны о поршень появляется резкий стук в цилиндре, происходит сильный износ деталей, падает мощность двигателя. (слайд )

Бензин должен обладать достаточно высокой детонационной стойкостью, которая зависит от строения молекул углеводородов, входящих в его состав.

1). Обратите внимание: перед вами на партах лежат вопросы. Прочитайте текст и сделайте пометки «+» (знаю), «?» (не знаю, не уверен в этих знаниях или хотел бы расширить свои знания по этому вопрос).

2. Нефть – это сложная смесь углеводородов, в основном алканов линейного и разветвлённого строения, содержащих в молекулах от 5 до 50 атомов углерода.

3. Чтобы выделить из нефти индивидуальные вещества её подвергают переработке.

4. Перегонка (ректификация)– это физический способ разделения смеси компонентов с различными температурами кипения.

5. Крекинг – это процесс термического или каталитического разложения углеводородов, содержащихся в нефти.

6. Детонация – это взрыв смеси газов в двигателях внутреннего сгорания при сжатии.

Один из продуктов крекинга нефти используемый в качестве охлаждающей жидкости для двигателя автомобиля. (антифриз)

Предлагается выбрать вариант ответа в рефлективном тесте и зарисовать рисунок рожицы, который отражает отношение ученика к проведенному уроку.

Учитель подводит итоги урока, благодарит учащихся за работу, комментирует полученные оценки за урок. (слайд )

    WebUrokCom_889ae9fe32777e

Http://weburok. com/3019161/%D0%A3%D1%80%D0%BE%D0%BA-%D0%BF%D0%BE-%D1%85%D0%B8%D0%BC%D0%B8%D0%B8-%D0%BD%D0%B0-%D1%82%D0%B5%D0%BC%D1%83-%D0%9D%D0%B5%D1%84%D1%82%D1%8C-%D0%9F%D0%B5%D1%80%D0/

Цель урока: Сформировать у учащихся представление о природных источниках углеводородов.

    Познакомить учащихся с составом и свойствами нефти; Дать представление о способах ее переработки; Обеспечить восприятие и осмысление понятий: крекинг, ректификация, риформинг, ароматизация углеводородов, детонационная стойкость бензина, октановое число. Показать значение важнейших нефтепродуктов для современного человека и для экономики страны в целом; Познакомить учащихся с наиболее важными экологическими проблемами, возникающими при добыче, транспортировке и переработке нефти Познакомить с ролью нефти в развитии событий международной жизни и становлении социальной картины мира

    Создать условия для развития у учащихся умения анализировать результаты своей деятельности, делать выводы, сравнения, выделять главное; Сформировать умения работать самостоятельно с новыми источниками информации;

    Способствовать развитию чувства ответственности и коллективизма через игровые и групповые формы работы; Предоставить учащимся информацию о существовании профессий, связанных с добычей и переработкой нефти.

    Обсудить проблемы охраны окружающей среды и возможные последствия ее загрязнения для природы и общества.

Применяемые технологии: технология сотрудничества, игровые, ИКТ, здоровьесберегающие, проблемного обучения.

Оборудование и реактивы: компьютер, презентация, коллекции «Нефть и нефтепродукты», нефть, бензин, вода, спички, фарфоровый тигель.

Учащимся заранее, за несколько уроков объявлена тема урока и форма его проведения, распределены роли среди учащихся и даны темы для подготовки презентаций и задания для самостоятельного изучения.

Оставшиеся учащиеся будут исполнять роль прессы, они заранее также должны будут подготовить вопросы для «специалистов» и таблички с указанием представляемого ими СМИ.

Учитель: Ребята, мы заканчиваем изучать большой раздел «Углеводороды», представители которого имеют огромное практическое значение для всех нас и страны в целом. На сегодняшний день благосостояние каждого из нас напрямую зависит от добычи так называемого «черного золота». Вам было предложено самостоятельно ознакомиться с рядом вопросов по данной теме, и сегодня мы подведем итог вашей самостоятельной работы. Урок наш сегодня будет необычным. В ходе его каждый из вас выступит в качестве специалиста одной из профессий данного производства.

Директор: В нашем регионе сложилась экономически неблагоприятная обстановка:

Топливо очень сильно подорожало, цена нефти на мировых рынках поднялась до максимальной отметки за баррель (английская мера объема 158,988 дм 2 ), мы продаем на экспорт достаточное количество нефти, но многие потребители стали жаловаться на снижение качества поставляемого нами сырья; Во многие области нашего региона также отмечено поступление низкосортного топлива; Экологи бьют тревогу, заявляют об истощении природных ресурсов и загрязнении окружающей среды;

Поэтому, я хочу сейчас во всем разобраться, выяснить причины и найти пути выхода из сложившейся ситуации. Сегодня на нашей пресс-конференции присутствуют представители прессы, телевидения, радио. Товарищи корреспонденты, прошу приготовить ваши ручки, тетради, в которых вы по ходу выступления наших специалистов сделаете записи, чтобы потом осветить их в печати.

Нахождение в природе, примерные запасы и срок их использования (выступление геологов); Состав нефти и ее свойства (выступление лаборантов); Переработка нефти (выступление технологов); Меры защиты окружающей среды при нефтепереработке.

Геолог: Основные источники УВ – это нефть, каменный уголь, природный газ. Территория распределения: нефть и газ в основном добывают В Волго-Уральском, Прикаспийском и Западно – Сибирском бассейнах.

Уголь – Кузбасс, Канско –Ачинск (в странах ближнего зарубежья – Донбасс (Украина), Караганда (Казахстан).

Специалисты считают, что разведана только 1/10 часть от общих запасов природных УВ. Поэтому необходимо делать вложения в разведку новых месторождений, так как имеющиеся запасы при таком интенсивном применении могут закочиться в ближай шие десятки лет.

Директор: Давайте разберемся, почему стало поступать топливо низкого качества, На каком этапе может произойти сбой производства.

Встряхнуть бутылочку с нефтью, открыть, понюхать, большим и указательным пальцем растереть, обратить внимание на цвет. Какой? (беседа с учащимися) (вытереть руки салфеткой и промыть) В стакан с водой поместить несколько капель нефти, образуется пятно. Почему? (беседа с учащимися) Поместить несколько капель нефти в тигель и поджечь, горит коптящим пламенем Почему? (беседа с учащимися)

Итак, сырая нефть – маслянистая жидкость, легче воды и не растворяющаяся в ней, от светло-коричневого до черного цвета. У нее различен не только цвет, но и запах, а также вязкость. По составу нефть – сложная смесь, главной частью которой являются парафиновые, циклопарафиновые и ароматические углеводороды. Нефть очень ценное горючее, обладающее высокой теплотворной способностью. Из 1 кг нефти выделяется при ее сгорании 46000 кДж.

Нефть – смесь парафиновых, циклопарафиновых и ароматических углеводородов.

1 – Нефти, содержащие большое количество парафиновых углеводородов, называют парафиновыми. К ним относится грозненская нефть.

Директор технологам: Ну и что, если нефть хорошо горит, нужно ее использовать непосредственно как топливо или экономически выгоднее ее все-таки разложить на фракции и использовать уже по другому назначению?

Технолог: Так как в состав нефти входят различные УВ – предельные, непредельные, ароматические, то можно сделать вывод, что нефть – это смесь УВ. Состав нефти не бывает постоянным и зависит от месторождения и происхождения нефти.

Зная свойства УВ, можно предложить для разделения нефти на УВ несколькими способами. Основная цель переработки нефти – получение бензина и сырья для нефтехимии.

Ректификационная Крекинг Риформинг Перегонка термический каталитический ароматизация термическое разделение расщепление тяжелых УВ на превращение пред. нефти на фракции более легкие УВ в ароматические

Сырую нефть очищают, освобождают от газа, воды, сернистых соединений, а далее, используя разницу в температурах кипения углеводородов, ее разделяют на фракции:

    газолиновая (бензин, газолин) С5Н12 – С11Н24 ,температура кипения 40–200 град.; Лигроиновая С8Н18 – С14Н30 ,температура кипения 150–250 град.; Керосиновая С12Н26 – С18Н38 , температура кипения 180–300 град.; Дизельное топливо С13Н28 – С19Н40, температура кипения 200–250 град.; Мазут (остаток перегонки нефти) – содержит углеводороды с числом атомов углерода от 18 до 50.

    соляровое масло (С18–С25); смазочные масла (С28–С38); вазелин и парафин – легкоплавкие смеси твердых углеводородов; твердый остаток перегонки мазута – гудрон и продукты его переработки – битум и асфальт.

Газета «Известия»: Какие методы вы используете для повышения выхода бензина из нефти?

Технолог 2: Чтобы повысить выход бензина, мы прибегаем ко вторичным процессам нефтепереработки, то есть переработке не самой нефти, а фракций, полученных в результате ее первичной переработки.

Виды крекинга – термический, где нефтепродукты пропускают через трубчатую печь, где нагревают, например мазут до температуры 470–550 градусов под давлением. Химические реакции, которые при этом происходят:

Бензин термического крекинга существенно отличается от бензина прямой перегонки тем, что содержит непредельные углеводороды.

Каталитический крекинг проводят в присутствии природных алюмосиликатов.

Это позволяет вести процесс при несколько более низкой температуре 450-500 градусов, с большей скоростью и получать бензин более высокого качества. Чем выше температура крекинга, тем сильнее дробятся молекулы, тем больше образуется газов, богатых непредельными соединениями. Поэтому иногда высокотемпературный крекинг нефтепродуктов (его называют пиролизом ) осуществляют специально для получения газообразных непредельных углеводородов. Процесс в таком случае ведут при температуре 650—750 градусов. Эти углеводороды идут на синтез полиэтилена, красителей, моющих средств.

«1 канал» Вопрос экономистам: Мне известно, что на месторождениях нефти, совместно с залежами нефти, есть газ. Я знаю, что раньше на некоторых месторождениях этот газ сжигали. Как вы используете попутный газ и просчитывали ли вы насколько выгоднее его применение?

Экономист : Попутный нефтяной газ несколько отличается от природного газа по составу. Особое название он получил потому, что находится в залежах вместе с нефтью. Он растворен в ней и находится над нефтью, образуя газовую шапку. При извлечении нефти на поверхность, он, вследствие резкого падения давления, отделяется от нее. Если в природном газе содержится больше метана, то в попутном, наряду с ним содержатся значительное количество пропана, бутана, пентана. Поэтому он чаще используется не как топливо, а идет на производство различных веществ и материалов. Да и вообще ученые всего мира работают над тем, чтобы получить другие виды топлива и энергоносителей. Ведь еще в свое время Д. И. Менделеев сказал, что топить нефтью, все равно, что топить ассигнациями.

Газета «Аргументы и факты»: Почему для разных видов транспорта используют разные виды топлива? У меня машина иномарка, работает на бензине высокого качества 95, а раньше я пользовался бензином даже 80, в чем такая разница и почему машины так реагируют на топливо. Иногда, после заправки даже дорогого бензина появляется резкий стук в цилиндре, затем резкий хлопок, похожий на взрыв. Почему это происходит, и как вы планируете контролировать качество продаваемого бензина? Где может произойти обман? Или на нефтеперерабатывающем заводе, или уже на заправках продавцы разбавляют его низкосортным бензином? Как определить качество бензина? От чего зависит цена бензина?

Технолог 3 : В состав различных нефтепродуктов входят разные УВ. Значит при горении они будут выделять различное количество тепла. Продукты с большим числом атомов углерода при сгорании выделяют больше тепла, следовательно газойли используют для тяжелых дизелей. А разные марки бензина зависят от детонационной стойкости бензина.

Одной из важнейших характеристик всякого бензина является его Детонационная стойкость.

Чем сильнее сжимается смесь паров бензина с воздухом, тем большую мощность развивает двигатель и тем большую мощность развивает двигатель и тем относительно меньше он расходует горючего. Не все сорта бензинов выдерживают сильное сжатие. Некоторые углеводороды при сжатии воспламеняются преждевременно и сгорают с чрезвычайно большой скоростью, со взрывом. От удара взрывной волны о поршень появляется резкий стук в цилиндре, происходит сильный износ деталей, мощность двигателя падает. Это взрывное сгорание бензина носит название детонации.

Наименьшей стойкостью к детонации обладают парафины нормального строения.

Углеводороды разветвленные, а так же непредельные и ароматические более устойчивы к детонации.

Для количественной характеристики детонационной стойкости бензинов выработана октановая шкала. Октановое число изооктана (2,2,4-триметилпентана), обладающего высокой детонационной стойкостью, принято за 100.

76 бензин (76% изооктана + 24% н-гептана), 80 бензин ( 80% озооктана + 20% н-пентана) 95 бензин (95% изооктана + 5 % н-пентана) и т. д.

Чтобы повысить детонационную стойкость бензина, его подвергают ароматизации. Этот процесс называется Риформингом.

Он осуществляется путем нагревания их в присутствии платинового катализатора. В этих условиях идут реакции превращения парафинов и циклопарафинов в ароматические углеводороды, вследствие чего октановое число бензинов повышается.

Какие задачи стоят перед вашим предприятием, чтобы обеспечить безаварийную работу, а так же качественную очистку выбросов, чтобы избежать загрязнения окружающей среды?

Эколог: Среди многих проблем, которые стоят перед человечеством, охрана окружающей среды от последствий его производственной деятельности является одной из первоочередных. Собственно само понятие «загрязнение окружающей среды» появилось в связи с добычей, транспортировкой и переработкой нефти. Да, нефть дала неисчислимые блага человечеству. Но за этим не сразу заметили чад, отравляющий планету. Нефть дала толчок не только к развитию производительных сил общества, но и породила многие экологические проблемы.

Использование нефтепродуктов неизбежно ведет к загрязнению окружающей среды. Прежде всего – это нефтяные пятна на дорогах, которые попадают в почву, реки. С выхлопными газами автомобилей в воздух попадает много веществ, влияющих на его чистоту. И, конечно, настоящим бедствием становится разливы нефти и нефтепродуктов при техногенных авариях

Инженер по технике безопасности: С целью очистки газообразных продуктов, которые выбрасываются в атмосферу, их подвергают гидроочистке. За исправностью оборудования постоянно следят работники нашего предприятия. Но все же самое главное, нужно стремиться к безотходному производству, что понизит себестоимость продукции, и снизит выброс вредных веществ в атмосферу. Для этого нужно поднять уровень науки и технологии. Важную роль в этом должны сыграть вы, представители прессы, пропагандируя интерес к знаниям, науке.

Оценить с экономической точки зрения замену Ув сырья как топлива другими веществами. Каковы основные трудности в решении данного вопроса? Нефтехимия и безотходное производство. Совместимы ли они? Каковы перспективы нефтехимии, учитывая, что запасы нефти не безграничны? В последние годы значительно выросли цены на продукцию нефтехимии. Связано это с экономическими задачами или является чьим-то волевым решением? Основные валютные поступления в нашей стране – за счет продажи нефти и газа. Предложите другие пути увеличения валютных поступлений? Дайте оценку технологическому уровню нефтехимии в России. Предложите пути улучшения ситуации на УВ рынке. Возможно ли мирное сосуществование нефтехимии и окружающей среды? Какие для этого нужны условия? Пути решения проблемы замены пищевого сырья для технических целей непищевым. Влияние нефтедобычи на внешнюю и внутреннюю политику России. Перспективы развития нефтяной промышленности.

Председатель: Благодарю всех участников нашего совещания. Всем необходимо принять все сказанное к сведению и усилить контроль за качеством выпускаемой продукции. Всем службам обратить внимание на вопросы охраны окружающей среды.

С. П. Хибученко, МБОУ Кашарская СОШ, сл. Кашары, Кашарский район, Ростовская область

Http://pedsovet. pro/index. php? option=com_content&view=article&id=16027:2016-03-19-14-13-42&catid=58:chemistry

Сырая нефть представляет собой сложную смесь углеводородов и других соединений. В таком виде она мало используется. Сначала ее перерабатывают в другие продукты, которые имеют практическое применение. Переработка нефти включает: фракционную перегонку, крекинг, риформинг и очистку от серы.

Фракционная перегонка: Сырую нефть разделяют на множество составных частей, подвергая ее простой, фракционной и вакуумной перегонке. Состав получаемых фракций нефти зависят от состава сырой нефти. Из сырой нефти прежде всего удаляют растворенные в ней примеси газов. Затем подвергают первичной перегонке, в результате чего разделяют на газовую, легкую и среднюю фракции и мазут.

1)Газовая фракция — газы, получаемые при переработке нефти, представляют собой простейшие неразветвленные алканы: этан, пропан и бутаны. Эта фракция имеет промышленное название нефтезаводской газ.

2)Бензиновая фракция — эта фракция представляет собой смесь различных углеводородов, в том числе неразветвленных и разветвленных алканов.

3) Мазут — Эта фракция остается после удаления из нефти всех остальных фракций. Большая его часть используется в качестве жидкого топлива для нагревания котлов.

Крекинг: В этом процессе крупные молекулы высококипящих фракций сырой нефти расщепляется на меньшие молекулы, из которых состоят низкокипящие фракции. Крекинг необходим потому, что потребности в низкокипящих фракциях нефти особенно в бензине часто опережают возможности их получения путем фракционной перегонки сырой нефти.

Существует несколько видов крекинга: термический, каталитический, риформинг.

Крупные молекулы углеводородов, содержащихся в тяжелых фракциях нефти, могут быть расщеплены на меньшие молекулы путем нагревания этих фракций до температур, превышающих их температуру кипения. Как и при каталитическом крекинге, в этом случае получают смесь насыщенных и ненасыщенных продуктов:

Получившиеся жидкие вещества частично могут разлагаться далее, например:

Выделившийся в процессе крекинга этилен широко используется в химической промышленности.

Расщепление молекул углеводородов протекает по радикальному механизму:

CH3 – (CH2 )6 – CH2 :CH2 – (CH2 )6 – CH3 > CH3 – (CH2 )6 – CH2 + CH2 –(CH2 )6 – CH3

Свободные радикалы химически очень активны и могут участвовать в

Различных реакциях. В процессе крекинга один из радикалов отщепляет атом

При температурах 700-1000°С проводят термическое разложение нефтепродуктов, в результате которого получают главным образом легкие алкены – этилен, пропилен и ароматические углеводороды. При пиролизе возможно протекание следующих реакций:

Этот метод приводит к образованию смесинасыщенных и ненасыщенных продуктов. Каталитический крекинг проводится при сравнительно невысоких температурах, а в качестве катализатора используется смесь кремнезема и глинозема. Таким путем получают высококачественный бензин и ненасыщенные углеводороды из тяжелых фракций нефти.

2) образование алкенов, понижающих химическую стабильность продуктов.

Каталитический крекинг проходит по катионному цепному механизму на

Поверхности катализатора. При отрыве на катализаторе от молекулы парафинового углеводорода гидрид иона образуется соответствующий карбкатион:

Процессы риформинга приводят к изменению структуры молекул или к их объединению в более крупные молекулы. Риформинге используется в переработке сырой нефти для превращения низкокачественных бензиновых фракций в высококачественные фракции. Процессы риформинга могут быть подразделены на три типа: изомеризация, алкилирование, а также циклизация и ароматизация.

1)Изомеризация – в этом процессе молекулы одного изомера подвергаются с образованием другого изомера. Процесс изомеризации имеет важное значение для повышения качества бензиновой фракции, получаемой после первичной перегонки сырой нефти. Бутан можно изомеризовать, превращая его в 2-метил-пропан, с помощью катализатора из хлорида алюминия при температуре 100°С или выше:

2)Алкилирование – в этом процессе алканы и алкены, которые образовались в результате крекинга, воссоединяются с образованием высокосортных бензинов. Процесс проводится при низкой температуре с использованием сильнокислотного катализа, например серной кислоты:

3)Циклизация и ароматизация — риформинг этого типа представляет один из процессов крекинга. Его называют каталитическим риформингоим. В некоторых случаях в реакционную систему вводят водород, чтобы предотвратить полное разложение алкана до углерода и поддержать активность катализатора. В этом случае процесс называется гидроформингом:

Приблизительно 90% всей добываемой нефти используют в качестве топлива. Из продуктов перегонки нефти получают много тысяч органических соединений. Они в свою очередь используются для получения тысяч продуктов, которые удовлетворяют не только насущные потребности современного общества.

Твердые горючие ископаемые: Органические происхождения, представляющие собой продукты преобразования остатков растит, или животных организмов под воздействием физико-химических, биологических факторов. Каустобиолиты угольного ряда разделяются:

Активные угли — пористые углеродные тела, зерненные и порошкообразные, развивающие при контакте с газообразной или жидкой фазами значительную площадь поверхности для сорбционных явлений. По своим структурным характеристикам активные угли относятся к группе микрокристаллических разновидностей углерода — это графитовые кристаллиты, состоящие из плоскостей протяженностью 2-3 нм, которые в свою очередь образованы гексагональными кольцами.

Кроме графитовых кристаллитов активные угли содержат от одной до двух третей аморфного углерода; наряду с этим присутствуют гетероатомы.

Наличие химически связанного кислорода в структуре активных углей, образующего поверхностные химические соединения основного или кислого характера, значительно влияет на их адсорбционные свойства. Пористая структура активных углей характеризуется наличием развитой системы пор, которые классифицируют на:

1)Микропоры — наиболее мелкая разновидность пор, соизмеримая с размерами адсорбируемых молекул.

2)Мезопор ы — поры, для которых характерно послойное заполнение поверхности адсорбируемыми молекулами, завершающееся их объемным заполнением по механизму капиллярной конденсации.

3)Макропоры — в процессе адсорбции не заполняются, но выполняют роль транспортных каналов для доставки адсорбата к поверхности адсорбирующих пор.

Для практической реализации любого способа изготовления активных углей пользуются такими общими технологическими приемами, как предварительная подготовка сырья (дробление, рассев, формование), карбонизация (пиролиз) и активация.

1)Предварительная подготовка сырья — приведение исходного угольного сырья в состояние, удобное для осуществления дальнейшей термической обработки.

2)Карбонизация (пиролиз) — термическая обработка материала без доступа воздуха для удаления летучих веществ. На стадии карбонизации формируется каркас будущего активного угля — первичная пористость, прочность и т. д.

3)Активация водяным паром представляет собой окисление карбонизованных продуктов до газообразных в соответствии с реакцией:

В процессе активации развивается необходимая пористость и удельная поверхность, происходит значительное уменьшение массы твердого вещества, именуемое обгаром.

Запасы Каменного угля в природе значительно превышают запасы нефти. Поэтому каменный уголь – важнейший вид сырья для химической отрасли промышленности.

В настоящее время в промышленности используется несколько путей переработки каменного угля: сухая перегонка (коксование, полукоксование), гидрирование, неполное сгорание, получение карбида кальция.

Сухая перегонка угля используется для получения кокса в металлургии или бытового газа. При коксовании угля получают кокс, каменноугольную смолу, надсмольную воду и газы коксования.

Каменноугольная смола содержит самые разнообразные ароматические и другие органические соединения. Разгонкой при обычном давлении ее разделяют на несколько фракций. Из каменноугольной смолы получают ароматические углеводороды, фенолы и др.

Газы коксования содержат преимущественно метан, этилен, водород и оксид углерода(II). Частично их сжигают, частично перерабатывают.

Гидрирование угля осуществляют при 400–600 °С под давлением водорода до 250 атм в присутствии катализатора – оксидов железа. При этом получается жидкая смесь углеводородов, которые обычно подвергают гидрированию на никеле или других катализаторах. Гидрировать можно низкосортные бурые угли.

Карбид кальция СаС2 получают из угля (кокса, антрацита) и извести. В дальнейшем его превращают в ацетилен, который используется в химической отрасли промышленности всех стран во все возрастающих масштабах.

Сланец – полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти).

Горючий сланец состоит из преобладающих минеральных (кальциты, доломит, гидрослюды, монтмориллонит, каолинит, полевые шпаты, кварц, пирит и др.) и органических частей (кероген), последняя составляет 10—30 % от массы породы и только в сланцах самого высокого качества достигает 50—70 %. Органическая часть является био – и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей, сохранившим клеточное строение или потерявшим его в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений. Горючие сланцы являются самым низкосортным твердым топливом. Обладая высокой теплотворной способностью горючей массы (Q* до 9000 ккал/кг), сланцы из-за высокой зольности (Лр до 70%) представляют малоценное рабочее топливо.

Применение: Используют как местное топливо, сырье для получения жидких топлив, для получения битумов, масел, фенолов, бензола, толуола, ксилолов, нафтолов, ихтиола и др.

Органическая масса горючих сланцев имеет наибольшую аналогию с нефтью, однако низкое содержание органики, а также трудности использования огромных количеств минерального остатка тормозят развитие переработки сланцев.

Торф- горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, (если меньше, то это заболоченные земли).

Торф подразделяется на виды по группировке растений и условиям образования, а также на типы:

1)Верхово́й торф — образован олиготрофной растительностью (сосна, пушица, сфагнум, вереск) при переувлажнении, вызванном преимущественно атмосферными осадками. Плохое удобрение, поскольку беден. Содержит зольные элементы 1—5 %, органических веществ — 99—95 %, pH=2.8—3.6. Химический состав: азотистых веществ — 0.9—1.2 %, P2 O5 — 0.03—0.2, K2 O — 0.05—0.1, CaO — 0.1—0.7, Fe2 O3 — 0.03—0.5 %. Окраска изменяется с повышением степени разложения от светло-желтой до темно-коричневой. Используется как топливо или теплоизоляция.

2) Низи́нный торф — образован эутрофной растительностью (ольха, осока, мох) при переувлажнении грунтовыми водами. Зольность 6-18 процентов. Преобладают серые оттенки, переходящие в землисто-серый цвет.

Торф и продукты переработки торфа в зависимости от способа добычи и назначения подразделяются на следующие квалификационные группировки:

Они действительно лучше восстанавливали радионуклиды. Более того, чтобы сделать реакцию «зеленой» при производстве в промышленном масштабе для проведения которой не нужен токсичный формальдегид. В результате получается целый набор обогащенных гуминовых производных с различными электрохимическими свойствами.

Электродный пековый и нефтяной кокс имеют по сравнению с каменноугольным очень низкую зольность, как правило, не выше 0,3% (до 0,8% у нефтяного кокса) Электродный пековый кокс получают коксованием в камерных динасовых печах высокоплавкого каменноугольного пека. Нефтяной кокс образуется также при крекинге и пиролизе продуктов перегонки нефти.

Один из наиб. распространенных биополимеров, входящий в состав клеточных стенок растений и микроорганизмов

Химическая формула целлюлозы, выведенная на основании определения ее элементарного состава и молекулярного веса, имеет вид (С6Н10О5)n, причем n (степень полимеризации) зависит от условий приготовления препарата. Различают средний молекулярный вес целлюлозы, выделенной из растительных материалов в особенно мягких условиях, достигает 10—20 миллионов. Молекулярный вес технической целлюлозы равен 50 000—150 000.

Целлюлоза (C6H10O5)n представляет собой высокомолекулярный полисахарид, являющийся главной составной частью клеточных стенок растений. Целлюлоза придает растительной ткани механическую прочность, эластичность и выполняет строительную функцию.В природе целлюлоза никогда не встречается в чистом виде. Волокна хлопка содержат 92—95% целлюлозы, в различных видах древесины содержание целлюлозы колеблется в пределах 40—60%.

По внешнему виду целлюлоза — аморфное вещество. Однако при рентгенографическом исследовании она дает характерные рентгенограммы, указывающие на значительную упорядоченность ее структуры.

Целлюлоза почти не обладает восстановительными свойствами и не дает других реакций карбонильной группы, характерных для моносахаридов.

А) Реакции образования алкоголятов и эфиров целлюлозы. В отличие от низших спиртов целлюлоза при обработке концентрированными растворами едких щелочей образует прочное соединение — щелочную целлюлозу:

Б) Алкоголяты целлюлозы получаются также при действии на целлюлозу растворов щелочных металлов в жидком аммиаке:

2. Получения простых эфиров целлюлозы является действие на щелочную целлюлозу диалкилсульфатов в присутствии избытка щелочи:

3. Получение нитрата целлюлозы, часто неправильно получаемые этерификацией целлюлозы смесью азотной и серной кислот где серная кислота служит водоотнимающим средством:

4. Получение уксуснокислых эфиров (ацетаты целлюлозы), часто неправильно называемые Ацетилцеллюлозой, в присутствии уксусной кислоты и небольших количеств серной кислоты как катализатора:

5. Ксантогенаты целлюлозы получаются при взаимодействии щелочной целлюлозы с сероуглеродом, При этом CS2 как бы внедряется в положение 2 в среднем в каждый второй глюкозный остаток щелочной целлюлозы:

Ксантогенат целлюлозы представляет собой натриевую соль кислого эфира целлюлозы и дитиоугольной кислоты. Ксантогенаты целлюлозы растворяются в воде или разбавленной щелочи, образуя так называемые вискозные растворы:

Как и другие органические вещества, содержащие в составе молекул нитрогруппу, все виды нитроцеллюлозы огнеопасны. Особенно опасна в этом отношении Тринитроцеллюлоза — сильнейшее взрывчатое вещество. Ацетилцеллюлоза используется для получения лаков и красок, она служит так же сырьем для изготовления искусственного шелка.

Озокерит (от др.-греч. ὄ ζω — пахну и κηρός — воск) (горный воск) — природный углеводород из группы нефти, по другим данным — из группы нефтяных битумов, иногда условно относимый к минералам. Является смесью высокомолекулярных твёрдых насыщенных углеводородов (обычно состоит из 85-87% углерода и 13-14% водорода), по виду напоминает пчелиный воск, имеет запах керосина.

Удельный вес — от 0.85 до 0.95, температура плавления — от 58 до 100°C. Озокерит растворяется в эфире, нефти, бензоле, скипидаре, хлороформе, сероуглероде и в некоторых других веществах. Озокерит, добываемый в Галиции, варьируется по цвету от светло-жёлтого до тёмно-коричневого, также часто встречается зелёный озокерит (такая окраска получается благодаря дихроизму) и плавится при температуре 62°С.

1)Китайский воск вырабатывается червецом. Содержит сложный эфир гексакозановой к-ты СН3 (СН2 )24 СООН и гексадеканового спирта СН3 (СН2 )15 ОН (95-97%), смолу (до 1%), углеводороды (до 1%) и спирты (до 1%).

2)Шеллачный воск содержится в природной. смоле — шеллаке (ок. 5%). В него входят 60-62% сложных эфиров, 33-35% спиртов, 2-6% углеводородов. Выделяют при охлаждении спиртового р-ра шеллака.

3)Воск бактерий покрывает пов-сть кислотоупорных бактерий, напр. туберкулезных и лепры, обеспечивая их устойчивость к внеш. воздействиям. Содержит сложные эфиры миколевой к-ты С88 Н17 2О4 иэйкозанола СН3 (СН2 )17 СНОНСН3, а также октадеканола СН3 (СН2 )15 СНОНСН3.

4)Воск сахарного тростника покрывает тонкой пленкой стебли растений. В него входят сложные эфиры (78-82%), насыщенные С14 —С34 и ненасыщенные С15—С37 углеводороды (3-5%), насыщенные жирные к-ты С12 —С36 (14%) и спирты С24 —С34 (6-7%). При отжиме тростника ок. 60% воска переходит в сок. При очистке последнего воск выпадает в осадок.

Озокерит является ценным сырьем для медицинских целей. Так, его использование лежит в основе одного из видов физиотерапии – озокеритотерапии. Он используется для изготовления свечей и изоляторов, так как имеет большую температуру плавления, чем парафин, а также для приготовления различных смазок и мазей для технических и медицинских нужд; в строительной промышленности.

Природные газы, нефть и каменный уголь — основные источники углеводородов. По запасам природного газа первое место в мире принадлежит нашей стране, где известно более 200 месторождений.

В природном газе содержатся углеводороды с небольшой относительной молекулярной массой. Он имеет следующий примерный состав (по объему):

80. 90% метана, 2. 3% его ближайших гомологов — этана, пропана, бутана и небольшое содержание примесей — сероводорода, азота, благородных газов, оксида углерода (IV) и паров воды. Так, например, газ Ставропольского месторождения содержит 97,7% метана и 2,3% прочих газов, газ Саратовского месторождения—93,4% метана, 3,6% этана, пропана, бутана и 3% негорючих газов.

К природным газам относятся и так называемые попутные газы, которые обычно растворены в нефти и выделяются при ее добыче. В попутных газах содержится меньше метана, но больше этана, пропана, бутана и высших углеводородов. Кроме того, в них присутствуют в основном те же примеси, что и в других природных газах, не связанных с залежами нефти, а именно: сероводород, азот, благородные газы, пары воды, углекислый газ. Разработано много способов переработки природных газов.

Главная задача этой переработки — превращение предельных углеводородов в более активные — непредельные, которые затем переводят в синтетические полимеры (каучук, пластмассы). Кроме того, окислением углеводородов получают органические кислоты, спирты и другие продукты.

По сравнению с твердым и жидким топливом природный газ выигрывает по многим параметрам:

— относительная дешевизна, которая объясняется более легким способом добычи и транспорта;

— облегчается труд обслуживающих работников и улучшение санитарно-гигиенических условий его работы;

Проникновение в помещение более 20 % газа может привести к удушью, а при наличии его в закрытом объеме от 5 до 15 % может вызвать взрыв газовоздушной смеси.

1.Тюремнов. С. Н., Торфяные месторождения / Тюремнов. С. Н,- М., «Недра», 1976

2.. Судо М. М Нефть и горючие газы в современном мире / Судо М. М – М.: «Недра», 1984

3. Рудзитис Г. Е ., Фельдман Ф. Г. Органическая химия: учебник / Рудзитис Г. Е – М.: «Просвещение», 1991.

4Фримантл. М. Химия в действии. В 2-х ч. Ч.1.: Пер. с англ. / Фримантл М. — М.: Мир, 1991. — 528с.

5. Фримантл М. Химия в действии. В 2-х ч. Ч.2.: Пер. с англ. / Фримантл М. – М.: Мир, 1991. — 622с.

6.. Ивановский Л. Е Энциклопедия восков, пер. с нем., т. 1, Л., 1956; Торфяной воск и сопутствующие продукты, Минск, 1977; — 115-120с.

7. Белькевич П. И ., Голованов Н. Г., Воск и его технические аналоги, // Белькевич П. И., Голованов Н. Г., Минск, 1980.-176с

9. Непенин Н. Н ., Непенин Ю. Н., Технология целлюлозы, 2 изд., т. 1-2, // Непенин Ю. Н – М., 1976-90.

Http://www. ronl. ru/lektsii/himiya/331169/

Презентация: «Нефть и способы её переработки». Автор: Ольга. Файл: «Нефть и способы её переработки. pptx». Размер zip-архива: 2096 КБ.

Происхождение нефти Физические свойства Химический состав Применение Нефтепродукты Воздействие нефти на морские экосистемы

Органическая теория происхождения нефти (М. В.Ломоносов, Н. Д. Зелинский)

Нефть-это превращение продуктов жизнедеятельности флоры и фауны, погребенных в осадочных породах.

Нефть – маслянистая жидкость от светло-бурого до черного цвета с характерным запахом. Она немного легче воды и практически в ней не растворяется, но может образовывать с ней стойкие эмульсии. В технологии для отделения от нефти воды и растворённой в ней соли проводят обезвоживание и обессоливание. Средняя молекулярная масса 220—400 г/моль (редко 450—470). 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). Температура застывания колеблется от +300 до –600С и зависит в основном от содержания парафина (чем его больше, тем температура застывания выше). Температура кристаллизации от?60 до + 30 °C; зависит преимущественно от содержания в нефти парафина (чем его больше, тем температура кристаллизации выше) и лёгких фракций (чем их больше, тем эта температура ниже). Вязкость изменяется в широких пределах (от 1,98 до 265,90 мм?/с для различных нефтей, добываемых в России).Удельная теплоёмкость 1,7—2,1 кДж/(кг? К); удельная теплота сгорания (низшая) 43,7—46,2 МДж/кг; диэлектрическая проницаемость 2,0—2,5. Нефть — легковоспламеняющаяся жидкость; температура вспышки от?35 до +121 °C (зависит от фракционного состава и содержания в ней растворённых газов).

Углеводороды, содержащиеся в нефти, подразделяют на три основные группы: метановые, нафтеновые и ароматические. Метановые (парафиновые) химически наиболее устойчивы, они являются гомологами простейшего углеводорода метана (СН4). При последовательном замещении атомов водорода метана на радикал (СН3 называемый метильной группой, получается гомологический ряд парафиновых углеводородов. Общая формула парафиновых углеводородов(CnHn+2) – Начиная с метана (СН4), эти углеводороды газообразные, начиная с пентана (С5Н12) — жидкие, а с гексадекана С16Р34) — твердые. Нафтеновые углеводороды имеют циклическое строение. Общая эмпирическая формула (СпН2п.) В молекулы нафтеновых углеводородов входят замкнутые кольца атомов углерода. Циклическое строение этих углеводородов обусловливает их высокую химическую прочность. Ароматические углеводороды имеют общую формулу (СnHn-6). Наиболее важным ароматическим углеводородом является бензол (С6Н6). Ароматические углеводороды легко вступают в реакции замещения, образуя фенол, нитробензол и др. При этом ароматические углеводороды являются наиболее токсичными компонентами нефти.

Непосредственно сырая нефть практически не применяется (сырая нефть наряду с нерозином применяется для пескозащиты — закрепления барханных песков от выдувания ветром при строительстве ЛЭП и трубопроводов). Для получения из неё технически ценных продуктов, главным образом моторных топлив, растворителей, сырья для химической промышленности, её подвергают переработке. В связи с быстрым развитием в мире химической и нефтехимической промышленности, потребность в нефти увеличивается не только с целью повышения выработки топлив и масел, но и как источника ценного сырья для производства синтетических каучуков и волокон, пластмасс, ПАВ, моющих средств, пластификаторов, присадок, красителей, и др. (более 8 % от объёма мировой добычи). Среди получаемых из нефти исходных веществ для этих производств наибольшее применение нашли: парафиновые углеводороды — метан, этан, пропан, бутаны, пентаны, гексаны. Нефть уникальна именно комбинацией качеств: высокая плотность энергии, нефть легко транспортировать, наконец, из нефти легко получить массу вышеупомянутых продуктов. Истощение ресурсов нефти, рост цен на неё и др. причины вызвали интенсивный поиск заменителей жидких топлив.

Нефтепродукты — смеси углеводородов, а также индивидуальные химические соединения, получаемые из нефти и нефтяных газов. К нефтепродуктам относятся различные виды топлива (бензин, дизельное топливо, керосин и др.) смазочные материалы, электроизоляционные среды, растворители, нефтехимическое сырьё. Производство Нефтепродукты получаются в результате химического процесса — перегонки нефти, от которой при разных температурах отделяются вещества (отгоны) в парообразном состоянии. Перегонка нефти может осуществляться, например, при помощи ректификационной колонны.

Транспортировка Нефтепродукты транспортируют наливом и затаренные. Наливом транспортируют следующие продукты: Сжиженные углеводородные газы, такие как смеси пропан-бутана в специализированных вагонах-цистернах под давлением. Автомобильный бензин, дизельное топливо и авиационный керосин перевозят железнодорожным, трубопроводным, автомобильным и водным транспортом, а также смешанными видами транспорта. Трубопроводы, осуществляющие транспортировку нефтепродуктов, называют также продуктопроводами. В РФ оператором основных продуктопроводов является ОАО АК Транснефтепродукт. Нафту и Остаточные нефтяные топлива в основном транспортируют железнодорожным и водным транспортом. В таре транспортируют, например Смазочные масла.

Основные нефтепродукты Сжиженные углеводородные газы Нафта Бензин Дизельное топливо Керосин Мазут Остаточные нефтяные топлива Прочие нефтепродукты Резина Масла Гудрон Прямогон Газоконденсат Битум Ацетон

Экологические последствия разливов нефти имеют трудно прогнозируемый характер, поскольку невозможно учесть все последствия нефтяного загрязнения, нарушающего естественные процессы и взаимосвязи. Разливы нефти существенно изменяют условия жизни всех видов живых организмов на его территории. Нефть – продукт длительного распада, она очень быстро покрывает поверхность воды тонким слоем, а образовавшаяся нефтяная плёнка ограничивает доступ света и воздуха. Агентство по охране окружающей среды США (US Environmental Protection Agency) эффект разлива нефти описывает так: через 10 минут после попадания одной тонны нефти в воду, на её поверхности образуется нефтяное пятно толщиной 10 мм. Со временем толщина плёнки уменьшается до 1 мм., а площадь пятна увеличивается. Одна тонна нефти может покрыть водное пространство площадью до 122 км. В дальнейшем изменения происходят под воздействием погоды, ветра и волн. Пятно обычно дрейфует по воле ветра, со временем оно распадается на более мелкие пятна, которые могут удаляться на довольно значительные расстояния от места разлива. Сильный ветер, шторм ускоряют процесс дисперсии плёнки. Во время катастроф, связанных с разливом нефти, не происходит массовой одномоментной гибели всей флоры и фауны в районе загрязнения, однако, такие техногенные катастрофы имеют очень негативные последствия в средне – и долгосрочной перспективе. Особенно страдают в результате разливов организмы, обитающие в прибрежной зоне, на дне или на поверхности воды.

Особенно уязвимы к разливам нефти птицы, обитающие и проводящие большую часть жизни на воде. В результате внешнего загрязнения нефтью разрушается их оперение, спутываются перья, нефть вызывает раздражение глаз, и, в конце концов, птица погибает. Средние и крупные разливы нефти вызывают гибель до 5 тысяч птиц. Особенно чувствительны к воздействию нефти яйца птиц, даже малое количество нефти может стать причиной их гибели. Отравляющий эффект усиливается, если авария произошла в непосредственной близости от городов или любых других населённых пунктов, так как нефть и нефтепродукты в сочетании с иными загрязнителями антропогенного происхождения образуют ещё более опасные "коктейли"

Разливы нефти пагубно отражаются и на морских млекопитающих. Полярные медведи, морские выдры, тюлени и новорожденные морские котики, у которых при рождении уже имеется мех, погибают чаще других. Их загрязнённый нефтью мех спутывается и теряет способность к удерживанию тепла и воды. Нефть сильно влияет на жировой слой тюленей и китообразных, усиливая расход тепла. Попадая на кожу и глаза, она вызывает раздражение, в результате чего животные теряют способность к нормальному плаванию. Нефть, попадая в организм животных, может вызвать желудочно-кишечные кровотечения, интоксикацию печени, почечную недостаточность и нарушения кровяного давления. Кроме того, испарения нефти в зоне большого разлива, либо в непосредственной близости от него, так же губительны для млекопитающих. Рыба подвергается воздействию разливов нефти при употреблении загрязнённой пищи, воды, а также, если соприкосновение с нефтью происходит во время движения икры. Большое количество рыбы (исключая молодь) обычно гибнет при серьёзных разливах нефти.

Http://900igr. net/prezentacija/bez_uroka/neft-i-sposoby-ejo-pererabotki-152728.html

Экологические проблемы добычи, транспортировки и переработки нефти»

Экологические проблемы использования сырой нефти и нефтепродуктов

К числу наиболее опасных и распространенных загрязняющих гидросферу веществ относится нефть и нефтепродукты. Имеются

Данные, что в настоящее время загрязнено около 1/5 акватории океана, в воды ежегодно попадает от 30 до 50 млн. тонн нефти, а каждая тонна ее способна покрыть пленкой до 12 км 2 поверхности

Содержание нефти даже в количестве 0,05 мг/л делает воду непригодной для питья, а при концентрации 0,5 мг/л погибают многие виды организмов, связанных с водной средой. Из-за запаховых явлений изменяются пути миграции рыб и других организмов.

Особенно чувствителен к нефтяным и другим загрязнениям планктон. Гибель его лишает возможности существования многие другие организмы. Нефтяная пленка сильно изменяет отражательную способность водной поверхности, является причиной изменения температурного баланса водной поверхности.

На берег. Здесь она губит прибрежные экосистемы, играющие важную роль при очистке воды.

Разрушенные экосистемы долго не восстанавливаются. Часть нефти, впитываясь в грунты, попадает в грунтовые воды, а затем в результате круговорота вод вновь возвращается в

Источники. Длительно не разлагающиеся нефтепродукты попадают в океанические течения и переносятся на большие расстояния.

Нефть известна человечеству с древнейших времён, что иллюстрируется следующими данными: ___________________________________

Http://www. alllessons. ru/chemistry/konspekt-uroka-na-temu-neft-i-sposoby-eyo-pererabotki-ekologicheskie-problemy-dobychi-transportirovki-i-pererabotki-nefti. html

Тема урока. Нефть. Состав, свойства нефти. Главные процессы переработки: перегонка, крекинг.

Использование нефтепродуктов. Использование нефтепродуктов. Детонационная стойкость бензина

Цели урока: выяснить состав и свойства природного источника углеводородов — нефти; ознакомить учащихся с основными процессами переработки нефти, получения углеводородов, необходимых в народном хозяйстве; рассмотреть главные научные принципы технологических процессов переработки нефти; показать широкие возможности использования нефтепродуктов.

Формы работы: эвристическая беседа, учебная лекция, демонстрационный эксперимент, лабораторная работа.

Лабораторный опыт 1. Ознакомление с образцами нефтепродуктов (коллекция).

На нефть как важнейший источник сырья одним из первых указал Д. И. Менделеев. В начале ХХ века, еще при жизни

Д. И. Менделеева, началось переводе кораблей военно-морского флота крупнейших государств с угольного топлива на нефтяное. Условия для возникновения нефтехимической промышленности сформировались в результате внедрения новых методов переработки нефти — крекинга и пиролиза.

Нефть — жидкость, более легкая за воду (плотность — 0,73-0,9 г/см3), темно-бурого или почти черного цвета с характерным запахом, в зависимости от месторождения отличается по многим свойствам: цвету, плотности, леткістю, температурой кипения. Однако любая нефть — жидкость, почти не растворяется в воде и по элементарному составу содержащая преимущественно углеводороды с примесью небольшого количества оксигеносодержащих, сульфитных, нітритних и минеральных соединений.

Сопровождается расщеплением высших углеводородов в жидких и газообразных алканов и алкенов.

(Рассматриваем коллекцию, делаем выводы, заполняем в процессе беседы таблицу.)

Http://schooled. ru/lesson/chemistry/11klas/25.html

Цель урока: формирование представлений о нефти, её составе, свойствах, способах обработки

Обучающие: углубить и расширить знания учащихся о нефти и нефтепродуктах, способах получения и использования продуктов нефтепереработки на примере химических процессов – перегонки, крекинга.

Развивающие: создать условия для развития умений по статистическим материалам анализировать, сравнивать, обобщать, делать выводы; способствовать развитию информационной компетентности; расширить представление о значимости нефти, практически во всех сферах жизни;

Воспитательные: создать условия работы в коллективе и индивидуально, воспитывая тем самым ответственность перед выполнением заданий, добросовестность.

Методы и методические приёмы: Объяснительно – иллюстративный метод изложения материала; использование методики эвристической беседы и средств мультимедиа

Доска;Мультимедийное оборудование;Компьютерная презентация «Нефть. Перегонка нефти»;Видеоролики: «Нефть. Ректификация нефти. История нефти»;Фрагмент видеофильма «Каталитический крекинг»;Рабочие листы обучающихся;Учебник Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фельдман. Химия 10 класс.

Организационный момент. Подготовительный этап. Актуализация знаний. Учитель.

На прошлом уроке мы начали изучение природных источников углеводородов. Углеводороды имеют большое народнохозяйственное значение, так как служат важнейшим видом сырья для получения почти всей продукции современной промышленности органического синтеза и широко используются в энергетических целях. (слайд )

Вопрос классу: Какие наиболее важные источники углеводородов вы знаете? (слайд )

У вас на столах лежит карточка с заданием «Природный и попутный нефтяной газы». Выберите правильный ответ. (слайд )

Чем выше относительная молекулярная масса углеводорода, тем ________ его в природном газе а) больше б) меньше

Природный газ используется как а) топливо б) топливо и сырье для переработки

Все, что мы делаем каждый день, так или иначе связано с предметами и веществами, для производства которых используют это вещество.

Из веществ, добываемых из него получают такие вещества как: пластмасса, резина, синтетическиё ткани, моющие средства, горюче – смазочные вещества, а в частности бензин, на который приходится более 50% объёма от всех производимых нефтепродуктов, и многое другое. Массовый выпуск мелочей из пластмассы – гребней, коробок, пуговиц, игрушек – начался уже в конце XIX века. Каждый год в мире производят около 180 миллионов тонн пластмассы. Но, не смотря на огромный перечень продукции, его в мире используют в основном, как топливо (продукты переработки).

Основная цель нашего урока – сформировать представление о нефти, как об основном источнике углеводородов, способах её переработки, показать практическую значимость нефти.

Нефть (из тур. neft, от персидск. нефт[9]) — природная маслянистая горючая жидкость со специфическим запахом, состоящая в основном из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы и некоторых других химических соединений.

Первая в мире добыча нефти из буровой скважины состоялась в 1848 году на Биби-Эйбатском месторождении вблизи Баку. Давайте посмотрим, как это происходило. Предлагаю посмотреть видео «История нефти».

Нефть – горючая маслянистая жидкость обычно темного цвета, иногда почти чёрного, хотя иногда встречается и слабо окрашенная в жёлто-зелёный цвет, и даже бесцветная, с резким своеобразным запахом, немного легче воды (плотность 0,73-0,97 г/см3), в воде нерастворима.

В зависимости от месторождения нефть имеет различный состав. Например, Бакинская нефть богата циклическими углеводородами (до 90%), в грозненской нефти преобладают предельные углеводороды, а в уральской нефти – ароматические. Наиболее часто встречаются нефти смешанного состава. По плотности различают легкую и тяжелую нефть.

Нефть – жидкость очень сложного состава, включающая в себя около 1000 различных веществ, большая часть которых – углеводороды (90%)и органические соединения, содержащие кислород, серу, азот и другие элементы. Обычно нефть содержит три вида углеводородов – алканы (парфины), циклоалканы (циклопарафины) и ароматические. (слайд )

Вопрос классу: Какие углеводороды относятся к данным видам? (слайд 9)

У вас на столах рабочие листы, есть листы помощники. Повторите материал. Ответьте на вопрос.

– Алканы (парафины) – насыщенные (не имеющие двойных связей между атомами углерода) углеводороды линейного или разветвлённого строения.

– Циклопарафины (циклоалканы) – насыщенные углеводородные соединения циклического строения.

– Ароматические углеводороды – ненасыщенные углеводородные соединения, молекулы которых включают в себя бензольные кольца, состоящие из 6 атомов углерода, каждый из которых связан с атомом водорода или углеводородным радикалом. (слайд )

Нефть, добываемую из земных недр, называют сырой. В сыром виде нефть не применяют, ее подвергают переработке.

Нефть – это смесь углеводородов различной молекулярной массы, имеющих различные температуры кипения, поэтому перегонкой ее разделяют на отдельные фракции.

Перегонка (ректификация) – процесс разделения смесей на отдельные компоненты, или фракции, на основании различия их температур кипения.

Учитель если вы не успели все дописать: Используя § 17 учебника (Г. Е. Рудзитис, Ф. г. Фельдман) (стр. 69 -70), заполните таблицу, а так же записать определения в тетрадь: (слайд )

Учитель демонстрирует слайд, содержащий продукты переработки нефти (слайд 18)

На нефтеперерабатывающих заводах выделяют несколько фракций нефтепродуктов:

Газовая (температура кипения до 400С) содержит нормальные и разветвленные алканы СН4 – С4Н10.Бензиновая фракция (температура кипения 40 – 2000С) содержит углеводороды С5 Н12 – С11Н24. при повторной перегонке выделяют авиационный и автомобильный бензин. Лигроиновая фракция (тяжелый бензин, температура кипения 150 – 2500С) содержит углеводороды состава С8Н18 – С14Н30, его применяют в качестве горючего для тракторов, тепловозов, грузовых автомобилей. Керосиновая фракция (температура кипения 180 – 3000С) включает углеводороды состава С12 – Н26 – С18Н38. Ее используют в качестве горючего для реактивных самолетов, ракет. Газойль (температура кипения 270 – 3500С) используют как дизельное топливо. после отгонки светлых нефтепродуктов, остается темная вязкая жидкость – мазут. Его используют как топливо в котельных установках, но основную массу подвергают перегонке при низком давлении. При этом из мазута выделяют:

Соляровые масла – дизельное топливо;Смазочные масла – автотракторные, авиационные, индустриальные;Вазелин – основа для косметических средств и лекарств;Парафин – применяют для производства свечей и в медицине. После отгонки остается гудрон, его применяют в дорожном строительстве.

Учитель задает вопрос: Ребята, из всего услышанного, о многообразии продукции нефтепереработки, какое вещество вы назовёте первым?

Для увеличения выхода высококачественных бензиновых фракций были разработаны химические способы переработки нефтепродуктов. Вторичная переработка нефти основана на химических процессах.

Исходным сырьем при вторичной переработке являются высококипящие нефтяные фракции: керосин, газойль, мазут.

Одним из первых способов химической переработки является крекинг.

Крекинг – процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле. (слайд)

Сущность крекинга заключается в том, что при нагревании происходит расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие, в том числе на молекулы, входящие в состав бензина.

Http://edudocs. info/urok-po-himii-na-temu-neft-pererabotka-nefti. html

Обеспечить восприятие и осмысление понятий: крекинг, ректификация, риформинг, ароматизация углеводородов, детонационная стойкость бензина, октановое число.

Показать значение важнейших нефтепродуктов для современного человека и для экономики страны в целом;

Познакомить учащихся с наиболее важными экологическими проблемами, возникающими при добыче, транспортировке и переработке нефти

Познакомить с ролью нефти в развитии событий международной жизни и становлении социальной картины мира

Создать условия для развития у учащихся умения анализировать результаты своей деятельности, делать выводы, сравнения, выделять главное;

Сформировать умения работать самостоятельно с новыми источниками информации;

Способствовать развитию чувства ответственности и коллективизма через игровые и групповые формы работы;

Предоставить учащимся информацию о существовании профессий, связанных с добычей и переработкой нефти.

Обсудить проблемы охраны окружающей среды и возможные последствия ее загрязнения для природы и общества.

Учитель: Ребята, мы заканчиваем изучать большой раздел «Углеводороды», представители которого имеют огромное практическое значение для всех нас и страны в целом. На сегодняшний день благосостояние каждого из нас напрямую зависит от добычи так называемого «черного золота». Вам было предложено самостоятельно ознакомиться с рядом вопросов по данной теме, и сегодня мы подведем итог вашей самостоятельной работы. Урок наш сегодня будет необычным. В ходе его каждый из вас выступит в качестве специалиста одной из профессий данного производства.

Топливо очень сильно подорожало, цена нефти на мировых рынках поднялась до максимальной отметки за баррель (английская мера объема 158,988 дм 2 ), мы продаем на экспорт достаточное количество нефти, но многие потребители стали жаловаться на снижение качества поставляемого нами сырья;

Во многие области нашего региона также отмечено поступление низкосортного топлива;

Экологи бьют тревогу, заявляют об истощении природных ресурсов и загрязнении окружающей среды;

Поэтому, я хочу сейчас во всем разобраться, выяснить причины и найти пути выхода из сложившейся ситуации. Сегодня на нашей пресс-конференции присутствуют представители прессы, телевидения, радио. Товарищи корреспонденты, прошу приготовить ваши ручки, тетради, в которых вы по ходу выступления наших специалистов сделаете записи, чтобы потом осветить их в печати.

Нахождение в природе, примерные запасы и срок их использования (выступление геологов);

Встряхнуть бутылочку с нефтью, открыть, понюхать, большим и указательным пальцем растереть, обратить внимание на цвет. Какой? (беседа с учащимися) (вытереть руки салфеткой и промыть)

В стакан с водой поместить несколько капель нефти, образуется пятно. Почему? (беседа с учащимися)

Поместить несколько капель нефти в тигель и поджечь, горит коптящим пламенем Почему? (беседа с учащимися)

Итак, сырая нефть – маслянистая жидкость, легче воды и не растворяющаяся в ней, от светло-коричневого до черного цвета. У нее различен не только цвет, но и запах, а также вязкость. По составу нефть – сложная смесь, главной частью которой являются парафиновые, циклопарафиновые и ароматические углеводороды. Нефть очень ценное горючее, обладающее высокой теплотворной способностью. Из 1 кг нефти выделяется при ее сгорании 46000 кДж.

Газолиновая (бензин, газолин) С5Н12 – С11Н24 ,температура кипения 40–200 град.;

Дизельное топливо С13Н28 – С19Н40, температура кипения 200–250 град.;

Мазут (остаток перегонки нефти) – содержит углеводороды с числом атомов углерода от 18 до 50.

Твердый остаток перегонки мазута – Гудрон и продукты его переработки – Битум и асфальт.

^ Газета «Известия»: Какие методы вы используете для повышения выхода бензина из нефти?

Оценить с экономической точки зрения замену Ув сырья как топлива другими веществами. Каковы основные трудности в решении данного вопроса?

Каковы перспективы нефтехимии, учитывая, что запасы нефти не безграничны?

В последние годы значительно выросли цены на продукцию нефтехимии. Связано это с экономическими задачами или является чьим-то волевым решением?

Основные валютные поступления в нашей стране – за счет продажи нефти и газа. Предложите другие пути увеличения валютных поступлений?

Дайте оценку технологическому уровню нефтехимии в России. Предложите пути улучшения ситуации на УВ рынке.

Возможно ли мирное сосуществование нефтехимии и окружающей среды? Какие для этого нужны условия?

Пути решения проблемы замены пищевого сырья для технических целей непищевым.

Http://fs. nashaucheba. ru/docs/270/index-1100230.html

Добавить комментарий