Перечислите способы переработки нефти химия 10 класс

Переработка нефти

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 219.

Средняя оценка: 4.7

Всего получено оценок: 219.

Из недр земли добывается сырая нефть, являющаяся сырьём нефтепродуктов. Для получения необходимых нефтепродуктов осуществляется переработка нефти. О том, как происходит этот процесс и какие продукты получаются из нефти, говорим в этой статье.

Первичная переработка

Добытую нефть подготавливают к первичной переработке, удаляя естественные примеси – соли, песок, глину, воду, грунт, растворённый в нефти попутный газ. Первичная переработка проходит в три этапа:

• подготовка;
• атмосферная перегонка;
• вакуумная дистилляция.

Рис. 1. Нефтяные вышки.

Подготовка начинается с поступления сырой нефти на нефтеперерабатывающий завод. Нефть отстаивают и центрифугируют, чтобы отделить крупные частицы и выделить воду. Нефть легче воды и в процессе отстаивания поднимается наверх.

Затем методом атмосферной перегонки нефть разделяют на пять фракций:

Атмосферная перегонка осуществляется при атмосферном давлении в ректификационных колоннах. Остатком атмосферной перегонки является мазут, который подвергается вакуумной дистилляции. Из мазута также выделяют несколько фракций. Тяжёлым остатком переработки является гудрон.

Рис. 2. Ректификационные колонны.

Отрасль экономики, занимающаяся добычей, транспортировкой, переработкой, складированием, продажей нефти и нефтепродуктов, называется нефтяной промышленностью.

Вторичная переработка

Выделенные фракции подвергаются вторичным способам переработки нефти. Это необходимо для увеличения количества производимого топлива и получения более удобных для окисления веществ. Возможные процессы кратко описаны в таблице.

Метод

Суть процесса

Получаемые продукты

Процесс повышения содержания аренов в бензиновых фракциях

Риформат, используемый для производства автомобильного бензина и выделения бензола, толуола, ксилол

Снижение содержания кислородсодержащих, сернистых соединений, смол и насыщение непредельных углеводородов.

Происходит при нагревании под воздействием водорода и высокого давления. Подвергаются бензиновые, керосиновые, дизельные фракции

Очищенные виды топлива – бензин, керосин, дизель, а также масла

Расщепление молекул углеводородов действием высоких температур в присутствии катализатора

Компоненты автомобильного бензина – пентан-гексановая фракция, нафта крекинга

Расщепление молекул углеводородов в избытке водорода. Подвергаются фракция мазута – газойль

Дизель, компоненты автомобильного бензина

Нагревание (прокаливание) без доступа кислорода

Нефтяной кокс – твёрдый нефтепродукт

Изменение структуры углеводородов (бутана, пентана, гексана) под давлением при высокой температуре

Присоединение к углеводородам алкилов в присутствии катализатора (плавиковой кислоты). Агентами алкилов являются кетоны, альдегиды, эфиры, спирты, алкены

Из нефти получают топливо, а также органические соединения, используемые для производства пластмасс, искусственных волокон, каучука, парафина.

Что мы узнали?

Из урока химии 10 класса узнали, как перерабатывается и используется нефть. Сырая нефть подвергается первичной и вторичной переработке. При первичной переработке удаляются твёрдые примеси и вода. После этого нефть разделяют на фракции. Каждая фракция проходит вторичную переработку одним из нефтеперерабатывающих методов. В результате получают бензин, дизель, керосин, масла, а также отдельные органические соединения.

Источник

§ 8. Нефть и способы у ее переработки

Нефть — природная смесь углеводородов, в основном алканов линейного и разветвленного строения, содержащих в молекулах от 5 и более атомов углерода, с другими органическими соединениями, прежде всего полиароматическими углеводородами (т. е. углеводородами, в молекулах которых содержится несколько соединенных между собой бензольных колец).

Газообразные и твердые компоненты нефти растворены в ее жидких составляющих, что и определяет ее агрегатное состояние.

Нефть — это черная, а иногда темно-коричневая или бурая густая маслянистая (по-английски нефть так и называется oil — масло) жидкость со своеобразным запахом. Нефть нерастворима в воде. Плотность у нее меньше» чем у воды, поэтому, попадая в воду, нефть растекается по поверхности, препятствуя растворению кислорода и других компонентов воздуха в воде. Поэтому в случае аварий перевозящих нефть судов (танкеров) разливы нефти вызывают гибель микроорганизмов и других водных обитателей, приводя к экологическим катастрофам (рис. 27).

Рис. 27.
Последствия катастроф, связанных с разливом нефти

Существуют бактерии, способные использовать компоненты нефти в качестве пищи, преобразуя ее в безвредные продукты жизнедеятельности. Применение таких культур бактерий является наиболее экологически безопасным и перспективным путем борьбы с загрязнениями окружающей среды нефтью в процессе ее добычи, транспортировки и переработки.

Представляя собой смесь различных веществ, нефть не имеет постоянной температуры кипения. Каждый ее компонент сохраняет в смеси свои индивидуальные свойства, что и позволяет разделить смесь на составляющие. Для этого нефть очищают от механических примесей, серосодержащих органических соединений и подвергают фракционной перегонке, или ректификации.

Фракционная перегонка, или ректификатор ция, — это физический способ разделения смеси компонентов, основанный на различии их температур кипения.

Фракционную перегонку осуществляют на нефтеперегонных заводах в специальных установках — ректификационных колоннах (рис. 28), в которых повторяются циклы испарения и конденсации жидких веществ, содержащихся в нефти.

Рис. 28.
Схема установки (ректификационной колонны) для непрерывной перегонки нефти и области применения нефтепродуктов

В ректификационную колонну поступает очищенная нефть, нагретая в трубчатой печи до температуры 320— 350 °С.

Ректификационная колонна имеет горизонтальные перегородки с отверстиями — тарелки (рис. 29), на которых происходит конденсация фракций нефти.

Рис. 29.
Устройство тарелок ректификационной колонны

На высоких тарелках скапливаются более легкокипящие фракции, на нижних — высококипящие. В таком промышленном процессе нефть разделяют на следующие фракции:

ректификационные газы — смесь низкомолекулярных углеводородов, преимущественно пропана и бутана (t_кип

Вопросы и задания

1. Назовите важнейшие месторождения нефти в Российской Федерации, используя карты из географического атласа.
2. Как мировые цены на нефть влияют на бюджет нашей страны? Предложите свои варианты уменьшения зависимости экономики России от колебаний мировых цен на нефть.
3. Как утечки нефти при ее добыче и транспортировке влияют на состояние окружающей среды? Приведите примеры последних сообщений из средств массовой информации о катастрофах, связанных с разливами нефти.
4. Каков состав нефти? Какие физические свойства компонентов нефти лежат в основе ее перегонки?
5. Что такое бензины; октановое число? Как его повышают?
6. Назовите по международной номенклатуре изооктан

Запишите уравнения реакций крекинга эйкозана С₂₀Н₄₂ до углеводородов бензиновой фракции.

Как связана ваша будущая профессия (например, экономист, юрист, эколог, геолог, инженер) с добычей и переработкой углеводородного сырья?

Как связана повседневная жизнь человека с добычей и переработкой углеводородного сырья и мировыми ценами на нефть?

Источник

Урок по химии для 10 класса «Нефть и способы её переработки»

Выбранный для просмотра документ pril1 [Автосохраненный].ppt

Описание презентации по отдельным слайдам:

Нефть и способы её переработки.

Нефть – не топливо, топить можно и ассигнациями. Д. И. Менделеев

Состав нефти Нефть Содержание у/в в весовых процентах Алканы Алкены Арены Грозненская 41 47 12 Туймазинская 37 38 24 Доссорская 17 73 9 Шимбайская 35 30 31 Ромашкинская 41 32 27

Исторические сведения Происхождение нефти 3) Лабораторный опыт. Физические свойства нефти. 4) Добыча нефти 5) Экологические проблемы 6) Способы переработки 7) Бензин: состав и октановое число. Детонация

Лабораторный опыт. Физические свойства нефти. Ход работы: Рассматриваем пробирку с нефтью (масленичная жидкость, темно-бурого цвета, почти черного с характерным запахом.) Аромат нефти придают сопутствующий сероуглерод, остатки растительных и животных организмов. Растворяем нефть в воде. Плотность пленки меньше воды, поэтому она находится на поверхности. Жидкости не смешиваются. Мы наблюдаем нефтяную плёнку на поверхности воды. Обмакивание пера в стакан с водой на поверхности которой пленка из нефти

Нефть – маслянистая жидкость от светло-бурого до чёрного цвета с характерным запахом. Содержание 82-87 % С, 11-14 % Н , 2-6 % О,S,N. Плотность 0,73-0,97 г/см3 В воде нерастворима

Способы борьбы: Механические методы: боновые заграждения; суда-нефтесборщики (скиммеры); землеройную технику для сбора и удаления техники. Химические методы: эмульгаторы – для рассеивания (диспергирования) нефти и ускорения ее разложения; диэмульгаторы – для разрушения устойчивых эмульсий типа «вода в нефти»; плавающие сорбенты – для поглощения и сбора нефти с морской поверхности; отвердители – для придания нефти твердой и желеобразной консистенции; моющие средства – для смывания нефтяных пленок и покрытий с береговых структур; осаждающие агенты – для затопления нефти на дне моря Микробиологические методы — выращивают специальных бактерий.

Способы переработки нефти: а) физический метод – разделение нефти на составные части — фракции, б) химический метод – крекинг нефтяных продуктов

Используя § 8 учебника (О. С. Габриеляна) (стр. 57-58), заполните таблицу: Продукты фракционной перегонки нефти Название фракции Состав T кипения Применение Ректификационные газы Газолиновая фракция (газолин) Бензиновая фракция (бензин) Лигроиновая фракция Керосиновая фракция Дизельное топливо Остаток перегонки нефти – мазут

Название фракции Состав T кипения Применение Ректификационные газы низкомолек.УВ (t  40C) пропан, бутан газообразное топливо, растворитель Газолиновая фракция (газолин), петролейный эфир С5Н12 до С11Н24 40 – 200 C 40-70C Растворитель Бензиновая фракция (бензин) С5H12- C12H26 70 – 120 С топливо для автомобилей Лигроиновая фракция С8Н18 — С14Н30 150-250 С сырьё для производства химических веществ, горючее для тракторов Керосиновая фракция С12Н26 -С18Н38 180 — 300С топливо для авиационных двигателей, растворитель Газойль (Дизельное топливо) С13Н28-С19Н40 200-360С Дизельное топливо Остаток перегонки нефти – мазут а) соляровое масло (С18Н38 – С25Н52) б) смазочные масла (С28Н58 – С38Н78) в) вазелин и парафин г) гудрон – твердый остаток С15Н32 до С50Н102 Выше 350-550С топливо для электростанций, сырьё для производства масел соляровое масло битум и асфальт вазелин парафин изоляционный материал в электротехнике

Химические способы переработки нефти и нефтепродуктов. Термический крекинг Каталитический крекинг Пиролиз нефти Риформинг

Термический крекинг Цель термического крекинга: получение термических бензинов, непредельных жидких углеводородов. Сырье: соляровая фракция, мазут, керосин. Условия: t= 470-550 P= 2-7 МПа

Каталитический крекинг Цель крекинга: получение качественного бензина. Сырье: керосин и газойль Условия: t= 450-500 Катализатор: природные алюмосиликаты Давление: атмосферное

Риформинг нефтепродуктов Цель: получение высококачественных бензинов, ароматических углеводородов. Сырье: мазут, керосин t= 500 Давление: 1-5 Мпа

Работа по учебнику Упр. 7, стр. 62 Упр. 6, стр. 62

Октановое число бензинов -показывает стойкость бензина к детонации (взрывному сгоранию топлива) Марки бензина: А-80 (для грузовых автомобилей и УАЗ) А-92 (для легковых отечественных авто) А-95 ( для автомобилей ВАЗ 2112, 2115) А-98 ( для импортных автомобилей)

Нефть величают «королевой энергетики» и «царицей плодородия». Так ли это?

Самый крупный нефтеперерабатывающий завод АО «Пермнефтеоргсинтез»- ПНОС 12 млн. тонн в год – мощность ректификационной установки. 70 % — переработка западно – сибирской нефти, 30 % — переработка пермской нефти Выпускает: высокоэтилированный бензин, дизельное топливо, авиационный керосин, моторные масла, парафины, бензол, толуол, битумы дорожные и строительные. Продукция экспортируется в 40 стран. Охрана окружающей среды: Очистные сооружения в сутки пропускают 380 тыс. т воды 1999 г. – пущена установка по производству серной кислоты, которая утилизирует сероводород и уменьшает выброс сернистого газа в атмосферу

Нефть – не топливо, топить можно и ассигнациями. Д. И. Менделеев

Выбранный для просмотра документ Урок по теме НЕФТЬ.doc

Урок в 10 классе по теме: Нефть и способы ее переработки

Цель урока: познакомиться с нефтью, как источником углеводородов, и способами ее переработки.

познакомить учащихся с основными способами переработки нефти

расширить знания о применении углеводородов, содержащихся в природных источниках, об использовании в промышленности и народном хозяйстве производных углеводородов

закрепить знания об основных месторождениях нефти в России, в мире

развить умения и навыки исследования прогнозирования новых химических синтезов и их технологических особенностей.

Оборудования и материалы: образцы нефти, стакан с водой, перо, таблица переработки нефти

«Нефть не топливо, топить можно и ассигнациями» Д.И.Менделеев.

Вступительное слово учителя

Изучение нового материала

Что такое нефть?

Экологические проблемы, связанные с нефтью

Способы переработки нефти

Бензин: состав и октановое число. Детонация

Подведение итогов урока

Вступительное слово учителя. Здравствуйте ребята! Тема урока: Нефть и способы ее переработки. А как думаете, какой будет цель урока? (ответы учащихся). Да, действительно, сегодня перед нами стоит задача познакомиться с нефтью, её составом, свойствами и способами переработки.

Актуализация опорных знаний учащихся.

Вопрос: Алканы какого строения вам известны? (линейного, разветвленного строения)

Вопрос: Как вы понимаете значение словосочетания «полиароматические углеводороды»? (Углеводороды, содержащие несколько бензольных колец, соединенных между собой)

Вопрос: Как вы думаете, может ли существовать смесь алканов и полиароматических углеводородов? (да) Правильно, эта смесь называется нефтью.

Изучение нового материала

Ее величают «королевой энергетики» и «царицей плодородия». А ее королевский сан в органической химии – «черное золото». Она создала новую отрасль промышленности – нефтехимию, она же породила ряд экологических проблем. Ребята, как вы думаете, что это за продукт? (ответы детей). Верно, это нефть.

А) Ученики в роли учителя делают сообщения

1) Исторические сведения

Нефть известна человечеству с давних времен. Как показали археологические раскопки, на берегу Евфрата она добывалась 6-7 тыс. лет до н. э. Нефть использовалась для освещения жилищ, добавлялась в состав для бальзамирования трупов.

В Китае бурение было известно ещё в XVIII в. до нашей эры. Для ее добычи строились нефтяные колодцы. Китайцы употребляли нефть для освещения, как лекарство и в военных целях. Китайские воины из “огненных повозок” бросали горшки с горящей нефтью в ряды врагов.

В VII веке н. э. Византийцы создали так называемый “греческий огонь”. В одном из многочисленных рецептов, которые греки хранили в глубочайшей тайне, написано «Возьми чистую серу, нефть, винный камень, смолу, поваренную соль, деревянное масло; хорошенько провари все вместе, пропитай этим составом паклю и подожги. Такой огонь можно погасить только песком или винным уксусом». В средние века она использовалась главным образом для освещения улиц. В ХV веке в Париже появились первые асфальтированные улицы. Главное, нефть стали использовать для керосиновых ламп, для заделывания щелей и смоления судов

Несмотря на то, что, начиная с 18 века, предпринимались отдельные попытки очищать нефть, она использовалась почти до 2-ой половины 19 века в натуральном виде. В этот период в связи с ростом промышленности и появлением паровых машин стал возрастать спрос на нефть как источник смазочных веществ. Это привело к бурному развитию добычи нефти и способов ее переработки.

Первые нефтяные компании перевозили нефть в винных бочках, баррелях, вместимостью 48 галлонов или 180 литров. Потом стали наливать по 42 галлона, или 159 литров. В коммерции баррель (42 галлона) до сих пор служит для измерения количества нефти.

2) Происхождение нефти

Происхождение нефти является одной из тайн природы. Спор об этом относится к числу “великих геологических споров”, еще не завершенных.

Существует 2 теории происхождения нефти: неорганическая теория и органическая теория.

Предложение о неорганическом происхождении нефти выдвинул в 1876 г. Д.И. Менделеев. Он считал, что вода, попадающая в недра Земли по трещинам-разломам в земной коре, под действием высоких температур и давлений реагирует с карбидом железа, образуя углеводороды, которые поднимаются по трещинам породы, скапливаясь в пустотах – ловушках.

Основы биогенной теории происхождения нефти в нашей стране заложили академики В.И. Вернадский и И. М. Губкин. Согласно этой теории нефть образовалась из остатков наземной растительности, которые сносились реками в водоёмы, и морского зоо- и фитопланктона. Один из существенных доводов в пользу этой точки зрения наличие в составе нефти спор и пыльцы растений, а также азотсодержащих органических соединений, вероятно, ведущих своё происхождение из хлорофилла растений и гемоглобина животных.

Вопрос о происхождении нефти имеет не только теоретическое значение. Он прямо связан с проблемой исчерпаемости ресурсов природных источников углеводородов. Согласно биогенной теории запасы нефти образовались в ранние геологические эпохи, и сейчас, сжигая углеводородное топливо, человечество необратимо тратит ту энергию, которую запасли доисторическое живые организмы. Если же нефть постоянно образуется в глубинах Земли, то бурение глубоких скважин позволит найти практически неисчерпаемые запасы. Окончательное решение этого вопроса учёным ещё предстоит найти, хотя на сегодняшний день все-таки наиболее доказанной считается теория биогенного происхождения нефти.

Б) Рассказ учителя:

Нефть – это природная смесь УВ, в основном алканов линейного и разветвленного строения, содержащих в молекулах от 5 и более атомов углерода, с другими полиароматическими УВ. Нефть нерастворима в воде и её плотность меньше, чем у воды, попадая в неё, нефть растекается по поверхности, препятствуя растворению кислорода.

Познакомимся с физическими свойствами нефти.

Лабораторный опыт. Тема: Физические свойства нефти.

1. Рассматриваем пробирку с нефтью (масленичная жидкость, темно-бурого цвета, почти черного с характерным запахом.)

Нефть не напоминает по запаху бензин, с чем ассоциируется представление о ней. Аромат нефти придают сопутствующий сероуглерод, остатки растительных и животных организмов.

2. Растворяем нефть в воде (не растворяется, на поверхности образуется пленка). Плотность пленки меньше воды, поэтому она находится на поверхности.

Жидкости не смешиваются. Мы наблюдаем нефтяную плёнку на поверхности воды.

3.Учитель биологии: О влиянии нефти (продолжение лабораторного опыта: обмакивание пера в стакан с водой на поверхности которой пленка из нефти). Если нефть попала в водоём, то нефтяная пленка на поверхности воды нарушает обмен тепла, влаги и газов между водной средой и атмосферой, в результате нарушается биологическое равновесие.

Физические свойства: черная, темно-коричневая или бурая густая маслянистая жидкость со своеобразным запахом ( Oil – масло, или нефть), не растворима в воде, плотность у нее меньше плотности воды, поэтому она всплывает на поверхность, препятствуя растворению кислорода в воздухе. Содержит 82-87 % С, 11-14 % Н, 2-6 % О, S , N .

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. 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. Остальные компоненты нефти включают воду, соли и механические примеси (глину, песок и т.д.) Обычно нефть содержит три вида углеводородов – парафины, циклопарафины (нафтены) и ароматические. Большая роль в изучении состава нефти различных месторождений принадлежит российским химикам Д.И. Менделееву, В.В. Марковникову, Н.Д. Зелинскому и др.

Нефть добывают в основном с помощью бурения скважин на суше, морях и океанах. Нефть и сопутствующий газ находятся в пластах под давлением, поэтому нефть как бы вытесняется давлением на поверхность. Такой способ добычи называется фонтанным. По мере добычи нефти давление в пласте уже становится недостаточным, поэтому это давление создают искусственно. Для этого бурят рядом не одну, а две скважины и в одну из них пропускают газ под определенным напором, а через другую скважину этот газ вытесняет оставшуюся нефть. Нефть, только что добытую из скважины, называют сырой. Сырая нефть – это сложное вещество, имеет вид маслянистой жидкости и представляет собой смесь углеводородов. Всего всех углеводородов входящих в состав смеси около 70 %. А остальные 30 % — это неуглеводородные компоненты и вода. Если отделить воду от нефти, то получим товарную нефть. Однако ее нельзя использовать ни в качестве топлива, ни в качестве сырья для химических процессов. Она должна быть переработана.

Транспортировка нефти по суше в настоящее время осуществляется путем нефтепроводов, железнодорожных цистерн, между континентами ― с помощью танкеров. Во время добычи и транспортировки нефти случаются катастрофы, которые приводят к тяжелейшим последствиям.

Экологические проблемы, связанные с нефтью

Количество поступающей за год в Мировой океан нефти оценивается в 5–10 млн. т. Нефть и нефтепродукты попадают в океан не только при аварии судов, но и при разведке, добыче и сливе балластных вод танкерами. 1 л разлитой нефти загрязняет приблизительно около 40 тыс. л морской воды. Воздействие нефти на экосистемы проявляется по-разному, в зависимости от степени загрязнения. Это может быть:

Непосредственное отравление живых организмов с летальным исходом.

Нарушение физиологической активности.

Прямое обволакивание нефтепродуктами живых организмов, отсутствие доступа кислорода. Возникновение болезней, вызванное попаданием в организм углеводородов.

Негативные изменения в среде обитания.

Механические методы: боновые заграждения, которые чаще всего используют для локализации нефтяного пятна; суда-нефтесборщики (скиммеры) самых разных конструкций для очистки портовых акваторий и сбора нефти; землеройную технику для сбора и удаления загрязненного нефтью грунта на берегу и донных отложений на мелководье.

эмульгаторы – для создания нефтяных эмульсий в целях рассеивания (диспергирования) нефти и ускорения ее разложения; диэмульгаторы – для разрушения устойчивых эмульсий типа «вода в нефти»; плавающие сорбенты – для поглощения и сбора нефти с морской поверхности; отвердители – для придания нефти твердой и желеобразной консистенции; препараты для поджигания нефти на поверхности моря; моющие средства – для смывания нефтяных пленок и покрытий с береговых структур; осаждающие агенты – для затопления нефти на дне моря

Микробиологические методы разрушения нефти – для ускорения процессов разрушения нефти за счет жизнедеятельности водных организмов. Для этого выращивают специальных бактерий, которые способны использовать компоненты нефти в качестве пищи, преобразую её в безвредные продукты жизнедеятельности

Способы переработки нефти: (плакат)

а) физический метод – разделение нефти на составные части — фракции,

б) химический метод – крекинг нефтяных продуктов

Так как нефть – сложная смесь природных углеводородов различной молекулярной массы, то первичная переработка – это перегонка нефти, которая позволяет разделить нефть на отдельные фракции в соответствии с температурой кипения углеводородов.

Перегонка основана на разнице температур кипения углеводородов, входящих в состав нефти, т.е. перегонка – физический процесс, с углеводородами не происходят химические превращения.

В промышленности перегонку нефти осуществляют в установке, которая состоит из трубчатой печи и ректификационной (разделительной) колонны. Фракционная перегонка или ректификация – это физический способ разделения смеси компонентов, основанных на различии их температур кипения. 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. Состав фракций и интервалы их температур кипения на разных заводах могут сильно различаться в зависимости от исходного состава нефти. И, кроме того, на современном производстве перегонка происходит не в одной, а последовательно в нескольких ректификационных колоннах. Это обусловлено экономическими соображениями (меньше затраты энергии) и необходимостью получить более чистые продукты.

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

Ректификационные колонны – специальные установки, в которых повторяются циклы испарения и конденсации жидких веществ, содержащихся в нефти.

Ректификационные газы – низкомолек.УВ, пропан, бутан ( t  40  C )

Газолиновая фракция (газолин) — от С ₅ Н ₁₂ до С ₁₁ Н ₂₄ ( t = 40 – 200  C ), получают петролейный эфир (темп. кип. = 40-70  С)

Бензиновая фракция (получ. бензин ) темп.кип. = 70 – 120  С

Лигроиновая фракция — УВ состава С ₈ Н ₁₈ – С ₁₄ Н ₃₀ (темп.кип. = 150-250  С)

Керосиновая фракция (керосин) – УВ состава С ₁₂ Н ₂₆ – С ₁₈ Н ₃₈ (180 — 300  С)

Дизельное топливо УВ состава С ₁₃ Н ₂₈ — С ₁₉ Н ₄₀ (темп.кип. = 200-360  С)

в) вазелин и парафин – легкоплавкие смеси твердых УВ

г) гудрон – твердый остаток: — битум и асфальт (для дорожных покрытий)

Что ценного в бензине? Чем определяется его качество? (детонационной устойчивостью)

Используя § 8 учебника (О. Габриеляна) (стр. 57-58), заполните таблицу:

Продукты фракционной перегонки нефти

Газолиновая фракция (газолин)

Бензиновая фракция (бензин)

Остаток перегонки нефти – мазут

Процесс расщепления углеводородов нефти на более летучие вещества называется крекингом (англ. to crack – колоть, расщеплять). Крекинг даёт возможность значительно повысить выход бензина из нефти. Впервые крекинг-процесс в России предложил в конце 19 века инженер Владимир Григорьевич Шухов.

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:

гексадекан октан октен

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:

октан бутан бутен

бутан этан этилен

Такой процесс, осуществляемый при температуре около 470°С — 550°С и небольшом давлении, называется термическим крекингом. Этому процессу обычно подвергаются высококипящие нефтяные фракции, например мазут.

Упр. 7,стр.62 выполняется учениками в тетради и на доске.

1 баррель (американский, нефтяной) = 42 галлона ≈ 158,988 литров

1 баррель (американский, нефтяной) ≈ 136,4 кг нефти.

1 баррель нефти = 112 долларов.

«Бензин: состав и октановое число. Детонация»

Бензин – основное топливо для двигателей внутреннего сгорания. От его качества зависит работа двигателя, его долговечность, скорость передвижения. Давайте посмотрим, как работает автомобильный двигатель.

Смесь паров бензина с воздухом засасывается в цилиндр и сжимается поршнем.

Сжатая смесь поджигается электрической искрой от запальной «свечи». Углеводороды, входящие в состав смеси, сгорают с образованием оксида углерода (IV) и воды, а также оксида углерода (II). Образующиеся газы двигают поршень, совершая работу. Чем сильнее сжимается смесь паров бензина и воздуха, тем больше мощность двигателя. Однако смеси некоторых углеводородов, входящих в состав бензина, сгорают со взрывом еще до достижения максимального сжатия. И происходит это не от электрической искры, а от высокой температуры в цилиндре. При этом взрывная волна стихийно распределяется в сжатом пространстве цилиндра. Она с огромной скоростью ударяет о поршень, о чем свидетельствует характерный стук в двигателе. Такое взрывное сгорание, называемое детонацией, приводит к преждевременному износу двигателя.

Было установлено, что детонацию в основном вызывают углеводороды нормального (неразветвленного) строения. В то же время углеводороды с разветвленной углеродной цепью, а также непредельные и особенно ароматические углеводороды допускают значительное сжатие паров бензина с воздухом.

Для характеристики качества бензина разработана октановая шкала. Каждый вид автомобильного топлива характеризуется октановым числом. За ноль принята способность к детонации у н-гептана, который детонирует очень легко. Октановое число относительно устойчивого к детонации 2,2,4 – триметилпентана, чаще называемого изооктаном, принято за 100.

По этой шкале бензин с октановым числом 92 имеет такие же детонационные свойства, как смесь 92 % (по объёму) изооктана и 8 % гептана. Именно октановое число указывают в маркировке бензина. Чем выше октановое число, тем мощнее может быть двигатель.

Октановое число бензиновой фракции, получаемой непосредственно перегонкой нефти, не превышает 65 – 70, такой бензин не подходит для современных двигателей. Бензин с более высоким октановым числом получается при крекинге. В зависимости от типа крекинга бензин имеет октановое число 70 -80. Качество бензина можно улучшить также риформингом. Риформинг – это процесс ароматизации бензинов, осуществляемый путём нагревания их в присутствии платинового катализатора. Более дешёвый и лёгкий путь увеличения октанового числа состоит в добавлении к бензину некоторых веществ, изменяющих характер горения топлива. Так, детонационную стойкость бензина увеличивают небольшие количества тетраэтилсвинца Pb(C2H5)4.

Такой бензин называют этилированным. Однако при его использовании в окружающую среду из выхлопных газов попадают чрезвычайно вредные для неё и здоровья человека соединения свинца. Чтобы отличить этилированный бензин от обычного, его окрашивают в красновато-фиолетовый цвет. Во многих странах и большинстве городов России использование этилированного бензина запрещено.

В настоящее время в мире широко распространены антидетонационные кислородсодержащие добавки к моторному топливу, такие, например, как метанол, этанол и другие. При сгорании топлива с этими добавками в выхлопных газах не появляется никаких дополнительных загрязнений. К сожалению, в России пока применение кислородсодержащих добавок распространено мало.

Подведение итогов урока

Нефть – главный товар в мире, от цены которого в немалой степени зависит «самочувствие» глобальной экономики. Нефть и продукты ее переработки – то, без чего сегодня человечество не проживет и дня. Мы рождаемся и живём в мире продуктов и вещей, полученных из нефти. Но сожалением приходится констатировать, что более 90 % этого ценнейшего углеводородного сырья расходуется пока как топливо, только оставшиеся 10 % тратятся на химическую переработку.

В заключение нашего урока я бы хотела, чтобы вы объяснили, почему Д.И. Менделеев говорил, что топить нефтью, это всё равно, что топить ассигнациями? (ученики высказывают свои предложения). Д.И. Менделеев заметил, что топить печь нефтью все равно, что топить ее ассигнациями.

Менделееву приписывают не совсем то, что он имел в виду, — фраза, конечно, не имела отношения к важности развития нефтехимических производств. Эти слова сказаны в связи с сжиганием лёгкой бензиновой фракции. Но, к сожалению, по бережливости с углеводородным сырьём мы ушли не намного дальше. Достаточно вспомнить факелы попутных нефтяных газов в районах нефтедобычи и факелы над нефтеперерабатывающими заводами. Напрасно сжигая нефтепродукты, человечество приближает момент их исчерпания.

По прогнозам, нефти в мире должно хватить на 40 лет. Кроме того, сжигание углеводородного сырья приводит к печальным экологическим последствиям: от смога на улицах городов до увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере Земли, которое, по мнению некоторых учёных, может привести к глобальному изменению климата на планете.

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

• Сейчас обучается 832 человека из 77 регионов

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

• Курс добавлен 23.09.2021
• Сейчас обучается 47 человек из 23 регионов

Курс профессиональной переподготовки

Методическая работа в онлайн-образовании

• Сейчас обучается 22 человека из 11 регионов

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

«Выдержка из материала:

Фракции нефти:

1) Ректификационные газы низкомолек. УВ, пропан, бутан (t 40C)

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

3) Бензиновая фракция (получ. бензин) темп. кип. 70 120 С

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

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

6) Дизельное топливо УВ состава С13Н28 С19Н40 (темп. кип. 200-360С)

7) Остаток перегонки нефти мазут (УВ от С15Н32 до С50Н102):

а) соляровое масло (С18Н38 С25Н52)

б) смазочные масла (С28Н58 С38Н78)

в) вазелин и парафин легкоплавкие смеси твердых УВ

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

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

Источник