Способы переработки нефти кратко 10 класс

Химия. 10 класс

Конспект урока

Урок № 5. Природные источники и переработка углеводородов

Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: природный газ, попутный нефтяной газ, нефть и уголь — природные источники углеводородов. По содержанию все они являются смесью различных углеводородов. В чистом виде практически не используется, разделяются на составляющие. Нефть подвергается перегонке в ректификационной колонне на фракции. Вторичная переработка (термический и каталитический крекинг, пиролиз) увеличивают количество продуктов нефтепереработки, широко использующихся в промышленности.

Газойль – смесь жидких углеводородов, преимущественно с количеством атомов углерода от 10 до 40 (додекана, декана и других), и примесей, температура кипения 270 – 3500⁰С.

Гудрон – остаток, образующийся в результате перегонки нефти

Бензин – фракция нефтеперегонки, горючая смесь лёгких углеводородов (С₅Н₁₂ – С₁₁Н₂₄), температура кипения 40 – 2000⁰С.

Катализ – ускорение химических реакций под действием малых количеств веществ (катализаторов), которые сами в ходе реакции не изменяются.

Керосин – горючая смесь жидких углеводородов состава С₁₂Н₂₆ – С₁₈Н₃₈ (температура кипения 180 – 3000⁰С), прозрачная, бесцветная (или слегка желтоватая), слегка маслянистая на ощупь, получаемая путём прямой перегонки или ректификации нефти.

Крекинг – процесс термического или каталитического разложения углеводородов, в основе которого лежат реакции расщепления углеродной цепи крупных молекул на молекулы с меньшим числом атомов углерода. Чаще всего при этом образуются алкан и алкен.

Лигроин – горючая смесь жидких углеводородов, более тяжелая, чем бензин. Прозрачная желтоватая жидкость.

Мазут – жидкий продукт тёмно-коричневого цвета, остаток после выделения из нефти или продуктов её вторичной переработки бензиновых, керосиновых и газойлевых фракций, выкипающих до 350–360°С.

Парафин – воскоподобная смесь алканов преимущественно нормального строения состава от С₁₈Н₃₈ до С₃₅Н₇₂

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

Ректификация – процесс разделения смесей на отдельные компоненты или фракции.

Риформинг – это промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов.

Соляровое масло – фракция нефти, прошедшая щелочную очистку

Фракция – доля вещества, отбираемого при перегонке в определённых условиях.

Основная литература: Рудзитис, Г. Е., Фельдман, Ф. Г. Химия. 10 класс. Базовый уровень; учебник/ Г. Е. Рудзитис, Ф. Г, Фельдман – М.: Просвещение, 2018. – 224 с.

1. Рябов, М.А. Сборник задач, упражнений и тестов по химии. К учебникам Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман «Химия. 10 класс» и «Химия. 11 класс»: учебное пособие / М.А. Рябов. – М.: Экзамен. – 2013. – 256 с.

2. Рудзитис, Г.Е. Химия. 10 класс: учебное пособие для общеобразовательных организаций. Углублённый уровень / Г.Е. Рудзитис, Ф.Г. Фельдман. – М.: Просвещение. – 2018. – 352 с.

Открытые электронные ресурсы:

• Единое окно доступа к информационным ресурсам [Электронный ресурс]. М. 2005 – 2018. URL: http://window.edu.ru/ (дата обращения: 01.06.2018).

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

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.

Наиболее важными источниками углеводородов являются: природный газ, попутные нефтяные газы, нефть, уголь, природный газ.

В качестве горючего природный газ имеет большие преимущества перед твердым и жидким топливом. Теплота сгорания его значительно выше, при сжигании он не оставляет золы, продукты сгорания значительно более чистые в экологическом отношении. При сгорании природного газа выделяется большое количество теплоты, поэтому 90 % его расходуется в качестве топлива (на теплоэлектростанциях, промышленных предприятиях, в быту). Остальные 10 % используют как сырье для химической промышленности для получения водорода, ацетилена, сажи, различных пластмасс, медикаментов.

Попутный нефтяной газ получил свое название потому, что находится в залежах вместе с нефтью – он растворен в ней и находится над нефтью, образуя газовую «шапку».

В попутных газах содержится меньше метана, чем в природном газе, но в них значительно больше гомологов. Для практических целей попутные газы разделяют на смеси более узкого состава. Иногда их подвергают более тщательному разделению и извлекают из них индивидуальные углеводороды (этан, пропан), из которых затем получают непредельные углеводороды.

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.

На нефтеперерабатывающих заводах выделяют несколько фракций нефтепродуктов: бензиновая, лигроиновая, керосиновая, газойль.

После перегонки остается темная вязкая жидкость – мазут. Его используют как топливо в котельных установках, но основную массу подвергают перегонке при низком давлении.

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 В.Г. Шуховым.

Пиролиз – это разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре. Этот процесс протекает при температуре 650 – 8000С. В этих условиях основными продуктами реакции являются непредельные газообразные (этилен, ацетилен) и ароматические (бензол, толуол) углеводороды.

ПРИМЕРЫ И РАЗБОР РЕШЕНИЯ ЗАДАНИЙ ТРЕНИРОВОЧНОГО МОДУЛЯ

1. Смесь газов, состоящую из 100 л (н.у.) метана, 10 л (н.у.) этана, 20 л (н.у.) пропана и 10 л (н.у.) бутана сожгли. Определите объем (н.у.) (л) израсходованного кислорода.

1.Запишем уравнения реакций

2.Рассчитаем количество вещества кислорода

Количество вещества соответствует коэффициентам в уравнении реакции (характерно для газов)

3.Определяем объем кислорода

Объем соответствует количеству молей в уравнении реакции, но с учетом количества углеводородов.

4. Определяем общий объем кислорода

1. Вставьте в пропуски нужные слова.

газ — смесь газов, образовавшаяся в недрах Земли при анаэробном разложении органических остатков. Газы — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти и выделяющихся в процессе добычи и подготовки нефти. – 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. – полезное ископаемое, вид топлива, образовавшийся как из частей древних растений, так и в результате геологических процессов на земле. был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива.

1. Внимательно читаем текст.
2. В квадрат заносим цифру, а не слово.

2 газ – смесь газов, образовавшееся в недрах Земли при анаэробном разложении органических остатков. 1 газы — смесь различных газообразных углеводородов, растворенных в нефти и выделяющихся в процессе добычи и подготовки нефти. 3 – 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. 4 – полезное ископаемое, вид топлива, образовавшийся как из частей древних растений, так и в результате геологических процессов на земле. 4 был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива.

Источник

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

Нефть и способы её переработки

Урок 20. Химия 10 класс (ФГОС)

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Нефть и способы её переработки»

Как известно, основными источниками углеводородов являются природный газ, нефть и каменный уголь.

Природный газ состоит в основном из метана, в небольшом количестве здесь содержится этан, пропан, и изомерные бутаны.

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

В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Так, например, бакинская нефть богата циклопарафинами и сравнительно бедна предельными углеводородами. Значительно больше предельных углеводородов в грозненской и ферганской нефти.

Истоки современных представлений о происхождении нефти возникли в 18 – начале 19 века. М. В. Ломоносов заложил гипотезы органического происхождения нефти, объясняя её образование воздействием «подземного огня» на «окаменелые уголья», в результате чего, по его мнению, образовывались асфальты, нефти и «каменные масла». Идея о минеральном происхождении нефти впервые была высказана А. Гумбольдтом в 1805 году.

В 1892 году М. А. Соколовым была выдвинута гипотеза космического происхождения нефти. Суть её 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.

Нефть состоит из смеси насыщенных и циклических углеводородов, в которых 50 и более атомов углерода.

Самым первым этапом переработки нефти является её перегонка. С помощью перегонки нефть разделяют на фракции – смеси веществ с близкими температурами кипения. Как известно, чем больше молекулярная масса углеводорода, тем выше его температура кипения.

При перегонке нефти образуются следующие фракции:

· дизельное топливо (С₁₈ и выше).

Братья Дубинины впервые создали устройство для перегонки нефти. С 1823 года Дубинины стали вывозить фотоген (керосин) многими тысячами пудов из Моздока внутрь России. Завод Дубининых был очень прост: котёл в печке, из котла идёт труба через бочку с водой в пустую бочку. Бочка с водой – холодильник, пустая – приёмник для керосина.

Петролейный эфир используют в качестве растворителя, керосин – как топливо для авиационных двигателей, газойль – как топливо для дизельных двигателей (автомобилей и трактора).

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

После фракционной перегонки нефти следует крекинг, который заключается в расщеплении углеводородов с большой относительной молекулярной массой на углеводороды с небольшой молекулярной массой.

Различают крекинг термический и каталитический. Термический крекинг идёт при температуре 450-550 0 C, при этом получают лёгкие нефтяные фракции. Если термический крекинг идёт при температуре выше 750 C 0 , то получаются алкены.

Крекинг изобрёл русский инженер В. Г. Шухов в 1891 году. В 1913 г изобретение Шухова начали применять в Америке. В настоящее время в США 65 % всех бензинов получается на крекинг-заводах.

Владимир Григорьевич Шухов – строитель и механик, нефтяник и теплотехник, гидротехник и судостроитель, учёный и изобретатель. По проектам Шухова было построено более 500 стальных мостов. Шухов впервые предложил использовать вместо сложных шарниров простые соединения на заклёпках. Чрезвычайно интересны работы Шухова по сооружению металлических сетчатых оболочек. Изобрёл крекинг нефти. Нефтепроводы, по которым нефть перекачивается, также сделаны по его формулам. Резервуары для хранения нефти тоже его заслуга.

При термическом крекинге происходит разрыв С – С-связи, при этом образуются смеси углеводородов, имеющие небольшое октановое число.

Октановое число – показатель, характеризующий детонационную стойкость топлива (способность топлива противостоять самовоспламенению при сжатии) для двигателей внутреннего сгорания.

То есть октановое число углеводорода с неразветвлённой цепью, а именно гептана – принято за 0, а октановое число углеводорода с разветвлённой цепью, а именно изооктана, или 2,2,4-триметилпентана – за 100.

Соответственно, антидетонационная стойкость определяется октановым числом, которое зависит от строения углеводородов. Чем выше октановое число, тем лучшими антидетонационными свойствами обладает бензин. Более высокие октановые числа характерны для углеводородов разветвлённого строения.

Например, октановое число гексана – 19, циклогексана – 110, изобутана – 122, изопропилбензола – 132, а 1,2,4-триметилбензола – 171.

Раньше для повышения октанового числа топлива добавляли тетраэтилсвинец, который является крайне токсичным веществом.

Для получения углеводородов разветвлённого строения используют каталитический крекинг. Этот крекинг идёт в присутствии катализатора, при этом получаются углеводороды, содержащие от 5 до 11 атомов углерода и имеющие разветвлённое строение, которые обладают более высоким октановым числом.

Так, каталитическим крекингом из бутана получают изобутан.

Риформинг – (от англ. reforming – «переделывать», «улучшать») промышленный процесс переработки бензиновых и лигроиновых фракций нефти с целью получения высококачественных бензинов и ароматических углеводородов. При этом молекулы углеводородов в основном не расщепляются, а преобразуются. Сырьём служит бензинолигроиновая фракция нефти.

Основными продуктами переработки нефти являются: сырьё для химической промышленности, асфальт, масла, топливо для самолётов, смазочные материалы, дизельное топливо и автомобильное топливо.

Несмотря на то, что нефть и продукты её переработки широко используются человеком, загрязнение ими окружающей среды приводит к экологическим проблемам. Очень опасно попадание нефти и нефтепродуктов в водоёмы, это может привести не только к гибели животных, но и к попаданию их в питьевую воду.

При сгорании различных видов топлива кроме углекислого газа образуются ещё и опасные для здоровья человека вещества, как оксид углерода (II) и оксиды азота.

При сгорании топлива выделяется большое количество оксида углерода (IV), что приводит к так называемому «парниковому эффекту», то есть повышению температуры на нашей планете.

Таким образом, переработка нефти заключается в её перегонке. Следующий этап термический и каталитический крекинг, который заключается в изомеризации и расщеплении углеводородов с большей молекулярной массой на углеводороды с меньшей молярной массой. Углеводороды разветвлённого строения обладают более высокими октановыми числами.

Источник