Конспект по химии на тему Переработка жидких топлив (нефть и нефтепродукты). Нефть по химии конспект


Конспект урока по Химии «НЕФТЬ. СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ. НЕФТЕПРОДУКТЫ»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«СОШ № 15»

НЕФТЬ.

СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ.

НЕФТЕПРОДУКТЫ.

Учитель химии МБОУ «СОШ № 15»

Ляхова Светлана Тимофеевна

Г. Братск 2012г.

Девиз урока

Узнать можно лишь тогда, когда учишься,

Дойти можно лишь тогда, когда идешь.

(Вьетнамская пословица)

Цели урока:

  1. Обучающие:

  • Познакомить учащихся с природным источником углеводородов – нефтью, ее составом, свойствами, способами переработки.

  • Познакомить с экологическими проблемами, связанными с добычей и переработкой нефти.

  1. Развивающие:

  • Создать условия для становления навыков самостоятельной и коллективной работы.

  • Осуществлять формирование общекультурных навыков владения культурой мышления и способности формировать понятия и суждения.

  1. Воспитательные:

  • Формировать умение видеть перспективы развития и основные подходы к решению проблем современности.

  • Формировать гуманное отношение к биосфере в целом и человечеству в частности.

Задачи урока:

  • Вызвать устойчивый интерес к изучаемой теме, мотивировать учебную деятельность побудить учащихся к активной работе на уроке и дома.

  • Создать условия для целостного осмысления и обобщения информации учащимися.

  • Сформировать у каждого учащегося собственное отношение к изучаемому материалу.

Оборудование:

  • Пробирки с нефтью, вода, стаканы, коллекция «Нефть. Продукты переработки»

  • Презентация.

ХОД УРОКА

Вступительное слово учителя:

Мы рождаемся и живем в мире продуктов и вещей, полученных из нефти. В истории человечества был каменный и железный век. Как знать, может быть, историки назовут наш век нефтяным или пластмассовым.

Нефть – титулованное полезное ископаемое. Ее величают и «королевой энергетики», и «царицей плодородия», а ее королевский сан в органической химии – «черное золото».

Нефть создала новую отрасль промышленности – нефтехимию.

И еще одно направление – микробиологическая переработка нефти на белок. Нашлись бактерии, которые хорошо живут на нефти, потребляя ее в пищу. Нефть исчезает, а бактерии растут. Постепенно образуется масса клеток бактерий, в основном – это белок. И, по всем данным хороший кормовой белок. Не изменит ли это баланс путей переработки нефти? Не изменит ли это структуру сельского хозяйства?

И так, сегодня на уроке мы говорим о нефти.

У вас на столах листочки с текстом:

ЧТО ВЫ УЖЕ ЗНАЕТЕ ОБ ЭТОМ?

Прочтите текст и сделайте пометки

+ — знаю, ? — не знаю, не уверен, хочу узнать.

1. Нефть — основной источник углеводородного сырья.

2. Нефть — сложная смесь — алканов, циклоалканов, ароматических углеводородов.

3.Чтобы разделить нефть на фракции ее подвергают перегонке.

4. При прямой перегонке нефти — бензин получается некачественный и небольшое количество.

5. Крекинг- вторичная переработка нефтепродуктов.

6. Крекинг-процесс разложения углеводородов нефти.

7. Крекинг — бензин более качественный.

8. Что означают марки бензина — А-92, А-80, А-96 ?

9. Нефть не только сырье топливной промышленности, но и сырье для органического синтеза.

10. 1литр разлитой нефти загрязняет 40 тысяч литров морской воды.

Поднимите руки те, у которых поставлены вопросы.

Внимательно работаем на уроке, делая записи в тетради, чтобы убрать эти вопросы.

С одной стороны, нефть – эффективное топливо, с другой – из нее можно получить много ценных продуктов.

В рамках нашего урока мы постараемся высказать свое видение, свое отношение к данной проблеме. Возможно в дальнейшем, вы в своей практической деятельности сможете предложить пути решения данной проблемы. Для этого необходимо выявить более узкие вопросы, касающиеся данной темы, осветить и разобрать их.

Сегодня мне помогает группа учащихся 10 класса.

Стадия осмысления.

Нефть – как источник углеводородов.

  1. Исторические сведения.

Нефть известна очень давно. Археологи установили, что ее добывали и использовали уже за 5 тысяч лет до н.э. Наиболее древние промыслы известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань. Происхождение самого слова «нефть» следует искать в языках народов Малой Азии, «набата» — просачиваться. Упоминание о нефти, так же встречается во многих рукописных книгах. В библии говорится о смоляных ключах в окрестностях Мертвого моря (СЛАЙД).

  1. Теории происхождения нефти.

Их три: минеральная, органическая, космическая.

Минеральная теория. Первым высказал эту теорию А. Гумбольдт. Опыты ученых 1860 – 1870 годов по неорганическому синтезу углеводородов послужили основой для развития этой теории. В 1867 году Д.И. Менделеев сформулировал гипотезу минерального происхождения нефти, согласно которой нефть образуется на больших глубинах при высокой температуре при взаимодействии воды с корбидами металлов:

2FeC + 3h3O = Fe2O3 + C2H6

В первой половине 20 века интерес к гипотезе минерального происхождения нефти угас.

Органическая теория. Основы этой теории были положены М.В. Ломоносовым в середине 18 века. Биогенной теории придерживались академики В.И. Вернадский и И.М. Губкин. Нефть образовалась из остатков наземной растительности, которые сносились в водоемы. Один из доводов в пользу этой теории – наличие в составе нефти спор и пыльцы растений, азотсодержащих соединений, ведущих свое происхождение из хлорофила растений и гемоглобина животных.

Космическая теория. В 1892 году М.А. Соколовым была выдвинута гипотеза космического происхождения нефти. Суть ее сводилась к минеральному синтезу углеводородов из простых веществ, но на первоначальной, космической стадии формирования Земли. В основе этой гипотезы были данные о наличии углерода и водорода в хвостах комет и углеводородов в метеорита.

Но «ко времени, когда из Земли будет извлечен последний баррель нефти, еще не будут создана гипотеза ее образования» С. Пауэрс (геолог).

Нефть – одно из достояний Земли, но до сих пор так и нет ни одной правильной версии о ее происхождении.

  1. Состав нефти.

В химическом отношении нефть сложная смесь углеводородов и углеродистых соединений. Она состоит из следующих элементов (СЛАЙД).

C – 83-87%

H – 12-14%

O, N, S – 1-2%

Углеводороды

Алканы Циклоалканы Ароматические

70%

Неуглеводороды + h3O 1%

Сера Азот Кислород Водород

29%

  1. Физические свойства (СЛАЙД)

На столах учащихся пробирки с нефтью.

а) рассмотрите пробирку с нефтью, определите цвет, запах, физическое состояние

б) поместите несколько нефти капель в воду, что наблюдаете?

  1. Добыча нефти.

Добывают нефть посредством скважин, фонтанным способом. Этот способ применяется с 60-ых годов 19 века. В пластах нефть находится под давлением и вытесняется на поверхность, но постепенно давление выравнивается, и тогда его создают искусственно. Бурят 2 скважины – в одну пускают газ под определенным напором, через другую скважину вытесняется нефть.

  1. Основные месторождения (СЛАЙД)

В мире открыто более 27 тысяч нефтяных месторождений. Анализируя распределение мировых ресурсов приходим к выводу, что исключительная роль приходится на юго-западную Азию, а именно 2/3 мировых ресурсов нефти залегают в странах Персидского залива (СА, Ирак, ОАЭ, Кувейт, Иран). В России около 2/3 нефти добывается в Тюменской области, около 1/4 нефти в Волго-Уральском районе. На все остальные районы приходится лишь 7/8 общероссийской нефти. На территории Иркутской области расположены Верхнечонское месторождение, Савостьяновское нефтяное месторождение. На сегодня Восточная Сибирь по величине прогнозных ресурсов нефти и газа относится к числу наиболее благоприятных геологических объектов в материковой части России. Общая оценка прогнозных извлекаемых ресурсов углеводородов в пределах Иркутской области составляет по нефти 2050 млн. тонн.

Велико значение строящегося нефтепровода «Восточная Сибирь – Тихий океан». Нефтепровод ВСТО способствует освоению территории Восточной Сибири и Дальнего Востока. Это строительство стимулирует поиск новых и ввод в эксплуатацию существующих нефтяных месторождений.

  1. Способы переработки нефти

  • Физический способ (первичная переработка нефти)

  • Химический способ (вторичная переработка, перерабатывается не сама нефть, а фракции, полученные в процессе первичной переработки нефти)

Физический способ.

Историческая справка (СЛАЙД)

Впервые создали устройство для перегонки нефти братья Дубинины. С 1823 года они стали вывозить фотоген (керосин) многими тысячами пудов из Моздока внутрь России. Завод был прост: котел в печке, из котла идет труба через бочку с водой в пустую бочку. Бочка с водой – холодильник, пустая – приемник для керосина. Из 30 ведер нефти получали 16 ведер керосина.

Современная перерабатывающая установка.

Состоит из трубчатой печи и ректификационной колонны (СЛАЙД). По трубопроводу в печь подается нефть, где она нагревается до температуры 320-3500 и в виде смеси жидкости и паров поступает в колонну. Внутри колонна имеет горизонтальные перегородки с отверстиями, так называемые тарелки. Пары нефти подаются в колонну через отверстия, поднимаются вверх постепенно, охлаждаются и сжижаются. Менее летучие остаются на первых тарелках, более летучие поднимаются вверх. При этом выделяют следующие фракции (классу заполнить таблицу). Учебник стр. _______

Фракции нефти

Состав фракций

Температурный интервал

Применение

Остаток после перегонки – мазут, тоже подвергают вакуумной переработке (при пониженном давлении) и получают солярные масла, смазочные масла, оставшаяся часть – гудрон.

Недостаток перегонки – малый выход бензина (20%).

Химический способ.

Крекинг нефтепродуктов (выход бензина до 70%) (СЛАЙД, видеофильм)

Данный способ изобретен русским инженером В.Г. Шуховым в 1891 году. В России стал осуществляться только после Великой Октябрьской революции. Цель – получение бензинов, непредельных углеводородов. Сырье – соляровые фракции. Процесс крекинга заключается в расщеплении молекул углеводорода с длинной углеродной цепью на более короткие под действием температуры

C16h44 C8h28 + C8h26

Гексадекан октан октен

C8h28 C4h20 + C4H8

Октан бутан бутен

C4h20 C2H6 + C2h5

Бутан этан этен

При термическом крекинге образуется много микромолекул, которые можно использовать для получения спиртов, карбоновых кислот, ВМС. Бензин получается низкого качества.

Каталитический крекинг происходит в присутствии катализатора. Наряду с реакциями расщепления идут реакции изомеризации, образуется разветвленные углеводороды. Непредельных углеводородов нет, поэтому бензин более устойчив, качество высокое. Получают авиационный бензин.

Для улучшения качества бензина проводят:

Пиролиз – разложение нефтепродуктов при температуре 700. Получают этилен, ацетилен.

Риформинг – процесс ароматизации бензина (получают ароматические углеводороды). СЛАЙД

  1. Характеристика бензина. (СЛАЙД)

Октановое число. Детонационная стойкость бензина.

  1. «Нефть – не топливо. Топить можно и ассигнациями» Д.И. Менделеев.

Изучая природные богатства России, Д.И. Менделеев в первые указал на необходимость использования нефти в качестве химического сырья, не топлива (СЛАЙД).

Анилин

Нафталин

Растворители

Мыло

Толуол

Каучук

Бензол

Волокна

Нефть

Парафин

Этиловый спирт

Лаки

Полиэтилен

Лечебные мази

Полипропилен

Между нефтью – топливом, и нефтью – химическим сырьем идет борьба. Продукты переработки нефти широко используются, но они создают большие экологические проблемы.

  1. Экологические проблемы (СЛАЙД) «Нефтяная чума» (Сообщение)

  1. Заключительный этап. Рефлексия. Составление Синквейна.

Нефть

Маслянистая, темная

Горит, растекается, разлагается

Нефть – топливо и сырье для синтеза

Богатство страны

12. Домашняя работа:

  • Задача: найти формулу углеводорода, если массовая доля в нем углерода 92,3%, водорода 7,7%, плотность газа по водороду равна 39.

  • Найти объем воздуха, который потребуется для сжигания 1 моль бензина состава С7Н16.

www.alllessons.ru

Конспект урока по хими тема "Нефть.Состав.Промышленная переработка нефти. | Уроки по Химии

Конспект урока по хими тема "Нефть.Состав.Промышленная переработка нефти.

04.01.2016 1188 275 Леонтьева Елена Альгисовна

Тема: Нефть. Состав. Промышленная переработка нефти

Цель:  Ознакомить учащихся с нефтью. Рассмотреть промышленную переработку нефти.

Ход урока

Организационный момент: мотивация учащихся (количество «5»)

Слово лидеру

Актуализация субъектного опыта учащихся

I.                   Перекрестный опрос (проверка домашнего задания)каждый правильный ответ «плюс» в МПМ

1.     Назовите природные источники  Углеводородов (нефть, каменный уголь, природный и попутный нефтяной газы)

2.     Состав природного газа (смесь углеводородов с низкими молекулярными массами, основная часть метан 80-96%)

3.     С чем связано название попутного нефтяного газа(газ находится над поверхностью нефти  или растворен в ней)

4.     На какие две фракции делится природный газ (сухой газ-смесь метана и этана, пропан-бутановая смесь)

5.     Каким способом из сухого газа получают сажу, водород, растворители(крекингом)

6.     Назовите области применения природного газа( ценное сырье для химической промышленности  и дешевое топливо)

7.     Каким способом пропан бутановую смесь превращают в химически активные ненасыщенные углеводороды (дегидрированием)

8.     Сколько тепла выделяется при сгорании 1м3 природного газа(54 400кДж тепла)

9.     В чем отличие попутного газа от природного ( в нем содержится в два раза меньше метана)

Организация первичного закрепления

VI.             Критический опрос (за правильный ответ «плюс» в МПМ)

1.     Наиболее эффективной транспортировкой нефти являются автомобильные цистерны(нет, трубопровод)

2.     Нефть это сложное вещество состоящее из углерода, водорода, серы, кислорода, азота(нет, это смесь углеводородов, азот-, кислород- и серосодержащих соединений, минеральных солей, воды)

3.     Крекинг это разделение углеводородов с различными молекулярными массами на фракции( нет, это превращение высокомолекулярных углеводородов в низкомолекулярные)

4.     Месторождения Доссор, Макат, Эмба богаты ароматическими углеводородами(нет, нафтеновыми)

5.     Процесс крегинга был впервые разработан русским инженером Шуховым В.Г.(да)

6.     Внутри ректификационной колонны нефть разделяется на  фракции твердых веществ с разными температурами кипения(нет, фракции жидких веществ с близкими температурами кипения)

7.     Нефть добытая из земных недр называется товарной(нет, сырой)

8.     Перегонка это превращение высокомолекулярных углеводородов в низкомолекулярные( нет, деление на фракции, деление на углеводороды с различными молекулярными массами)

9.     В ректификационной колонне углеводороды делятся на веретенное масло, машинное масло, легкое цилиндровое масло и т.д.(нет, бензин,легроин, керосин, газойль, мазут)

10.                                                                                                                                                                                      Установка для переработки нефти состоит из камеры и газосборника (нет, трубчатой печи и ректификационной колонны)

11.                                                                                                                                                                                      Железнодорожные цистерны длиной 350м могут перевезти до 600 000т нефти за рейс( нет, супертанкеры , 500 000т)

12.                                                                                                                                                                                      Нефть очищенная от воды и примесей газов называется сырой (нет, называется товарной)

13.                                                                                                                                                                                      Выход бензина при перегонке нефти незначительный и составляет 15-20%(да)

14.                                                                                                                                                                                      Месторождения Узень и Жетибай богаты нафтеновыми углеводородами(нет, парафинами)

15.                                                                                                                                                                                      Нефть жидкость желтого цвета, с  резким запахом, хорошо растворима в воде, не горюча, тяжелее воды(нет, маслянистая вязкая жидкость темного цвета со своеобразным запахом, не растворяется в воде, горючая, плотность 0,73-0,98г/мл, растворяется в органических растворителях)

16.                                                                                                                                                                                      Для повышения качества нефти и сокращения потерь при добыче сырую нефть сразу транспортируют(нет, отстаивают, пропускают через сепаратор, отделяя от воды и газов)

17.                                                                                                                                                                                      Нефть месторождения Северный Бозаши вязкая, поэтому в скважине устанавливают глубинные насосы(да, нефть некоторых месторождений  бывает вязкой)

18.                                                                                                                                                                                      Трубчатая печь обогревается каменным углем (нет, мазутом или газом)

19.                                                                                                                                                                                      Внутри ректификационной колонны расположены вертикальные перегородки с отверстиями(нет, горизонтальные тарелки, каждая тарелка имеет отверстия  с колпачком)

20.                                                                                                                                                                                      Нефть поступающая в трубопровод трубчатой печи нагревается до 3500С (да)

21.                                                                                                                                                                                      Для облегчения испарения углеводородов снизу периодически подается охлажденный пар(перегретый пар)

22.                                                                                                                                                                                      Переработка нефти состоит в основном из четырех процессов(нет, из двух: перегонка и крекинг)

Анализ

VII.          Тематический словарный запас. Слова разборчива не сокращая, можно в форме эссе, сочинения. При подсчете предлоги и союзы не учитываются.(норма-63 слова) Учащиеся справившиеся получают «плюс» в МПМ (5 минут)

VIII.    Оценки

IX.            Д/З Учащиеся менее 4 отметок §2.17 вопросы  1-6 с.141 у.14,15 с.142

Полный текст материала смотрите в скачиваемом файле.На странице приведен только фрагмент материала.

tak-to-ent.net

Конспект урока по химии «Нефть. Состав, свойства нефти и продукты ее переработки»

Автор: Майорова Олеся Михайловна, учитель химии и биологии, Средняя школа №7 г. Степногорск

Описание материала: Предлагаю вашему вниманию конспект урока по химии с применением кейс-технологии для 10-11 классов. Данный урок помогает развить у учащихся интерес к предмету, работа в группе и навык добывания самостоятельной информации.

Конспект на тему: «Нефть. Состав, свойства нефти и продукты ее переработки»

Цели урока: Обратить внимание учащихся на высокую ценность нефти, ознакомить их с ее составом, свойствами; дать учащимся сведения о перспективах получения жидких горючих веществ из твердого топлива.

Задачи урока:

Образовательные: Объяснить значение термического и каталитического крекинга, риформинга; ознакомить с продуктами переработки нефти, в том числе с бензином, его детонационной стойкостью, месторождениями нефти, с мерами, принимаемыми для охраны окружающей среды

Развивающие: Развивать у учащихся умение выделять и запоминать главное, существенное; логически последовательно и компактно излагать свои мысли; развивать логическое мышление, умения наблюдать и делать выводы (развитие базовых компетенций).

Воспитывающие:Воспитывать у учащихся организованность, самостоятельность; способствовать развитию бережного отношения к окружающей среде; воспитывать умение слушать учителя и своих одноклассников, умение работать в группе.

Тип урока: комбинированный урок

Оборудование к уроку: фильм «Образование нефти в недрах земли», коллекция «Нефть и продукты её переработки», схема «Нефтяное загрязнения морей и океанов», карта «Полезные ископаемые Казахстана», рисунок ректификационной колонны.

План урока

I. Организационный момент 2 мин.II. Контроль ранее изученного материала. 10 мин

III. Изучение нового материала 25 мин

IV. Закрепление изученного материала 5 мин

V. Домашнее задание 2-3 мин

Ход урока

I.Организационный момент. Проверка отсутствующих, проверка общей готовности учащихся к уроку.

II. Контроль ранее изученного материала. Устный опрос

  1. Что такое галогенопроизводные углеводороды?

  2. Какими способами получают галогенопроизводные углеводороды?

  3. Объясните, почему из всех хлоропроизводных метана не горит только четыреххлористый углерод?

  4. Где используют четыреххлористый углерод ?

  5. Где применяют галогенопроизводные углеводороды?

III.Изучение нового материала

Состав нефти. Нефть — природная сложная смесь углеводородов, в основном алканов линейного и разветвленного строения, содержащих в молекулах от 5 до 50 атомов углерода, с другими органическими веществами. Помимо алканов нефть может содержать циклопарафины и ароматические углеводороды. Состав ее неодинаков и существенно зависит от места ее добычи (месторождения). Газообразные и твердые компоненты нефти растворены в ее жидких составляющих, что и определяет ее агрегатное состояние.

В зависимости от месторождения нефть бывает парафиновой, нафтеновой, ароматической. Месторождения - Эмба, Доссор, Макат, в составе нефти преобладают нафтеновые углеводороды, а нефть месторождений Узень и Жетибай — парафинами, прорвинская нефть — богата ароматическими углеводородами. В состав нефти, кроме названных соединений также входят и металлы. Нефть, добытую из недр земли - называют сырой нефтью. Сырую нефть перекачивают и отправляют на очистку от воды и примесей газов. Очищенная нефть называется товарной нефтью.

Кейс №1 «История нефти»

Человечеству нефть известна с древности. По источникам впервые нефть стали добывать на берегах Евфрата еще в 5-6 тыс. лет до н. э. Многие ученые считают, что современный термин «нефть» произошёл от слова «нафата», что означает на языке народов Малой Азии «просачиваться», «утекать»

Использовали нефть для освещения жилищ в Вавилоне, для бальзамирования тел умерших людей в Египте. Применяли нефть также для производства «греческого огня». Это была смесь сырой нефти с серой и селитрой.

Во времена Гиппократа использовали в качестве лекарств при болезнях суставов, глаз, а также от кашля и в качестве средства для заживления ран.

Нефть применяли также в строительстве, например, при сооружении Великой Китайской стены, Вавилонской башни.

Вначале XIX века в России впервые из нефти путем перегонки было получен керосин, который использовался в лампах, для освещения домов. В тот же период по мере роста промышленности и внедрением паровых машин стал возрастать спрос на нефть как источник смазочных веществ. 60-х года XIX века считается зарождением нефтяной промышленности (бурения нефтяных скважин).

Задание к кейсу:

  1. Изучить историю использования нефти

  2. Изучить необычные способы применения нефти( В быту, в медицине и тд.)

Отчет предоставить в виде презентации

Кейс №2 «Происхождение нефти»

Предполагают существование двух теорий происхождения нефти:

1 теория – Абиогенная (неорганическая теория)

2 теория - Биогенная (органическая теория)

Абиогенная теория была предложена М.В. Ломоносовым. Теория предполагает что, нефть образуется из карбидов металлов.

Биогенная теория была разработана Д.И. Менделеевым, она предполагает что, нефть образовалась в почве при помощи микроорганизмов при их отмирании. Так как нефть по исследованиям состоит из органических веществ- белков и жиров, следовательно, в начале были живые организмы т.е. микроорганизмы

Современная наука обладает более весомыми доказательствами того, что в доисторические времена микроскопические морские растения и животные оказались после смерти в осадочных породах которые образовались на дне моря. После перемещения органических веществ в более глубокие слои осадочных пород, они подвергались воздействию высоких температур и давлению и превратились в залежи нефти.

Задание к кейсу:

  1. Изучите современные теории происхождения нефти

  2. Какая теория является на ваш взгляд более актуальной?

  3. Какую теорию происхождения нефти можете предложить вы?

Отчет предоставить в виде реферата

Кейс №3 «Месторождения нефти»

Задача 1. Балансовый запас нефти месторождения Узень составляет 355 млн. тонн, а годовая добыча 2,3 млн. тонн. Рассчитайте сколько лет будет использоваться месторождение по добычи нефти? 

Задание к кейсу:

  1. Предложите способы решения задачи

Отчет предоставить в произвольной форме

Физические свойства. Нефть - это вязкая, маслянистая жидкость темного (от бурого до черного, желтого) цвета с характерным запахом. Нефть не растворима в воде, ее плотность (в пределах 0,73—0,98 г/мл) меньше чем у воды, поэтому попадая в нее, нефть растекается по поверхности, препятствуя растворению кислорода и других газов воздуха в воде.

Нефть - горючая жидкость (перс. нефть — “легковоспламеняющийся”), но так как она содержит смесь различных веществ, нефть не имеет постоянной температуры кипения. Нефть содержит до 10 % воды и 4 г/л солей.

Кейс №4 «Свойства нефти»

Нефть по своему составу представляет смесь переменного состава. Нефть обладает свойствами. Ос­новные свойства нефти — плотность, вязкость, поверхностное натяжение.

Первое свойство нефти – это плотность. По плотности нефть бывает в пределах 0,73—0,98, хотя в большинстве месторождений плотность может достигать 0,83-1,0 г/мл. Нефть с небольшой плотности очень легко отделяется от воды и примесей.

   Вязкость  - это свойство, которое проявляется в сопротивлении, которое нефть оказывает при перемещении из одной ее части относительно другой под влиянием действия внешней силы. Значение вязкости учитывают при расчете нефтепроводов, связанных с подачей топлива.

Температура кипения - температура, при которой происходит отделение фракций нефти.

Температура вспышки – температура, при которой нефть при нагревании может выделять большое количество паров, которые будут вспыхивать при поднесении к ней огня.

Температурой застывания – температура, при которой нефть становится более вязкой и осложняется ее транспортировка по трубам.

Задания кейсу:

  1. Как нефть подразделяется по плотности? Изучите месторождения нефти Казахстана

  2. Как свойство нефти – вязкость – используют при транспортировке нефти? Какие проблемы могут возникнуть?

  3. Как можно объяснить свойство нефти - температура кипения?

  4. На какие фракции происходит разделение нефти при кипении?

Отчет предоставить в виде письменного отчета

Добыча и транспортировка нефти. При бурении скважины в начальный момент под действием давления нефть бьет фонтаном. Для повышения качества нефти и сокращения потерь при ее добыче предпринимаются различные меры. Сырую нефть отстаивают, пропускают через сепаратор, при этом нефть отделяется от газов и воды. Нефть некоторых месторождений (например, Северный Бозашы) бывает вязкой. Поэтому в каждой скважине устанавливают глубинные насосы.

Для доставки нефти на перерабатывающие заводы используются нефтепроводы, автомобильные и железнодорожные цистерны и морские танкеры. В большинстве случаев нефть транспортируют по трубопроводу или на танкерах. Перевозка по трубопроводу является наиболее эффективной и безопасной.

Перевозка по морю превратилась в важнейшую область производства. Супертанкеры длиной 350 м могут перевезти до 500 000 т нефти за рейс.

Кейс №5 «Перевозка нефти»

Можно предположить, что из недр земли ежегодно извлекается около 4,8 млрд. тонн нефти. Сколько понадобится составов поездов, состоящих из 100 цистерн, для перевозки этого количества нефти, если объем каждой цистерны составляет 50 тонн.

Задание к кейсу:

1. Приведите примеры решения задачи

Отчет предоставить в виде схемы

Способы переработки нефти. Переработка нефти состоит в основном из двух процессов. Первый способ— разделение нефти по фракциям в специальных установках - ректификационных колоннах. Этот процесс получил название фракционной перегонки нефти (разделяют нефть на углеводороды с различными молекулярными массами). Второй процесс — расщепление молекул тяжелых углеводородов с выделением легких углеводородов. Этот процесс называется крекингом нефти.

Перегонка нефти. Установка, которую используют для перегонки нефти, состоит из двух частей: трубчатой печи для нагревания нефти и ректификационной колонны.

Печь обогревается газом или горящим мазутом. Нефть, непрерывно поступает в трубопровод трубчатой печи и нагревается до 350°С. Нагретая нефть при атмосферном давлении начинает испаряться и в виде смеси жидкости и паров поступает в ректификационную колонну. В ректификационной колонне нефть разделяется на фракции жидких веществ с близкими температурами кипения.

Внутри ректификационной колонны имеется множество горизонтально расположенных тарелок. Каждая тарелка имеет отверстия с колпачком. Пары углеводородов нефти, проходя через эти отверстия, ударяются об их колпачки, при этом пары тяжелых углеводородов конденсируются, а пары легких углеводородов поднимаются вверх. Для облегчения испарения углеводородов, т. е. чтобы не допустить их конденсации, снизу периодически подается перегретый пар. Постепенно охлаждаясь при движении вверх, пары нефти собираются на тарелках в зависимости от молекулярных масс в виде различных фракций. В зависимости от температур кипения углеводороды в колонне делятся на: фракцию бензина до 170°С, лигроиновую фракцию в интервале температур 100—200°С, керосиновую — в интервале 200—300°С и газойлевую фракцию и мазут — в интервале 200— 350°С (рис.1). Их удаляют через трубопроводы у соответствующих тарелок колонны. Выход бензина при непосредственной перегонке нефти является незначительным и составляет 15—20%. Поэтому тяже- лые фракции перегонки и мазут подвергаются повторной переработке.

Крекинг нефтепродуктов. При нагревании нефтепродуктов выше 400°С начинается разложение тяжелых углеводородов. Поэтому для увеличения выхода бензина фракция, подвергаемая дополнительной переработке, отправляется в трубчатую печь, работающую в условиях вакуума. В ней тяжелые фракции нефти нагреваются до 400—420 0С и в виде паров поступают в ректификационную колонну, где происходит деление их на фракции.

При этом, кроме бензина, можно получить в интервалах температур:

230—250°С — веретенное масло,

260—305 °С — машинное масло,

31 5—325 °С — легкое цилиндровое масло,

350—370 °С — тяжелое цилиндровое масло и конечный продукт — гудрон.

Термическое разложение нефтепродуктов, приводящее к образованию углеводородов с меньшим числом атомов углерода в молекуле - этот процесс называется крекингом (англ. Crak — “расщепление”). Процесс крекинга был впервые разработан русским инженером В. Г. Шуховым.

Различают несколько видов крекинга: термический, каталитический, крекинг высокого давления, восстановительный крекинг

Термический крекинг. Заключается в расщеплении высокомолекулярных углеводородов мазута, которые нагревают до высоких температур (470-550 0С), под давлением 20-70 атмосфер без доступа воздуха и они превращаются в низкомолекулярные углеводороды:

C16h44 C8h28 + C8h26

гексадекан октан октен

C8h28 C4 h20 + C4H 8

октан бутан бутен

Этим способом получают автомобильный бензин.

Бензин, полученный путем термического крекинга, по составу отличается от бензина, полученного прямой перегонкой: он содержит ненасыщенные углеводороды изостроения и ароматические углеводороды. Поэтому октановое число крекинг - бензина бывает выше 70. Однако наличие ненасыщенных углеводородов понижает устойчивость бензина.

Каталитический крекинг. Этот процесс осуществляется при 460°С и в присутствии катализатора (алюмосиликатов и АIСI3 и т. д.). Этим способом в основном получают авиационный бензин. В табл. 1 представлены сравнительные данные процессов термического и каталитического крекинга.

Таблица 1

Отличительные признаки процессов термического и каталитического крекинга

Термический крекинг

Каталитический крекинг

t = 470—550 0 С

процесс идет медленно

Образуется большое количество ненасыщенных углеводородов

Полученный бензин:

1)обладает низкой

детонационной стойкостью;

2) малоустойчив при хранении

(ненасыщенные углеводороды

легко окисляются)

t= 450—550 0 С , катализатор

Процесс идет быстро

Образуется незначительное

количество ненасыщенных

углеводородов

Полученный бензин:

1) обладает высокой детонационной

стойкостью;

2)проявляет значительную

устойчивость

при хранении (в составе имеется

незначительное количество

ненасыщенных углеводородов)

При каталитическом крекинге из-за конденсации ароматических углеводородов идет процесс коксования. Кокс покрывает поверхность катализатора, в результате чего активность катализатора падает.

Регенерация катализатора (восстановление активности катализатора) осуществляется путем обжига кокса при температурах 550— 600°С и при подаче воздуха.

Процессы крекинга и регенерации катализатора проводятся поочередно. В основном регенерация катализатора производится в кипящем слое.

Крекинг и регенерация катализатора осуществляются в одном агрегате: вверху — реактор, внизу — регенератор.

В составе бензина каталитического крекинга имеется значительное количество ароматических и изопарафиновых углеводородов, поэтому его октановое число равно 78—80%, добавив тетраэтилат свинца, октановое число бензина можно повысить до 90—95%.

Кейс № 6 «Детонационная стойкость бензина»

Вы знаете, что сгорание бензина со взрывом в двигателе называется детонацией (франц. detoner —«взрыв»)

В результате детонации нарушается нормальная работа мотора, что приводит к излишнему расходу топлива, быстрому износу мотора.

Детонационные свойства бензина зависят от его состава. Если в бензине преобладают ароматические и разветвленные углеводороды, то он отличается высоким качеством и не подвергается детонации.

Если в составе бензина присутствуют в основном углеводороды линейного строения, то такой бензин имеет низкое качество.

Бензин условно рассматривают как смесь изооктана и н-гептана. Качество бензина определяется количеством изооктана — октановым числом.

Изооктан(2,2,4- триметилпентан) является составной частью бензина.

Ch4 Ch4

Его структурная формула: h4C- C- Ch3-CH-Ch4

Ch4

Качество бензина определяется количеством изооктана — октановым числом.

Например, если в составе бензина имеется 76% изоактана и 24% н 0 гептана, то октановое число такого бензина равно 76.

Запись разных марок бензина в виде АИ-72, АИ-76, А14-93, АИ-96, АИ-98 показывает, что они имеют разное октановое число. В бензине марки АИ-72 отсутствует тетраэтилат свинца, а в бензине марки АИ-76 он содержится. Он ускоряет воспламенение бензина.

Задание к кейсу:

  1. От чего зависит качество бензина?

  2. Какие способы существуют для повышения октанового числа бензина?

  3. Какие свойства приобретает бензин, после повышения октанового числа?

  4. Рассмотрите известные марки бензина и определите октановое число.

Отчет предоставить в виде реферата или презентации

Риформинг. В настоящее время глубокая деструкция (изменение структуры нефти и нефтепродуктов) достигается не только крекингом, но и другим способом — риформингом.

Продукты процесса риформинга — бензин с низким октановым числом и лигроин. Из них получают бензин с высоким октановым числом или сырье для химического синтеза путем превращения в присутствии катализатора платины или молибдена линейных и циклических углеводородов в ароматические углеводороды. Поэтому процесс риформинга называют ароматизацией.

Кейс №7 «Очистка нефтепродуктов»

Наличие легкоосмоляющихся ненасыщенных углеводородов и кислород-, азот- и серосодержащих соединений в составе нефтепродуктов снижает качество полученных из них продуктов. Поэтому они подвергаются очистке.

Способы очистки: обработка кислотой и основанием, затем гидроочистка, адсорбция и абсорбция.

Очистка кислотами. Для очистки от ненасыщенных углеводородов и азотистых оснований нефтепродукты обрабатывают небольшим количеством серной кислоты. Затем для очистки от нафтеновых кислот и остатков серной кислоты их обрабатывают щелочью, а после этого промывают водой. Остаток после обработки кислотой называется кислым гудроном, а остаток после обработки щелочью — нафтом, (натриевая соль нафтеновых кислот).

Сущность очистки нефтепродуктов методами адсорбции и абсорбции заключается в селективной адсорбции адсорбентами вредных примесей, имеющихся в составе нефтепродуктов.

С целью повышения устойчивости и качества в нефтепродукты добавляют небольшое количество антиокислителей (ингибиторов). В качестве ингибиторов используются фенолы, ароматические амины, аминофенолы и т. д.

Задание кейсу:

  1. Изучить способы очистки нефти (адсорбция и абсорбция)

  2. Чем один способ отличается от другого?

  3. Какие способы очистки нефти можете предложить вы?

Отчет предоставить в виде презентации

Продукты, получаемые из нефти, них применение. Нефть — один из главных источников природного жидкого топлива. Из нее выделяют топливо для авиации, автомобилей, дизелей, нагревательных систем. Переработка нефти заключается в разделении нефти на фракции, различающиеся по температурам кипения :

1. Бензиновая фракция (темп. кип. 40—200°С) содержит смесь углеводородов, в молекуле которая имеется от 4 до 12 атомов углерода (С4—С12).

2. Керосиновая фракция (темп. кип. 180—300°С) содержит углеводороды С9—С16. Они образуют светлые продукты нефти.

Повторной переработкой фракции бензинов получают газолин, или петролейный эфир (темп. кип. 40—70°С), бензин (70—120°С), лигроин (120—240°С). Бензин делится на авиационный и автомобильный. Керосин разделяется на осветительный, тракторный, реактивный. Смесь керосина и газойля называют дизельным топливом.

Конечный продукт перегонки нефти — мазут. Мазут вязкая густая масса черного цвета. Путем дополнительной перегонки из мазута получают различные смазочные масла, соляровые масла, машинные масла, парафин. Твердый остаток после отгонки всех фракций — гудрон используют в качестве асфальта используется для покрытия дорог

Кейс №8 «Природные источники углеводородов»

В состав асфальта главным образом входит песок и битум. Битум (похож на черную смолу) – один из продуктов, которые получают при переработке гудрона. При строительстве одного километра дороги из асфальта требуется столько битума, сколько получается из 330 баррелей нефти. Нефть в наше время стоит очень дорого. А если необходимо построить, например, 90 тысяч километров асфальтовых дорог, расходы на битум “влетят” в немаленькую копеечку.

Задание к кейсу:

1.Какие недостатки имеет битум?

2.Как, по – другому, можно соединить между собой песчинки, чтобы получить дешевое и безопасное для экологии асфальтоподобное дорожное покрытие?

Отчет предоставить в произвольной форме

Бензин - один из продуктов нефти, используется как авиационное и автомобильное топливо. Согласно последним данным, в состав бензина входит более 130 видов различных углеводородов. Кроме таких видов, как авиационный, автомобильный бензин, существует летний и зимний бензин. Летний бензин — фракция углеводородов, кипящих в интервале 35—195°С, зимний бензин — смесь углеводородов, кипящих при температуре ниже 10°С.

Керосин используется в быту, в качестве горючего— для реактивных двигателей, тракторов, то лигроин применяется как дизельное топливо и для получения бензина. Соляровые масла используются как моторное горючее, вазелин — в медицине и парфюмерии, парафин — для получения карбоновых кислот, для производства свечей.

Фракции нефти используются не только как топливо, но и как ценное сырье нефтехимической промышленности. Из них получают пластмассы, красителя, растворители, резину, моющие и лекарственные средства.

В настоящее время во всем мире находят широкое применение нефть и продукты ее переработки.

Кейс №9 “Нефть в жизни человека”

По данным исследований ученых большинство самых распространенных продуктов из нефти относят к видам топлива. Это мазут, дизельное топливо, авиакеросин, но самый популярный продукт из нефти – бензин. Именно на него приходится 50% от общего объема производимых в мире нефтепродуктов.

Народная медицина широко рекламирует лечебные свойства керосина, им натирают больные места, применяют внутрь, изготовляют из него различные настойки, компрессы и мази. Методы лечения керосином исследовались учеными давно, а их результатам посвящено множество научных статей.

Так называемая "Белая нефть", которая дает более 80% керосина, приобретает все большую популярность в народе при лечении некоторых видов рака. Самое известное лекарство из нефти — это аспирин.

Из продуктов нефти производят также косметические принадлежности для женщин - косметические карандаши, тени для век, лаки для ногтей различные красители для волос, всевозможные украшения, бижутерию. Продукты нефти также используют для производства духов, без которых современная женщина практически не мыслит себя в современное время.

Задание к кейсу:

  1. Как еще можно использовать продукты переработки нефти в быту, в медицине ? Приведите примеры.

  2. Какие предметы быта, полученные из продуктов нефти, используются вами ежедневно?

Отчет предоставить в виде схемы или презентации

Экология и нефть

Источников поступления нефти в моря и океаны огромное количество- сброс очистных вод, принос загрязняющих компонентов реками. В настоящее время большинство тонн нефти добывается со дна морей и нефть транспортируется на сушу морским транспортом (танкерами). Из- за этого почти каждый год случаются крупные экологические катастрофы.

1 тонна нефти по расчетам ученых загрязняет поверхность океана равную примерно 15 км2 . Некоторые морские рыбы откладывают икру у поверхности воды, после появления мальков им необходимо сделать глоток воздуха, но нефтяная пленка, которая может находится на поверхности воды, не дает им такой возможности и мальки гибнут.

На 1 гектаре морской поверхности может погибнуть более 150 миллионов рыбок, если имеется нефтяная пленка.

Некоторые компоненты нефти несут гибель морским беспозвоночным и Ракообразным животным. Моллюски, например, накапливают канцерогенные вещества, извлекаемые ими из нефти.

IV. Закрепление изученного материала

Кейс № 10 «Экология и нефтепромысел»

Загрязнения окружающей среды при добыче нефти для нашего времени очень актуальна проблема. Опасным источником загрязнения Каспийского моря является морская нефтедобыча, также Каспий загрязняется при транспортировке нефти танкерами. Каждый из вас видел по телевизору последствия аварий нефтеналивного танкера. Чёрные, маслянистые берега, покрытые мазутом, крылья птиц в вязком мазуте, люди в защитных костюмах, которые собирают нефть лопатами и вёдрами.

Танкер «Витязь» с 3на 4 августа (как сообщает «Казахстанская правда») перевозил нефть 180 тонн по Каспию. В условиях плохой видимости танкер получил пробоину и начал тонуть. Человеческих жертв сумели избежать. На поверхности моря, где затонул танкер образовалось нефтяное пятно, которое разлилось на территории более 20 км.

Задание к кейсу:

1.Насколько опасно нефтяное загрязнение Каспия и какие экологические последствия оно имеет?

2. Приведите примеры решения данной экологической проблемы?

3.Какие технологии для сбора нефти с поверхности моря можете предложить вы?

Отчет предоставить в виде презентации и реферата

Кейс №11 «Очистка воды от нефти»

Существуют множество способов очистки воды от нефтяного загрязнения. Один из распространенных способов заключается в том, что корабли - нефтесборщики с помощью ПАВ (поверхностно-активных веществ) собирают с поверхности воды нефтяную плёнку. Второй способ – это сжигание нефтяного пятна на поверхности океана. Во время cсжигания в воздух выбрасывается много угарного газа, CO2, сернистого ангидрида, которые являются причиной “парникового эффекта”, образования смога и т.д. Третий способ сбора нефтяной пленки- применение специальных бактерий, которые способны использовать компоненты нефти в качестве пищи, преобразуя её в безвредные продукты своей жизнедеятельности.

В последние годы ученые пытаются привлечь на Каспии таких животных как моллюск – кардиум, который умеет расщеплять УВ.

Задание к кейсу:

  1. Какие способы очистки воды от нефтяной пленки на ваш взгляд являются экологически безопасными для окружающей среды?

  2. Предложите современный способ сбора нефтяной пленки с поверхности океана?

Предоставить отчет в виде презентации или реферата

V. Домашнее задание: § 7.1- 7.2 упр.17-18

www.videouroki.by

Конспект по химии на тему Переработка жидких топлив (нефть и нефтепродукты)

Переработка жидких топлив ( нефти и нефтепродуктов) При переработки нефти получают следующие продукты: топлива жидкие и газообразные, растворители, смазочные масла, твердые и полутвердые смеси углеводородов ( парафины, церезины, вазелины и т.д), нефтяные битумы и пеки, нефтяные кислоты и их производные ( сульфокислоты, жирные кислоты и пр), индивидуальные углеводороды газообразные и жидкие- этилен, пропилен, метан, бензол, толуол, ксилол), являющиеся сырьем для химической промышленности. Нефтяные жидкие топлива подразделяют на бензины, дизельное топлива, котельное топливо, топливо для реактивных двигателей К газообразным нефтяным топливам относят попутные газы, получаемые при переработке нефти и нефтепродуктов Переработка нефти – весьма сложный процесс, которому предшествует специальная её подготовка. Подготовка нефти Необходимость подготовки нефти к переработке объясняется следующими причинами. Это наличие растворенных газов, воды, соли. Все это должно быть удалено из нефти, так как их присутствие приводит к нарушению технологических процессов её переработки. Подготовка нефти к переработке начинается на нефтяных промыслах. Нефть из скважин поступает по трубам в ловушки ( трапы), в которых происходит отделение растворенных ( попутных газов, и затем попадает в отстойники. На дне отстойников оседает песок и другие твердые примеси, а также скапливаются вод, так она тяжелее нефти. Из отстойников нефть поступает в резервуары, из которых по трубопроводам или ы цистернах её доставляют н нефтеперерабатывающие заводы. На заводах происходит окончательное обезвоживание нефти, удаление из неё растворенных солей, механических примесей, и лишь после этого нефть поступает на переработку. Методы переработки нефти и основные аппараты. Методы переработки нефти можно разделить на две группы: физические (первичные) и вторичные (химические) Физические методы переработки нефти основаны на использовании различий в физических свойств веществ, входящих в состав нефти. Например, одни из них затвердевают или кристаллизуются при более высоких, другие при более низких температурах, одни растворяются в каких-либо растворителях, лучше чем другие и т.д. Если нагревать нефть, то по мере повышения температуры из неё будут испарятся различные продукты. Сначала будут улетучиваться те продукты, которые испаряются или закипают при более низких температурах, а затем те, которые кипят при более высоких температурах. Такой процесс называют перегонкой нефти. Химические реакции при физических методах переработки нефти не протекают. Нефть подаётся в трубчатая печь 1, затем подаётся в ректификационную колонну2. Снизу в колонну вводится пар, и в ней происходит разделение нефти на фракции, или дистилляты, которые отбираются по высоте колонны. Сверху из колонны выводятся пары бензина, которые охлаждаются в холодильнике 4. При охлаждении пары бензина конденсируются , превращаются в жидкий бензин, который частично идет в хранилище, а частично на орошение колонны. Выход бензина при перегонки нефти составляет от 3 до 15 % массы перерабатываемой нефти. Остальные продукты перегонки нефти- лигроин, керосин, соляровый дистиллят, мазут- выводятся из колонны, охлаждаются в теплообменниках и перекачиваются в хранилищах. Снизу колонны отбирается самый тяжелый продукт- мазут, теплота которого используется в теплообменнике 3 для нагрева нефти. Мазут- это не конечный продукт перегонки нефти. На установке, аналогичной на рис.1, но работающей под вакуумом можно проводить можно проводить разгонку мазута на фракции, получая смазочные масла. Остаток после разгонки мазута называется гудроном. Мазут часто называют котельным топл

weburok.com