Интегрированный урок географии и химии "Нефть и нефтепродукты". Открытый урок нефть


Открытый урок по темем "Нефть" 11 класс

Это урок изучения нового материала. На этом уроке учащиеся познакомятся с новыми понятиями "крекинг", "реформинг", "ректификация". Изучат процесс термического и каталитического крекинга, научатся составлять уравнения реакций, отражающих процесс крекинга. во время повторения вспомнят алгоритм решения задач на нахождение молекулярной формулы вещества. формы работы на уроке: индивидуальная, групповая.

Просмотр содержимого документа «нефть»

Дата:________

Класс:_________

Тема: «Нефть – не топливо, топить можно и ассигнациями» (Д.И.Менделеев)

Цель: познакомить с учащихся с составом, свойствами, переработкой нефти.

Задачи:

  • знать сущность перегонки термического и каталитического крекинга, риформинга;

  • уметь по схеме объяснять процесс перегонки нефти;

  • составлять уравнения химических реакций, отражающих процесс крекинга;

  • иметь представление об октановом числе и детонационной стойкости бензина.

Тип урока: изучение новой темы.

Форма урока: урок-презентация.

Оборудование: интерактивная доска, презентация, учебный фильм «Нефть»

склянка с нефтью, колба с водой, чистая пробирка;

Ход урока

1 орг.момент

2 проверка д/з

Решите задачу:

1.Найти молекулярную формулу вещества, содержащего 81,8% углерода и 18,2% водорода. Относительная плотность вещества по азоту равна 1,57.( С3Н8.)(Сотник)

2.Органическое вещество содержит 84,21% углерода и 15,79% водорода. Плотность паров вещества по воздуху 3,93. Определить формулу вещества.( С4Н10.)(Казбекова)

3.Найти молекулярную формулу предельного углеводорода, массовая доля углерода в котором 83,3%.(С8Н18.)(Нурпеисов)

4.Весь класс на отдельных листочках графический диктант(оценки на следующий урок )

3. новая тема

Видеоролик «Важнейшие продукты нефтепереработки»

1 часть: состав

Знакомство с нефтью начнем с лабораторного исследования.

  1. Лабораторный опыт «Исследование физических свойств нефти»

Учащиеся выполняют лабораторный опыт и заполняют листок.

Ход работы

Наблюдения и выводы

  1. Рассмотрите образец сырой нефти в пробирке.

Отметьте цвет. Взболтайте. Снова отметьте цвет. Осторожно понюхайте.

  1. Отберите стеклянной палочкой пробу нефти и разотрите ее между пальцами.

Отметьте цвет и запах. Пальцы вытрите фильтровальной бумагой.

  1. Перенесите пробу нефти в кристаллизатор с водой,

запишите наблюдения.

(опрос на месте по заполнению таблицы)

  1. Происхождение нефти

Происхождение нефти – одна из тайн природы, которая относится к числу «великих геологических споров», еще не завершенных. К настоящему времени по этой проблеме известно около 25 тыс. публикаций. Видимо, прав английский геолог С.Пауэрс. Еще в первой четверти

ХХ в. он сказал: «Ко времени, когда из Земли будет извлечен последний баррель нефти, еще не будет создана гипотеза ее образования».

  1. Перегонка нефти (видео 03.51) просмотреть видео, прочитать стр 144 и записать способы переработки нефти

(видео 06.00) записать с помощью учебника фракции нефти, используя технику кластер.( проверка у доски 2 человека)

  1. Крекинг нефти (видео 08.33) стр 145-147 прочитать и сравнить (таблица 19)(10.10 конец видео)

  2. Продукты получаемые из нефти

  3. Детонационная стойкость бензина (стр 149)прочитать и ответить на вопрос что такое октановое число бензина? (Задача на слайде 17)

  1. Закрепление: Задача на стр 150 № 17 (1200000 штук)

Составить синквейн по теме «Нефть»

  1. Итог урока:

  2. § 7.1, 7.2

Стр 150 задание 1-16 устно

Просмотр содержимого презентации «нефть открытый урок»

Нефть

Состав, свойства, переработка

«НЕФТЬ –НЕ ТОПЛИВО, ТОПИТЬ МОЖНО И АССИГНАЦИЯМИ» Д.И. Менделеев.

Цель:

  • Ознакомится с нефтью
  • Ознакомится с теориями происхождения нефти
  • Ознакомится со свойствами нефти и ее применением
  • Ознакомится с переработкой нефти

Ход работы

Наблюдения и выводы

  • Рассмотрите образец сырой нефти в пробирке.

Отметьте цвет. Взболтайте. Снова отметьте цвет. Осторожно понюхайте.

  • Отберите стеклянной палочкой пробу нефти и разотрите ее между пальцами.

Отметьте цвет и запах. Пальцы вытрите фильтровальной бумагой.

  • Перенесите пробу нефти в кристаллизатор с водой,

запишите наблюдения.

Нефть – это смесь углеводородов.

Можно выделить три основные группы углеводородов:

алканы С п Н 2п+2 – 50% ,

циклоалканы С п Н 2п - 50-70%,

арены С п Н 2п-6 – 3-15%

1763г.

  • М.В.Ломоносов в знаменитом труде
  • М.В.Ломоносов в знаменитом труде

« О слоях земных» писал о нефти так:

« Между тем выгоняется подземным жаром из приуготовляющихся каменных углей оная бурая и черная маслянистая материя и выступает в разные расселины и полости сухие и влажные, водами заполненные..»

  • « О слоях земных» писал о нефти так: « Между тем выгоняется подземным жаром из приуготовляющихся каменных углей оная бурая и черная маслянистая материя и выступает в разные расселины и полости сухие и влажные, водами заполненные..»

Начало 20 века

  • Г.Полонье выдвинул «сапропелевую теорию» происхождения нефти. Сапропель- это перегнивший на дне озер и лагун ил, обогащенный остатками водорослей и животных.

1919 г.

  • Академик Н.Д.Зелинский произвел двойную перегонку сапропеля из озера Балхаш. В результате получил бензин, керосин и тяжелые масла.

1921 г.

  • Японскому ученому Кобаяси удалось получить искусственную нефть при перегонке жира рыб без давления, но в присутствии катализатора. Подобные опыты натолкнули на мысль, что в природных условиях роль катализатора могут играть глинистые породы.

Химический состав

Нефть – смесь более 1000 разных веществ (правда, большинство из них представлено в ничтожных количествах).

Углеводороды

(79-88%)

Водород

(11-14%)

Кислород, азот

и др. элементы

Сера (0,1-5%)

Переработка нефти

  • Перегонка (ректификация)
  • Крекинг (разложение)
  • Риформинг

Схема современной нефтеперегонной установки

Устройство тарелок установки

Продукты первичной переработки

Светлые

Темные

  • бензин
  • лигроин
  • керосин
  • газойль

перегоняют при низком давлении и получают

-смазочные масла

-нефтяной пек (гудрон)

Вторичная переработка (крекинг) (Шухов, Гаврилов 1891)

  • Каталитический

t 450-550 °C

P 2-7мПа

алканы +алкены

С n H 2n + 2 С n H 2n _ ______________________

нормального строения

t 450-500 °

Катализатор: AI 2 O 3 *nSiO 2

изомеризация

Риформинг- ароматизация

Что означают названия марок бензина: А-76, А-80, Аи-93, Аи-95, Аи-98?

  • Октановое число = %содержанию изооктана + гектан
  • какой состав будет иметь бензин 95 марки?
  • Составить синквейн по теме «Нефть»

Вывод:

  • «НЕФТЬ –НЕ ТОПЛИВО, ТОПИТЬ МОЖНО И АССИГНАЦИЯМИ»

Домашнее задание:

  • § 7.1, 7.2
  • Стр 150 задание 1-16 устно

kopilkaurokov.ru

Открытый урок на тему "Нефть"

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Республики Крым

«Симферопольский колледж электронного и промышленного оборудования»

Открытый урок на тему :

«Нефть и продукты ее переработки»

Подготовила урок преподаватель химии

Шатова Зинаида Андреевна

Симферополь – 2016

Нефть и продукты ее переработки.

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

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

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

Ход урока:

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

1)Определение нефти.

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

Нефть- это смесь углеводородов (алканов, циклоалканов и ароматических), ~150, с примесями других веществ.

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

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

3)Состав нефти.

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

Различают нефть

Метановую Нафтеновую

(Грозненская) (Бакинская)

Ароматическую

(Уральская)

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

4)Происхождение нефти.

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

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

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

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

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

6)Переработка нефти: (плакат 4)

очистка

первичная перегонка (физические процессы)

крекинг

вторичная (химические процессы)

риформинг

1.Очистка- обезвоживание, обессоливание, отгонка летучих веществ.

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

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

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

В результате перегонки образуются следующие фракции (плакат 2):

Фракции применение

Бензин (С5 Н12 – С11 Н 24) автомобильное и авиационное топливо

Лигроин (С 8Н18 – С14 Н30) горючее для тракторов

Керосин (С12 Н 26– С18 Н38) топливо для реактивных двигателей

Газойль (С18 Н38 – С24 Н50) дизельное топливо

Мазут (С 20Н42 – С40 Н 82) топливо для котельных

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

Соляровое масло дизельное топливо

Смазочные масла (веретенное, для смазки

цилиндровое, трансформаторное,

машинное и т.д.)

Парафин изготовление свечей, как изолятор, для

пропитки карандашей и спичек, в меди-

цине (парафинотерапия)

Вазелин косметика, медицина

Гудрон (асфальт) покрытие дорог

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

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

С16 Н34 С 8Н 18 + С 8Н 16

Крекинг

термический каталитический

(470-550 С) (450-500 С, кат.-алюмосиликаты)

-медленно- -протекает- - быстро-

-много непредельных у/в- -образуются- -мало непредельных у/в-

(такой бензин можно обнаружить

по обесцвечиванию бромной воды)

-неустойчив при хранении- -бензин- -устойчив при хранении-

-устойчив к детонации- -неустойчив к детонации-

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

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

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

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

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

СН3

б) Циклизация и ароматизация:

СН3 –СН2 –СН2 –СН 2–СН 2–СН3 4Н2 +

в) Алкилирование:

СН3 СН3

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

СН3 СН3 СН3 СН3

Изооктан (назовите по международной номенклатуре)

Антидетонационные свойства углеводородов и их смесей выражают октановым числом.

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

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

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

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

С5 Н 5Мn(СО)3, изооктан, бензол, этиловый спирт и др.

7)История добычи нефти.

Человек познакомился с нефтью еще за 5-6 тыс. лет до н.э. Наиболее

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

8) Охрана окружающей среды.

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

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

Домашнее задание: §33, стр. 138 упр.1, 6; задача №7.

Литература:

1.Книга для чтения по химии. Ч.2-я. Сост. К.Я. Парменов, Л.М. Сморгонский, Л.А. Цветков. М.1956г.

2.Химическая энциклопедия. Том 3. Под ред. И.Л. Кнунянца. Научное изд. «Большая Российская энциклопедия». М. 1992г.

3. А.А. Петров, Х.В. Бальян, А.Т. Трощенко «Органическая химия». Изд. «Высшая школа» М. 1973г.

4.В. Эйхлер «Яды в нашей пище». Изд. «Мир» М. 1992г.

multiurok.ru

Открытый урок на тему "Нефть"

Министерство образования, науки и молодежи Республики Крым

Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Республики Крым

«Симферопольский колледж электронного и промышленного оборудования»

Открытый урок на тему :

«Нефть и продукты ее переработки»

Подготовила урок преподаватель химии

Шатова Зинаида Андреевна

Симферополь – 2016

Нефть и продукты ее переработки.

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

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

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

Ход урока:

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

1)Определение нефти.

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

Нефть- это смесь углеводородов (алканов, циклоалканов и ароматических), ~150, с примесями других веществ.

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

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

3)Состав нефти.

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

Различают нефть

Метановую Нафтеновую

(Грозненская) (Бакинская)

Ароматическую

(Уральская)

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

4)Происхождение нефти.

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

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

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

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

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

6)Переработка нефти: (плакат 4)

очистка

первичная перегонка (физические процессы)

крекинг

вторичная (химические процессы)

риформинг

1.Очистка- обезвоживание, обессоливание, отгонка летучих веществ.

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

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

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

В результате перегонки образуются следующие фракции (плакат 2):

Фракции применение

Бензин (С5 Н12 – С11 Н 24) автомобильное и авиационное топливо

Лигроин (С 8Н18 – С14 Н30) горючее для тракторов

Керосин (С12 Н 26– С18 Н38) топливо для реактивных двигателей

Газойль (С18 Н38 – С24 Н50) дизельное топливо

Мазут (С 20Н42 – С40 Н 82) топливо для котельных

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

Соляровое масло дизельное топливо

Смазочные масла (веретенное, для смазки

цилиндровое, трансформаторное,

машинное и т.д.)

Парафин изготовление свечей, как изолятор, для

пропитки карандашей и спичек, в меди-

цине (парафинотерапия)

Вазелин косметика, медицина

Гудрон (асфальт) покрытие дорог

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

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

С16 Н34 С 8Н 18 + С 8Н 16

Крекинг

термический каталитический

(470-550 С) (450-500 С, кат.-алюмосиликаты)

-медленно- -протекает- - быстро-

-много непредельных у/в- -образуются- -мало непредельных у/в-

(такой бензин можно обнаружить

по обесцвечиванию бромной воды)

-неустойчив при хранении- -бензин- -устойчив при хранении-

-устойчив к детонации- -неустойчив к детонации-

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

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

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

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

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

СН3

б) Циклизация и ароматизация:

СН3 –СН2 –СН2 –СН 2–СН 2–СН3 4Н2 +

в) Алкилирование:

СН3 СН3

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

СН3 СН3 СН3 СН3

Изооктан (назовите по международной номенклатуре)

Антидетонационные свойства углеводородов и их смесей выражают октановым числом.

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

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

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

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

С5 Н 5Мn(СО)3, изооктан, бензол, этиловый спирт и др.

7)История добычи нефти.

Человек познакомился с нефтью еще за 5-6 тыс. лет до н.э. Наиболее

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

8) Охрана окружающей среды.

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

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

Домашнее задание: §33, стр. 138 упр.1, 6; задача №7.

Литература:

1.Книга для чтения по химии. Ч.2-я. Сост. К.Я. Парменов, Л.М. Сморгонский, Л.А. Цветков. М.1956г.

2.Химическая энциклопедия. Том 3. Под ред. И.Л. Кнунянца. Научное изд. «Большая Российская энциклопедия». М. 1992г.

3. А.А. Петров, Х.В. Бальян, А.Т. Трощенко «Органическая химия». Изд. «Высшая школа» М. 1973г.

4.В. Эйхлер «Яды в нашей пище». Изд. «Мир» М. 1992г.

multiurok.ru

Урок по теме "Нефть: состав, свойства, переработка"

Разделы: Химия

Цель урока:

  1. Дать понятие о нефти как ценном природном источнике углеводородов, рассмотреть состав и свойства нефти.
  2. Научить учащихся писать уравнения крекинга нефтепродуктов, через образование свободных радикалов.
  3. Воспитывать уважение к достижениям отечественной науки и экологической культуре.

Оборудование: Образцы нефти, продукты нефтепереработки, плакат перегонка нефти.

Ход урока

  1. Организационный момент. Проверка готовности к уроку.
  2. Сообщение цели урока.
  3. Объяснение нового материала.

А) Нефть физические свойства и состав.

На данном этапе предлагаем учащимся ознакомиться с образцами нефти, обсуждаем различные теории возникновении нефти.

К 19 веку споры, в основном, сводились к вопросу, что послужило исходным материалом, сырьем для образования нефти: остатки растений или животных? Немецкие ученые Г. Гефер и К. Энглер в 1888 году поставили опыты по перегонке рыбьего жира при температуре 400 С и давление порядка 1 МПа. Им удалось получить и предельные углеводороды: парафин и смазочные масла, в состав которых входили алкены, нафтены и арены. Позднее, в 1919 году, академик Н.Д.Зелинский провел похожий опыт, но исходным материалом послужил органический ил растительного происхождения – сапропель – из озера Балхаш. При его переработке удалось получить бензин, керосин, тяжелые масла, а также метан. Так опытным путем была доказана теория органического происхождения нефти. Но с другой стороны, в 1866 году французский химик М. Бертло высказал предположение, что нефть образовалась в недрах Земли из минеральных веществ. В подтверждение своей теории он провел несколько экспериментов, искусственно синтезировав углеводороды из неорганических веществ. Десять лет спустя, 15 октября 1876 года, на заседании Русского химического общества выступил с обстоятельным докладом Д.И.Менделеев. Он изложил свою гипотезу образования нефти. Ученый считал, что во время горообразовательных процессов по трещинам-разломам, рассекающим земную кору, вглубь поступает вода. Просачиваясь в недра, она, в конце концов, встречается с карбидами железа, под воздействием окружающих температур и давления вступает с ними в реакцию, в результате которой образуются оксиды железа и углеводороды, например этан. Полученные вещества по тем же разломам поднимаются в верхние слои земной коры и насыщают пористые породы. Так образуются газовые и нефтяные месторождения. В своих рассуждениях Менделеев ссылается на опыты по получению водорода и ненасыщенных углеводородов путем воздействия серной кислоты на чугун, содержащий достаточное количество углерода. Правда, идеи «чистого химика» Менделеева поначалу не имели успеха у геологов, которые считали, что опыты, проведенные в лаборатории, значительно отличаются от процессов, происходящих в природе.

Однако неожиданно карбидная или, как ее еще называют, абиогенная теория о происхождении нефти получила новые доказательства – от астрофизиков. Исследования спектров небесных тел показали, что в атмосфере Юпитера и других больших планет, а также в газовых оболочках комет встречаются соединения углерода с водородом. Ну, а раз углеводороды широко распространены в космосе, значит, в природе все же идут и процессы синтеза органических веществ неорганики. Но ведь именно на этом и построена теория Менделеева. Итак, на сегодняшний день налицо две точки зрения на природу происхождения нефти. Одна – биогенная. Согласно ей, нефть образовалась из остатков растений или животных. Вторая теория – абиогенная. Подробно разработал ее Д.И. Менделеев, предположивший, что нефть в природе может синтезироваться из неорганических соединений. И хотя большинство геологов придерживается все-таки биогенной теории, отзвуки этих споров не затихли и по сей день. Уж слишком велика цена истины в данном случае. Если правы сторонники биогенной теории, то верно и опасение, что запасы нефти, возникшие давным-давно, вскоре могут подойти к концу. Если же правда на стороне их оппонентов, то вероятно, что эти опасения напрасны. Ведь землетрясения и сейчас приводят к образованию разломов земной коры, воды на планете достаточно, ядро ее, по некоторым данным, состоит из чистого железа… Словом, все это позволяет надеяться, что нефть образуется в недрах и сегодня, а значит, нечего опасаться, что завтра она может кончиться.[1]

Б) Применение.

Рассматриваем важнейшие области применения нефтепродуктов:

  1. Топливо.
  2. Растворители.
  3. Смазочные материалы.
  4. Фармацевтическая промышленность.

В) Промышленная переработка нефти. Перегонка и крекинг нефтепродуктов.

Рассматриваем способ перегонки нефти в промышленности и его отличия от лабораторного способа получения. Записываем фракции образующиеся при перегонки нефти.

Г) Крекинг нефтепродуктов. Термический и каталитический крекинг.

Рассматриваем разложение нефтепродуктов под действием высокой температуры через образование свободных радикалов.

Крекинг – процесс разложение углеводородов на более летучие вещества.

Ch4 –Ch3-Ch3-Ch3-Ch4 → Ch4-Ch3-Ch3• + Ch4-Ch3•

Мы уже знаем, что радикалы неустойчивые частицы, стремящиеся к стабилизации. Этот процесс может произойти по-разному:

Крекинг нефтепродуктов может проходить при действии только высокой температуры или при высокой температуре с использованием катализатора. Второй способ более выгоден, так как температура процесса ниже за счёт использования катализатора. Эти процессы называются соответственно термическиё и каталитический крекинг. Так же следует отметить, что при каталитическом крекинге наряду с процессами схлопывания радикалов протекают процессы изомеризации.

Изомеризация – процессы превращения углеводородов нормального строения в углеводороды разветвлённые.

Например:

Изомеризация улучшает качество бензина, так как наличие разветвлённых углеводородов увеличивает октановое число.

Д) Проблемы экологии.

В последнее время наиболее острой является проблема загрязнения окружающей среды пластиковыми отходами, на естественное природное разрушение которых требуется до 50 лет. За такое время может скопиться масса мусора. Химики сделали значительный шаг в решении этой проблемы. Пластики - это полимерные материалы, получаемые из продуктов нефти. Они состоят из длинных цепей, построенных из повторяющихся молекулярных группировок. Химики нашли способы изменять полимерные материалы так, чтобы их свойства больше соответствовали гигиене окружающей среды. Один из них – химическое присоединение светочувствительных молекулярных групп к полимерным цепям через правильные интервалы. Когда пластик, изготовленный из такого полимера, подвергается действию солнечного света, светочувствительные группы поглощают излучение, что приводит к расщеплению полимера в местах их присоединения. Остальное дело природы. Образующиеся небольшие фрагменты легко подвергаются биоразложению [2].

4) Закрепление материала.

Записываем уравнение крекинга гексана.

5) Домашнее задание.

§ 7.1 §7.2.

Задания №11, №13 страница 75.

Литература:

1) Интернет ресурс “Интересное о нефти” (http://www.oilreview.ru/).2) В.В.Девяткин Ю.М.Ляхова “Химия для любознательных, или о чём не узнаешь на уроке”.3) Э.Е.Нифантьев Л.А.Цветков ”Химия 10-11 класс”.

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Инклюзивный урок для обучающихся 9 класса по теме «Нефть» / Открытый урок

Учебный материал необходимо отбирать таким образом, чтобы можно было объяснить на современном и доступном для учащихся уровне теоретические положения, изучаемые свойства веществ, химические процессы, протекающие в окружающем мире. Применять различные формы учебных занятий: беседы, интегрированные уроки, практикумы, экскурсии, групповую работу, деловые игры. В качестве предпочтительных форм контроля знаний, умений и навыков использовать контрольные работы, тесты, химические диктанты, самостоятельные работы.

При планировании учебного процесса желательно предусмотреть использование:

– нетрадиционных методов и форм обучения (методов: наглядных (иллюстрация, демонстрация, в том числе ЦОР),

– современных технических средств обучения: персонального компьютера.

При проведении уроков рекомендуется включать максимально возможное количество демонстраций, так как именно демонстрационный эксперимент способствует развитию познавательного интереса у детей. Считаю, что данный тип урока является наиболее оптимальным для рассмотрения этой темы, так как необходимо актуализировать и интегрировать разрозненные знания учащейся о нефти. Структура урока характерна для данного типа и рациональна для достижения поставленных целей.

В организационном моменте действия учителя направлены на создание спокойной психологической обстановки.

Во вступительном слове подчеркнула значение материала изучаемой темы, сообщила цели и план урока.

Выполнение заданий обобщающего характера – практических, устных и с использованием опыта и схем позволило сформулировать выводы. На основе обобщения фактов и явлений, а также с помощью проблемных вопросов удалось подвести к пониманию важности изучения темы «Нефть», значения нефти для живых организмов и человека.

При планировании урока обращала внимание на практическую направленность, доступность, выделение главного в содержании, высокую информированность, быстрый темп, использование технических средств обучения. Электронно-образовательные ресурсы соответствуют целям и задачам урока:

  • развитие познавательного интереса, способности самостоятельно приобретать знания;
  • воспитание отношения к химии как к одному из разделов естественных наук; применение полученных знаний и умений.

Главный акцент на уроке делался на закрепление знаний учащихся о нефти, на значимости этого вещества для жизни.

Методические приемы в связи с тем, что данная организация урока интересна и чтобы Анна поняла, что по своей подготовленности сможет принять активное участие в учебной деятельности, было выбрано сочетание следующих средств и методов работы: проблемный, иллюстративный.

Формы обучения: дистанционная урочная форма обучения в ходе диалога. Контроль усвоений знаний осуществлялся в ходе фронтального опроса, практическая часть домашнего задания развивала представление и знания о строении вещества.

На уроке целесообразно использовались возможности компьютерного кабинета, и сделанной мной презентации урока, демонстрация её усиливала эмоциональное воздействие.

Высокая работоспособность и доброжелательная психологическая атмосфера и интерес на уроке поддерживался за счет разнообразия заданий, за счет демонстрации интересных рисунков, схем, фотографий, нетрадиционной формы проведения урока, эмоциональной подачи материала, смены деятельности и темпа урока.

Время на различных этапах урока использовалось рационально. Для эмоциональной разгрузки и снятия напряжения учащейся было предложено вспомнить адрес.

Мне удалось реализовать все поставленные цели и задачи. Анне было интересно и комфортно на уроке.

 

Технологическая карта урока по теме «Нефть»

 

Класс: 9 (1 ребенок с НОДА).

Модуль: «Органические вещества».

Тема учебного занятия: Нефть.

Продолжительность учебного занятия: 40 минут.

Тип учебного занятия: усвоение новых понятий.

Цель: повторить, обобщить и расширить знания учащегося о нефти, как главном богатстве природы.

Задачи урока:

1. Образовательные:

– Продолжить работу над формированием химических понятий. Обсудить значимость нефти, дать понятие о составе, свойствах, способах переработки нефти как топлива и сырья для получения органических веществ.

2. Развивающие:

– Создавать условия для развития логического мышления, внимания, памяти; культуры речи и эмоций учащихся. Развивать творческие способности учащейся, её познавательную активность. Развивать эмоциональные качества за счёт использования в работе ярких примеров, воздействующих на чувства.

3. Воспитательные:

– Содействовать воспитанию гуманности, добропорядочности, неравнодушного отношения к окружающему миру. Показать значение нефтепродуктов и способов охраны природы от загрязнений; основные направления развития нефтеперерабатывающей промышленности у нас в стране, месторождения нефти.

Технологии: проблемный диалог, ИКТ-технологии, здоровьесберегающие и игровые технологии.

Методы обучения: проблемно-поисковые, практические, словесные. беседа, рассказ с элементами демонстрации; практическая работа.

Формы организации познавательной деятельности: индивидуальная.

Ресурсы для проведения урока: мультимедиа проектор, ПК + скайп, карточки с заданиями.

Демонстрационные опыты:

  1. Карта месторождений и нефтяных загрязнений.
  2. Физические свойства нефти.
  3. Фотографии и иллюстрации, характеризующие экологические последствия нефтяного загрязнения.
  4. Лабораторный опыт: физические свойства нефти.

Оборудование: флакон с нефтью, листок бумаги, чашка Петри с водой, стеклянная палочка.

Для учителя: бутыль с нефтью, схема «Состав нефти», таблица «Углеводороды», Презентация к уроку.

Девиз урока: «В химии все возможно». Шарль Вюрц.

Основные понятия: нефть, углеводороды.

Таблица

Технологическая карта урока(см. файл ниже)

open-lesson.net

Интегрированный урок географии и химии "Нефть и нефтепродукты"

Стенд “Нефть в нашей жизни” - выставка творческих работ учащихся.

Этапы урока Деятельность учителя Деятельность ученика
Мотивационный этап Приветствие учащихся, определение их готовности к уроку. Приветствуют учителя, проверяют свои рабочие места.
1. Организационный момент Зачитывает эпиграф к уроку – слова М.В.Ломоносова. Слайд №1 Слушают учителя.
2.Мотивация Зачитывает загадку о чёрном золоте. Слайд №2

Определите, о каком веществе идёт речь?

(о нефти)

Какова тема сегодняшнего урока? Слайд №3

Отвечают на вопросы, формулируют тему урока, записывают тему урока в тетрадь по географии.
3. Целеполагание Создаёт условия для формулировки цели урока и осознания её учащимися. Какие цели мы поставим перед собой?

Фронтальное заслушивание ответов. Демонстрация слайда №4.

Знакомит учащихся с формами работы и видами их оценивания на уроке.

Формулируют цель урока.
Операционный этап Знакомит учащихся с рубрикой: “А знаете ли вы, что…” Слушают учителя.
1. Формирование учебных действий Представление устного журнала: “Нефть в современном мире”. Слайд №5

1) Историческая справка

Когда нефть появилась в жизни людей? Кто впервые завез её в Россию? Когда из неё стали делать горючие вещества? Слайд №6

Один из учащихся делает сообщение.
  2) Знакомит учащихся с рубрикой: “А знаете ли вы, что…” Слайд №7 Слушают учителя.
  3) Этапы развития ТЭК

Давайте вспомним, какие этапы прошла в своём развитии за последние два столетия мировая топливно-энергетическая промышленность? Когда люди сделали нефть неотъемлемой частью своей жизни? Слайд №8

Работа аналитической группы №1.

Взаимопроверка в группах №1,4.

  4) География нефти в современном мире. Скажите, каковы основные регионы размещения и добычи нефти в современном мире?

Слайд №9

Работа аналитической группы №2, в том числе, и с настенной картой. Взаимопроверка в группах №2,5 при помощи сигнальных карточек.
2. Проверка домашнего задания 5) Нефть размещена в мире крайне неравномерно.

1) Какие страны, по уровню экономического развития, лидируют в мировой добыче нефти?

2) В каких полушариях: северном или южном, западном или восточном, больше нефти?

Слайд №10

Аналитическая группа №2 работает с таблицей: “Десять стран - мировых лидеров по добыче нефти”, идёт взаимопроверка в группах №2,5 при помощи сигнальных карточек.
  6) Ребята, а как вы думаете, есть ли смысл странам, обладающим огромными запасами нефти, объединиться друг с другом?

Демонстрация слайда №11

Фронтально отвечают на вопрос. Учащиеся аналитической группы №3 делают сообщение о международной организации ОПЕК.
3. Проверка домашнего задания 7) Все страны обладают различными запасами нефти, расположены в различных природных условиях, имеют неодинаковое экономическое развитие и, соответственно, потребляют различное количество нефти. Слайд №12 Аналитическая группа №3 работает с таблицей: “Сравнительное потребление нефти некоторыми странами мира”, идёт взаимопроверка в группах №3,6 при помощи сигнальных карточек.
  8) Следующая страничка нашего устного журнала посвящена физическим свойствам нефти. Слайд №13 Ряд учащихся фронтально отвечают на вопросы учителя, а учащиеся аналитической группы №4 выполняют лабораторный опыт: “Физические свойства нефти”.
  9) Из-за своих физических свойств нефть можно транспортировать или по трубопроводам, или в нефтеналивных танкерах. Слайд №14 Учащиеся аналитической группы №5 работают с настенной картой мира, идёт взаимопроверка в группах №5,2, при помощи сигнальных карточек.
  10) Нефть – экологически опасное вещество.

Знакомит учащихся со страницей устного журнала: “Черные пятна голубой планеты”.

Слайд №15

Слушают рассказ учителя.
  11) Знакомит учащихся с рубрикой: “А знаете ли вы, что…”

Ежегодно происходят экологические катастрофы, причиной которых является использование людьми нефти в своей жизни. Давайте вспомним, каковы последствия таких экологических бедствий. Слайд №16

Учащиеся аналитической группы №6 делают сообщение о загрязнениях планеты нефтью.
  12) Предлагает решить задачу. Слайд №17 Групповая работа и последующее обсуждение результатов одной из групп учащихся. Взаимопроверка в группах при помощи сигнальных карточек.
  13) Предлагает учащимся выполнить графический диктант (см. Приложение к уроку) Самостоятельная работа с последующей взаимопроверкой в парах.
Аналитический этап

1. Выполнение цели и задач урока

14) Ребята, а как вы думаете, мы выполнили поставленную цель урока? Слайд №18 Фронтально отвечают на вопрос.
2. Рефлексия 15) В завершении нашего урока поделитесь своими впечатлениями, для этого допишите предложения, посвященные уроку:

- Что мы делали для достижения поставленных целей?

- Довольны ли мы результатом?

- Где нам пригодятся эти умения?

- Можно ли это было сделать иначе?

- Самым интересным для меня на уроке было____________

- Самым сложным для меня сегодня было__________

Слайд №19

Рефлексируют свои знания. Зачитывают свои впечатления об уроке (3-4 человека).
3. Комментирование домашнего задания, подведение итогов урока 16) В качестве домашнего задания вы получите разноуровневые задания:

Уровень А:

Обозначьте на контурной карте: а) десять стран - мировых лидеров по добыче нефти;

б) основные грузопотоки нефти в мире.

Уровень Б:

Обобщив сообщения СМИ, опишите экологические бедствия, вызванные утечкой нефти, и способы преодоления их последствий.

Уровень С:

Составьте кроссворд (10-13 слов) на тему: “Нефть. Нефтепродукты”. Слайд №20

Записывают домашнее задание в дневник.
  17) Капитаны групп комментируют поставленные оценки за работу учащихся на уроке (все получают оценки за графический диктант).

Учитель географии подводит итог творческой работы учащихся.

 

xn--i1abbnckbmcl9fb.xn--p1ai

Открытый урок по теме «ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДОВ. НЕФТЬ и ПРИРОДНЫЙ ГАЗ»

Министерство образования и науки Российской Федерации

Департамент Смоленской области по образованию и науке

Разработала преподаватель СОГОУ НПО ПУ-12

Никитина Вера Витальевна

Вязьма

2014

ТЕМА УРОКА:

«ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДОВ.

НЕФТЬ и ПРИРОДНЫЙ ГАЗ»

Эпиграф урока:

“Нефть не топливо, топить можно и ассигнациями” (Д.И. Менделеев).

Цель:

  • На основе межпредметных связей химии, географии, экологии познакомить учащихся с такими важными источниками углеводородов, как природный газ, нефть, с их составом и способами переработки.

  • Продолжить формирование знаний учащихся о комплексном использовании сырья, о современной технологии, об охране окружающей среды.

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

  • Формировать черты социально направленной личности учащегося.

Задачи:

  • познакомиться с историей нефти, её добычей, переработкой, транспортировкой, нефтяными войнами;

  • рассмотреть свойства, состав, нефтепродукты и их применение;

  • рассмотреть перегонку нефти, устройство ректификационной колонны;

  • рассмотреть возможные экологические катастрофы и проблемы, связанные с нефтью.

  • воспитывать аккуратность работы с компьютером;

  • развивать экологическое воспитание, показав, возможные последствия экологических катастроф.

Оборудование и ресурсы:

Коллекции “Нефть и главнейшие продукты её переработки”, компьютер, мультимедиапректор, мультимедийные программы Microsoft Power Point: «Нефть – теория с картинками», «Открытый урок – презентация по природным источникам углеводородов», «Состав нефти», «Нахождение в природе», «Важнейшие промышленные синтезы», «Добыча нефти»

Межпредметные связи на уроке:

история, биология, информатика, география, экология.

ХОД УРОКА

  1. Организационный момент

Преподаватель сообщает тему и цель урока, знакомит с планом работы.

(слайды – 1,2,3)

  1. Актуализация

Фронтальная беседа по вопросам:

А) Какие природные источники углеводородов вы знаете?

Б) Какое вещество является основной составной частью природного газа?

В) Какие углеводороды составляют основную часть природного газа?

(слайд - 4)

  1. Слово преподавателя (мотивация) изучение новой темы:

Углеводороды все такие разные –

Жидкие и твёрдые, и газообразные.

Почему так много их в природе?

Дело в ненасытном углероде. (слайд - 5)

Действительно, этот элемент, как никакой другой, “ненасытен”: он так и стремится образовывать то цепи, прямые и разветвлённые, то кольца, то сетки из множества своих атомов. Отсюда множество соединений из атомов углерода и водорода.

Углеводороды – вещества, состоящие из углерода и водорода, – являются основой органического синтеза, а органическую химию определяют как химию углеводородов и их производных. Углеводороды в больших количествах извлекают из веществ природного происхождения: нефти, каменного угля, природного газа. Наша страна занимает одно из ведущих мест в мире по запасам, добыче, экспорту и переработке углеводородного сырья. Природные источники углеводородов являются связующим звеном межгосударственных отношений в политической и экономической области.

Из курсов истории, географии, экологии, химии вы уже многое знаете о нефти. Что такое нефть? Теплотехник на этот вопрос ответит: «Прекрасное высококалорийное топливо». Географ скажет: «Ценнейшее полезное ископаемое». Химик возразит: «Нет! Это сырьё для получения множества химических продуктов». Сегодня на уроке мы постараемся выяснить, кто из них прав и почему нефть называют «чёрным золотом».

(слайд - 6)

ПЛАН ИЗУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛА

(слайды: 7- 27 с гиперссылками на слайде 11)

  1. Основные районы добычи в России. Добыча нефти на суше, в океане.

  2. Транспортировка нефти.

  3. Физические свойства нефти.

  4. Состав нефти

  5. Первичная переработка нефти. Продукты её переработки.

  6. Вторичная переработка нефти. Крекинг, его виды, сравнение. Продукты крекинга.

  7. Пиролиз. Риформинг. Гидроочистка.

  8. Применение продуктов нефтепереработки.

  9. Газ Ямала. Состав природного газа. Доказанные запасы природного газа в мире.

  10. Попутные нефтяные газы. Их состав.

ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ ЗАДАЧА:

При сгорании 2,52 г органического вещества образовалось 7,92 г углекислого газа и 3,24 г воды. Относительная плотность паров этого вещества по воздуху равна 2,9. Определите молекулярную формулу этого вещества.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

  1. § 10 (О.С.Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю.Пономарёв, под ред. В.И.Тетерина /Учебник для общеобразовательных учреждений; Химия 10 кл.; М.: Дрофа, 2009 г.)

  2. Упр. 3, 6, 11на странице 66-67

  3. Задача, условия которой записано в рабочей тетради

РЕФЛЕКСИЯ

Самым интересным для меня на уроке было:___________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________

  • Самым сложным для меня сегодня было:________________________________________________ _____________________________________________________________________________________

  • Понравился ли мне урок_______________________________________________________________

Список литературы:

  1. Л.Ю.Аликберова “Занимательная химия”.– М.: “АСТ-Пресс”, 1999.

  2. О.С.Габриелян, И.Г.Остроумов “Настольная книга учителя химии 10 класс”.– М.: “Блик и К”, 2001.

  3. О.С.Габриелян, Ф.Н.Маскаев, С.Ю.Пономарев, В.И.Теренин “Химия 10 класс”.– М.: “Дрофа”, 2003.

  4. Е.М.Домогацких, Н.И.Алексеевский География: экономическая и социальная география мира: ч.1. Общая характеристика мира: Учебник для 10-11 классов общеобразовательных учреждений. – М.: ООО “ТИД”, “Русское слово PC”, 2007.

  5. География Ямало-Ненецкого автономного округа: Учебное пособие. Тюмень: Издательство Тюменского госуниверситета, 2001.

  6. В.П.Максаковский “Экономическая и социальная география мира 10 класс”, М.: Просвещение, 2004.

  7. В.Н.Холина “География человеческой деятельности: экономика, культура, политика 10-11 класс”, М.: Просвещение, 1995.

  8. В.В.Климанов, О.А.Климанова “География в таблицах 6-10 класс”, М.: “Дрофа”, 1997.

  9. Справочник школьника. Химия / Сост. М. Кременчугская, С. Васильева; Под ред. И Пышнаградовой. – М.: Филолог.об-во “Слово”. Компания “Ключ-С”, 1996.

  10. Газета “Аргументы и факты” № 52, 2007 год.

ЛЕКЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ К СЛАЙДАМ

Углеводороды – это и природный газ – метан, и другой бытовой горючий газ, которым наполняют баллоны – пропан С3Н8. Углеводороды – это и нефть, и бензин, и керосин. А ещё – органический растворитель С6Н6, парафин, из которого сделаны новогодние свечи, вазелин из аптеки и даже полиэтиленовый пакет для упаковки продуктов…

Важнейшими природными источниками углеводородов являются полезные ископаемые – каменный уголь, нефть, газ.

Топливные полезные ископаемые имеют осадочное происхождение и обычно сопутствуют чехлу древних платформ. Угли различают по степени зольности. Если зольность < 50% - это угли, если больше – горючие сланцы.

На земном шаре известно больше 36 тысяч угольных бассейнов и месторождений, которые в совокупности занимают 15% территории земного шара. Угольные бассейны могут тянуться на тысячи километров. Всего общегеологические запасы угля на земном шаре составляют 5 трлн. 500 млрд. тонн, в том числе разведанные месторождения -1 трлн. 750 млрд. тонн.

НЕФТЬ

Нефть известна человечеству с древних времён.

На берегу Евфрата она добывалась 6-7 тыс. лет до н. э. Использовалась она для освещения жилищ, для приготовления строительных растворов, в качестве лекарств и мазей, при бальзамировании. Нефть в древнем мире была грозным оружием: огненные реки лились на головы штурмующих крепостные стены, горящие стрелы, смоченные в нефти, летели в осаждённые города. Нефть являлась составной частью зажигательного средства, вошедшего в историю под названием “греческого огня”. В средние века она использовалась главным образом для освещения улиц.

Нефтегазоносных бассейнов разведано больше 600, разрабатывается 450, а общее число нефтяных месторождений достигает 50 тысяч.

Различают легкую и тяжелую нефть.

Легкую нефть извлекают из недр насосами или фонтанным способом. Из такой нефти делают в основном бензин и керосин.

Тяжелые сорта нефти иногда добывают даже шахтным способом (в Республике Коми), и готовят из нее битум, мазут, различные масла.

Нефть наиболее универсальное топливо, высококалорийное. Её добыча отличается относительной простотой и дешевизной, ведь при добыче нефти нет необходимости опускать под землю людей. Транспортировка нефти по трубопроводам не представляет большой проблемы. Главный недостаток этого вида топлива – невысокая ресурсообеспеченность (около 50 лет). Общегеологические запасы равны 500 млрд. тонн, в том числе разведанные 140 млрд. тонн.

В 2007 году российские учёные доказали мировому сообществу, что подводные хребты Ломоносова и Менделеева, которые находятся в Северном Ледовитом океане являются шельфовой зоной материка, а следовательно принадлежат Российской Федерации.

Нефть – это “сгусток энергии”. С помощью лишь 1мл. её можно нагреть на один градус целое ведро воды, а для того чтобы вскипятить ведёрный самовар, нужно менее половины стакана нефти. По концентрации энергии в единице объёма нефть занимает первое место среди природных веществ. Даже радиоактивные руды не могут конкурировать с ней в этом отношении, так как содержание в них радиоактивных веществ настолько малы, что для извлечения 1мг. ядерного топлива надо переработать тонны горных пород.

Нефть – это не только основа топливно-энергетического комплекса любого государства.

Здесь к месту знаменитые слова Д. И. Менделеева “сжигать нефть – это то же, что топить печь ассигнациями”.

В каждой капле нефти содержится более 900 различных химических соединений, более половины химических элементов Периодической системы. Это действительно чудо природы, основа нефтехимической промышленности. Примерно 90% всей добываемой нефти используется в качестве топлива. Несмотря на “свои 10%”, нефтехимический синтез обеспечивает получение многих тысяч органических соединений, которые удовлетворяют насущные потребности современного общества. Недаром люди уважительно называют нефть “чёрным золотом”, “кровью Земли”.

Нефть – маслянистая темно-коричневая жидкость с красноватым или зеленоватым оттенком, иногда чёрная, красная, синяя или светлая и даже прозрачная с характерным резким запахом. Бывает нефть белая или бесцветная, как вода (например, в Суруханском месторождении в Азербайджане, в некоторых месторождениях в Алжире).

Состав нефти неодинаков. Но все они обычно содержат углеводороды трёх видов – алканы (преимущественно нормального строения), циклоалканы и ароматические углеводороды. Соотношение этих углеводородов в нефти различных месторождений бывает разное: например, нефть Мангышлака богата алканами, а нефть в районе Баку – циклоалканами.

Основные запасы нефти находятся в северном полушарии. Всего 75 стран мира добывают нефть, но 90% её добычи приходится на долю всего 10 стран

Главные страны производители:

Саудовская Аравия, США, Россия, Иран, Мексика.

В то же время больше 4/5 потребления нефти приходится на долю экономически развитых стран, которые являются главными страны-импортеры:

Япония, Зарубежная Европа, США.

Нефть в сыром виде нигде не используется, а находят применение продукты нефтепереработки.

Современная установка состоит из печи для нагревания нефти и ректификационной колонны, где нефть разделяется на фракции – отдельные смеси углеводородов в соответствии с их температурами кипения: бензин, лигроин, керосин. В печи имеется свернутая в змеевик длинная труба. Печь обогревается продуктами сгорания мазута или газа. В змеевик непрерывно подается нефть: там она нагревается до 320 - 350 0С и в виде смеси жидкости и паров поступает в ректификационную колонну. Ректификационная колонна – это стальной цилиндрический аппарат высотой около 40 м. Она имеет внутри несколько десятков горизонтальных перегородок с отверстиями – так называемые тарелками. Пары нефти, поступая в колонну, поднимаются вверх и проходят через отверстия в тарелках. Постепенно охлаждаясь при своем движении вверх, они частично сжижаются. Углеводороды менее летучие сжижаются уже на первых тарелках, образуя газойлевую фракцию; более летучие углеводороды собираются выше и образуют керосиновую фракцию; ещё выше – лигроиновую фракцию. Наиболее летучие углеводороды выходят в виде паров из колонны и после конденсации, образуют бензин. Часть бензина подаётся обратно в колону для “орошения”, что способствуют лучшему режиму работы. (Запись в тетради). Бензин – содержит углеводороды С5 – С11, кипящие в интервале от400С до 2000 С; лигроин – содержит углеводороды С8 - С14 с температурой кипения от 1200С до 2400С; керосин- содержит углеводороды С12 – С18, кипящие при температуре от1800С до 3000С; газойль - содержит углеводороды С13 – С15, отгоняют при температуре от 2300С до 3600 С; смазочные масла- С16 – С28, кипят при температуре 3500 С и выше.

После отгонки из нефти светлых продуктов остаётся вязкая чёрная жидкость – мазут. Он представляет собой ценную смесь углеводородов. Из мазута путём дополнительной перегонки получают смазочные масла. Неперегоняющуюся часть мазута называют гудроном, который используется в строительстве и при асфальтировании дорог. Наиболее ценной фракцией прямой перегонки нефти является бензин. Однако выход этой фракции не превышает 17-20% от массы сырой нефти. Возникает проблема: как удовлетворить все возрастающие потребности общества в автомобильном и авиационном топливе? Решение было найдено в конце 19 века русским инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым. В 1891 году он впервые осуществил промышленный крекинг керосиновой фракции нефти, что позволило увеличить выход бензина до 65-70% (в расчёте на сырую нефть). Только за разработку процесса термического крекинга нефтепродуктов благодарное человечество золотыми буквами вписало имя этого уникального человека в историю цивилизации.

Полученные в результате ректификации нефти продукты подвергают химической переработке, включающей ряд сложных процессов, Один из них – крекинг нефтепродуктов (от английского “Сracking”-расщепление). Различают несколько видов крекинга: термический, каталитический, крекинг высокого давления, восстановительный. Термический крекинг заключается в расщеплении молекул углеводородов с длинной цепью на более короткие под действием высокой температуры (470-5500C). В процессе этого расщепления наряду с алканами образуются алкены:

В настоящее время наиболее распространён каталитический крекинг. Он проводится при температуре 450-500 0С, но с большей скоростью и позволяет получать бензин более высокого качества. В условиях каталитического крекинга наряду с реакциями расщепления идут реакции изомеризации, то есть превращения углеводородов нормального строения в углеводороды разветвлённые, например:

Изомеризация влияет на качество бензина, так как наличие разветвленных углеводородов сильно повышает его октановое число. Крекинг относят к так называемым вторичным процессам нефтепереработки. К вторичным относят и ряд других каталитических процессов, например риформинг. Риформинг – это ароматизация бензинов, путём нагревания их в присутствии катализатора, например, платины. В этих условиях алканы и циклоалканы превращаются в ароматические углеводороды, в следствии чего октановое число бензинов также существенно повышается.

С экологической точки зрения для нефтехимического производства особенно актуальна проблема окружающей среды. Добыча нефти связана с затратами энергии и загрязнением окружающей среды. Опасным источником загрязнения Мирового океана является морская нефтедобыча, также Мировой океан загрязняется при транспортировке нефти. Каждый из нас видел по телевизору последствия аварий нефтеналивного танкера. Чёрные, покрытые слоем мазута берега, чёрный прибой, задыхающиеся дельфины, Птицы, крылья которых в вязком мазуте, люди в защитных костюмах, собирающие нефть лопатами и вёдрами. Хочу привести данные серьёзной экологической катастрофы, которая произошла в Керченском проливе в ноябре 2007 года. В воду попали 2 тысячи тонн нефтепродуктов и около 7 тысяч тонн серы. Больше всего из-за катастрофы пострадали коса Тузла, которая находится на стыке Чёрного и Азовского морей, и коса Чушка. После аварии мазут осел на дно из - за чего погибла мелкая ракушка-сердцевидка-основная еда обитателей моря. На восстановление экосистемы уйдет 10 лет. Погибло более 15 тысяч птиц. Литр нефти, попав в воду, растекается по её поверхности пятнами площадью 100 кв.м. Нефтяная пленка, хотя и очень тонкая, образует непреодолимую преграду на пути кислорода из атмосферы в водную толщу. В результате нарушается кислородный режим и океан “задыхается”. Гибнет планктон, являющийся основой пищевой цепи океана. В настоящее время нефтяными пятнами покрыто уже около 20% площади Мирового океана, и площадь, пораженная нефтяным загрязнением растет. Кроме того, что нефтяной пленкой покрыт Мировой океан, мы можем её наблюдать и на суше. Например, на нефтяных месторождениях Западной Сибири в год проливается нефти больше, чем вмещает танкер - до 20 млн. тонн. Около половины этой нефти попадает на землю в результате аварий, остальное – “плановые” фонтаны и утечки при запуске скважин, разведочном бурении, ремонте трубопроводов. Наибольшая площадь нефтезагрязнённых земель, по данным Комитета по окружающей среде Ямало-Ненецкого автономного округа, приходится на Пуровский район.

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

В природном газе содержатся углеводороды с низкой молекулярной массой, основными компонентами является метан. Его содержание в газе различных месторождений колеблется от 80% до 97%. Кроме метана – этан, пропан, бутан. Неорганические: азот– 2%; СО2; Н2О; Н2S, благородные газы. При сгорании природного газа выделяется много тепла.

По своим свойствам природный газ как топливо превосходит даже нефть, он более каллориней. Это самая молодая отрасль топливной промышленности. Газ ещё проще добывают и транспортируют. Это самое экономичное из всех видов топлива. Есть, правда, и недостатки: сложная межконтинентальная транспортировка газа. Танкеры – метанавозы, перевозящие газ в сжиженном состоянии представляют собой исключительно сложные дорогие конструкции.

Применяется в качестве: эффективного топлива, сырья в химической промышленности, в производстве ацетилена, этилена, водорода, сажи, пластмассы, уксусной кислоты, красителей, медикаментов и др. Попутные (нефтяные газы) – природные газы, которые растворяются в нефти и выделяются при её добыче. В нефтяном газе содержится меньше метана, но больше пропана, бутана и других высших углеводородов.

А где газ добывается?

Более 70 стран мира обладают промышленными запасами газа. Причём, как и в случае с нефтью, очень крупными запасами располагают развивающиеся страны. Но добычу газа ведут в основном развитые страны. Они имеют возможности для его использования или способ продавать газ другим странам, находящимися с ними на одном материке. Международная торговля газом менее активна, чем торговля нефтью. На международном рынок поступает около 15% добываемого в мире газа. Почти 2/3 мировой добычи газа дают Россия и США. Бесспорно ведущим регионом газодобычи не только нашей страны, но и в мире является Ямало-Ненецкий автономный округ, где эта отрасль развивается уже 30 лет. Наш город Новый Уренгой по праву признан газовой столицей. К крупнейшим месторождениям относятся Уренгойское, Ямбургское, Медвежье, Заполярное. Уренгойское месторождение включено в “Книгу рекордов Гиннеса”. Запасы и добыча месторождения уникальны. Разведанные запасы превышают 10 трлн. м3, с момента эксплуатации уже добыто 6 трлн. м3. В 2008 году ОАО “Газпром” планирует добыть на Уренгойском месторождении 598 млрд. м3 “голубого золота”.

Несовершенство технологии добычи нефти и газа, их транспортировки обуславливает постоянное сжигание объёма газа на тепло - агрегатах компрессорных станций и в факелах. На долю компрессорных станций приходится около 30% этих выбросов. На факельных установках ежегодно сжигается около 450 тыс. тонн природного и попутного газа, при этом в атмосферу поступает более 60 тыс. тонн загрязняющих веществ.

Нефть, газ, каменный уголь – это ценное сырьё для химической промышленности. В недалёком будущем им будет найдена замена в топливно-энергетическом комплексе нашей страны. В настоящее время учёные ведут поиск путей использования энергии солнца и ветра, ядерного горючего с целью полной замены нефти. Наиболее перспективным видом топлива будущего является водород. Сокращение использования нефти в теплоэнергетике – путь не только к более рациональному её применению, но и к сохранению этого сырья для будущих поколений. Углеводородное сырьё должно использоваться только в перерабатывающей промышленности для получения разнообразной продукции. К сожалению, ситуация пока не меняется, и до 94% добываемой нефти служит топливом. Д. И. Менделеев мудро говорил: “Сжигать нефть – это то же, что топить печь ассигнациями”.

infourok.ru