Природные источники углеводородов
презентация к уроку

Слайд 1

Природные источники углеводородов Воронежский авиационный техникум им. В.П.Чкалова Преподаватель химии: Селезнева С.С.

Слайд 2

НЕФТЬ Нефть – это маслянистая жидкость от светло-коричневого до темно-бурого цвета (плотность 0,70-0,97 г/см 3 ) с характерным запа­хом н нерастворимая в воде. По составу нефть – это смесь различных углеводородов, вид и содержание которых зависят от ее месторождения: бакинская нефть богата циклоалканами (с пяти- и шестичленными коль­цами), грозненская нефть содержит больше предельных углеводородов, уральская – ароматических. В нефти содержатся также примеси кисло­родных, сернистых и азотистых органических соединений. Сырая нефть, как правило, не используется в хозяйственных нуждах, а подвергается первичной и вторичной переработке для получения ценных продуктов – бензина, керосина, различных масел и т. п.

Слайд 3

НЕФТЬ Первичной переработкой нефти является перегонка , производимая на нефтеперерабатывающих заводах и позволяющая получать следующие продукты: бензин ( t кип = 40- 200 °С), состоящий из углеводородов, содер­жащих от 5 до 12 атомов углерода (С 5  С 12 ), лигроин ( t кип = 120-240 °С), включающий углеводороды С 8  С 14 ; керосин ( t кип = 150-300 °С), пре­имущественно включающий углеводороды С 9  С 16 ; газойль ( t кип = 200-500 °С), включающий углеводороды С 12  С 35 . Газойль подразделяется на две фракции: легкий газойль ( t кип = 200-360 °С) и тяжелый газойль ( t кип = 360-500 °С), который отгоняется при пониженном давлении..

Слайд 4

Продукты перегонки нефти Фракции нефти Состав Температура кипения Применение Бензин От С 5 до С 11 40-200°С Авиационное и автомобильное топливо, хороший растворитель Лигроин От С 8 до С 14 150-250°С Горючее для тракторов, растворитель в лакокрасочной промышленности, идет на переработку в бензин Керосин От С 12 до С 18 180-300°С Горючее для тракторов, реактивных самолетов Газойль (соляровое масло) Тяжелые углеводороды Выше 300°С Дизельное топливо

Слайд 5

Схема трубчатой установки для непрерывной перегонки нефти : 1 – трубчатая печь ; 2 – ректификационная колонна ; 3 – холодильник

Слайд 6

Устройство ректификационной колонны

Слайд 7

Мазут После отгонки из нефти светлых нефтепродуктов ( бензина , керосина , лигроина ) остается вязкая черная жидкость – мазут . Мазут также является ценным нефтепродуктом – он представляет собой смесь углеводородов с боль­шим числом атомов углерода . Его подвергают дополнительной переработке в вакуумной установке , нагревают выше 350 °С и перегоняют под уменьшенным давлением , чтобы предупредить разложение углеводородов . Перегонка нефти осуществляется в основном на двухступенчатых ( атмосферно-вакуумных ) установках , в которых одна ступень работает при атмосферном давле­нии , другая – при давлении 5-8 кПа . При переработке мазута выделяют смазочные масла : веретенное , машин­ное , цилиндровое и др . Из мазута некоторых сортов нефти получают вазелин и парафин . Мазут применяют и в качестве жидкого топлива в котельных уста­новках . После отгонки мазута остается нелетучая темная масса – гудрон , который используется в производстве асфальта .

Слайд 8

КРЕКИНГ Среди вторичных методов переработки продуктов первичной переработки нефти, приводящих к изменению структуры углеводородов, входящих в ее состав, наибольшее значение имеет термический крекинг углеводородов нефти. Сущность термического крекинга, открытого русским инженером В. Г. Шуховым в 1891 г., заключается в нагревании исходного сырья (мазута и др.) до температуры 450-550 °С при давлении 2-7 МПа (20-70 атм.) с целью увеличения выхода бензиновой фракции. При крекинге углеводороды с большим числом атомов углерода расщепляются на более мелкие молекулы предельных и непредельных углеводородов. Например: C 16 H 34  C 8 H 18 + C 8 H 16 C 8 H 18  C 4 H 10 + C 4 H 8 C 12 H 26  C 6 H 14 + C 6 H 12 Термическим крекингом достигают повышения выхода бензина.

Слайд 9

КРЕКИНГ По­мимо термического крекинга существует еще и каталитический крекинг, идущий в присутствии катализаторов (алюмосиликатов) при 450 °С и атмосферном давлении. Каталитическому крекингу подвергаются керо­синовая и газойлевая фракции нефти. Продукт Состав отбираемой фракции Крекинг-газ Углеводороды С 3 – С 5 – 80% (из них изостроения – до 40%) Крекинг-бензин Изоалкены – 25%, изоалканы – до 55%, ароматические углеводороды – 20-30% Дизельное топливо (легкий газойль) Ароматические углеводороды – 40-80% Широкая фракция (тяжелый газойль) Конденсированные углеводороды – 40-60%

Слайд 10

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ Разведанные запасы природного газообразного топлива на Земле велики, превышают 60 трлн м 3 а прогнозируемые запасы оценива­ются в 200 трлн м 3 . Крупнейшие газовые месторождения в мире находятся в Алжире, Иране, США, Нидерландах. В России – это Западная Сибирь ( Уренгойское , Заполярье), Респуб­лика Коми ( Вуктыльское ), Астраханская и Оренбургская области. Месторождения распределены неравномерно: 75% природного газа приходится на районы Сибири и Дальнего Востока. Состав природного газа зависит от месторождения. Основной его компо­нент – метан. Его доля может достигать 98,9% (обычно существенно меньше). Кроме метана в природном газе содержатся: этан – до 0,3 %, пропан – до 0,2 %, бутан – до 0,1 %, оксид углерода (IV), азот и водород – до 0,5 %.

Слайд 11

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ В настоящее время до 90 % природного газа используется в качестве газооб­разного топлива: на металлургических заводах, на тепловых электростанциях, в стекловаренных печах и т. д., в быту. Природный газ начинают применять для автомобильного транспорта, так как этот вид топлива экологически более чис­тый. Газообразное топливо имеет ряд преимуществ перед твердым топливом: высокую теплоту сгорания; легкость воспламенения; возможность предварительного нагрева и получения высокой темпе­ратуры; отсутствие золы и шлака при нагревании; отсутствие дыма, малое содержание оксида серы (IV), что улучшает эко­логию; удобство и дешевизна транспортировки. В то же время природный газ является важным источником сырья для хи­мической промышленности. .

Слайд 12

ПОПУТНЫЙ НЕФТЯНОЙ ГАЗ Этот газ тоже является природным, но особое на­звание он получил потому, что находится над нефтью и растворен в ней вследствие высокого давления. При добыче нефти вследствие резкого падения давления газ легко отделяется от нефти. Название смеси Состав Применение Сухой газ СН 4 , С 2 Н 6 Для получения ацетилена, водорода, в качестве топлива Пропан-бутановая фракция С 3 Н 8 , С 4 Н 10 В виде сжиженного газа используется как высококалорийное топливо Газовый бензин Углеводороды с С 5 – и выше Добавка к бензинам для улучшения их воспламенения при запуске двигателя внутреннего сгорания

Слайд 13

КАМЕННЫЙ УГОЛЬ Каменный уголь – наиболее распространенный вид твердого топлива. Запа­сы каменного угля в природе значительно превосходят запасы нефти. В нашей стране находится почти половина всех мировых запасов угля. Из камен­ного угля методом коксования (сухая перегонка) путем нагрева до 1000-1200 °С без доступа воздуха получают такие продукты, как кокс, камен­ноугольная смола, аммиачная вода, коксовый газ состава (% объемн .): 60 – водород, 25 – метан, 5 – оксид углерода (II), 4 – азот, 2 – оксид углерода (IV), 2 – этилен, 2 – прочие газы . Основное применение коксового газа – топливо для промышленных печей и источник водорода для синтеза аммиака. Каменноугольную смолу подвергают перегонке и получают бензол и другие ароматические углеводороды. После перегонки каменноугольной смолы остается густая черная масса, называемая пеком, который использу­ется для изготовления графитированных изделий и получения пекового кокса.

Слайд 14

КАМЕННЫЙ УГОЛЬ Схема устройства коксовой печи

Слайд 15

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ 1. Вставьте в текст пропущенные термины, используя слова для справок. Первичным процессом переработки нефти является ... – разделение ее на фракции с различными интервалами температур кипения. Высококипящие фракции, например ..., подвергают вторичной переработке. Термическое разложение нефтепродуктов, приводящее к образованию углеводородов с меньшим числом атомов углерода, называется .... В отличие om ректификации, являющейся ... процессом, при вторичной переработке протекают ... реакции. Это позволяет увеличить выход наиболее ценной ... фракции переработки нефти. Слова для справок: бензиновая, керосиновая, ректифика­ция, крекинг, химический, физический.

Слайд 16

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ 2. При ректификации нефти выделена фракция, содержащая углеводороды от С 5 Н 12 до С 11 Н 24 . Эта фракция называется: а) бензин, б) лигроин, в) керосин, г) газойль (дизельное топливо). 3. Исключите лишнее понятие: а) фракционная перегонка, б) термический крекинг, в) коксование, г) каталитический крекинг.

Слайд 17

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ 4. Соотнесите: продукт переработки попутного нефтяного газа углеводородный состав 1) сухой газ а) С 5 Н 12 , С 6 Н 14 , 2) пропан-бутановая смесь б) СН 4 , С 2 Н 6 , 3) газовый бензин в) C 3 H 8 , С 4 Н 10 .

Слайд 18

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ 5. Основным источником метана для процессов органического синтеза является: а) природный газ, б) попутный нефтяной газ, в) нефть, г) каменный уголь. 6. Основной процесс переработки каменного угля называется: а) ректификацией, б) коксованием, в) крекингом, г) перегонкой.