По време на урока ще можете да изучавате темата „ Естествени изворивъглеводороди. Рафиниране на нефт“. Повече от 90% от цялата енергия, консумирана в момента от човечеството, се получава от изкопаеми естествени органични съединения. Ще научите за природните ресурси (природен газ, нефт, въглища), какво се случва с нефта след добива му.

Тема: Наситени въглеводороди

Урок: Природни източници на въглеводороди

Около 90% от енергията, консумирана от съвременната цивилизация, се генерира чрез изгаряне на природни изкопаеми горива - природен газ, нефт и въглища.

Русия е страна, богата на природни запаси от изкопаеми горива. В Западен Сибир и Урал има големи запаси от нефт и природен газ. Въглищата се добиват в Кузнецкия, Южно-Якутския басейн и други региони.

Природен газсе състои средно от 95% метан по обем.

В допълнение към метана, природният газ от различни находища съдържа азот, въглероден диоксид, хелий, сероводород, както и други леки алкани - етан, пропан и бутани.

Природният газ се добива от подземни залежи, където е под високо налягане. Метанът и другите въглеводороди се образуват от органични вещества от растителен и животински произход по време на тяхното разлагане без достъп на въздух. В резултат на дейността на микроорганизмите непрекъснато се образува метан.

Открит метан на планетите слънчева системаи техните спътници.

Чистият метан няма мирис. Използваният в бита газ обаче има характерна неприятна миризма. Ето как миришат специални добавки - меркаптани. Миризмата на меркаптани ви позволява да откриете изтичане на битов газ навреме. Смесите на метан с въздух са експлозивнив широк диапазон от съотношения - от 5 до 15% обем газ. Ето защо, ако усетите миризма на газ в стаята, трябва не само да запалите огън, но и да не използвате електрически ключове. Най-малката искра може да предизвика експлозия.

Ориз. 1. Нефт от различни находища

Масло- гъста течност, подобна на масло. Цветът му варира от светложълт до кафяв и черен.

Ориз. 2. Нефтени находища

Маслото от различни находища се различава значително по състав. Ориз. 1. Основната част от нефта са въглеводороди, съдържащи 5 или повече въглеродни атома. По принцип тези въглеводороди се класифицират като ограничаващи, т.е. алкани. Ориз. 2.

Маслото съдържа и органични съединения, съдържащи сяра, кислород, азот.Маслото съдържа вода и неорганични примеси.

Газовете, които се отделят при производството му, се разтварят в маслото - свързани петролни газове. Това са метан, етан, пропан, бутани с примеси на азот, въглероден диоксид и сероводород.

Въглища, подобно на маслото, е сложна смес. Делът на въглерода в него е 80-90%. Останалото е водород, кислород, сяра, азот и някои други елементи. В кафяви въглищаделът на въглерод и органична материя е по-нисък, отколкото в камъка. Още по-малко органична материя в нефтени шисти.

В промишлеността въглищата се нагряват до 900-1100 0 С без достъп на въздух. Този процес се нарича коксуване. Резултатът е кокс с високо съдържание на въглерод, необходим за металургията, коксов газ и въглищен катран. От газ и катран се отделят много органични вещества. Ориз. 3.

Ориз. 3. Изграждане на коксова пещ

Природният газ и петролът са най-важните източници на суровини за химическата промишленост. Нефтът във вида, в който се извлича, или „суровият петрол“, е труден за използване дори като гориво. Следователно суровият петрол се разделя на фракции (от английското "фракция" - "част"), като се използват разликите в точките на кипене на съставните му вещества.

Метод за разделяне на масло, базиран на различни температуриваренето на съставните му въглеводороди се нарича дестилация или дестилация. Ориз. 4.

Ориз. 4. Нефтопродукти

Фракцията, която се дестилира от приблизително 50 до 180 0 C се нарича бензин.

Керосинкипи при температури 180-300 0 С.

Нарича се плътен черен остатък, който не съдържа летливи вещества мазут.

Има и редица междинни фракции, които кипят в по-тесни граници - петролеви етери (40-70 0 C и 70-100 0 C), уайт спирт (149-204 ° C) и газьол (200-500 0 C) . Те се използват като разтворители. Течно гориво може да се дестилира при понижено налягане за получаване на смазочни масла и парафин. Твърд остатък от дестилация на мазут - асфалт. Използва се за производство на пътни настилки.

Преработката на свързани нефтени газове е отделна индустрия и произвежда редица ценни продукти.

Обобщаване на урока

По време на урока изучавахте темата „Естествени източници на въглеводороди. Рафиниране на нефт“. Повече от 90% от цялата енергия, консумирана в момента от човечеството, се получава от изкопаеми естествени органични съединения. Научихте за природните ресурси (природен газ, нефт, въглища), какво се случва с нефта след добива му.

Библиография

1. Рудзитис Г.Е. Химия. Основи на общата химия. 10. клас: учебник за общообразователни институции: основно ниво / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фелдман. - 14-то издание. - М.: Образование, 2012.

2. Химия. 10 клас. Ниво на профил: академичен. за общо образование институции/ В.В. Еремин, Н.Е. Кузменко, В.В. Лунин и др.. - М.: Дропла, 2008. - 463 с.

3. Химия. 11 клас. Ниво на профил: академичен. за общо образование институции/ В.В. Еремин, Н.Е. Кузменко, В.В. Лунин и др.- М .: Bustard, 2010. - 462 с.

4. Хомченко Г.П., Хомченко И.Г. Сборник задачи по химия за постъпващи във ВУЗ. - 4-то изд. - М.: РИА "Нова вълна": Издател Умеренков, 2012. - 278 с.

Домашна работа

1. № 3, 6 (стр. 74) Рудзитис Г.Е., Фелдман Ф.Г. Химия: Органична химия. 10. клас: учебник за общообразователни институции: основно ниво / Г. Е. Рудзитис, Ф. Г. Фелдман. - 14-то издание. - М.: Образование, 2012.

2. По какво свързаният нефтен газ се различава от природния газ?

3. Как се дестилира маслото?

Най-важните източници на въглеводороди са природните и свързаните с тях нефтени газове, нефт и въглища.

По резерви природен газПървото място в света принадлежи на страната ни. Природният газ съдържа въглеводороди с ниско молекулно тегло. Има следния приблизителен състав (по обем): 80–98% метан, 2–3% от най-близките му хомолози - етан, пропан, бутан и не голям бройпримеси - сероводород H 2 S, азот N 2, благородни газове, въглероден оксид (IV) CO 2 и водна пара H 2 O . Съставът на газа е специфичен за всяко находище. Има следната закономерност: колкото по-високо е относителното молекулно тегло на въглеводорода, толкова по-малко се съдържа в природния газ.

Природният газ се използва широко като евтино гориво с висока калоричност (при изгаряне на 1 m 3 се отделят до 54 400 kJ). Това е един от най-добрите видове гориво за битови и промишлени нужди. Освен това, природен газслужи като ценна суровина за химическата промишленост: производството на ацетилен, етилен, водород, сажди, различни пластмаси, оцетна киселина, багрила, лекарства и други продукти.

Свързани петролни газовеса в отлагания заедно с нефта: те са разтворени в него и се намират над нефта, образувайки газова „шапка“. Когато маслото се извлича на повърхността, газовете се отделят от него поради рязък спад на налягането. Преди това свързаните газове не са били използвани и са били изгаряни по време на производството на нефт. В момента те са уловени и използвани като гориво и ценни химически суровини. Свързаните газове съдържат по-малко метан от природния газ, но повече етан, пропан, бутан и висши въглеводороди. В допълнение, те съдържат основно същите примеси като в природния газ: H 2 S, N 2, благородни газове, H 2 O пари, CO 2 . Индивидуалните въглеводороди (етан, пропан, бутан и др.) се извличат от свързани газове, тяхната обработка позволява да се получат ненаситени въглеводороди чрез дехидрогениране - пропилен, бутилен, бутадиен, от които след това се синтезират каучуци и пластмаси. Смес от пропан и бутан ( втечнен газ) се използва като битово гориво. Газобензинът (смес от пентан и хексан) се използва като добавка към бензина за по-добро запалване на горивото при стартиране на двигателя. При окисляването на въглеводородите се получават органични киселини, алкохоли и други продукти.

Масло– мазна, запалима течност с тъмнокафяв или почти черен цвят с характерна миризма. Той е по-лек от водата (= 0,73–0,97 g/cm3) и е практически неразтворим във вода. По отношение на състава петролът е сложна смес от въглеводороди с различно молекулно тегло, така че няма определена точка на кипене.

Нефтът се състои основно от течни въглеводороди (в тях са разтворени твърди и газообразни въглеводороди). Обикновено това са алкани (предимно с нормална структура), циклоалкани и арени, чието съотношение в масла от различни находища варира в широки граници. Уралското масло съдържа повече арени. В допълнение към въглеводородите маслото съдържа кислород, сяра и азотни органични съединения.

Обикновено не се използва суров петрол. За да се получат технически ценни продукти от петрол, той се подлага на преработка.

Първична обработкамасло се състои от неговата дестилация. Дестилацията се извършва в петролни рафинерии след отделяне на свързаните газове. При дестилация на петрол се получават леки петролни продукти:

бензин ( Tкипене = 40–200 °C) съдържа въглеводороди C 5 – C 11,

нафта ( Tкипене = 150–250 °C) съдържа въглеводороди C 8 – C 14,

керосин ( Tкипене = 180–300 °C) съдържа въглеводороди C 12 – C 18,

газьол ( T kip > 275 °C),

а останалата част е вискозна черна течност - мазут.

Мазутът се подлага на допълнителна обработка. Дестилира се при понижено налягане (за да се предотврати разлагането) и се изолират смазочни масла: шпиндел, машина, цилиндър и др. Вазелинът и парафинът се изолират от мазута на някои видове масла. Остатъкът от мазута след дестилация - катран - след частично окисляване се използва за производство на асфалт. Основният недостатък на дестилацията на масло е ниският добив на бензин (не повече от 20%).

Продуктите от петролна дестилация имат различни приложения.

БензинИзползва се в големи количества като авиационно и автомобилно гориво. Обикновено се състои от въглеводороди, съдържащи средно от 5 до 9 С атома в техните молекули. НафтаИзползва се като гориво за трактори, а също и като разтворител в бояджийската и лаковата промишленост. Големи количества от него се преработват в бензин. КеросинИзползва се като гориво за трактори, реактивни самолети и ракети, както и за битови нужди. Слънчево масло – газьол– използвани като моторно гориво, и смазочни масла– за смазване на механизми. Вазелинизползвани в медицината. Състои се от смес от течни и твърди въглеводороди. Парафинизползва се за производството на висши карбоксилни киселини, за импрегниране на дървесина при производството на кибрит и моливи, за производство на свещи, боя за обувки и др. Състои се от смес от твърди въглеводороди. МазутОсвен за преработка в смазочни масла и бензин, се използва като котелно течно гориво.

При вторични методи за обработкамасло се променя структурата на въглеводородите, влизащи в състава му. Сред тези методи голямо значение има крекингът на нефтени въглеводороди, който се извършва с цел увеличаване на добива на бензин (до 65–70%).

Напукване– процес на разделяне на въглеводороди, съдържащи се в маслото, което води до образуването на въглеводороди с по-малък брой С атоми в молекулата. Има два основни вида крекинг: термичен и каталитичен.

Термичен крекингсе извършва чрез нагряване на суровината (мазут и др.) при температура 470–550 °C и налягане 2–6 MPa. В същото време въглеводородните молекули с Голям бройС атомите се разделят на молекули с по-малък брой атоми на наситени и ненаситени въглеводороди. Например:

(радикален механизъм),

Този метод се използва за производство главно на автомобилни бензини. Рандеманът му от масло достига 70%. Термичният крекинг е открит от руския инженер В. Г. Шухов през 1891 г.

Каталитичен крекингизвършва се в присъствието на катализатори (обикновено алумосиликати) при 450–500 °C и атмосферно налягане. Този метод произвежда авиационен бензин с добив до 80%. Този тип крекинг засяга главно керосинови и газьолни фракции на петрола. По време на каталитичен крекинг, наред с реакциите на разделяне, протичат реакции на изомеризация. В резултат на последното се образуват наситени въглеводороди с разклонен въглероден скелет от молекули, което подобрява качеството на бензина:

Бензинът за каталитичен крекинг има по-високо качество. Процесът на получаването му протича много по-бързо, с по-малко потребление на топлинна енергия. В допълнение, каталитичният крекинг произвежда относително много въглеводороди с разклонена верига (изосъединения), които са от голяма стойност за органичния синтез.

При T= 700 °C и повече настъпва пиролиза.

Пиролиза– разграждане на органични вещества без достъп на въздух при високи температури. При пиролизата на нефт основните продукти на реакцията са ненаситени газообразни въглеводороди (етилен, ацетилен) и ароматни въглеводороди - бензен, толуен и др. Тъй като пиролизата на нефта е един от най-важните начини за получаване на ароматни въглеводороди, този процес често се нарича ароматизиране на масло.

Ароматизиране– превръщане на алкани и циклоалкани в арени. Когато тежки фракции от петролни продукти се нагряват в присъствието на катализатор (Pt или Mo), въглеводородите, съдържащи 6–8 С атома на молекула, се превръщат в ароматни въглеводороди. Тези процеси се случват по време на реформинг (обновяване на бензина).

Реформиране- Това е ароматизацията на бензина, извършвана в резултат на нагряването им в присъствието на катализатор, например Pt. При тези условия алканите и циклоалканите се превръщат в ароматни въглеводороди, в резултат на което октановото число на бензина също се увеличава значително. Ароматизацията се използва за получаване на отделни ароматни въглеводороди (бензен, толуен) от бензинови фракции на масло.

През последните години петролните въглеводороди се използват широко като източник на химически суровини. От тях по различни начини се получават вещества, необходими за производството на пластмаси, синтетични текстилни влакна, синтетичен каучук, алкохоли, киселини, синтетични детергенти, експлозиви, пестициди, синтетични мазнини и др.

ВъглищаПодобно на природния газ и нефта, той е източник на енергия и ценни химически суровини.

Основният метод за преработка на въглища е коксуване(суха дестилация). При коксуване (нагряване до 1000 °C - 1200 °C без достъп на въздух) се получават различни продукти: кокс, каменовъглен катран, катранена вода и коксов газ (диаграма).

Схема

Коксът се използва като редуциращ агент при производството на чугун в металургичните предприятия.

Въглищният катран служи като източник на ароматни въглеводороди. Подлага се на ректификационна дестилация и се получават бензен, толуен, ксилол, нафталин, както и феноли, азотсъдържащи съединения и др.. Смолата е гъста черна маса, оставаща след дестилацията на смолата, използвана за приготвяне на електроди и покривен филц.

От катранената вода се получават амоняк, амониев сулфат, фенол и др.

Коксовият газ се използва за отопление на коксови пещи (при изгаряне на 1 m 3 се отделят около 18 000 kJ), но се подлага главно на химическа обработка. Така от него се изолира водород за синтеза на амоняк, който след това се използва за производство на азотни торове, както и метан, бензен, толуен, амониев сулфат и етилен.

Преглед на материала

Преглед на материала

Интегриран урок по химия и география в 10. клас на тема "Природни източници на въглеводороди"

„...Можеш да се удавиш с банкноти“

DI. Менделеев

Оборудване: Географски карти на минералните ресурси на Русия и света, карти „Горивна промишленост на света“, „Минерални ресурси на света“, карти на учебници, атласи, таблици на учебници, статистически материали. колекции “Гориво”, “Нефт и продукти от него”, “Полезни изкопаеми”, мултимедийна инсталация, таблици “Продукти от дестилация на нефт”, “Дестилационна колона”, “Рециклиране на нефт...”, “Вредно въздействие върху околната среда..”

Цели на урока:

1. Повторете поставянето на въглеводородни находища на територията на Русия и света.

2. Обобщете знанията за природните източници на въглеводороди: техния състав, физични свойства, методи на добив, обработка.

3. Разглеждане на перспективите за промяна на структурата на горивно-енергийния комплекс (алтернативни източници на енергия).

Методи на обучение: разказ, лекция, разговор, демонстрация на колекции,самостоятелна работа с географска карта, атлас.

Темата „Естествени източници на въглеводороди” сега е по-актуална от всякога. Разработването на находища на въглеводороди създава много проблеми за обществото. Това са преди всичко социални проблеми, свързани с развитието на труднодостъпни райони, където няма социална структура. Суровите условия изискват разработването на нови технологии за добив и транспортиране на суровини. Износът на сурови нефтопродукти, липсата на развита промишлена база за тяхната преработка и липсата на нефтопродукти на вътрешния руски пазар са икономически и политически проблеми. Екологични проблеми, свързани с производството, транспортирането и преработката на въглеводороди. Човешкото общество е принудено да търси начини за решаване на всички тези проблеми. Важно е да се научите да вземате решения, да правите избор и да носите отговорност за резултатите от вашите дейности.

По време на часовете

На чиновете на учениците има сборници с твърди горива и полезни изкопаеми, атласи, учебници по география.

Учителят по химия започва урока, като разказва на учениците за значението на газа и нефта не само като източници на енергия, но и като суровини за химическата промишленост. След това с учениците се обсъжда въпросът за предимството на газообразното гориво пред твърдото гориво.По време на дискусията се формулират и записват изводи.

Учител по химия

Основните природни източници на въглеводороди са:

Природни и свързани с тях нефтени газове

Масло

Въглища

Природните и свързаните с тях нефтени газове се различават по своята природа, състав и приложение.

Нека разгледаме състава на природния газ.

Състав на природния газ.

СН4 93 - 98% С4Н10 0,1 - 1%

C2H6 0,5 - 4% C5H12 0 - 1%

C3H8 0,2 - 1,5% N2 2 - 13%

и други газове.

Както виждаме, основната част от природния газ е метанът.

Свързаният нефтен газ съдържа значително по-малко метан (30-50%), но повече от най-близките му хомолози: етан. пропан, бутан, пентан (до 20% всеки) и други наситени въглеводороди. Находищата на природен газ обикновено се намират близо до нефтени находища; Очевидно природният газ (както и свързаният с него нефтен газ) се е образувал поради разграждането на нефтени въглеводороди в резултат на дейността на анаеробни бактерии.

Природните и свързаните с тях нефтени газове са евтино гориво и ценни химически суровини.Най-важният вид газообразно гориво е природният газ, евтин и висококалоричен (до 39 700 kJ), тъй като основната му интегрална часте метан (до 93-98%).

Защо мислите, че природният газ се използва като газообразно гориво?

Газообразното гориво има значителни предимства пред твърдото гориво:

лесно и напълно се смесва с въздуха, така че при изгарянето му е необходим само малък излишък на въздух за пълно изгаряне;

газът може да бъде предварително загрят в специални генератори за получаване на по-висока температура на пламъка;

дизайнът на горивните камери е много по-прост, тъй като няма шлака или пепел по време на горенето;

липсата на дим има благоприятен ефект върху санитарно-хигиенните условия заобикаляща среда; екологична чистота;

Газообразното гориво може да се пренася по газопроводи.

евтиност;

Висока калоричност

Поради тази причина газообразното гориво се използва все повече в промишлеността, бита и превозните средства и е едно от най-добрите видове гориво за битови и индустриални нужди.

През втората половина на 20в световно производствопроизводството на газ се е увеличило повече от 10 пъти и продължава да расте. Доскоро газ се добиваше предимно в развити страни, но напоследък нараства ролята на азиатските и африканските страни. Безспорен лидер по запаси и добив на газ е Русия. 15-20% от добитите суровини влизат на световния пазар

На учениците се задават въпроси:

1. Къде смятате, че се използват горивните ресурси?

След отговорите на учениците учителят обобщава и отново дава дефиниция на горивно-енергийния комплекс. След това се предлагат задачи. (работа в малки групи, четене на карти, таблици, диаграми. Частична работа по търсене)

Задача 1: С помощта на таблица № 4 от учебника се запознайте със световното производство на основните видове горива (добив на нефт и газ).

Задача 2: Използвайки фигура 23, запознайте се с промяната в структурата на световното потребление на горивни ресурси и отговорете на въпроса: расте ли потреблението на газ в света? (Отговорът е да)

В хода на обсъждането на данните в таблица № 4 и фигура 23 учениците стигат до извода, че има няколко най-важни района за добив на нефт и газ. Учител географска картапоказва и назовава основните области на добив на нефт и газ, учениците ги сравняват с атласите си, назовават държавите и ги записват в тетрадките си.

Общият брой на нефтените полета е около 50 хиляди. Въпреки това, при сегашното ниво на производство, нека изчислим ресурсната наличност на човечеството.

В бележника си: Запомнете формулата за изчисление (R = W/D)

В какви единици се изразява наличността на ресурси? (на годината). Направи заключение! (малцина)

Има държави в света, които имат огромни запаси от нефт. Използвайки таблицата, посочете 3-те държави с най-големи резерви. Къде се нарежда Русия?

Много страни произвеждат петрол. Във всеки регион няколко държави могат да бъдат идентифицирани като лидери в производството. Използвайки картата, назовете тези държави и ги запишете в тетрадката си

В Европа: В Азия: В Америка: В Африка:

Къде точно се намират най-големите нефтени полета? Ето само някои от тях.

1 барел петрол е равен на 158,988 литра, 1 барел на ден – 50 тона на година

Повече от 680 хиляди тона нефт на ден са произведени в Gavar, в допълнение към 56,6 милиона m³ на ден природен газ.

Agajari управлява 60 течащи кладенци, годишното производство е 31,4 милиона тона

Има 484 течащи кладенци в експлоатация в Greater Burgan, с годишен добив от около 70 милиона тона

Какво е рафт?

Смятате ли, че производството от рафта е по-евтино или по-скъпо, отколкото на континента? Защо?

Кои държави са маркирани на картата? Какво общо имат? Как се казва тази организация? Нейната основна задача?

Маслото се продава активно на световния пазар. (40%) Между страните са изградени стабилни връзки, така наречените „петролни мостове“. Кои са най-важните от тях? Как бихте обяснили съществуването им? Как се транспортира петрол?

Най-големият танкер е дълъг 500 метра. Поема на борда до 500 000 тона нефт.

Супертанкерите са продукт на научно-техническата революция на нашето време. Самата дума идва от английската дума "tank" - резервоар. Морският танкер е съд, предназначен за транспортиране на течни товари (нефт, киселина, растително масло, разтопена сяра и др.) В корабни резервоари (цистерни). Супертанкерите могат да превозват 50 процента повече петрол на едно пътуване от другите и имат само 15 процента повече оперативни разходи за бункериране, екипаж и застраховка, което позволява на петролните компании, наемащи кораба, да увеличат печалбите си и да спестят спестявания. Винаги ще има търсене на такива петролни танкери.

Един от представителите на този клас морски кораби беше петролният танкер Batillus. Този товарен кораб е създаден от началото до края според оригиналния дизайн без допълнителна модернизация по време на експлоатация. Построен е за 10 месеца, като за изграждането му са използвани приблизително 70 000 тона стомана. Строителството струва на собственика 130 милиона долара

Близък изток: страни около Персийския залив ( Саудитска Арабия, Обединени арабски емирства, Иран, Ирак). Този регион представлява 2/3 от световното производство на петрол.

Северна Америка: Аляска, Тексас.

Северна и Западна Африка: Алжир, Либия, Нигерия, Египет.

Южна Америка: северно от континента, Венецуела.

Европа: шелф на Северно и Норвежко море.

Русия (Западен Сибир): Томска и Тюменска области.

Задача 3: Използвайки Фигура 24, определете водещите страни в производството на петрол; Използвайки Фигура 25, определете формирането на устойчиви петролни мостове между страните.

ИЗВОД: Добивът на нефт и газ се извършва главно в развиващите се страни, потреблението - в развитите.

Учителят по химия продължава.

Значителното увеличение на производството на висококалорични и по-евтини видове горива (нефт и газ) доведе до рязко намаляване на дела на твърдото гориво в горивния баланс на страните.

Свързаният петролен газ също е (по произход) природен газ. Дължи името си на маслото, с което се среща в природата. Свързаният нефтен газ е разтворен в масло (частично) и частично е разположен над него, образувайки газов купол. Под налягането на този газ нефтът се издига през кладенеца към повърхността. Когато налягането намалее, свързаният петролен газ лесно напуска маслото.

Дълго време попътният нефтен газ не се използва и се изгаря на място. В момента той се улавя и използва като гориво или като един от източниците за органичен синтез, тъй като съдържа голям брой хомолози на метана. За още рационално използванеСвързаният нефтен газ се разделя на фракции.

Газови фракции: 1. C5H12, C6H14 и други течности - газ бензин;

2. C3H8, C4H10 - смес от пропан-бутан

3. CH4, C2H6 и други примеси - "сух газ"

Използва се като добавка към бензина;

Като гориво и като битов газ;

В органичния синтез и като гориво.

Ние сме родени и живеем в свят на продукти и неща, получени от нефт. В историята на човечеството е имало каменен и железен период. Кой знае, може би историците ще нарекат нашия период масло или пластмаса. Маслото е най-титулуваният вид минерали. Тя е наричана едновременно „Кралицата на енергията“ и „Кралицата на плодородието“. А нейният хонорар в органичната химия е „черно злато“. Петролът създаде нова индустрия - нефтохимията, а също така породи редица екологични проблеми.

Маслото е познато на човечеството от древни времена. На брега на Ефрат е добиван 6-7 хиляди години пр.н.е. д. Използван е за осветление на жилища и за балсамиране. Маслото беше неразделна част запалителен, останал в историята под името „гръцки огън“. През Средновековието се използва предимно за улично осветление.

В началото на 19 век в Русия петролът се дестилира в масло за осветление, наречено керосин, което се използва в лампи, изобретени в средата на 19 век. През същия период, поради растежа на промишлеността и появата на парни двигатели, търсенето на масло като източник на смазочни материали започва да нараства. Въведение в края на 60-те години. 19-ти век се счита за раждането на петролните сондажи нефтена индустрия.

В началото на 19-ти и 20-ти век са изобретени бензиновите и дизеловите двигатели. Това доведе до бързото развитие на производството на петрол и методите за неговата обработка.

Петролът е „буца енергия“. Само с 1 ml от това вещество можете да загреете цяла кофа вода с един градус, а за да сварите кофа самовар, ви трябва по-малко от половин чаша масло. По отношение на енергийната концентрация на единица обем петролът е на първо място сред тях естествени вещества. Дори радиоактивните руди не могат да се конкурират с него в това отношение, тъй като съдържанието на радиоактивни вещества в тях е толкова малко, че за извличането на 1 mg ядрено гориво трябва да се преработят тонове скали.

Депозитите на суров нефт и газ са възникнали преди 100-200 милиона години в дебелината на Земята. Произходът на петрола е една от скритите тайни на природата.

Нефт и нефтопродукти.

Петролът е единственото течно изкопаемо гориво. Маслена течност от жълто до тъмнокафяво, по-светла от водата. (демонстрирани са проби от масло.) Има леки и тежки масла. Белите дробове се извличат с помощта на помпи по метода на фонтана и се използват главно за производство на бензин и керосин. Тежките понякога дори се добиват по минния метод (Яремско находище в Република Коми) и се преработват в битум, мазут и масла.

За разлика от други минерали, нефтът, подобно на газа, не образува отделни слоеве, той запълва празнини в скалите: пори между песъчинки, пукнатини.

Маслото е запалимо. Той запазва това свойство дори когато е на повърхността на водата, където може да се възпламени от запалим факел, докато се разпространи в тънък ирисцентен филм. Петролът е уникално гориво, неговата калоричност е 37-49 MJ/kg. Така 10 тона петрол осигуряват същото количество топлина като 13 тона антрацит и 31 тона дърва за огрев. Той е в основата на енергетиката и химическата промишленост. Известно е и лечебно масло, богато на нафтенови и ароматни въглеводороди.

Лабораторен опит No1. Физични свойства на маслото

Изследваме епруветка с масло (маслена течност, тъмнокафява на цвят, почти черна с характерна миризма.)

Маслото не мирише на бензин, с което се свързва идеята за него. Ароматът на маслото се придава от придружаващия го въглероден дисулфид и остатъци от растителни и животински организми.

Маслото се разтваря във вода (не се разтваря, на повърхността се образува филм). Плътността на филма е по-малка от водата, така че е на повърхността.

Елементен състав на маслото.

C – 84 – 87% O, N, S - 0,5 – 2%

H – 12 – 14% в някои находища до 5% S

Маслото е сложна смес от голям брой органични съединения.

Състав на маслото и неговите продукти.

Рафиниране на петрол (химия)

Рафинирането на нефт е процес, който включва създаването на сложно оборудване.

Учител: попълнете таблицата „Рафиниране на нефт“

Първична обработка (физични процеси)	Почистване	Дехидратация, обезсоляване, дестилация на летливи въглеводороди (предимно метан)
	Дестилация	Термично разделяне на маслото на фракции. въз основа на разликата в точките на кипене на въглеводороди с различно молекулно тегло
Рециклиране (химични процеси)	Напукване	Разграждането на дълговерижните въглеводороди и образуването на въглеводороди с по-малко въглеродни атоми в молекулите
	Реформиране	Промяна на структурата на въглеводородните молекули чрез: Изомеризация, алкилиране, Циклизиране (овкусяване)

Първично рафиниране на нефт - ректификация - разделяне на маслени фракции въз основа на разликата в точките на кипене.

Маслото се подава в дестилационната колона през тръбна пещ, в която се нагрява до 350⁰C. Под формата на пара маслото се издига нагоре по колоната и, като постепенно се охлажда, се разделя на фракции: бензин, нафта, керосин, дизелово гориво, мазут. Недестилируемата част е катран.

(таблицата описва работата на дестилационната колона, имената на фракциите и техните области на приложение).

Маслени фракции:

C5 – C11 - бензин (гориво за автомобили и самолети, разтворител);

C8 - C14 – нафта (гориво за трактори);

C12 – C18 – керосин (гориво за трактори, ракети, самолети);

С15 – С22 – газьол (леки нефтопродукти) – дизел. гориво.

Дестилационният остатък е мазут (гориво за котелни). Допълнителните дестилации произвеждат смазочни масла. Използването на мазут е дизелово гориво, парафин, вазелин, смазочни масла. Полагане на катран – битум, асфалт.

Вторично рафиниране на нефт: крекинг (каталитичен и термичен).

топлинна	каталитичен
450-550°	400-500 °C, кат. Al2O3 nSiO2 (алумосиликатен катализатор)
Процесът е бавен	Процесът е бърз
Образуват се много ненаситени въглеводороди	Образуват се значително по-малко ненаситени въглеводороди
Произведен бензин: 1) устойчиви на детонация 2) нестабилни по време на съхранение (ненаситените въглеводороди лесно се окисляват)	Произведен бензин: 1) устойчиви на детонация 2) по-стабилни по време на съхранение (тъй като има много ненаситени въглеводороди)

С16Н34 → С8Н18 + С8Н16 СH3- CH₂- CH₂- CH3 → CH3- CH- CH3

CH3

Марката на бензина и неговото качество зависи от устойчивостта му на детонация по октанова скала:

Устойчивостта на детонация се приема за 0 (лесно се запалва спонтанно)

н. хептан;

Над 100 – (висока стабилност) 2,2,4-триметилпентан. Колкото повече н.хептан се съдържа в бензина, толкова по-висок е неговият клас.

Разклонените наситени въглеводороди, ненаситените и ароматните въглеводороди са устойчиви на детонация.

Реформинг (ароматизация) - 450⁰ - 540⁰С

хексан → циклохексан → бензен: C₆H₁₄ → C₆H₁₂ → C₆H₆

Те се произвеждат за повишаване на детонационната устойчивост на бензина - способността да издържа на силна компресия в цилиндъра на двигателя при високи температури без спонтанно запалване.

Учителят по география продължава урока

Разпределение на основните петролни запаси в света.

Думата "масло" се появява на руски език през 17-ти век и идва от арабското "nafata", което означава "да бълвам". Така са го наричали през 4-3 хил. пр.н.е. д. жителите на Месопотамия, древният център на цивилизацията, запалима маслена черна течност, която наистина понякога изригва на повърхността на земята под формата на фонтани.

Следователно от древни времена до средата на 19 век нефтът се добива там, където течеше под формата на извори, преминавайки през разломи и пукнатини в скали. Но когато започнаха да го търсят далеч от местата на директен добив на петрол, възникнаха въпроси: как да стане това? къде да пробия кладенци?

В хода на дълги геоложки изследвания беше установено, че петролът най-вероятно се намира там, където дебели слоеве седиментна покривка са нагънати и разкъсани от тектонични движения на земната кора, образувайки куполообразни извивки на слоевете, т. наречен антиклинален тип естествено натрупване на въглеводороди, наречено резервоар. Участъци от земната кора, съдържащи едно или повече такива находища, се наричат ​​находища.

В света са открити повече от 27 хиляди нефтени находища, но само малка част от тях (1%) съдържа ¾ от световните петролни запаси, а 33 свръхгиганта съдържат половината от световните запаси.

Анализирайки разпределението на доказаните петролни ресурси в света по региони и държави, стигаме до извода, че Югозападна Азия играе изключителна роля, а именно 2/3 от световните петролни ресурси се намират в страните от Персийския залив (СА, Ирак, ОАЕ, Кувейт, Иран).

Предлагам, като използвам данните, да изпълня задача № 1 (маркирайте върху контурната карта 10-те най-добри страни в света по отношение на доказани петролни ресурси).

Горивната индустрия в световната икономика.

Рафинериите, които преработват нефт и различни видове горива (бензин, керосин, мазут), са разположени предимно в районите на потребление. Следователно огромен териториална празнинамежду районите на неговото производство и потребление. Нека да разберем защо?

В момента петролът се произвежда в повече от 80 страни по света. Световното производство (приближава 3,5 милиарда тона) се разпределя приблизително по равно между икономически развитите и развиващите се страни.

Малко повече от 40% се падат на страните от ОПЕК, а сред някои големи региони особено се откроява чужда Азия, предимно благодарение на страните от Персийския залив.

Нека анализираме данните, така че страните от Персийския залив представляват 2/3 от доказаните петролни запаси в света и около 1/3 от световното производство. 4 държави в този регион произвеждат повече от 100 милиона тона петрол годишно всяка, като SA води списъка, заемайки 1-во място в света. Останалите региони според размера на добива на петрол са разпределени в следния ред: Латинска Америка, Северна Америка, Африка, ОНД, Северна Европа. При което повечето отЕнергийните ресурси, предимно петрол, произведени в развиващите се страни, се изнасят в САЩ, Западна Европа и Япония, които винаги ще изпитват висока зависимост от вноса на горива в промишлеността.

В резултат на това се образуваха стабилни „енергийни мостове“ между много страни и континенти - под формата на мощни, предимно океански, потоци от петролни товари.

По този начин водещите износители на петрол в момента остават страните от ОПЕК (почти ОПЕК 2/3 от световния износ), Мексико и Русия. Оттук най-мощните потоци за износ на петрол са в следните посоки:

Затвърдете предложения материал, изпълнете задача № 2 на контурни карти. Обърнете внимание на основните потоци от петролни товари.

Руски технолог и дизайнер – Шухов В.Г.;

прави (1878) изчисления за първия нефтопровод в Русия и ръководи неговото изграждане. Получава (1891 г.) патент за създаването на крекинг на въглеводородно масло;

До началото на 80-те години около 16 милиона тона петрол влизат в океана годишно, което представлява 10,23% от световното производство. Най-големите загуби на петрол са свързани с транспортирането му от производствените зони. Аварийни ситуации, включващи танкери, изхвърлящи миещи и баластни води зад борда, всичко това причинява наличието на постоянно количество замърсяване по морските пътища.

През последните 130 години, от 1964 г., около 12 000 кладенци са пробити в Световния океан, от които 11 000 и 1350 промишлени кладенци са оборудвани само в Северно море. Поради незначителни течове се губят 10,1 милиона тона нефт годишно. Големи количества петрол навлизат в моретата чрез реки и промишлени отпадъчни води. Влизане в морска средамаслото първо се разпространява под формата на филм, образувайки слоеве с различна дебелина. Масленият филм променя състава на спектъра и интензитета на проникване на светлина във водата. Когато се смеси с вода, маслото образува два вида емулсии: директна „масло във вода“ и обратна „вода в масло“. Директните емулсии, съставени от капчици масло с диаметър до 10,5 микрона, са по-малко стабилни и са характерни за повърхностноактивни вещества, съдържащи масло. Когато летливите фракции се отстранят, маслото образува вискозни обратни емулсии, които могат да останат на повърхността, да бъдат транспортирани от течението, изхвърлени на брега и утаени на дъното.

13 ноември 2002 г. Танкер, натоварен с петрол, потъва край бреговете на Испания. В трюмовете на танкера има 77 хиляди тона нефт.

По времето, когато танкерът потъва, около 5 хиляди тона мазут и дизелово гориво, използвани за задвижване на двигателите на танкера, са се излели в морето и приблизително същото количество се е разляло, когато танкерът се е разделил на две части. В района на бедствието се образуваха два гигантски петролни разлива, чиято площ беше над 100 квадратни километра. Вълните изхвърлят все повече и повече порции мазут на брега и, докъдето стига погледът, по цялото крайбрежие се простира ивица от отровен черно-кафяв цвят.Черният прибой контрастира ужасно със зелените храсти на крайбрежието. ■ площ.

Рибите се покриват с масло и умират от задушаване. Морски птици- луни, чайки, гларуси, корморани - газене по камъните. Те са студени, гърдите, шията, крилете им са покрити с масло, отровна кал прониква в тялото, когато се опитват да почистят перата си с клюн. Без да разбират нищо, те тъжно гледат своята родна стихия, която им е станала чужда, сякаш предусещайки неминуема смърт. Птиците примирено се предават на ентусиасти, които се опитват да почистят маслото от оперението им и с пипети капват спасителния разтвор в очите им като мъниста. Но само на няколкостотин от хилядите умиращи птици може да се помогне. Нанесени са непоправими щети на един от най-богатите на риболов райони в страната. Замърсени са уникални места за събиране на стриди, миди, улов на октоподи и раци.

учител по химия

Пречистване на маслото

Методи за борба с нефта в океана:

а) самоунищожение, б) химическо разпръскване, в) абсорбция, г) ограждане, д) биологично третиране.

А - нефтеното петно ​​е малко и далеч от брега (разтваряне във вода и изпарение)

B - химически препарати (абсорбирайте маслото, издърпайте го на малки петна и го отстранете с мрежи)

B - слама или торф абсорбира малки петна в спокойни условия

G - ограждане с "контейнери" и изпомпване от тях с помпи

D - биологични лекарства

За да се намали вредата върху природата, е необходимо:

подобряване на методите и технологиите за производство, съхранение и транспортиране на нефт и осигуряване на безопасност на производството.

Изкопаемите въглища са твърди продукти от промяната на древни растителни останки, използвани в промишлеността под формата на гориво, а също и като химически суровини. Отличават се със съдържание на пепел. Ако съдържанието на пепел е под 50%, това са въглища, ако е по-високо, това са нефтени шисти.

Въглищата съдържат 60-98% въглерод, 1-12% водород, 2-20% кислород, 1-3% азот, сяра, фосфор, силиций, алуминий, желязо, влага

Въз основа на състава на изходния материал въглищата се разделят на хумусни въглища (образувани от висши растения) и сапропелни (образувани от водорасли). Торфът или сапропелът постепенно, под налягане и при липса на кислород, се превръща в кафяви въглища, които се превръщат в каменни въглища, а след това в антрацит. При специфични геоложки условия (силен натиск, топлина) въглищата могат да се превърнат в графит и шунгит - скала, съдържаща криптокристален въглерод.

Кафявите въглища са хлабави образувания с кафяв или черно-кафяв цвят. Те съдържат 64-78% въглерод, до 6% водород. Имат ниска топлопроводимост. Това са нискокачествени въглища. Най-големите запаси от кафяви въглища са съсредоточени в Лена и Канско-Ачинския басейн на Русия (работа с географска карта)

Каменните въглища са много плътни. Те съдържат 90% въглерод, до 5% водород (работете с диаграмата „Въглища“ (Приложение 1)). Имат висока калоричност. От тях, чрез преработка, можете да получите повече от 400 различни продукта, чиято цена се увеличава с 20-25 пъти в сравнение с цената на самите въглища. Преработката на въглища се извършва в коксови заводи. Много обещаващо направление на преработка е производството на течно гориво от въглища.

гориво. химически суровини

Учител по география

Най-големите въглищни басейни са Тунгуски, Ленски, Таймирски в Русия; Апалачи в САЩ, руски в Германия, Карагандинска котловина в Казахстан (работа с географска карта).

Антрацитът съдържа най-много въглерод - до 97% (работи с диаграмата "Въглища"), поради което се използва като висококачествено бездимно гориво, както и в металургията, химическата и електрическата промишленост.

Разгледайте въглищата в колекцията и забележете, че колкото по-високо е съдържанието на въглерод в веществото, толкова по-интензивен е цветът му, толкова по-високо е качеството на въглищата.

Учениците разглеждат кафяви въглища, битуминозни въглища и антрацит в колекцията „Гориво“

Как се добиват въглища?

Въглищата се добиват по два начина: открит и подземен. Отвореният метод е по-прогресивен и икономичен, тъй като позволява използването на технология. Този метод се използва главно за добив на топлинни въглища. Подземният метод е по-скъп, но и по-обещаващ, тъй като най-качествените въглища се намират на голяма дълбочина. Днес така се добиват въглища за металургията.

Коя страна е на 1-во място по доказани запаси от въглища? (САЩ)

Учител по химия

DI. Менделеев, който тази година отбеляза 175-ия си рожден ден, пише по този въпрос: „Няма отпадъци, има неизползвани суровини“.

Така нефтът, газът, въглищата са не само най-ценните източници на въглеводороди, но и част от уникален склад от незаменими природни ресурси, чието внимателно и разумно използване е необходимо условие за прогресивното развитие на човешкото общество. По този повод отново се връщаме към епиграфа на нашия урок - думите на великия руски химик Д.И. Менделеев, който каза, че "Нефтът не е гориво, можете да го изгорите с банкноти". Това твърдение може да се приложи към всички природни въглеводороди.

Затвърдяване на научения материал

1. Какви продукти се изолират от свързания нефтен газ и за какво се използват?

Отговор: Бензинът се отделя от свързания нефтен газ,който се използва като добавка към обикновения бензин;пропан-бутан фракция се използва катогориво; сух газ се използва в органични реакциисинтез.

2. Защо природният газ се запалва по-лесно в двигателя от обикновения бензин?

Отговор: Бензинът на газ има по-ниска температуразапалване от обикновено.

3. Защо съставът на маслото не може да се изрази с една формула?

Отговор: Съставът на маслото не може да се изрази с една формула, тъй като...маслото е смес от много въглеводороди.

Домашна работа:

1. Прочетете според учебника § 20 – 22 (преди крекинг на петролни продукти)

2. Въпроси и задачи: № 4 § 20, № 7 – 9 § 21

Изтегляне на материал

Естествени източници на въглеводороди са изкопаемите горива - нефт и

газ, въглища и торф. Залежите от суров нефт и газ са възникнали преди 100-200 милиона години

обратно от микроскопичните морски растения и животни, които се оказаха

включени в седиментни скали, образувани на морското дъно, За разлика от

Тези въглища и торф са започнали да се образуват преди 340 милиона години от растения,

отглеждане на земя.

Природният газ и суровият петрол обикновено се срещат с вода

нефтени пластове, разположени между скални пластове (фиг. 2). Срок

„природен газ“ също се отнася за газове, които се образуват в природни

условия, произтичащи от разлагането на въглищата. Природен газ и суров нефт

се развиват на всички континенти, с изключение на Антарктида. Най-голямата

Производители на природен газ в света са Русия, Алжир, Иран и

Съединени щати. Най-големите производители на суров петрол са

Венецуела, Саудитска Арабия, Кувейт и Иран.

Природният газ се състои главно от метан (Таблица 1).

Суровият петрол е мазна течност, чийто цвят може

бъде много разнообразна - от тъмно кафяво или зелено до почти

безцветен. Съдържа голямо числоалкани. Сред тях има

прави алкани, разклонени алкани и циклоалкани с брой атоми

въглерод от пет до 40. Промишленото наименование на тези циклоалкани е nachta. IN

суровото масло също съдържа приблизително 10% аромат

въглеводороди, както и малки количества от други съединения, съдържащи

сяра, кислород и азот.

Таблица 1 Състав на природния газ

Въглищата са най-старият източник на енергия, с който сме запознати

човечеството. Това е минерал (фиг. 3), който е образуван от

растителна материя в процес на метаморфизъм. Метаморфен

се наричат ​​скали, чийто състав е претърпял промени в условията

високи налягания, както и високи температури. Продуктът от първия етап в

процесът на образуване на въглища е торф, който е

разложена органична материя. Въглищата се образуват от торф след

покрит е със седиментни скали. Тези седиментни скали се наричат

претоварени. Претоварената утайка намалява съдържанието на влага в торфа.

При класификацията на въглищата се използват три критерия: чистота (определ

относително въглеродно съдържание в проценти); тип (дефиниран

състав на оригиналната растителна материя); степен (в зависимост от

степен на метаморфизъм).

Таблица 2 Въглеродно съдържание на някои горива и тяхната калоричност

способност

Най-нискокачествените видове изкопаеми въглища са кафяви въглища и

лигнит (Таблица 2). Те са най-близки до торфа и се характеризират относително

характеризира се с по-ниско съдържание на влага и се използва широко в

индустрия. Най-сухият и твърд вид въглища е антрацитът. Неговата

използвани за отопление на жилища и готвене.

Напоследък, благодарение на технологичния напредък, става все по-често

икономична газификация на въглища. Продуктите за газификация на въглища включват

въглероден оксид, въглероден диоксид, водород, метан и азот. Те се използват в

като газообразно гориво или като суровина за производството на различни

химически продукти и торове.

Въглищата, както е посочено по-долу, са важен източник на суровина за производството на

ароматни съединения. Въглищата представляват

е сложна смес от химикали, които включват въглерод,

водород и кислород, както и малки количества азот, сяра и други примеси

елементи. В допълнение, съставът на въглищата, в зависимост от вида им, включва

различно количество влага и различни минерали.

Въглеводородите се срещат естествено не само в изкопаемите горива, но и в

в някои материали от биологичен произход. Естествен каучук

е пример за естествен въглеводороден полимер. молекула каучук

се състои от хиляди структурни единици, представляващи метил бута-1,3-диен

(изопрен);

Естествен каучук.Приблизително 90% естествен каучук, който

в момента се добива по целия свят, получен от Бразилия

каучуково дърво Hevea brasiliensis, култивирано главно в

екваториалните страни на Азия. Сокът от това дърво, който е латекс

(колоиден воден разтвор на полимер), събран от разрези, направени с нож

кора Латексът съдържа приблизително 30% каучук. Малките му парченца

суспендиран във вода. Сокът се излива в алуминиеви съдове, където се добавя киселина,

причинявайки коагулация на гумата.

Много други природни съединения също съдържат изопренови структури.

фрагменти. Например лимоненът съдържа две изопренови единици. Лимонен

е основният компонент на маслата, извлечени от цитрусови кори,

като лимони и портокали. Тази връзка принадлежи към класа връзки

наречени терпени. Терпените съдържат 10 въглеродни атома (C) в своите молекули

10-съединения) и включват два изопренови фрагмента, свързани един с друг

един друг последователно („глава до опашка“). Съединения с четири изопрен

фрагменти (С 20 съединения) се наричат ​​дитерпени, а с шест

изопренови фрагменти - тритерпени (С 30 съединения). сквален,

който се съдържа в маслото от черен дроб на акула е тритерпен.

Тетратерпените (С 40 съединения) съдържат осем изопрен

фрагменти. Тетратерпените се намират в пигменти на растителни и животински мазнини

произход. Цветът им се дължи на наличието на дълга конюгатна система

двойни връзки. Например β-каротинът е отговорен за характерния оранжев цвят

оцветяване на моркови.

Технология за преработка на нефт и въглища

В края на 19в. Под влияние на напредъка в областта на топлоенергетиката, транспорта, машиностроенето, военната и редица други индустрии, търсенето се увеличи неизмеримо и възникна спешна нужда от нови видове горива и химически продукти.

По това време се ражда и бързо се развива нефтопреработвателната индустрия. Огромен тласък за развитието на нефтопреработвателната промишленост даде изобретяването и бързото разпространение на двигателя с вътрешно горене, работещ с петролни продукти. Интензивно се развива и технологията за преработка на въглища, които не само служат като един от основните видове гориво, но, което е особено важно, се превърнаха в необходима суровина за химическата промишленост през разглеждания период. Основна роля в този въпрос принадлежи на коксохимията. Коксовите заводи, които преди това доставяха кокс за желязната и стоманодобивната промишленост, се превърнаха в коксохимически предприятия, които също произвеждаха редица ценни химически продукти: коксов газ, суров бензол, каменовъглен катран и амоняк.

Въз основа на продуктите от преработката на нефт и въглища започва да се развива производството на синтетични органични вещества и материали. Те се използват широко като суровини и полуфабрикати в различни отрасли на химическата промишленост.

Билет №10

Мишена.Обобщават знанията за природните източници на органични съединения и тяхната преработка; покажете успехите и перспективите за развитие на нефтохимията и коксохимията, тяхната роля в техническия прогрес на страната; задълбочават знанията от курса на икономическата география за газовата индустрия, съвременните направления на преработката на газ, суровините и енергийните проблеми; развиват самостоятелност при работа с учебници, справочна и научно-популярна литература.

ПЛАН

Естествени източници на въглеводороди. Природен газ. Свързани петролни газове.
Нефт и нефтопродукти, тяхното приложение.
Термичен и каталитичен крекинг.
Производството на кокс и проблемът за получаване на течно гориво.
Из историята на развитието на OJSC Rosneft - KNOS.
Производствен капацитет на растенията. Произведени продукти.
Комуникация с химическата лаборатория.
Опазване на околната среда в завода.
Завод планове за бъдещето.

Естествени източници на въглеводороди.
Природен газ. Свързани петролни газове

Преди Великата отечествена война индустриални резерви природен газса били известни в района на Карпатите, Кавказ, Поволжието и на север (Коми АССР). Проучването на запасите от природен газ беше свързано само с проучване на нефт. Промишлените запаси от природен газ през 1940 г. възлизат на 15 милиарда m3. Тогава са открити залежи на газ в Северен Кавказ, Закавказието, Украйна, Поволжието, Централна Азия, Западен Сибир и Далеч на изток. На
На 1 януари 1976 г. доказаните запаси на природен газ възлизат на 25,8 трилиона м3, от които в европейската част на СССР - 4,2 трилиона м3 (16,3%), на изток - 21,6 трилиона м3 (83,7%), в т.ч.
18,2 трилиона м3 (70,5%) - в Сибир и Далечния изток, 3,4 трилиона м3 (13,2%) - в Централна Азия и Казахстан. Към 1 януари 1980 г. потенциалните запаси на природен газ възлизат на 80–85 трилиона m3, проучените запаси възлизат на 34,3 трилиона m3. Освен това запасите се увеличиха главно поради откриването на находища в източната част на страната - там доказаните запаси бяха на ниво от около
30,1 трилиона m 3, което възлиза на 87,8% от общия обем на Съюза.
Днес Русия разполага с 35% от световните запаси на природен газ, които възлизат на повече от 48 трилиона м3. Основните области на поява на природен газ в Русия и страните от ОНД (находища):

Западносибирска нефтена и газова провинция:
Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье, Надимское, Тазовское – Ямало-Ненецки автономен окръг;
Похромское, Игримское – Березовски газоносен район;
Meldzhinskoe, Luginetskoe, Ust-Silginskoe - Vasyugan газоносен район.
Волго-Уралска нефтена и газова провинция:
най-значимото е Вуктилское, в Тимано-Печорския нефтен и газов район.
Централна Азия и Казахстан:
най-значимото в Централна Азия е Газлинское, във Ферганската долина;
Къзълкум, Байрам-Али, Дарвазин, Ачак, Шатлик.
Северен Кавкази Закавказието:
Карадаг, Дувани – Азербайджан;
Дагестански светлини – Дагестан;
Северо-Ставрополское, Пелахиадинское - Ставрополски край;
Ленинградское, Майкопское, Старо-Минское, Березанское - Краснодарски край.

Находища на природен газ са известни и в Украйна, Сахалин и Далечния изток.
Западен Сибир се откроява по отношение на запасите на природен газ (Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье). Промишлените резерви тук достигат 14 трилиона m3. Сега особено значение придобиват Ямалските газови кондензатни находища (Бованенковское, Крузенштернское, Харасавейское и др.). На тяхна база се изпълнява проектът Ямал - Европа.
Добивът на природен газ е силно концентриран и е насочен към райони с най-големите и най-доходоносни находища. Само пет находища - Уренгойское, Ямбургское, Заполярное, Медвежье и Оренбургское - съдържат 1/2 от всички индустриални запаси в Русия. Запасите на Медвежие се оценяват на 1,5 трилиона м3, а на Уренгойское - на 5 трилиона м3.
Следващата характеристика е динамичното местоположение на обектите за производство на природен газ, което се обяснява с бързото разширяване на границите на идентифицираните ресурси, както и сравнителната лекота и ниската цена на включването им в разработването. За кратък период от време основните центрове за добив на природен газ се преместиха от Поволжието в Украйна и Северен Кавказ. По-нататъшните териториални промени са причинени от разработването на находища в Западен Сибир, Централна Азия, Урал и Север.

След разпадането на СССР Русия претърпя спад в производството на природен газ. Спадът се наблюдава главно в Северния икономически район (8 милиарда m 3 през 1990 г. и 4 милиарда m 3 през 1994 г.), в Урал (43 милиарда m 3 и 35 милиарда m 3), в Западносибирския икономически район (576 и
555 милиарда m3) и в Северен Кавказ (6 и 4 милиарда m3). Производството на природен газ остава на същото ниво в икономическите райони на Волга (6 милиарда m3) и Далечния изток.
В края на 1994 г. се наблюдава възходяща тенденция в нивата на производство.
От републиките на бившия СССР Руска федерацияпроизвежда най-много газ, на второ място е Туркменистан (повече от 1/10), следван от Узбекистан и Украйна.
Добивът на природен газ в шелфа на Световния океан е от особено значение. През 1987 г. от офшорни находища са добити 12,2 милиарда m 3 или около 2% от газа, добит в страната. Производството на свързан газ през същата година възлиза на 41,9 милиарда m3. За много области един от резервите на газообразно гориво е газификацията на въглища и шисти. Подземна газификация на въглища се извършва в Донбас (Лисичанск), Кузбас (Киселевск) и Московска област (Тула).
Природният газ е бил и остава важен експортен продукт в руската външна търговия.
Основните центрове за преработка на природен газ се намират в Урал (Оренбург, Шкапово, Алметиевск), в Западен Сибир (Нижневартовск, Сургут), в Поволжието (Саратов), ​​в Северен Кавказ (Грозни) и в други газови носещи провинции. Може да се отбележи, че газопреработвателните предприятия гравитират към източници на суровини - полета и големи газопроводи.
Най-важната употреба на природния газ е като гориво. Последно нещо Времето течетенденция към увеличаване на дела на природния газ в горивния баланс на страната.

Най-ценният природен газ с високо съдържание на метан е Ставропол (97,8% CH 4), Саратов (93,4%), Уренгой (95,16%).
Запасите от природен газ на нашата планета са много големи (приблизително 1015 m3). Познаваме повече от 200 находища в Русия; те се намират в Западен Сибир, Волго-Уралския басейн и Северен Кавказ. Русия е на първо място в света по запаси от природен газ.
Природният газ е най-ценните видовегориво. При изгарянето на газ се отделя много топлина, така че той служи като енергийно ефективно и евтино гориво в котелни инсталации, доменни пещи, мартенови пещи и пещи за топене на стъкло. Използването на природен газ в производството позволява значително повишаване на производителността на труда.
Природният газ е източник на суровини за химическата промишленост: производството на ацетилен, етилен, водород, сажди, различни пластмаси, оцетна киселина, багрила, лекарства и други продукти.

Свързан петролен газе газ, който съществува заедно с нефта, той е разтворен в нефта и се намира над него, образувайки „газова шапка“, под налягане. На изхода от кладенеца налягането пада и свързаният газ се отделя от нефта. Този газ не е използван в миналото, а просто е изгарян. В момента се улавя и използва като гориво и ценни химически суровини. Възможностите за използване на свързани газове са дори по-широки от природния газ, тъй като... техният състав е по-богат. Свързаните газове съдържат по-малко метан от природния газ, но съдържат значително повече хомолози на метан. За по-рационално използване на свързания газ той се разделя на смеси с по-тесен състав. След разделянето се получават газ бензин, пропан и бутан и сух газ. Извличат се и индивидуални въглеводороди - етан, пропан, бутан и др. При дехидрогенирането им се получават ненаситени въглеводороди - етилен, пропилен, бутилен и др.

Нефт и нефтопродукти, тяхното приложение

Маслото е мазна течност с остра миризма. Среща се на много места глобус, импрегниране на порести скали на различни дълбочини.
Според повечето учени нефтът е геохимично променени останки от растения и животни, които някога са обитавали земното кълбо. Тази теория за органичния произход на маслото се подкрепя от факта, че маслото съдържа някои азотни вещества - продукти на разпадане на вещества, присъстващи в растителните тъкани. Съществуват и теории за неорганичния произход на петрола: образуването му в резултат на действието на водата в дебелината на земното кълбо върху горещи метални карбиди (съединения на метали с въглерод) с последваща промяна в получените въглеводороди под въздействието на висока температура, високо налягане, излагане на метали, въздух, водород и др.
При добив от нефтоносни пластове, разположени в земната корапонякога на дълбочина от няколко километра маслото или излиза на повърхността под натиска на разположените върху него газове, или се изпомпва от помпи.

Петролната индустрия днес е голям национален икономически комплекс, който живее и се развива според собствените си закони. Какво означава петролът за националната икономика на страната днес? Нефтът е суровина за нефтохимикалите при производството на синтетичен каучук, алкохоли, полиетилен, полипропилен, широка гама от различни пластмаси и готови продукти от тях, изкуствени тъкани; източник за производство на моторни горива (бензин, керосин, дизелово и реактивно гориво), масла и смазочни материали, както и котелно и пещно гориво (мазут), строителни материали (битум, катран, асфалт); суровини за производството на редица протеинови препарати, използвани като добавки към храната на добитъка за стимулиране на растежа му.
Петролът е нашето национално богатство, източникът на силата на страната, основата на нейната икономика. Руският петролен комплекс включва 148 хиляди петролни кладенци, 48,3 хиляди километра магистрални нефтопроводи, 28 петролни рафинерии с общ капацитет над 300 милиона тона нефт годишно, както и голям брой други производствени съоръжения.
В предприятията на петролната промишленост и нейните обслужващи отрасли работят около 900 хиляди работници, включително около 20 хиляди души в областта на науката и научните услуги.
През последните десетилетия настъпиха фундаментални промени в структурата на горивната промишленост, свързани с намаляването на дела на въгледобивната промишленост и растежа на производството и преработката на нефт и газ. Ако през 1940 г. те са били 20,5%, то през 1984 г. - 75,3% от общото производство на минерално гориво. Сега на преден план излизат природният газ и каменните въглища. Потреблението на петрол за енергийни цели ще намалее, напротив, ще се разшири използването му като химическа суровина. В момента в структурата на горивно-енергийния баланс нефтът и газът представляват 74%, докато делът на петрола намалява, а делът на газа нараства и възлиза на около 41%. Делът на въглищата е 20%, останалите 6% идват от електроенергия.
Братята Дубинин първи започват да рафинират нефт в Кавказ. Първичната обработка на маслото включва неговата дестилация. Дестилацията се извършва в петролни рафинерии след отделяне на петролните газове.

От петрола се изолират различни продукти с голямо практическо значение. Първо от него се отстраняват разтворените газообразни въглеводороди (главно метан). След дестилиране на летливите въглеводороди маслото се нагрява. Въглеводородите с малък брой въглеродни атоми в молекулата и с относително ниска точка на кипене са първите, които преминават в парообразно състояние и се дестилират. С повишаване на температурата на сместа се дестилират въглеводороди с по-висока точка на кипене. По този начин могат да се събират отделни смеси (фракции) масло. Най-често тази дестилация произвежда четири летливи фракции, които след това се разделят допълнително.
Основните маслени фракции са както следва.
Бензинова фракция, събран от 40 до 200 °C, съдържа въглеводороди от C 5 H 12 до C 11 H 24. При по-нататъшна дестилация на изолираната фракция получаваме бензин (Tкип = 40–70 °C), бензин
(T kip = 70–120 °C) – авиационни, автомобилни и др.
Нафта фракция, събрани в диапазона от 150 до 250 ° C, съдържа въглеводороди от C 8 H 18 до C 14 H 30. Нафтата се използва като гориво за трактори. Големи количества нафта се преработват в бензин.
Керосин фракциявключва въглеводороди от C 12 H 26 до C 18 H 38 с точка на кипене от 180 до 300 ° C. След пречистване керосинът се използва като гориво за трактори, реактивни самолети и ракети.
Фракция газьол (T kip > 275 °C), наречен иначе дизелово гориво.
Остатък след дестилация на масло – мазут– съдържа въглеводороди с голям брой въглеродни атоми (до много десетки) в молекулата. Мазутът също се разделя на фракции чрез дестилация при понижено налягане, за да се избегне разлагането. В резултат на това получаваме соларни масла(дизелово гориво), смазочни масла(автомобилна, авиационна, индустриална и др.), петролатум(техническият вазелин се използва за смазване на метални изделия, за да ги предпази от корозия; пречистеният вазелин се използва като основа за козметика и в медицината). От някои видове масло се получава парафин(за производство на кибрит, свещи и др.). След дестилирането на летливите компоненти от мазута остава това, което е катран. Намира широко приложение в пътното строителство. Освен за преработка в смазочни масла, мазутът се използва и като течно гориво в котелни инсталации. Бензинът, получен от рафинирането на нефт, не е достатъчен, за да покрие всички нужди. IN най-добрият сценарийОт петрола е възможно да се получат до 20% бензин, останалите са висококипящи продукти. В тази връзка химията беше изправена пред задачата да намери начини за производство на бензин в големи количества. Удобен начин беше намерен с помощта на теорията за структурата на органичните съединения, създадена от А. М. Бутлеров. Продуктите от дестилация на масло с висока температура на кипене са неподходящи за използване като моторно гориво. Високата им точка на кипене се дължи на факта, че молекулите на такива въглеводороди са твърде дълги вериги. Когато големи молекули, съдържащи до 18 въглеродни атома, се разграждат, се получават нискокипящи продукти като бензин. Този път е последван от руския инженер В. Г. Шухов, който през 1891 г. разработва метод за разделяне на сложни въглеводороди, по-късно наречен крекинг (което означава разделяне).

Фундаментално подобрение в крекинг е въвеждането в практиката на процеса на каталитичен крекинг. Този процес е извършен за първи път през 1918 г. от N.D. Zelinsky. Каталитичният крекинг направи възможно производството на авиационен бензин в голям мащаб. В инсталациите за каталитичен крекинг при температура 450 °C, под въздействието на катализатори, дългите въглеродни вериги се разделят.

Термичен и каталитичен крекинг

Основният метод за преработка на петролни фракции е различни видове крекинг. За първи път (1871–1878) крекингът на нефт е извършен в лабораторен и полупромишлен мащаб от А. А. Летни, служител на Санкт Петербургския технологичен институт. Първият патент за крекинг инсталация е подаден от Шухов през 1891 г. Крекингът е широко разпространен в индустрията от 20-те години на миналия век.
Крекингът е термично разлагане на въглеводороди и други компоненти на нефта. Колкото по-висока е температурата, толкова по-висока е скоростта на крекинг и толкова по-голям е добивът на газове и ароматни въглеводороди.
При крекинг на петролни фракции, освен течни продукти, се получава и първична суровина - газове, съдържащи ненаситени въглеводороди (олефини).
Разграничават се следните основни видове крекинг:
течна фаза (20–60 atm, 430–550 ° C), произвежда ненаситен и наситен бензин, добивът на бензин е около 50%, газове 10%;
парна фаза(обикновено или понижено налягане, 600 °C), произвежда ненаситен ароматен бензин, добивът е по-малък, отколкото при крекинг в течна фаза, образува се голямо количество газове;
пиролиза масло (обикновено или понижено налягане, 650–700 ° C), дава смес от ароматни въглеводороди (пиробензен), добивът е около 15%, повече от половината от суровината се превръща в газове;
разрушително хидрогениране (налягане на водорода 200–250 atm, 300–400 °C в присъствието на катализатори - желязо, никел, волфрам и др.), дава най-добрия бензин с добив до 90%;
каталитичен крекинг (300–500 ° C в присъствието на катализатори - AlCl 3, алумосиликати, MoS 3, Cr 2 O 3 и др.), Произвежда газообразни продукти и висококачествен бензин с преобладаване на ароматни и наситени въглеводороди с изоструктура.
В техниката т.нар каталитичен реформинг– превръщане на нискокачествени бензини във висококачествени високооктанови бензини или ароматни въглеводороди.
Основните реакции при крекинг са разцепване на въглеводородни вериги, изомеризация и циклизация. Свободните въглеводородни радикали играят огромна роля в тези процеси.

Производство на кокс
и проблемът с получаването на течно гориво

Резерви въглищав природата значително надвишава запасите от петрол. Следователно въглищата са най-важният вид суровина за химическата промишленост.
В момента промишлеността използва няколко начина за преработка на въглища: суха дестилация (коксуване, полукоксуване), хидрогениране, непълно изгаряне и производство на калциев карбид.

Сухата дестилация на въглища се използва за производство на кокс в металургията или битов газ. Коксовите въглища произвеждат кокс, въглищен катран, катранена вода и коксови газове.
Каменовъглен катрансъдържа голямо разнообразие от ароматни и други органични съединения. Чрез дестилация при нормално налягане се разделя на няколко фракции. От каменовъглен катран се получават ароматни въглеводороди, феноли и др.
Коксови газовесъдържат предимно метан, етилен, водород и въглероден оксид (II). Те са частично изгорени и частично рециклирани.
Хидрогенирането на въглища се извършва при 400–600 ° C под налягане на водорода до 250 atm в присъствието на катализатор - железни оксиди. Това произвежда течна смес от въглеводороди, които обикновено се хидрогенират над никел или други катализатори. Нискокачествените кафяви въглища могат да бъдат хидрогенирани.

Калциевият карбид CaC 2 се получава от въглища (кокс, антрацит) и вар. Впоследствие се превръща в ацетилен, който се използва в химическата промишленост на всички страни във все по-голям мащаб.

Из историята на развитието на OJSC Rosneft - KNOS

Историята на развитието на завода е тясно свързана с нефтената и газовата индустрия на Кубан.
Началото на нефтодобива у нас датира от далечното минало. Още през 10 век. Азербайджан търгуваше петрол с различни страни. В Кубан промишленото разработване на нефт започва през 1864 г. в района на Майкоп. По искане на ръководителя на Кубанския регион, генерал Кармалин, Д. И. Менделеев през 1880 г. дава заключение за петролния потенциал на Кубан: „Тук трябва да очаквате много петрол, тук той е разположен по дълга права паралелна линия до билото и минава близо до подножието, приблизително в посока от Кудако към Ильская".
По време на първите петгодишни планове бяха извършени обширни проучвателни работи и започна промишленото производство на нефт. Свързаният нефтен газ е частично използван като гориво за домакинствата в работническите селища и по-голямата част от този ценен продукт е изгорен на факели. За да се сложи край на прахосничеството природни ресурси, Министерството на петролната промишленост на СССР през 1952 г. решава да построи завод за газ и бензин в село Афипское.
През 1963 г. е подписан актът за пускане в експлоатация на първия етап от Афипския завод за газ и бензин.
В началото на 1964 г. започва преработката на газови кондензати Краснодарски крайс производството на бензин А-66 и дизелово гориво. Суровината беше газ от Каневски, Березански, Ленинградски, Майкопски и други големи находища. Подобрявайки производството, персоналът на завода усвои производството на авиационен бензин B-70 и автомобилен бензин A-72.
През август 1970 г. са пуснати в експлоатация два нови технологични блока за преработка на газовия кондензат за получаване на ароматни съединения (бензен, толуол, ксилен): вторичен дестилационен блок и каталитичен реформинг. Едновременно с това са изградени пречиствателни съоръжения с биологично пречистване на отпадъчните води и стоково-суровинната база на завода.
През 1975 г. е пусната в експлоатация инсталация за производство на ксилен, а през 1978 г. е пусната в експлоатация инсталация за деметилиране на толуен от внос. Заводът се превърна в един от водещите заводи в Министерството на петролната промишленост в производството на ароматни въглеводороди за химическата промишленост.
За да се подобри структурата на управление на предприятието и организацията на производствените подразделения, през януари 1980 г. е създадено производствено обединение "Краснодарнефтеоргсинтез". Асоциацията включваше три завода: площадката в Краснодар (работеща от август 1922 г.), петролната рафинерия в Туапсе (работеща от 1929 г.) и петролната рафинерия в Афипски (работеща от декември 1963 г.).
През декември 1993 г. предприятието е реорганизирано, а през май 1994 г. Краснодарнефтеоргсинтез OJSC е преименуван на Rosneft-Krasnodarnefteorgsintez OJSC.

Статията е изготвена с подкрепата на Met S LLC. Ако трябва да се отървете от чугунена вана, мивка или друг метален боклук, тогава оптимално решениеще се свърже с фирма Met S. На уебсайта, разположен на адрес "www.Metalloloms.Ru", можете, без да напускате екрана на монитора си, да поръчате демонтаж и извозване на скрап на конкурентна цена. Във фирма Met S работят само висококвалифицирани специалисти с богат професионален опит.

Следва краят