Природные источники углеводородов, их переработка, применение и экологические проблемы 10 класс
Природный и попутный нефтяной газы
Природные горючие газы – смеси газообразных углеводородов различного строения, заполняющие поры и пустоты горных пород, рассеянные в почвах, растворенные в пластовых водах. Нефтяные попутные газы – смеси углеводородов, которые находятся в нефти в растворенном виде или над ней в виде газовой шапки. Выделяются вследствие снижения давления при подъеме нефти на поверхность Земли.
Основные месторождения газа Газовая промышленность - I место в мире по добычеЗападно – Сибирская база (92% всего газа страны): Уренгой, Ямбург, Медвежье; - Оренбургско - Астраханская база (6%); - Тимано – Печорская база (1%).
«НЕФТЬ не топливо, топить можно и ассигнациями»Д.И.Менделеев
Нефть – это вязкая жидкость темно-коричневого или черного цвета. В состав нефти входят алканы, циклоалканы и арены. Состав зависит от месторождения.Кроме углеводородов в нефти имеются органические соединения, содержащие кислород, серу, азот, а также смолы. Всего нефть содержит около 100 различных соединений.
Основные месторождения нефтиНефтяная промышленность - II место по добыче в мире после Саудовской АравииЗападно – Сибирская база (70% всей нефти страны): Самотлор, Мегион;- Волго – Уральская база (25% всей нефти): Ромашкинское, Туймазы.- Перспектива – шельф Баренцева моря, Сахалин (Охотское море).
Нефтяные объекты
Первичная переработка нефтиФракционная перегонка – физический способ разделения смеси компонентов нефти с различными температурами кипения.
Детонационная стойкость бензиновДетонационная стойкость – это способность горючего выдерживать сильное сжатие в двигателе (без преждевременного сгорания). Октановое число – количественный показатель детонационной стойкости бензинов. CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 н-гептан октановое число = 0 СН3 2,2,4 – триметилпентан СН3- С - СН2-СН-СН3 (изооктан) СН3 СН3 октановое число = 100
Вторичная переработка нефтиКрекинг – это химический процесс разложения углеводородов нефти на более летучие вещества, с целью повышения выхода бензина. Риформинг – это процесс переработки бензиновых фракций под давлением водорода при Т = 5000С, в присутствии платинового катализатора, с целью получения ароматических и разветвленных насыщенных углеводородов. Пиролиз – это процесс расщепления углеводородов при сильном нагревании (до 700 – 9000С).
Виды крекингаБензин, содержащий непредельные углеводородыБензин, содержащий непредельные и разветвлённые углеводороды
Состав и переработка каменного угля Каменный уголь – сложная смесь высокомолекулярных соединений, в состав которых входят: углерод, водород, кислород, сера и азот. Коксование каменного угля – нагревание до 10000С без доступа воздуха.
Месторождениякаменного угляУгольная промышленность - V место в мире по добыче 1. Кузнецкий бассейн (Кузбасс) – 40 % добычи. 2. Канско – Ачинский буроугольный. 3. Печорский бассейн.
Коксовый газ:водород, метан, углекислый газ, азот, этилен и др.ТопливоХимическое сырьеКаменноугольная смола:бензол и его гомологи, фенол, нафталин и др.Химическое сырьеПродукты коксования и их применениеКоксНа металлургических заводах для доменных печей.Аммиачная вода: аммиак, фенол, сероводород и др.Азотные удобрения.
В настоящее время нефть занимает 6 место по загрязнению воздушного бассейна и 2 место по загрязнению водного. При сжигании топлива ежегодно в атмосферу поступает более 200 млн. т. оксидов серы, углерода, азота. При сгорании каменного угля, негорючие примеси превращаются в шлак, который попадает в окружающую среду. До 60 % всех вредных выбросов принадлежит автомобилям.
Охрана окружающей среды:Д.И.Менделеев писал: «В химии нет отходов, а есть неисчерпаемое сырье». Необходимо внедрять в производство безотходные технологии, комплексное использование сырья;на предприятиях химической промышленности нужно устанавливать очистные сооружения, использовать фильтрующие материалы и пылеулавливатели;
Охрана окружающей среды:необходимо удалять серу и азот из нефтепродуктов, чтобы при сжигании топлива атмосфера не отравлялась вредными оксидами;разработать стандарты по выхлопным газам для грузовых и легковых автомобилей;переходить на альтернативные источники энергии;прекратить вырубку лесов.
(поставьте «+», если согласны с утверждением или «-» если не согласны).1. В природном газе больше всего метана.2. Почти весь попутный нефтяной газ сжигается.3. Фракционная перегонка нефти – это химический процесс.4. Состав нефти нельзя выразить одной формулой.5. Самой легкой фракцией при перегонке нефти является керосин.6. Бензин, полученный при фракционной перегонке нефти, имеет низкое качество.
7. Крекинг – это процесс разложения углеводородов на более летучие вещества.8. Бензин термического крекинга содержит большое количество непредельных углеводородов.9. Каталитический крекинг проводят при высокой температуре и высоком давлении (как термический).10. Риформинг – это процесс ароматизации нефти.11. Коксование каменного угля происходит при нагревании его без доступа воздуха.12. Каменный уголь используется только как твердое топливо.
А теперь проверим!
Домашнее задание (на выбор): 1. Составьте три вопроса по теме «Предельные источники углеводородов».2. Составьте расчетную задачу на определение выхода продукта (например, бензина) по известной массе исходного вещества.