Нафта. Склад, властивості нафти. Основні процеси переробки: перегонка, крекінг. Застосування нафтопродуктів. Детонаційна стійкість бензину

Тема.Нафта. Склад, властивості нафти. Основні процеси переробки: перегонка, крекінг. Застосування нафтопродуктів. Детонаційна стійкість бензину.Дем.12.

Мета : ознайомитись з основними джерелами  вуглеводнів та їх переробкою;

вивчити склад  і властивості нафти, основні процеси переробки:

перегонка, крекінг;  поглибити  знання про поширення  органічних

речовин у природі та використання   нафтопродуктів.

Тип уроку: комбінований урок засвоєння знань, умінь і навичок і творчого застосування їх на практиці.

Форми роботи:  еврістична бесіда, індивідуальна, самостійна робота.

Обладнання: опорні схеми,колекції, схеми, карта України.

                                                            Хід уроку

 І. Організація класу

 

ІІ. Актуалізація опорних знань. Мотивація навчальної діяльності

Евристична бесіда.

Чи можливо уявити своє життя без автомобілів, заводів , фабрик ?

Від чого залежить робота заводів та фабрик? Де взяти «їжі» для автомобілів?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу.

1.Властивості і склад нафти.

 Нафта — рідка горюча корисна копалина. Відносно невеликі запаси нафти є в Україні у Львівській, Сумській, Чернігівській, Полтавській, Івано-Франківській областях. Існує кілька теорій походження нафти. Згідно з поширеною органічною теорією, нафта утворилася в результаті розкладу морських рослин і тварин протягом мільйонів років.

2.Фізичні властивості нафти.

Нафта — масляниста рідина темно-бурого або майже чорно­го кольору з характерним запахом. Вона трохи легша за воду і практично не розчиняється у ній.

3. Хімічний склад нафти

За хімічним складом нафта є складною сумішшю вугле­воднів з різною молекулярною масою, головним чином рідких, з домішками інших органічних речовин, що містять азот, ки­сень і сірку. Звичайно, це парафінові вуглеводні, циклоалкани, ароматичні сполуки, співвідношення яких у нафтах різних ро­довищ коливається в широких межах. Бакинська нафта містить більше циклопарафінів (нафтенів), українська і грозненська — парафінових, уральська — ароматичних вуглеводнів.

4.Переробка нафти.

Сиру нафту звичайно не використовують. Щоб добути з нафти технічно цінні продукти, її піддають переробці: вилу­чають розчинні мінеральні солі та інші домішки, зневоднюють, відокремлюють супутні гази.

4.1.Перегонка нафти. Первинна переробка нафти полягає в її перегонці, тобто розділенні на різні продукти (фракції). Процес перегонки заснований на тому, що різні фракції (дистиляти) нафти мають різну температуру кипіння. Основні фракції наф­ти, деякі їхні властивості і застосування наведені у таблиці

Кожна окрема фракція, яку добувають при перегонці нафти, є сумішшю відповідних вуглеводнів. Неважко зрозуміти, що фракції, які киплять при високих температурах, складаються з молекул вуглеводнів з більшою кількістю атомів вуглецю. У лабораторних умовах нафту можна перегнати, нагріваючи її в приладі, зображеному на малюнку .

 

Спочатку при помірному нагріванні переганяються переваж­но вуглеводні з невеликою молекулярною масою і низькою тем­пературою кипіння (фракція бензинів), потім при підвищенні температури переганяються вуглеводні з більшою молеку­лярною масою (гасова фракція тощо). Пару вуглеводнів, що виділяється, конденсують (зріджують) у холодильнику і збира­ють у приймачі, відбираючи фракції перегону в окремих інтервалах температур.

Промислові установки перегонки нафти значно відрізняють­ся за конструкцією і принципами дії від лабораторних. Пере­гонку здійснюють в установці, що складається з трубчастої пе­чі, ректифікаційної колони і

теплообмінної апаратури:

 

 

 

 

4.2.Крекінг нафтопродуктів.

Для підвищення виходу бензину і поліпшення його якості застосовують процес, який називається крекінгом (розщеплення). В результаті крекінгу нерозгалужені сполуки перетворюють у більш розгалужені молекули. Відбувається також розщеплення важкокиплячих фракцій (гасової) у сполуки з меншою молекулярною масою, які придатні як автомобільне паливо.

Такі реакції зумовлюють утворення газоподібних речовин. Таким чином, крекінг -це процес розкладу вуглеводнів нафти на більш леткі речовини. Крекінг дає мож­ливість значно підвищити вихід бензину. Крім рідких продуктів (бензин), при термічному крекінгу віділяється велика кількість газів, які використовуються як сировина в хімічній промисловості. Приблизний склад газів термічного крекінгу такий:

метан і його гомологи       – 40%;

етилен      – 27%;

пропілен  – 16%

бутен та інші    – 10%;

водень      – 7%.

Застосувують термічний і каталітичний крекінг. Термічний проводять при ви­сокій температурі (450 – 600°С) і підвищеному тискові. Каталітичний крекінг проводять за наявності каталізаторів (переважно алюмосилікатів) при 450°С і атмосферному тиску.

Утворилася суміш насичених і ненасичених вуглеводнів з меншою молекулярною масою, яка відповідає бензину.

Речовини, що утворилися, частково можуть розкладатися далі.

Такі реакції зумовлюють утворення газоподібних речовин.

Вміст у бензині ненасичених вугле­воднів (до 25 %) поліпшує його якість. У той же час такий склад бензину ускладнює його зберігання: він окиснюється, полімеризується. Тому в бензин добавляють антиокисники.

Процес термічного крекінгу розробив російський інженер В. Г. Шухов у 1891 р.

Термічним крекінгом добувають автомобільний бензин, технічний вуглець, газоподібні вуглеводні.

4.3. Піроліз. Нині широко проводять високотемпературний крекінг нафтопродуктів (650—750 °С). Такий процес називається піролізом. При вищих температурах утворюється більше газо­подібних речовин, збагачених ненасиченими вуглеводнями. Піроліз дає змогу забезпечити хімічну промисловість цінною вуглеводневою сировиною.

Каталітичний крекінг проводять за наявності каталізаторів (переважно алюмосилікатів) при 450 °С і атмосферному тиску. Цим способом добувають авіаційний бензин з виходом до 80 %. Такому виду крекінгу піддаються переважно гасова і газойлева фракції нафти. Під час каталітичного крекінгу разом з реакція­ми розщеплення відбуваються реакції ізомеризації. В результа­ті останніх утворюються насичені вуглеводні з розгалуженим вуглецевим скелетом молекул, що поліпшує якість бензину. Ненасичених вуглеводнів тут утворюється менше, що робить бензин стійкішим при нагріванні. Цінним продуктом ката­літичного крекінгу є вуглеводневий горючий газ (основні компоненти — пропан і бутан).

4.4.Каталітичний  риформінг (облагороджування) бензинів. У промисловості широко здійснюється процес каталітичного риформінгу (облагороджування) бензинів. При нагріванні нафтопродуктів за наявності платинового каталізатора відбу­вається перетворення парафінових і циклопарафінових вугле­воднів у ароматичні, внаслідок чого октанове число бензинів значно підвищується.

5.Застосування нафти, яку називають «чорним золотом», дало не тільки блага людині, а й викликало негативні екологічні проблеми.


Тепер виділено шість основних забрудників, які є критерія­ми для визначення якості повітря. До них належать: оксид Сульфуру (IV), тверді частинки (сажа, пил тощо), оксид Карбону (II), окисники, що компонентів, які входять до складу атмосфери, оксиди Нітрогену і свинець, що містяться у вихлопних газах автомобілів.

 IV. Узагальнення та систематизація знань

 Чи можна в умовах лабораторного досліду чітко розподілити вуглеводні на фракції відповідно до їхньої молекулярної маси?

ІV. Підведення підсумків. Оцінювання

V. Домашнє завдання

 Пригадайте, за допомогою яких реакцій можна добути бензол з неарома-тичних сполук?

 

ЗАВАНТАЖИТИ

Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

Конспект Him 11 (24) (228.5 KiB, Завантажень: 60)

ЗАВАНТАЖИТИ

Для скачування файлів необхідно або Зареєструватись

презентацыя Him11 (25) (240.0 KiB, Завантажень: 28)

завантаження...
WordPress: 18.26MB | MySQL:23 | 0.383sec