нефть - Rf

Нефть и способы ее
переработки
Брусова Татьяна Викторовна
МОУ СОШ №2 г.Судогда
Владимирской области
Учитель химии
Содержание:
1. Общие сведения о нефти.
2. Нефть. Что это такое?
3. Физические свойства нефти.
4. Растворимость нефти.
5. Крупнейшие Российские месторождения нефти.
6. Фракционная перегонка.
7. Схема установки для непрерывной перегонки нефти.
8. Фракции.
9. Крекинг.
10. Термический крекинг.
11. Каталитический крекинг.
12. Попутный нефтяной газ.
13. Коксование.
14. Коксование каменного угля.
15. Нефть, каменный уголь, природный газ – источники углеводородов.
16. Бедствия, связанные с утечкой нефти.
17. Вывод.
18. Использованная литература и Интернет-ресурсы.
Бурный научно-технический прогресс и высокие темпы развития
различных отраслей науки и мирового хозяйства в XIX – XX вв. привели к
резкому увеличению потребления различных полезных ископаемых,
особое место среди которых заняла нефть.
Современный уровень цивилизации и технологии был бы немыслим без
той дешевой и обильной энергии, которую предоставляет нам нефть.
Я расскажу о месторождениях нефти, о фракционной перегонке, о
коксовании, о бедствиях, связанных с утечкой нефти тд.
Нефть – природная сложная смесь углеводородов, в
основном алканов линейного и разветвленного строения,
содержащих в молекулах от 5 до 50 атомов углерода, с
другими органическими веществами.
Состав нефти существенно
зависит от места ее добычи,
она может, помимо алканов,
содержать циклоалканы и
ароматические углеводороды.
Физические свойства
 Нефть маслянистая жидкость темного(от бурого до черного)
цвета с характерным запахом, нерастворимая в воде.
 Средняя молекулярная масса 220—300 г/моль.
 Плотность 0,65—1,05 (обычно 0,82—0,95) г/см³. Плотность
нефти, как и других углеводородов, сильно зависит от
температуры и давления.
 Она содержит большое число разных органических веществ,
характеризуется температурой начала кипения жидких
углеводородов и фракционным составом.
 Температура кристаллизации от −60 до + 30 °C; зависит
преимущественно от содержания в нефти парафина и лёгких
фракций.
 Вязкость изменяется в широких пределах, определяется
фракционным составом нефти и её температурой, а также
содержанием смолисто-асфальтеновых веществ.
 Удельная теплоёмкость 1,7—2,1 кДж.
Нефть — легковоспламеняющаяся
жидкость. Она растворима в
органических растворителях, в
обычных условиях не растворима в
воде, но может образовывать с ней
стойкие эмульсии. В технологии для
отделения от нефти воды и
растворённой в ней соли проводят
обезвоживание и обессоливание.
Крупнейшие Российские месторождения нефти:
 Самотлорское (в Ханты-Мансийском автономном округе, вблизи
Нижневартовска);
 Ромашкинское (на юге Татарстана);
 Приобское (в Ханты-Мансийском автономном округе, вблизи ХантыМансийска);
 Лянторское (в Ханты-Мансийском автономном округе, вблизи
Лянтора);
 Фёдоровское (в Ханты-Мансийском автономном округе, вблизи
Сургута);
Нефть очищают от механических примесей, серосодержащих
соединений так называемой фракционной перегонке, или
ректификации.
Фракционная перегонка – физический способ
разделения смеси компонентов с различными
температурами кипения.
Перегонка осуществляется в специальных установках –
ректификационных колоннах, в которых повторяют циклы
конденсации и испарения жидких веществ, содержащихся в нефти.
Схема установки для непрерывной перегонки нефти.
В процессе ректификации нефть разделяют на следующие фракции:
 Ректификационные газы – смесь низкомолекулярных углеводородов,
преимущественно пропана и бутана, с температурой кипения до 40 °C;
 Газолиновую фракцию (бензин) – углеводороды состава от С5Р12 до
С11Р24 (температура кипения 40-200 °C); при более тонком разделении
этой фракции получают газолин (петролейный спирт, 40–70 °C) и
бензин(70-120);
 Лигроиновую фракцию – углеводороды состава от C8H18 до C14H30
(150-250 °C);
 Керосиновую фракцию – углеводороды состава от C12H26 до C18H38
(180-300 °C);
 Дизельное топливо – углеводороды состава от C13H28 до C19H36 (200350 °C).
Остаток перегонки нефти – мазут – содержит углеводороды с числом
атомов углерода от 18 до 50. Перегонкой при пониженном давлении из
мазута получают соляровое масло, смазочные масла, вазелин и
парафин.
Твердый остаток перегонки мазута – гудрон и продукты его
переработки – битум и асфальт используют для изготовления дорожных
покрытий.
Крекинг – термическое разложение нефтепродуктов, приводящее к
образованию углеводородов с меньшим числом атомов углерода в
молекуле.
C9H20
C3H6 + C6H14
Крекинг нонана
Термический крекинг заключается в расщеплении молекул
углеводородов с длинной углеродной цепью на более короткие под
действием высокой температуры (470-550 °C). В процессе этого
расщепления наряду с алканами образуются алкены:
C16H34
C8H18 + C8H16
В общем виде эту реакцию можно записать следующим образом:
CnH2n+2
Cn-kH2(n-k)+2 + CkH2k
Каталитический крекинг происходит в присутствии
катализаторов, в качестве которых используют природные
алюмосиликаты состава nAl2O3 mSiO2.
В результате каталитического крекинга получают бензин с более высоким
значением октанового числа, поскольку наряду с процессами крекинга
протекают также процессы изомеризации алканов, например:
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
CH3-CH-CH2-CH3
CH3
н-пентан
2-метилбутан
Попутный нефтяной газ
Попутный нефтяной газ носит такое название, так как сопутствует
месторождениям нефти: собирается над нефтью в земной коре и
частично растворяется в ней под давлением вышележащих пород.
Состоит он в основном из алканов, которые содержат до 6 атомов
углерода. Он нашел широкое применение в качестве топлива и сырья для
химической промышленности.
ПНГ может содержать до 7-10% азота(N2),
который при t горения этого же пропана-бутана
остается без изменений по определению.
Сами углеводороды окисляются(сгорают) поразному.
Метан может гореть так:
2CH4 + O2 = 2CO + 4Cl2
Или:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
Коксование – прокаливание каменного угля без доступа воздуха.
В результате коксования, которое проводят при температуре около
1000 °C, образуются:
 Коксовый газ, в состав которого входят водород, метан, угарный и
углекислый газ, примеси аммиака, азота и других газов;
 Каменноугольная смола, содержащая несколько сотен различных
органических веществ, в том числе бензол и его гомологи, фенол и
ароматические спирты, нафталин и различные гетероциклические
соединения;
 Надсмольная, или аммиачная вода, содержащая, как ясно из
названия, растворенный аммиак, а так же фенол, сероводород и
другие вещества;
 Кокс – твердый остаток коксования, практически чистый углерод.
Коксование каменного угля
Основной продукт этого производства — кокс применяется для доменного и
литейного производств, получения ферросплавов и т. д. Доля химических
продуктов, получаемых при коксовании, составляет 50 % в сырьевой базе
промышленности основного органического синтеза в нашей стране.
Полученные продукты разделяют на фракции; из них многостадийной
переработкой получают несколько сотен органических веществ. Так,
каменноугольная смола содержит свыше 300 веществ, причем около 50 - 60%
от массы смолы составляют высококипящие продукты с большой
молекулярной массой. Смолу подвергают разгонке на фракции, из которых
затем выделяют индивидуальные вещества, такие как фенол, нафталин,
антрацен, пиридин и др.
Нефть, каменный уголь и природный газ являются
источниками углеводородов, многие из которых являются
отличным сырьем для химического производства, при
сжигании их углеродный скелет разрушается.
Очевидно, что, попадая в
природные водоемы, нефть
вызывает гибель
микроорганизмов и животных,
приводя к экологическим
бедствиям и даже
катастрофам.
При утечке нефть
растекается по поверхности
воды, препятствуя
растворению кислорода и
других газов воздуха в воде.
Попадая в природные
водоемы, нефть вызывает
гибель микроорганизмов и
животных, приводя к
экологическим бедствиям.
В первую очередь необходимо
в случае утечки предотвратить
ее растекание, по
возможности уничтожить
пятно либо биологическим
путем, либо сжечь.
Существуют бактерии,
способные использовать
компоненты нефти в качестве
пищи, преобразуя ее в
безвредные продукты своей
жизнедеятельности.
Вывод:
В последние годы (наряду с увеличением выработки топлива и масел)
углеводороды нефти широко используют как источник химического сырья.
Различными способами из них получают вещества, необходимые для
производства пластмасс, синтетического текстильного волокна,
синтетического каучука, спиртов, кислот, синтетических моющих средств,
взрывчатых веществ, ядохимикатов, синтетических жиров и т.д.
Нефть останется в ближайшем будущем основой обеспечения энергией
народного хозяйства и сырьем нефтехимической промышленности. Здесь
будет многое зависеть от успехов в области поисков, разведки и
разработки месторождений. Но ресурсы нефти в природе ограничены.
Бурное наращивание в течение последних десятилетий их добычи
привело к относительному истощению наиболее крупных и благоприятно
расположенных месторождений.
Нефть – наше национальное богатство, источник могущества России,
фундамент ее экономики.
Использованная литература и Интернет-ресурсы:
 «Химия. 10 класс» О.С.Габриелян. 2002 г.
 http://www.google.ru/imghp
 http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9D%D0%B5%D1%84%D1%82
%D1%8C
 «Химия. 10 класс. Базовый уровень» О.С.Габриелян. 2011г.
 http://works.tarefer.ru/94/100212/index.html
 http://bidrealty.ru/contaminants-environment/174-consequencesof-oil-spill.html
 http://www.std-alians.ru/tehnologia/koksovanie-kamennogouglya.html