Природные источники углеводородов, их переработка

Нефть

Нефть – это природная маслянистая горючая жидкость, обладающая специфическим запахом, темно-коричневого (черного, красного, синего, белого) цвета или бесцветная, состоящая из сложной смеси углеводородов различной молекулярной массы (алканов, циклоалканов, аренов) и ряда других химических соединений.

из них: разведано

Различают два вида нефти, в зависимости от плотности и содержания серы:

  1. Легкая – извлекается насосами или фонтанным способом. Массовая доля серы – незначительно, вследствие чего ценность продукта выше. Используется для производства горючих продуктов — бензина и керосина.
  2. Тяжелая – добывается шахтным способом. Из-за содержания примесей данный вид горючего ископаемого требует дополнительной очистки. Применяется для изготовления различных масел, мазута.

К преимуществам применения топлива можно отнести – простоту, дешевизну добычи и беспроблемность транспортировки.

К недостаткам – низкую ресурсообеспеченность, то есть соотношение между количеством ресурсов и размерами их использования.

Природные источники углеводородов

Характеристики

Нефть

Смесь состоящая из большого количества компонентов, основными из которых являются алканы, циклоалканы и арены.

Попутный нефтяной газ

Смесь состоящая в основном из алканов. Большая часть состоит из пропана.

Природный газ

Смесь, состоящая из низкомолекулярных алканов. Основная составная часть – метан.

Каменный уголь

Смесь, состоящая из разного соотношения соединений углерода, водорода, серы. Неорганические вещества состоят наибольшую часть каменного угля.

Природный газ

Природный газ — это смесь газов, образовавшихся в недрах земли посредством анаэробного разложения органических веществ. Содержание углеводородов в природном ресурсе низкое, 80- 97% составляет метан и незначительный процент – пропан, бутан, этан.

Преимущества данного вида топлива – простота добычи и транспортировки, экономичность.

Недостатки – сложность межконтинентальной транспортировки с помощью дорогостоящих танкеров.

Природный газ не имеет запаха, но для обнаружения протечек вещества в быту, в него добавляют специальные компоненты – меркаптаны. Это связано с тем, что смесь метана с воздухом взрывоопасна, небольшая искра способна спровоцировать происшествие.

Попутный нефтяной газ

Попутный нефтяной газ – это смесь газообразных углеводородов, содержащихся в нефти и выделяющихся при ее добыче и подготовке. Чем ниже молекулярная масса алкана, тем выше его концентрация в природном ресурсе.

Смесь бутана и пропана образует сжиженный газ, который применяется в качестве бытового топлива.

В зависимости от содержания углеводорода попутный газ делится на следующие группы:

  • чистый (95–100%);
  • углеводородный с примесью углекислого газа 4-20%;
  • углеводородный с примесью азота 3-15%;
  • углеводородно-азотный, содержанием примесей до 50% соответственно.

Каменный уголь

Данный вид горючего ископаемого относится к твердым, и представляет собой многокомпонентную смесь углеводородов, азота, серы, кислорода и неорганических веществ. Доля углерода составляет 80 %, остальные 20% — органические и неорганические компоненты. Чем выше содержание газа, тем большей теплотворностью обладает вещество, чем ниже – тем дольше уголь может храниться.

Образование данного вида горючего ископаемого проходит в два этапа:

  1. Появление торфа из остатков растений и живых организмов.
  2. Формирование твердого угля.

Данный вид топлива является достаточно перспективным для получения ряда химических продуктов и энергии.

Является главным источником углеводородов. Нефть представляет собой многокомпонентную жидкость маслянистого характера, состоящую преимущественно из жидких и газообразных углеводородов. В зависимости от преобладания в ее составе алканов, циклоалканов или аренов различают нефть парафиновую, нафтеновую и ароматическую. В чистом виде тот или иной вид встречается редко. В состав нефти входит много прочих соединений, механических примесей и вода.

Читать еще:  Урок полезные ископаемые изделие буровая вышка. Конспект урока по технологии «Полезные ископаемые. Малахитовая шкатулка. этап. Оценивание работы

Месторождения нефти располагаются глубоко в недрах земли, как правило, между слоями породы. Добыча осуществляется с помощью нефтяной вышки, которая выкачивает горючее ископаемое через пробуренную скважину.

Для получения топливных продуктов нефть доставляют на перерабатывающие заводы. Перед транспортировкой горючее ископаемое проходит сепарацию — первичную очистку, в процессе которой удаляются сопутствующие газы, вода и неорганические примеси.

Крекинг, коксование — основной этап переработки. Под воздействием атмосферного давления нефть делится на тяжелые и легкие фракции для выделения компонентов разных видов топлива.

Качество получаемых на этой стадии продуктов требует доработки, поэтому необходим и завершающий этап производства.

Риформинг, изомеризация, гидроочистка заключаются в смешении продуктов вторичной переработки, обогащении их различными компонентами или дополнительной очистке для повышения качественного состава.

Примером может служить повышение октанового числа бензина.

Из нефти производится множество разной продукции для различных сфер применения, к которым относятся: бензин, дизельное топливо, мазут, реактивное топливо, смазочные масла, асфальт, удобрения, спирты, ацетон.

Переработка каменного угля

Основным способом переработки каменного угля является коксование. Коксованием угля называют процесс, при котором уголь нагревают без доступа воздуха. При этом в результате такого нагревания из угля выделяют четыре основных продукта:

1) Кокс

Твердая субстанция, представляющая собой практически чистый углерод.

2) Каменноугольная смола

Содержит большое количество разнообразных преимущественно ароматических соединений, таких как бензол его гомологи, фенолы, ароматические спирты, нафталин, гомологи нафталина и т.д.;

3) Аммиачная вода

Несмотря на свое название данная фракция, помимо аммиака и воды, содержит также фенол, сероводород и некоторые другие соединения.

4) Коксовый газ

Основными компонентами коксового газа являются водород, метан, углекислый газ, азот, этилен и т.д.

Предварительный просмотр:

План-конспект урока химии в 9 классе

Тема. Природные источники углеводородов

Цель: познакомить с природными источниками углеводородов: природным, попутным газами, нефтью и каменным углем; рассмотреть теории их происхождения и значение для общества.

  1. Образовательная. Познакомить учащихся с природными источниками углеводородов: природным, попутным газами, нефтью и каменным углем. Рассмотреть теории их происхождения. Показать учащимся, что природный и попутный нефтяной газы, каменный уголь являются не только топливом, но и источником сырья химической промышленности.
  2. Развивающая. Развитие логического мышления путём постановки проблемных вопросов и осуществления межпредметных связей: с географией, физикой, информатикой.
  3. Воспитательная. Вызвать у учащихся живой отклик на проблемы охраны природы, вызванные неразумной разработкой месторождений нефти и газа и их переработкой.

Оборудование . Интерактивная доска, коллекция «Продукты переработки нефти», «Каменный уголь и продукты его переработки», географическая карта России, образец нефти и угля.

Тип урока – изучение нового материала. Урок традиционный с использованием элементов интерактива. На интерактивной доске заготовлен урок с использованием ЦОРов .

  1. Организационный момент
  2. Проверка домашнего задания
  3. Изучение нового материала:
  1. Теории происхождения природных ископаемых
  1. Природный, попутный газы, нефть
  1. Каменный уголь.
  1. Закрепление знаний
  2. Подведение итогов урока
  3. Домашнее задание
Читать еще:  Фолиевая кислота в третьем триместре беременности дозировка. Фолиевая кислота!!! (сохранила для себя) может кому пригодится тоже. Зачем нужна фолиевая кислота

Тема изучается после того, как в курсе органической химии рассмотрены общие понятия углеводородов. Это придает обобщающий характер и позволяет повторить пройденное в новых взаимосвязях.

На уроке используются различные методы: актуализация знаний; работа с картой, коллекциями, с информационным материалом; опрос, тестирование. Для проверки усвоения используются тесты, которые дают возможность учителю установить прочную обратную связь на уроке со всем классом, оперативно оценить знания каждого ученика.

Урок динамичен, это достигается за счет использования ИКТ и большой подготовительной работы учителя. Подготовленная презентация экономит время на уроке и делает подачу материала более наглядной, а урок более результативным.

Презентации могут быть использованы на различных этапах урока — для организации межпредметных связей (повторение знаний по географии о месторождениях нефти, газа, угля); на этапе изучения нового материала с использованием повторения ранее изученного; для рефлексии и проверки знаний учащихся на следующем уроке.

Кроме того, на уроке используются сообщения учащихся, которые они готовили самостоятельно. Заполнение карты полезности урока учащимися даст учителю представление о том, на сколько был эффективным его урок.

На основе выполнения разного рода заданий решаются поставленные задачи: познакомить с природными источниками углеводородов и их составом, а также основными областями их использования.

  1. Организационный момент

— Сегодня мы собрались для того, чтобы изучить тему: «Природные источники углеводородов». Тема, конечно, очень обширная, поэтому мы рассмотрим лишь её отдельные аспекты. Более подробно мы продолжим её изучение в 10 классе.

2. Проверка домашнего задания.

— Прежде, чем приступить к изучению новой темы, нам с вами необходимо вспомнить изученный материал, т.к. некоторых его вопросов мы будем касаться на уроке.

— Какой важный раздел химии мы начали изучать на прошлом уроке?

— Какое значение имеет органическая химия в жизни общества?

— Что такое углеводороды?

— В виде каких полезных ископаемых углеводороды встречаются в природе?

3. Изучение нового материала.

— Мне хотелось бы сегодня сформулировать цель урока в виде несколько вопросов, а именно:

1. Почему на протяжении веков люди стараются открыть месторождения нефти и газа, овладеть рынками их сбыта, нередко вступая в конфликты?

2. Почему запасы углеводородного сырья определяют экономический потенциал и мощь страны, а по уровню их переработки можно судить об уровне цивилизации общества?

— Для ответов на эти вопросы мы по ходу урока часто будем обращаться к презентации и к сообщениям ребят. Поэтому внимательно смотрите, слушайте и записывайте основные тезисы.

3.1. Теории происхождения природных источников углеводородов.

— Скажите, пожалуйста, как вы думаете, как образовались нефть, газы, каменный уголь?

— Я хочу вам немного расширить ваше представление об их происхождении.

Ответ на вопрос о происхождении каменного угля однозначен и дан еще М.В.Ломоносовым. Многочисленные образцы отпечат ков не только листьев, но и целых стволов деревьев неоспоримо свидетельствуют о том, что уголь образовался из остатков древних растений. Существует много свидетельств в пользу органического происхождения природных источников углеводородов. Известно, что смесь газов, подобная по составу природному газу, образуется при разложении без доступа воздуха остатков растительных и ос танков животных организмов. Подходящие условия для этого со здаются, например, на болотах. Пузыри болотного газа, который состоит в основном из метана, поднимаются на поверхность боло та и шумно лопаются.

Читать еще:  «Царь-бомба»: грандиозность свершения. Смотрины «кузькиной матери». как ссср сделал и взорвал «царь-бомбу Проекты сверхмощных зарядов

Но в то же время основной углеводород, составляющий при родный газ, метан распространен не только на Земле. Он обнару жен в атмосфере других планет Солнечной системы: Сатурна, Юпи тера, Урана и Нептуна, а также в облаках космической пыли и газа. Очевидно, что происхождение инопланетных углеводородов не связано с существованием жизни, стало быть, весьма возможно существование абиогенных углеводородов и на Земле. Об этом свидетельствует, например, выделение метана в рифтовых зонах срединно-океанических хребтов.

Приверженцы двух гипотез, объясняющих возникновение ис точников углеводородов, — органической и неорганической — спо рят уже почти полтора века. Предположение о неорганическом происхождении нефти выдвинул в 1876 г. Д.И.Менделеев. Он счи тал, что вода, попадающая в недра Земли по трещинам-разломам в земной коре, под действием высоких температур и давлений реа гирует с карбидом железа, образуя углеводороды, которые поднимаются по трещинам породы, скапливаясь в пустотах-ловушках. Эта гипотеза детально разработана советскими геологами под ру ководством Н.А.Кудрявцева в 1950-е гг. В качестве основного ар гумента приводится тот факт, что многие месторождения нефти и газа находятся под зонами глубинных разломов земной коры. Встре чаются залежи нефти в вулканических породах, что также свиде тельствует в пользу ее абиотического происхождения. Более того, следы нефти найдены в кимберлитовых трубках, в которых под действием высоких температур и давлений произошел природный синтез алмазов.

Сторонники биогенной теории происхождения нефти, основы которой в нашей стране заложили академики В.И.Вернадский и И.М.Губкин, объясняют эти геологические факты миграцией не фти из смежных осадочных пород. Согласно этой теории нефть образовалась из остатков наземной растительности, которые сно сились реками в водоемы, и морского зоо- и фитопланктона. Один из существенных доводов в пользу этой точки зрения — наличие в составе нефти спор и пыльцы растений, а также азотсодержащих органических соединений порфиринов, весьма вероятно, ведущих свое происхождение из хлорофилла растений и гемоглобина жи вотных.

Вопрос о происхождении нефти имеет не только теоретическое значение. Он прямо связан с проблемой исчерпаемости ресурсов природных источников углеводородов. Согласно биогенной тео рии запасы нефти образовались в ранние геологические эпохи, и сейчас, сжигая углеводородное топливо, человечество необратимо тратит ту энергию, которую запасли доисторические живые орга низмы. Если же нефть постоянно образуется в глубинах Земли, то бурение глубоких и сверхглубоких скважин позволит найти прак тически неисчерпаемые запасы. Окончательное решение этого воп роса ученым еще предстоит найти, хотя на сегодняшний день все-таки наиболее доказанной считается теория биогенного происхож дения нефти.

Слайд. Общая характеристика природных источников углеводородов. Показана диаграмма нахождения углеводородов в природе

3.2. Природный и попутный нефтяной газ

Слайды. Природный и попутный нефтяной газ. Различие в способах добычи этих газов и содержании в них углеводородов. Применение этих газов в промышленности.

— Знакомство с источниками углеводородов мы начнём с природного газа.

Сообщение учащегося : Природный газ

(Вопросы и таблица — на интерактивной доске)

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector