Природные источники углеводородов и их переработка

Органическая химия 10 класс
Проблемные вопросы:
1. Кто такие углеводороды?
2. Что объединяет следующие формулы: С2Н2 , С2Н6, С2Н4, С3Н8, СН4.
3.Где можно встретить эти углеводороды?
4. Какие вам известны важнейшие источники углеводородов в природе?
5. На каких материках в настоящее время идет добыча этих источников?
6. На каком материке сегодня не ведется добыча источников углеводородов?
7. Назовите страны, являющееся крупными поставщиками природного газа на мировой рынок?
8. Какие страны являются лидерами по добыче нефти?
9. Каковы состав и области применения природного и попутного нефтяного газов?
10. Нефть – состав, переработка?
11. Каменный уголь – происхождение, применение продуктов коксования?
12. Проблемы окружающей среды?

Органическая химия 10 класс
Важнейшие источники углеводородов
Природный газ
Попутный нефтяной газ
Нефть
Каменный уголь
Россия, Алжир, Иран, США
Россия, Саудовская Аравия, Кувейт, Иран, Азербайджан

Органическая химия 10 класс
Природный газ
Смесь газообразных углеводородов различного происхождения, заполняющие поры и пустоты горных пород, рассеянных в почве
Состав
98% - СН4
2% - С2Н6, С3Н8,
С4Н10,N2,CO2, Н2 Н2S
Применение:
1.Топливо на 90%
2. Химическое сырье на 10%
(сажа, водород, ацетилен, растворители)

Органическая химия 10 класс
Попутный нефтяной газ- «шапка» над нефтью
Смесь углеводородов сопутствующие нефти и выделяющиеся при её добыче
Состав
30-40% - СН4
7,5% - С2Н6, 21,8% - С3Н8,
20,5% -С4Н10
Примеси - N2,CO2, Н2О,Н2S
Применение:
Раньше сжигали, сейчас улавливают и используют:
1.Топливо
2. Химическое сырье - получая: пластмассы, каучуки, сухой газ, пропан- бутановую смесь, газовый бензин

Органическая химия 10 класс
Черная нефть струится,
Плещет тайги прибой,
И ощущают ноздри
Запах её огневой.
Нефть – это ярость света,
Ветра напор у виска.
Нефть – голубая ракета,
Рвущаяся в облака.

Органическая химия 10 класс
Нефть- «черное золото»,
«кровь Земли»
Залежи сырой нефти появились в недрах земли около 100-200 млн. лет назад.
Нефть – одна из сокровенных тайн природы, осадочного происхождения.
У истоков изучения происхождения нефти стояли ученые: Ломоносов, Зелинский, Менделеев.
Запасов разведанных месторождений хватит на 50-70 лет.
Нефть – «сгусток энергии», полстакана нефти вскипятит ведерный самовар, 1 капля содержит около 900 соединений.
Нефть – богатство мира. Играет огромную роль как в политике, так и в экономике государства.
«Нефть – не топливо, топить можно и ассигнациями» - Д.И.Менделеев.

Органическая химия 10 класс
Состав:
Сложная смесь углеводородов (150)– алканов, циклоалканов, аренов линейного и разветвленного строения
Способы переработки
Свойства:
Маслянистая горючая жидкость,
Темный цвет
Легче воды
Запах
Не растворяется в воде
Не имеет определенной температуры кипения
Нефть
физические
химические
Ректификация
Алкилирование
Ароматизация
Крекинг

Органическая химия 10 класс
Физический способ переработки - ректификация
Фракция – часть сыпучего или кускового твердого материала либо жидкой смеси, выделенная по определенному признаку.
Ректификация – разделение многокомпонентных жидких смесей на отдельные компоненты.
Перегонка нефти основана на разности температур кипения углеводородов, входящих в ее состав.
Прямая фракционная перегонка
Фракции:
Газовая
Бензин
Лигроин
Керосин
Дизельное топливо
Мазут
Самая ценная вторая фракции
Недостаток – выход бензиновой фракции 17-20% что не удовлетворяет потребности современной промышленности

Органическая химия 10 класс
Химический способ переработки - Крекинг
Промышленный крекинг был изобретен русским инженером В.Г.Шуховым в 1891 году.
Шухов В.Г. – «русский Эдиссон», его имя золотыми буквами вписано в историю цивилизации.
Создал речные наливные баржи для перевозки нефти.
Использовал паровые котлы для загрузки и разгрузки , а не мускульную силу.
Изобрел первый трубопровод для перекачки с подогревом.
Непрямая переработка нефти- процесс расщепления нефтепродуктов на углеводороды с меньшим числом атомов С

Органическая химия 10 класс
Виды крекинга
Термический- расщепление молекул углеводородов на алканы и алкены нормального строения
Условия: t=450-5500С, р=2-7 МПА
1. Продукты крекинга – сырье для получения спиртов, карбоновых кислот, ВМС
Каталитический – расщепление молекул углеводородов на алканы и алкены разветвленного строения
Условия: t=450-5000С, каt. nAl2O3* mSiO2
Продукты крекинга – углеводороды разветвленного строения(сырье для химической промышленности.
Бензин обладает высоким качеством – с большим октановым числом и детонационной стойкостью.
Недостаток – крекинг – бензин малопригоден для использования в качестве моторного топлива, т.к. быстро осмоляется, за счет непредельных углеводородов.

Органическая химия 10 класс
Ароматизация
Непрямая химическая
переработка бензиновых и
лигроиновых фракций при t =500-5400С, каt., p c целью получения высокооктановых бензинов.
Результат:
Алканы – циклоалканы - ароматические – повышение октанового числа бензина
Используется для получения высокооктанового топлива, ПАВ, инсектицидов, антиокислителей
Алкилирование
Пиролиз нефти, риформинг, «облагораживание бензина
Процесс введения в молекулы соединений радикалов CH3, C2H5

Органическая химия 10 класс
Каменный уголь
Происхождение
Горная порода осадочного происхождения (каменноугольный период)
Состав
Сложная смесь ВМС- С, Н2, N2, O2 ,S
Коксование (пиролиз) – разложение веществ без доступа кислорода при высокой температуре
Продукты
Коксовый газ
СН4, N2, CO2, CO, Н2, NН3
Каменноугольная смола
C6H6 и его гомологи
C6H5OH, гетероциклические
Аммиачная вода
NH4OH, C6H5OH, H2S
Кокс
Чистый уголь С

Органическая химия 10 класс
Это должен знать каждый
1. При загрузке шихты и выдаче 1 т. угля выбрасывается 0,75кг. Пыли, 0,55кг. Сероводорода, 0,07кг. Аммиака, 0,0004кг. Цианидов, 0,13кг. Фенола,0,16кг. Аренов.
Нефть самый стойкий загрязнитель океанических вод. Ежегодно в моря и океаны попадает 6-10 млн. тонн нефти.
Одна тонна нефти растекаясь образует на поверхности пятно площадью 12 км2.

Органическая химия 10 класс
Гибель икры, мальков, молоди рыб
Экологические последствия нефтяного загрязнения
Появление уродливых нежизнеспособных особей
Гибель водоплавающих птиц
Нарушение фотосинтеза- уменьшение первичной биопродукции на 10%
Нарушение обмена в системе океан-атмосфера
Накопление канцерогенов по цепям питания

Органическая химия 10 класс
Выводы о важнейших аспектах охраны окружающей среды
Необходимо удалять из нефтепродуктов серу и азот, чтобы при сжигании топлива в атмосферу не попадали их оксиды.
Необходимо охранять среду от загрязнения отходами производства нефтью и нефтепродуктами.
Коксохимические производства обязательно должны быть оборудованы пылеуловителями.