Природные источники углеводородов

Цель:
Изучить природные источники углеводородов, их состав и способы переработки
Закрепить полученные знания

Попутный нефтяной газ
Природный газ
Каменный уголь
4
2
1
Нефть
3
Источники углеводородов

Природный газ
не имеет цвета и запаха
образует самостоятельные скопления в виде газовых месторождений
температура самовозгорания 650 °C
у газа наиболее простая транспортировка – по трубопроводам. Это разгружает транспорт и удешевляет сам газ.
Мировые запасы газа сосредоточены в России, Иране, США, Алжире, Канаде, Мексике, Норвегии
по запасам газа Россия на 1 месте
Залежи газа (как и нефти) располагаются в основном на глубинах, превышающих 3 км, где первичное органическое вещество при температуре 100 °С и высоком давлении преобразуется в углеводороды.

Пентан
Бутан
Метан
основной компонент
CH4
80-97 %
C2H6
0,5-4%
C3H8
0,2-1,5 %
C4H10
0,1-1 %
C5H12
0-1 %
N…
2-13 %
«сухой газ»
состав
природного
газа

как топливо в промышленности и быту
сырье для
химпрома
преимущества
теплота сгорания выше, чем у других видов топлива (при сжигании 1 м3 газа выделяется до 54400 кДж)
не оставляет золы
экологически чистый вид топлива
Получение синтетических волокон, каучука, пластмасс, спиртов, жиров, азотных удобрений, аммиака, ацетилена, взрывчатых веществ, медикаментов и т. д.
Применение природного газа

Попутный газ
Является природным газом, растворен в нефти и расположен над нефтью. На 1 т нефти попутно добывают 100–150 м3 газа.
При извлечении нефти на поверхность газ из-за резкого падения давления отделяется от нее.
CH4 ≈ 40%
Попутный газ содержит алканы, в молекулах которых от 1 до 6 атомов C
C2H6 ≈ 20%
C3H8 ≈ 20%
C4H10 ≈ 20%
C5H12 малый %
C6H14 малый %
Попутный газ – «жирный газ», т. к. кроме метана (сухой газ) и его гомологов содержатся высшие УВ

Смесь пентана с гексаном
Использование
попутного
газ
Использование попутного газа шире, чем природного, т.к. с CH4 в нем содержится много C2H6, C3H8, C4H10, C5H12
Газовый бензин используют как добавку к бензину.
Смесь пропана и бутана в сжиженном виде используют как топливо в быту и в автомобилях.
Разделяют попутный газ на этан, пропан и т.д., из которых потом получают непредельные углеводороды.
Газовый бензин
Сухой газ
Метан
Пропан-бутановая фракция

маслянистая горючая жидкость с характерным запахом
от светло-бурого до черного цвета
немного легче воды
не растворяется в воде
нет определенной tкипения
Нефть, как и газ, не образует отдельных пластов, она заполняет пустоты в породах: поры между песчинками, трещины
Залежи нефти находятся в недрах земли на разной глубине
Нефть находится под давлением и поднимается по скважине на поверхность земли
НЕФТЬ

Нефть - смесь различных углеводородов (≈150) с примесями других веществ
Состав нефти зависти от месторождения
Бакинская: богата циклоалканами, бедна предельными углеводородами
Грозненская и ферганская: больше предельных углеводородов
Пермская: содержит ароматические углеводороды
Состав нефти

нефть
по содержанию
углеводородов
метановая
смешанная
алканы
Смесь алканов, циклоалканов и ароматических УВ
нафтеновая
циклоалканы
ароматическая
Бензол и его гомологи

нефть
по плотности
легкая
тяжелая
Извлекают насосами, фонтанным способом.
Из них делают в основном бензин и керосин
Иногда добывают шахтным способом (Яремское месторождение в Республике Коми)
Перерабатывают в битум, мазут, масла,
Из некоторых сортов нефти выделяют парафин.
Смешивая твердые и жидкие углеводороды, получают вазелин
В легкой нефти примерно 2 % меньше углерода, чем в тяжелой, зато большее количество водорода и кислорода

Переработка фракций после первичного процесса
Переработка нефти
1
Крекинг
т. е. расщепление длинной углеводородной цепи на углеводороды с меньшим числом атомов углерода
2
Пиролиз
т. е. разложение орг. веществ без доступа воздуха при высокой температуре
3
Гидроочистка
т. е. обработка водородом при нагревании и давлении в присутствии катализатора
Перегонка нефти (ректификация) т. е. разделение на фракции
Недостаток: малый выход бензина
для увеличения выхода бензина и улучшения его качества
получение ароматич. УВ, непред. газообразных УВ (этилена, ацетилена)
удаление сернистых и азотосодержащих соед.
Первичная
Вторичная

Перегонка или ректификация основана на разнице температур кипения углеводородов, входящих в состав нефти, т. е. перегонка – физический процесс, с углеводородами не происходят химические превращения

Горючее для автомобилей
и самолетов,
растворитель масел и каучуков
Сырье для химического
производства
Горючее для дизельных
двигателей
Горючее для тракторов,
реактивных двигателей
БЕНЗИН С5-С11
40-1500С
150-2500С
ЛИГРОИН С8-С14
180-3000С
КЕРОСИН С12-С18
275-4000С
ГАЗОЙЛЬ С13-С19
МАЗУТ
Соляровое масло, смазочные масла, вазелин, парафин,
Топливо для электростанций, кораблей, сырье для производства масел
Твердый остаток – гудрон
и продукты его переработки
битум и асфальт
Выход бензина 17-20%
Ректификация нефти

Нефть
C2H4
Бутадиеновый
каучук
H2C-CH2
| |
HO OH
Антифризы
C2H5OH
Растворители
Волокна
лавсана
Растворители
Бутадиен-
стирольный
каучук
H2C-CH-CH2
| | |
HO OH OH
Антифризы
Лекарственные
мази
Мази для
парфюмерии
H3C-CH=CH2
и др. непред. УВ
Растворители
Горючее для ДВС
Взрывчатые
вещества
Использование нефти
CH2=CH
|
CH2=CH

Керосин
Мазут
Бензин
Горючее для автомобилей, растворители масел, каучуков, для очистки тканей
Горючее для тракторов, самолетов, ракет, бытовых нужд
Моторное топливо, смазочные масла, топливо в котельных
Применение нефтепродуктов

Уголь - продукт изменения древних растительных остатков. Это сложная природная смесь различных веществ, содержащих углерод
Каменный уголь
Состав угля
В состав угля входят и неорганические вещества: вода, аммиак, сероводород

как топливо в промышленности и быту
технологическое и химическое сырье
Делают искусственный графит.
Золу используют в производстве строительных материалов, керамического и огнеупорного сырья, глинозема
Крупными каменноугольными бассейнами являются: Тунгусский, Ленский, Таймырский в России, Аппалачский в США, Карагандинский в Казахстане
Одним из основных способов получения углеводородов из каменного угля является коксование или сухая перегонка
Применение каменного угля

Выполните задания
1. Природный и попутный нефтяные газы отличаются:
а) количеством примесей
б) содержанием метана
в) агрегатным состоянием
г) ничем не отличаются

2. Нефть - это:
а) смесь предельных углеводородов с примесью минеральных веществ
б) сложная смесь различных углеводородов
в) смесь насыщенных углеводородов ряда метана, ароматических углеводородов и циклоалканов с примесью неорганических веществ
г) смесь газообразных, жидких и твёрдых углеводородов, которые можно разделить в процессе переработки

3. Процесс термического разделения нефти на фракции называется:
а) крекинг
б) отгонка
в) риформинг
г) перегонка

4. Крекинг нефти – это:
а) процесс расщепления тяжелых углеводородов нефти на легкие
б) термическое разделение нефти на фракции
в) процесс превращения парафинов и циклопарафинов в ароматические углеводороды
г) дегидрирование алканов

5. Из предложенных продуктов переработки выберите те, которые получаются при перегонке нефти:
а) бензин
б) кокс
в) красители
г) минеральные масла
6. Газовый бензин, сухой газ и пропанобутановую смесь выделяют из:
а) попутного газа
б) нефтяного газа
в) угля
г) нефти

7. Перегонка нефти производится с целью получения:
а) бензина
б) различных нефтепродуктов
в) керосина
г) мазута
8. Основной целью крекинга нефтепродуктов является получение:
а) газа
б) керосина
в) газойля
г) бензина

9. Смесь углеводородов, содержащих 6-10 атомов углерода, образует:
а) мазут
б) гудрон
в) бензин
г) газойль
10. Не является природным источником углеводородов:
а) уголь
б) пирит
в) нефть
г) природный газ

11. Переработка каменного угля носит название сухой перегонки, так как:
а) проводится без доступа воды
б) проводится без доступа воздуха
в) продукты подвергаются осушке
г) в ходе перегонки не образуется вода
12. Для вторичной переработки нефти используются химические методы:
а) сжигание
б) крекинг
в) ароматизация
г) перегонка
13. Запишите, где применяется природный газ?