Нефть и нефтепродукты. Нефть Презентация по химии нефть и нефтепродукты

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com


Подписи к слайдам:

Нефть. Её состав. Термический и каталитический крекинг. Развитие нефтеперерабатывающей промышленности. Охрана окружающей среды при нефтепереработки.

Состав и физические свойства Нефть - сложная смесь углеводородов различной молекулярной массы, главным образом жидких. В состав нефти входит 3 вида углеводородов: Парафины Циклопарафины Ароматические углеводороды

Нефть содержит сотни различных соединений. Соотношения этих углеводородов в нефти различных месторождений колеблются в широких пределах. Нефть Мангышлака богата предельными углеводородами. Нефть в районе Баку – циклопарафинами. Уральская нефть содержит ароматические углеводороды. Также в состав входят в меньших количествах: Кислород Азот Сера другие элементы Высокомолекулярные соединения (ВМС) Смолы Асфальтовые вещества.

Физические свойства нефти Маслянистая жидкость от светло-бурого до черного цвета с характерным запахом. Легче воды (плотность от 0,73 – 0,97 г\см 3), в воде практически нерастворима. Нефть – смесь различных углеводородов, то у нее нет определенной температуры кипения.

Нахождение в природе. Месторождения. Залежи нефти находятся в недрах Земли на разной глубине, где нефть заполняет свободное пространство между некоторыми породами. Если она находится под давлением, то поднимается по скважине на поверхность Земли. По запасам и добыче нефти наша страна занимает первое место в мире. Важнейшие месторождения: Западная Сибирь – Самотлор Западный Казахстан Север Европейской части России.

Первичная переработка нефти - перегонка Фракции (дистилляты) – светлые нефтепродукты: Бензин – содержащий углеводороды С 5 – С 11 , кипящие в интервале от 40 ° до 200 ° С Лигроин, содержащий углеводороды С 8 -С 14 с температурой кипения от 150 ° до 250 ° С Керосин, включающий углеводороды С 12 – С 18 с температурой кипения от 180 ° до 300 ° С Газойль (t > 275 ° С) Мазут – вязкая черная жидкость, содержит углеводороды с большим числом атомов углерода в молекуле, разделяют на фракции путем дополнительной переработки.

Установка перегонки нефти. Температура печи 320 ° – 350 ° С Ректификационная колонна высотой 40 м. Горизонтальные перегородки с отверстиями – тарелки Главный недостаток – малый выход бензина (не более 20%).

Применение продуктов перегонки нефти Бензин – авиационное и автомобильное топливо, как растворитель (масла, каучука), для очистки тканей. Лигроин – дизельное топливо; растворитель в лакокрасочной промышленности; используется для переработки в бензин. Керосин – горючее для реактивных и тракторных двигателей; бытовых нужд. Газойль – горючее для дизелей.

Применение продуктов перегонки нефти Из мазута выделяют: Соляровое масло – моторное топливо. Смазочные масла - смазка механизмов (автотракторные, авиационные). Вазелин – основа для косметических средств и лекарств. Из некоторых сортов нефти получают парафин – для получения высших карбоновых кислот; для пропитки древесины в производстве спичек и карандашей, для изготовления свечей, гуталина. Гудрон (нелетучая темная масса) – для получения асфальта. Мазут – в качестве котельного жидкого топлива.

Вторичные методы переработки нефти Возрастание спроса на бензин Использование в качестве химического сырья. КРЕКИНГ (расщепление) – процесс разложения углеводородов нефти на более летучие вещества. При этом происходит расщепление углеводородов с длинной цепью, содержащихся, например в мазуте, на углеводороды с меньшей относительной молекулярной массой.

Химизм крекинга С 16 Н 18  C 8 H 18 + C 8 H 16 Образовавшиеся вещества могут разлагаться дальше: C 8 H 18  C 4 H 10 + C 4 H 8 C 4 H 10 C 2 H 6 + C 2 H 4 Или C 4 H 10  C 3 H 6 + CH 4 Подобные реакции приводят к образованию газообразных веществ. Механизм крекинга – свободно-радикальный.

Вторичная переработка (крекинг) (Шухов, Гаврилов 1891) Термический t 450-550 °C , P 2-7мПа Жидкое состояние алканы

Детонационная способность Детонация – чрезмерно быстрое сгорание топливной смеси в цилиндре карбюраторного двигателя. Наибольшей стойкостью к детонации обладают парафины нормального строения. Углеводороды разветвленные, а так же непредельные и ароматические устойчивы к детонации. Способность бензина к детонации определяется октановым числом. Октановое число определяется содержанием изооктана и н -гептана Детонация изооктана равна 100, а н -гептана – 0.

Риформинг- ароматизация

«Нефть не топливо, топить можно и ассигнациями!» Д.И. Менделеев. Нефтехимическая промышленность Каучуки  резина шины для автомобилей, самолётов, колёсных тракторов. Жирные кислоты, моющие средства Пиролизом насыщенных углеводородов получают этилен, ацетилен и другие непредельные углеводороды. Из этилена получают: спирт, винилхлорид, стирол, полиэтилен, поливинилхлорид, полистирол и ряд других веществ и материалов. Ароматические углеводороды, органические кислоты, гликоли, сырье для производства химических волокон, удобрения. Взрывчатые вещества, лекарственные мази, мази для приготовления парфюмерных изделий, растворители. Методом микробиологической депарафинизации нефти получают белково -витаминные концентраты, которые после соответствующей очистки пригодны для откорма сельскохозяйственных животных.

Экологические последствия нефтяного загрязнения Нарушение обмена в системе океан - атмосфера Нарушение процесса фотосинтеза Гибель водоплавающих птиц, млекопитающих и рыб Накопление канцерогенов по цепям питания, отравление человека Появление уродливых, нежизне - способных особей Гибель в первую очередь икры, мальков, молоди рыб

Как же нефть попадает в море? В результате аварий танкеров, перевозящих нефть, и морских платформ, с которых ведутся разведочные и эксплуатационные буровые работы. Каждая катастрофа нефтяного танкера становится настоящим экологическим бедствием для соседних с местом аварии стран. Впрочем, в три раза больше нефти, чем при авариях, попадает в воду при промывке опорожненных цистерн танкеров и сбросе этой воды прямо за борт, в четыре раза больше - с выбросами нефтехимических заводов и в результате аварий на буровых скважинах. Множество нефтяных отходов приносят в океан реки. Свою лепту в загрязнение Мирового океана вносят и заводы, и крупные города, и автомобилисты, и моряки, сбрасывающие прямо за борт балластные и очистные воды... Самыми грязными считаются воды Атлантического океана, Средиземного моря и не­которые участки их береговой линии.

Контрольные вопросы При ректификации нефти выделена фракция, содержащая углеводороды от С 5 Н 12 до С 11 Н 24 . Эта фракция называется: а) бензин б) лигроин в) керосин г) газойль (дизельное топливо) 2. Исключите лишнее понятие: а) фракционная перегонка б) термический крекинг в) коксование г) каталитический крекинг 3. Продуктами ректификации нефти являются: 1) керосин, 2) мазут, 3) бензин, 4) лигроин, 5) дизельное топливо. Расположите эти продукты в порядке увеличения температуры кипения: а) 2, 5, 1, 4, 3. б) 4, 3, 1, 5, 2. в) 1, 3, 5, 4, 2. г) 3, 4, 1, 5, 2.

4. Исключите лишнее понятие: а) парафин б) гудрон в) кокс г) соляровое масло 5. Соотнесите: Фракция перегонки нефти: 1) бензин 2) керосин 3) дизельное топливо 4) мазут 5) лигроин Углеводородный состав: а) С 8 Н 18 – С 14 Н 30 б) С 5 Н 12 – С 11 Н 24 в) С 18 Н 38 и выше г) С 13 Н 28 – С 19 Н 40 д) С 12 Н 26 – С 18 Н 38 е) до С 5 Н 12

Ответы А В Г В В 1.б, 2.д, 3.г, 4.в, 5.а, 6.е


Cлайд 1

Cлайд 2

Нефть -сложная смесь органических соединений (углеводородов), относящихся к следующим гомологическим рядам:

Cлайд 3

Нефть содержит смолы и асфальтены, соединения серы, азота, кислорода и металлов. Нефти классифицируются: по содержанию в них углеводородов (химическая классификация) по содержанию серы, парафинов и качеству получаемых продуктов (технологическая классификация)

Cлайд 4

Процессы переработки нефти делятся на первичные и вторичные. Первичной является перегонка нефти, в результате которой получают широкий ассортимент фракций и нефтепродуктов: углеводородный газ (пропан-бутановая фракция) бензиновая фракция керосиновые фракции дизельные фракции мазут широкая масляная фракция узкие масляные фракции гудрон

Cлайд 5

Продукты перегонки нефти в большинстве случаев подлежат дальнейшей обработке и очистке. В этих процессах получают ароматические углеводороды, нефтяные растворители. Остаток, полученный при перегонке, используется частично как котельное топливо, другую часть служит для получения битумов и нефтяного кокса. Вторичные процессы состоят в глубоком преобразовании углеводородов, полученных при перегонке фракций. Это термические и термокаталитические процессы, которые позволяют получать из высокомолекулярных соединений углеводороды меньшей молекулярной массы.

Cлайд 6

Бензины Представляют собой смесь жидких углеводородов всех классов и различаются по составу в зависимости от исходной нефти и способа получения. Бензины действуют на организм подобно парафинам и нафтенам, составляющим основную их массу. Острые отравления могут происходить при применении бензина в качестве моторного топлива (в гаражах, на бензозаправочных и бензосмесительных станциях, при автомобильных авариях).

Cлайд 7

Керосин К жидким топливам из керосиновой фракции относятся реактивные топлива и керосины для других целей. Действие Керосина на организм сходно с бензином. Сильнее раздражает слизистые оболочки и кожу.

Презентацию подготовила

учитель химии

Соловьёва Н.А.

р.п. Линево


Что такое нефть?

Нефтью называют горючую маслянистую жидкость красно-коричневого или чёрного цвета со специфическим запахом. Нефть не растворима в воде и легче воды, поэтому попадая в воду, нефть растекается по поверхности и препятствует растворению кислорода в воде.


Состав нефти

Нефть – природная смесь углеводородов, в основном алканов линейного и разветвленного строения , содержащих от 5 и более атомов углерода;

полиароматические углеводороды ;

механические примеси;

попутный нефтяной газ

(«шапка» над нефтью)


Крупнейшие месторождения нефти в России

САМОТЛОРСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ

Открыто в мае 1965 г. в Нижневартовском районе Ханты-Мансийского автономного округа. Извлекаемые запасы месторождения составляют

2,7 млрд. тонн. Входит в список крупнейших в мире. Оператором месторождения является ТНК-ВР.

РОМАШКИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ

Открыто в 1948 г. около г. Альметьевска Республики Татарстан. Извлекаемые запасы месторождения составляют

2,3 млрд. тонн . Оператором месторождения является "Татнефть".


ПРИОБСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ

Открыто в 1982 г. вблизи Ханты-Мансийска. Извлекаемые запасы месторождения составляют

1,7 млрд тонн . Операторами месторождения являются "Роснефть" и "Газпром нефть".

ЛЯНТОРСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ

Открыто в 1965 г. около Ханты-Мансийска. Извлекаемые запасы месторождения составляют

2 млрд тонн . Оператором месторождения является "Сургутнефтегаз".


ФЕДОРОВСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ

Открыто в 1971 г. около Сургута

Ханты-Мансийского автономного округа. Извлекаемые запасы месторождения составляют

1,5 млрд тонн . Оператором месторождения является "Сургутнефтегаз".

МАМОНТОВСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ

Открыто в 1965 г., расположено в Ханты-Мансийском автономном округе. Извлекаемые запасы месторождения составляют 1 млрд тонн . Оператором месторождения является "Роснефть".


Переработка нефти

Нефть подвергают фракционной перегонке в специальных установках – ректификационных колоннах.

Из неё получают наиболее используемые в настоящее время виды топлива:

бензин ( С 5 11 ) - 18 – 20% выход ,

керосин (С 12 18 ), лигроин (С 8 14 ),

ректификационные газы (С 3 4 ),

дизельное топливо (С 13 19 ),

мазут (С 15 50 ).


МАЗУТ

Содержит углеводороды состава от С 15 до С 50 .

Перегонкой при пониженном давлении получают:

  • соляровое масло
  • смазочные масла
  • вазелин
  • парафин
  • гудрон (остаток перегонки мазута).

Крекинг нефтепродуктов

Это химический процесс расщепления углеводородов с длинной цепочкой на углеводороды с более короткой цепочкой. Приводит к получению бензина высокого качества.

Различают:

  • Термический крекинг (образуются алканы и алкены линейного строения ) – проводят при высокой температуре .
  • Каталитический крекинг (образуются углеводороды разветвленного строения ) – проводят при более низкой t и в присутствии катализатора .

1) С 20 Н 42 t 0 С 10 Н 22 + С 10 Н 20

2) С – С – С – С кат С – С – С


Детонационная устойчивость

бензина

Это способность выдерживать при высокой температуре сильное сжатие в цилиндре двигателя без самопроизвольного преждевременного возгорания.

Численно характеризуется октановым числом.

0 100

Гептан (С 7 Н 16 ) изооктан (С 8 Н 18 )

АИ-92: горючее имеет такую же детонационную устойчивость, как смесь 92% изооктана и 8% гептана.

Чем больше в бензине углеводородов

разветвленного и циклического строения,

тем выше его октановое число.


Риформинг бензина

Для повышения октанового числа используют риформинг низкосортных сортов бензина .

Для этого бензин нагревают в присутствии катализаторов. При этом углеводороды линейного строения изомеризуются, циклизируются и ароматизируются.


Добыча нефти

На земле В воде

Нефтяные качалки


Доставка нефти по воде

Нефтяной

супертанкер


Нефтяные

аварии

Нефтяной танкер и сухогруз

столкнулись у берегов

Малайзии

При авариях танкеров образуются нефтяные пятна на воде


Экологические последствия

Разлив нефти на Желтом море

Разлив нефти в Таиланде


Разливы нефти вызывают гибель микроорганизмов и других водных обитателей,

приводя к экологическим

катастрофам.


Методы очистки воды от

нефтепродуктов

  • Сжигание нефтепродуктов
  • Механический метод
  • Химический метод
  • Биологический метод

Утилизация отходов сжиганием

Это приводит к загрязнению атмосферы вредными продуктами сгорания нефти.


Механический метод

Нефть удаляется из воды путем её отстаивания и фильтрации с последующим её улавливанием специальными устройствами - нефтеловушками, отстойниками или вручную.

Такой способ очистки позволяет утилизировать до 65% нефтепродуктов.

К недостаткам данного метода

очистки можно отнести :

  • высокие расходы;
  • низкую эффективность очистки небольших

загрязнений, при которых нефть образует

тонкую пленку на поверхности.


Химический метод

Химический метод очистки состоит в том, что производится непосредственное внесение специальных химических соединений, которые, связываясь с нефтью, образуют прочные, легко отделяемые от среды загрязнения.

В качестве реагентов чаще всего используют поверхностно-активные вещества и водонефтяные эмульсии. Также используют специальные адсорбенты, например оксид алюминия. Такой способ очистки обеспечивает высокую степень удаления нефтепродуктов (до 95% ).

пляж в Тайланде


Биологический метод очистки воды от нефтепродуктов .

Этот метод является наиболее передовым в настоящее время. Он основан на использовании специальных микроорганизмов, использующих нефть в качестве основного источника питания. Существуют сотни видов микроорганизмов (грибы, дрожжи, бактерии), которые способны перерабатывать нефтепродукты. В результате чего остаются легко разлагающиеся

вещества и нетоксичные продукты

разложения нефти. Данный метод

позволяет достигнуть высокой

степени очистки воды.


ДАВАЙТЕ БЕРЕЧЬ

ПРИРОДУ!

Физические свойства
  • Нефть – это черная, а иногда темно – коричневая или бурая густая маслянистая жидкость со своеобразным запахом, нерастворима в воде. Плотность ее меньше воды.
Проборы для анализа нефти и нефтепродуктов
  • 2 этап. Открытие нового знания
Ректификация – это физический способ разделения смеси компонентов, основанный на различии их температур кипения
  • Ректификация – это физический способ разделения смеси компонентов, основанный на различии их температур кипения
Переработка нефти или ректификация Самостоятельная работа
  • Инструкция:
  • 1. Прочитайте текст учебника.
  • 2. Рассмотрите образцы нефтепродуктов из
  • коллекции.
  • 3. Выпишите названия продуктов,
  • получаемых из нефти.
  • 4. Ответьте на вопрос: почему Д.И.
  • Менделеев писал: «Нефть – не топливо,
  • топить можно и ассигнациями?» Ответ:
  • нефть является ценным сырьем для
  • производства многих органических
  • веществ.
Крекинг – это процесс термического или каталитического расщепления молекул тяжелых углеводородов на вещества с меньшим числом углеводородных атомов в молекуле.
  • Крекинг – это процесс термического или каталитического расщепления молекул тяжелых углеводородов на вещества с меньшим числом углеводородных атомов в молекуле.
Резервуары для хранения и перевозки нефти Закрепление
  • 1. При каких условиях осуществляется:
  • а) термический крекинг; б) каталитический крекинг.
  • 2. Какие углеводороды образуются в результате крекинга?
  • 3. Какой крекинг является более прогрессивным? (каталитический)
  • 4. Из нефти и продуктов ее крекинга можно извлечь достаточно большое количество гексана. Напишите уравнения для предложенной ниже схемы превращений гексана, назовите полученные продукты и предложите способы их применения.
  • Загрязнение окружающей среды
Природоохранительные меры
  • - совершенствование способов и технологии добычи, хранения, транспортировка нефти;
  • - уменьшение количества аварий на морских платформах, увеличения безопасности судоходства;
  • - необходимо удалять из нефтепродуктов серу и азот, чтобы при сжигании топлива в атмосферу не попадали их оксиды.
Способы очистки от нефтяных пятен
  • 1. Самоликвидация.
  • 2. Химическое рассеивание.
  • 3. Поглощение.
  • 4. Ограждение.
  • 5. Биологический.
1. Самоликвидация - этот метод применяют в том случае, если нефть разлита далеко от берегов и пятно небольшое (в этом случае пятно лучше совсем не трогать). Постепенно оно растворится в воде и частично испарится. Иногда нефть не исчезает и через несколько лет, мелкие пятна достигают побережья в виде кусочков скользкой смолы.
  • 1. Самоликвидация - этот метод применяют в том случае, если нефть разлита далеко от берегов и пятно небольшое (в этом случае пятно лучше совсем не трогать). Постепенно оно растворится в воде и частично испарится. Иногда нефть не исчезает и через несколько лет, мелкие пятна достигают побережья в виде кусочков скользкой смолы.
2. Химическое рассеивание. Существуют химические препараты для ликвидации нефтяных пятен.
  • 2. Химическое рассеивание. Существуют химические препараты для ликвидации нефтяных пятен.
  • Диспергенты - это вещества, которые разбивают нефтяной слой на мельчайшие капельки, не смешивающиеся друг с другом. Применяют для активизации естественного рассеивания нефти.
  • 3. Поглощение. Всем вам известны солома и торф. Они поглощают нефть, после чего их можно аккуратно собрать и вывезти с последующим уничтожением. Этот метод годится лишь в условиях штиля и только для небольших пятен. Способ весьма популярен в последнее время из-за своей дешевизны и высокой эффективности. Существуют и другие сорбенты - вещества, впитывающие нефть и позволяющие затем удалить ее с поверхности воды.
4. Ограждение и последующее механическое удаление нефти. Если нефтяное пятно окружить плавающими заграждениями, оно не будет увеличиваться в размерах. Такие заграждения можно даже передвигать в удобное для ликвидации нефти место. Затем специальное судно откачивает нефть насосами. Но эту откачанную нефть использовать как топливо нельзя, кроме того, этот метод применяется только при спокойной погоде, т. е. когда на море нет волн. А если авария произошла в полярных водах, нефть становится вязкой, что влечет за собой некоторые трудности.
  • 4. Ограждение и последующее механическое удаление нефти. Если нефтяное пятно окружить плавающими заграждениями, оно не будет увеличиваться в размерах. Такие заграждения можно даже передвигать в удобное для ликвидации нефти место. Затем специальное судно откачивает нефть насосами. Но эту откачанную нефть использовать как топливо нельзя, кроме того, этот метод применяется только при спокойной погоде, т. е. когда на море нет волн. А если авария произошла в полярных водах, нефть становится вязкой, что влечет за собой некоторые трудности.
5. Биологический (биоремедитация). Технология, в основе которой лежит использование микроорганизмов, способных окислять углеводороды.
  • 5. Биологический (биоремедитация). Технология, в основе которой лежит использование микроорганизмов, способных окислять углеводороды.
  • 3 этап. Подведение итогов работы
Домашнее задание
  • 1. Выберите проблему и постарайтесь найти способы решения этой проблемы.
  • 2. Напишите письмо жителям планеты земля, обратившись к ним за помощью в предотвращении экологической катастрофы, которая нависла над биосферой в результате извлечения, переработки и использования природных источников углеводородов.
  • Пора бы человечеству понять,
  • Богатства у природы отбирая,
  • Что землю надо тоже охранять,
  • Она, как мы, такая же
  • живая.

Физико-химическая очистка производится с помощью растворителей, избирательно удаляющих нежелательные компоненты из очищаемого продукта. Неполярные растворители (пропан и бутан) используются для удаления из остатков переработки нефти (гудронов), ароматических углеводородов (процесс деасфальтации). Полярные растворители (фенол и др.) применяются для удаления полициклических ароматических углеродов с короткими боковыми цепями, сернистых и азотистых соединений из масляных дистиллятов. Физико-химическая очистка производится с помощью растворителей, избирательно удаляющих нежелательные компоненты из очищаемого продукта. Неполярные растворители (пропан и бутан) используются для удаления из остатков переработки нефти (гудронов), ароматических углеводородов (процесс деасфальтации). Полярные растворители (фенол и др.) применяются для удаления полициклических ароматических углеродов с короткими боковыми цепями, сернистых и азотистых соединений из масляных дистиллятов. При адсорбционной очистке из нефтепродуктов удаляются непредельные углеводороды, смолы, кислоты и др. Каталитическая очистка – гидрогенизация в мягких условиях, применяемая для удаления сернистых и азотистых соединений.