Природные источники углеводородов (природный и попутный нефтянойгазы, нефть и каменный уголь), их переработка и применение.

Природные источники углеводородов (природный и попутный нефтянойгазы, нефть и каменный уголь), их переработка и применение.

I.Природный газ – это смесь газообразных углеводородов с незначи-тельными примесями других газов.

Попутный нефтяной газ находится в природе над нефтью или растворён в ней под давлением.

Сравнительная характеристика природного и попутного нефтяного газов

Природный газ (содержит по объёму)

Попутный нефтяной газ

 

СН₄ - 80-97%

С₂Н₆ - 0,4-4%

С₃Н₈ - 0,2-1,5%

С₄Н₁₀ - 0,1-1%

С₅Н₁₂ - 0-1%

N₂ ,СО₂ - 2-13%

 

СН₄ - 30%

С₂Н₆ - 7,5%

С₃Н₈ - 21,5%

С₄Н₁₀ - 20,4%

С₅Н₁₂ - 19,8%

N₂ , СО₂, инертных газов - нет

 

 

Использование природного газа.

1. В качестве горючего. Теплота сгорания значительно выше жидких и твёрдых видов топлива. При сжигании он не оставляет золы, продукты сгорания более чистые в экологическом отношении.

Широко используется в тепловых электростанциях, в заводских котельных установках, в различных промышленных печах: доменных, мартеновских.

В домашнем хозяйстве.

В автотранспорте, что позволяет экономить бензин, снижать износ двигателя и благодаря более полному сгоранию сохранять чистоту воздуха.

2. Источник сырья для химической промышленности.

Смотреть: применение метана и других алканов.

Использование попутного нефтяного газа.

Ценное химическое сырьё для производства этена (этилена), пропена (пропилена), бутена и бутадиена как основа для органического синтеза полимер-ных материалов и растворителей.

 

III.  Нефть это сложная смесь преимущественно жидких углеводородов (алканов, начиная с С₅Н₁₂ ; алкены и алкадиены, циклоалканов, ароматических углеводородов).

Нефти различных месторождений имеют различный количественный состав

углеводородов, а значит, и несколько различные физические свойства:

- это маслянистая жидкость от почти бесцветного, светло-бурого, бурозеленеватого до чёрного цвета с характерным запахом;

- температура кипения непостоянная;

- плотность (750-1000 кг/м³), немного легче воды и в ней нерастворима;

- теплота сгорания (низшая Q= 41900 кДж/кг);

- температура замерзания от + 20⁰С до –80⁰С.

Нефтехимия.

Это специальная отрасль нефтеперерабатывающей промышленности, где

путем химической переработки углеводородов нефти и газа получают многочисленные органические вещества, необходимые народному хозяйству.

Каждый компонент нефти сохраняет в смеси свои индивидуальные свойства,

что позволяет разделить её на составляющие.

Для этого нефть очищают от примесей и подвергают фракционной перегонке, или ректификации(физический способ разделения смеси компонентов, на основе различия их температур кипения).

Рассмотреть устройство ректификационной колонны. Рисунок–схема в учебнике.

Перечислить основные фракции нефти.

Крекинг и его виды. Самостоятельно раскрыть вопрос по учебнику.

Нефтепродукты используются не только как топливо, но и для других целей: в медицине, косметологии, микробиологии и прочее.

Пиролиз – разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре

В своё время Д.И.Менделеев сказал: «Нефть не топливо, топить можно и

ассигнациями».

 

IV. Бензин.

Наиболее ценная фракция перегонки нефти – это бензин, который применяется как топливо для автомобильных и авиационных двигателей внутреннего сгорания. Качество бензина определяется его детонационной стойкостью, т.е. способностью выдерживать при высоких температурах сильное сжатие в цилиндре двигателя без самопроизвольного возгорания. Способность алканов к детонации (преждевременному воспламенению) зависит от их строения. Так, алканы разветвлённого и циклического строения способны выдерживать более высокую степень сжатия по сравнению с линейными молекулами.

Качество бензина выражается октановым числом. За начало отсчёта в октановой шкале принята детонационная устойчивость н-гептана (октановое число 0), а за 100 – октановое число изооктана (разветвлённые молекулы С₈Н₁₈).

Марка бензина АИ-92 показывает, что данное горючее состоит из 92% изооктана и 8% н-гептана.

Найдите в тесте способ повышения октанового числа бензина.

 

V. Переработка каменного угля (самостоятельно по учебнику).

Пиролиз (коксование).

Продукты пиролиза.

 

Вопросы по теме:

1. Почему нельзя одной формулой выразить состав газа?

2. Почему у нефти нет определённой температуры кипения?

3. В чём сходство и различие между перегонкой нефти и крекинг-процессом?

4. Чем отличается термический крекинг от каталитического?

5. Как практически можно отличить крекинг-бензин от бензина прямой перегонки?

6. Найдите в тексте способ повышения октанового числа бензина.