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

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.

1 слайд

2 слайд

Углеводороды. Углеводороды - органические соединения, молекулы которых состоят из углерода и водорода. Углеводороды являются основным компонентом большинства нефти и горючих газов. В зависимости от строения различают ациклические и циклические углеводороды. По характеру связи между углеродными атомами углеводороды делятся на: - насыщенные (предельные), содержащие только простые связи; - ненасыщенные, содержащие кратные двойные и тройные связи; - ароматические, содержащие циклы, в которых атомы углерода соединены особыми ароматическими связями.

3 слайд

Нефть. Нефть - горючая маслянистая жидкость, относящаяся к группе горных осадочных пород наряду с песками, глинами и известняками; отличается исключительно высокой теплотворностью: при горении выделяет значительно больше тепловой энергии, чем другие горючие смеси. Происхождение нефти и природного газа идет из остатков древних растений и животных, отложившихся на морском дне. Основными факторами, от которых зависит плотность сырой нефти, является температура и давление при её образовании

4 слайд

В большей части осадочных бассейнов нефть становится легче с увеличением глубины. Более старые горные породы, глубоко залегающие пласты характеризуются высокими величинами плотности, а более молодые - низкими. По плотности определяют ценность нефти. История добычи нефти исчисляется с 6-го тысячелетия до н.э. Наиболее древние промыслы известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычу-ань. Первый способ добычи - это сбор нефти с поверхности водоемов, который до нашей эры применялся в Мидии, Вавилонии и Сирии.

5 слайд

6 слайд

Добыча нефти Добыча нефти происходит посредством буровых скважин, закрепленных стальными трубами высокого давления. Для добычи и подъема нефти и сопутствующих ей газа и воды на поверхность скважина имеет герметичную систему подъемных труб, механизмов и арматуры, рассчитанную на работу с давлениями, соизмеримыми с пластовыми. Добыче нефти при помощи буровых скважин предшествовали примитивные способы: сбор ее на поверхности водоемов, обработка песчаника или известняка, пропитанного нефтью, посредством колодцев. Добыча нефти из колодцев производилась в Киссии, древней области между Ассирией и Мидией в 5 веке до нашей эры при помощи коромысла, к которому привязывалось кожаное ведро

7 слайд

8 слайд

История происхождения нефти. Нефть известна человечеству с древнейших времён. Раскопками на берегу Евфрата установлено существование нефтяного промысла за 6000-4000 лет до н. э. В то время её применяли в качестве топлива, а нефтяные битумы - в строительном и дорожном деле. Нефть известна была и Древнему Египту, где она использовалась для бальзамирования покойников. Плутарх и Диоскорид упоминают о нефти, как о топливе, применявшемся в Древней Греции.

9 слайд

Около 2000 лет назад было известно о её залежах в Сураханах около Баку. К 16 в. относится сообщение о «горючей воде - густе», привезённой с Ухты в Москву при Борисе Годунове. Несмотря на то, что, начиная с 18 в., предпринимались отдельные попытки очищать нефть, всё же она использовалась почти до 2-й половины 19 в. в основном в натуральном виде.

10 слайд

На нефть было обращено большое внимание только после того, как было доказано в России заводской практикой братьев Дубининых (с 1823), а в Америке химиком Б. Силлиманом (1855), что из неё можно выделить керосин - осветительное масло, подобное фотогену, получившему уже широкое распространение и вырабатывавшемуся из некоторых видов каменных углей и сланцев. Этому способствовал возникший в середине 19 в. способ добычи нефти с помощью буровых скважин вместо колодцев.

11 слайд

Общие сведения Нефть образуется вместе с газообразными углеводородами обычно на глубине более 1,2-2 км; залегает на глубинах от десятков метров до 5-6 км. Однако на глубинах св. 4,5-5 км преобладают газовые и газоконденсатные залежи с незначительным количеством лёгких фракций. Максимальное число залежей нефти располагается на глубине 1-3 км. Вблизи земной поверхности нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый асфальт и др. - например, битуминозные пески и битумы.

12 слайд

Состав нефти В составе нефти выделяют углеводородную, асфальтосмолистую и зольную составные части. Также в составе нефти выделяют порфирины и серу. Углеводороды, содержащиеся в нефти, подразделяют на три основные группы: метановые, нафтеновые и ароматические. Метановые (парафиновые) углеводороды химически наиболее устойчивы, а ароматические - наименее устойчивы (в них минимальное содержание водорода). При этом ароматические углеводороды являются наиболее токсичными компонентами нефти. Асфальтосмолистая составная нефти частично растворима в бензине: растворяемая часть - это асфальтены, нерастворяемая - смолы. В смолах содержание кислорода достигает 93% от его общего количества в составе нефти.

13 слайд

Порфирины - это азотистые соединения органического происхождения, они разрушаются при температуре 200-250°С. Сера присутствует в составе нефти либо в свободном состоянии, либо в виде соединений сероводородов и меркаптанов. Сера является наиболее широко распространённой коррозийной примесью, которую нужно удалять на нефтеперебатывающем заводе. Поэтому цена на нефть с высоким содержанием серы оказывается на много ниже, чем на низкосернистую нефть. Зольная часть состава нефти - это остаток, получаемый при ее сжигании, состоящий из различных минеральных соединений

Презентация по дисциплине «Химия» по теме: «Нефть, состав и свойства. Переработка нефти. Нефтепродукты, их применение.» студентки гр. 1ГК-5С ГБОУ СПО КГИС N1 Чистовой Елены Преподаватель: Гудкова Е.С гг

Состав нефти Нефть представляет собой смесь около 1000 индивидуальных веществ, из которых большая часть – жидкие углеводороды и гетероатомные органические соединения, остальные компоненты – растворенные углеводородные газы, вода, минеральные соли, растворы солей органических кислот и другие механические примеси (частицы глины, песка, известняка). Состав нефти нельзя выразить одной формулой т.к. нефть имеет различный состав в зависимости от месторождения.

Из нефти выделяют разнообразные продукты. В начале из нее удаляют растворенные газообразные углеводороды (преимущественно метан). После отгонки летучих углеводородов нефть нагревают. Первыми переходят в газообразное состояние и отгоняются углеводороды с небольшим числом атомов углерода в молекуле, имеющие низкую температуру кипения. С повышением температуры перегоняются углеводороды с более высокой температурой кипения. Таким образом, можно собрать отдельные смеси (фракции) нефти.

5) Остаток после перегонки нефти – мазут (мазут также разделяют на фракции: соляровые масла – дизельное топливо, смазочные масла, вазелин). Из некоторых сортов нефти получают парафин. После отгонки остается гудрон (его широко применяют в дорожном строительстве).

Крекинг нефти Выход бензина из нефти можно значительно увеличить (до 70%) путем расщепления углеводородов с длинной цепью на углеводороды с меньшей относительной молекулярной массой. Такой процесс называют крекингом (от англ. to crack – расщеплять). Установка термического крекинга В.Г.Шухова, Баку, СССР, 1934

Различают два основных вида крекинга: термический и каталитический. Термический крекинг – расщепление молекул углеводородов, протекающие при высоких температурах. Каталитический крекинг – расщепление молекул углеводородов в присутствии катализаторов и при более низких температурах.

Нефть и экология Нефть и нефтепродукты являются наиболее распространенными загрязняющими веществами в окружающей среде. Основными источниками загрязнения нефтью являются: работы при обычных транспортных перевозках нефти, аварии при транспортировке и добычи нефти, промышленные и бытовые стоки.

По предположениям геологов, к 2034 году иссякнут все имеющиеся в нашем распоряжении запасы нефти, если скорость её потребления сохранится таковой, какова она сейчас. Именно поэтому значение природного газа, попутных газов нефти и продуктов её переработки, а также каменного угля неуклонно растет с каждым днем для осуществления важнейших промышленных синтезов.

Природные источники углеводородов

ископаемые

угли

природный газ

попутный газ

нефть

биогаз

древесина

сланцы

Состав нефти

Нефть - это

различных углеводородов

Основные компоненты

Примеси

алканы

смолы

циклоалканы

асфальты

арены

кислород-

азот-

Сущность нефтеперерабатывающего производства

Процесс переработки нефти можно разделить на 3 основных этапа:

1. Первичная переработка - разделение нефтяного сырья на фракции, различающиеся по интервалам температур кипения;

2. Вторичная переработка - переработка полученных фракций путем химических превращений содержащихся в них углеводородов и выработка компонентов товарных нефтепродуктов;

3. Товарное производство - смешение компонентов с вовлечением, при необходимости, различных присадок, с получением товарных нефтепродуктов с заданными показателями качества

Первичная переработка нефти

Ректификация – разделение смесей,

основанное на неоднократном испарении жидкостей

и конденсации паров.

При атмосферной перегонке нефть разделяется на фракции:

• Бензин (С 5 Н 12 – С 11 Н 24) автомобильное и авиационное топливо
• Лигроин (С 8 Н 18 – С 14 Н 30) горючее для тракторов
• Керосин (С 12 Н 26 – С 18 Н 38) топливо для реактивных двигателей
• Газойль (С 18 Н 38 – С 24 Н 50) дизельное топливо
• Мазут (С 20 Н 42 – С 40 Н 82) топливо для котельных

При атмосферной перегонке нефти выход бензина всего 20%

Поэтому мазут подвергается перегонке под низким давлением.

Продукты вакуумной перегонки:

• Соляровое масло, дизельное топливо
• Смазочные масла (веретенное, для смазки -цилиндровое, трансформаторное, машинное и т.д.)
• Парафин - изготовление свечей, как изолятор, для пропитки карандашей и спичек, в медицине (парафинотерапия)
• Вазелин - косметика, медицина
• Гудрон (асфальт) - покрытие дорог

Риформинг нефти

Риформинг (от англ. Reforming – переделывать, улучшать) - изменение структуры молекул или их объединение в более крупные.

Так низкокачественные бензиновые фракции превращаются в высококачественные. Также получают сырье для нефтехимической промышленности (90% всех органических соединений)

Октановое число бензина

Качество бензина определяется его детонационной устойчивостью, т. е. способностью выдерживать при высоких температурах сильное сжатие в цилиндре двигателя без самопроизвольного возгорания

В двигателях внутреннего сгорания воспламенение горючего происходит от запальной свечи, дающей искру в момент наибольшего сжатия поршнем смеси газов (рис. 30). Однако при сжатии смеси паров бензина и воздуха углеводороды нормального строения образуют вещества, вызывающие преждевременное воспламенение, что приводит к быстрому износу двигателя. Это явление называют детонацией

Цетановое число дизельного топлива

В отличие от двигателя внутреннего сгорания, в дизельных двигателях отсутствует свеча зажигания, так как смесь дизельного топлива с воздухом воспламеняется только в результате сжатия

Цетановое число - характеристика воспламеняемости дизельного топлива, определяющая период задержки горения рабочей смеси (т.е. свежего заряда) (промежуток времени от впрыска топлива в цилиндр до начала его горения). Оптимальную работу стандартных двигателей обеспечивают дизельные

топлива с цетановым числом 40-55

«Сжигать нефть, все равно, что топить печку ассигнациями.» Менделеев Дмитрий Иванович

• http:// oils.himdetail.ru/oil.php
• http:// www.ngfr.ru/ngd.html?neft21
• http:// base.safework.ru/iloenc?doc&nd=857200393&nh=1&spack=000loglength=0