Нефть её свойства. Продукты переработки нефти. Термические и каталитические процессы в переработке нефти

Цели урока:

Усвоение учащимися свойства нефти и нефтепродуктов. Усвоение взаимосвязи состава, строения, свойства применение нефтепродуктов. Изучение сущности прямой перегонки нефти, термического и каталитического крекинга нефтепродуктов.

Развитие умений выделять существенные признаки и свойства объектов, классифицировать факты, делать выводы.

Развитие познавательного интереса, умения действовать самостоятельно, воспитание культуры умственного труда. Формировать гражданскую позицию, воспитывать любовь к родной земле и ее труженикам.

Оборудование: образцы нефти и нефтепродуктов, коллекция «нефть», выставки книг, рефераты о нефти и нефтепродуктах, карта «Полезные ископаемые Республики Татарстан»

Ход урока

Учитель. Нефть  и нефтяное дело имеют многовековую историю. Знакомство человека с удивительно замечательной жидкостью произошло несколько тысяч лет до нашей эры. При раскопках городов поселений древнего Египта были найдены светильники, в которых содержались остатки высохшего нефтебитума. Археологические исследования, проведенные на берегах Евфрата, позволили установить, что в этих местах уже 6-8 тысяч лет назад находились примитивные нефтяные промыслы. В Европе асфальт, продукт окисления нефти, был известен примерно 4-5 тысяч лет назад. Нефть с древнейших времен известна Кавказе.

 Ребята, мы живем в нефтяном регионе, что вы знаете о ней? (Сообщение ученика)

Ученик. Судьба нефти Татарстана не была легкой. Его недра долго хранила тайну своих богатств и неохотно расставались с ним после их открытия. Триста лет велись поиски нефти на территории нашей республики; надежды и разочарования, научные дискуссии и борьба взглядов. А, в конечном счете, пророческими оказались слова выдающего геолога-нефтяника Ивана Михайловича Губкина о перспективах Татарстана и Урала-Поволжья в целом. В августе 1943г, сохранился рапорт: «Коллектив Шугуровской нефтеразведки Татарского геологоразведочного треста в дни Великой Отечественной войны в решающий период борьбы с германскими захватчиками… с большим воодушевлением рапортует… об открытии в шугуровском районе месторождения нефти промышленного значения.»

 Год 1948. Из скважины №3 у деревни Темяшево ударил мощный фонтан нефти, возвестивший об открытии уникального, самого крупного в то время в мире нефтяного месторождения.

Это было начало большой нефти Татарстана. В настоящее время «Татнефть» разрабатывает десятки месторождений в Альметьевском, В Азнакаевском, Лениногорском, Бугульминском, Нурлатском, Менделеевском, Елабужском районах и за пределами Татарстана (работа по карте). За чуть более полвека разработки месторождения извлечено из недр Татарстана более 3 млрд. тонн нефти.

Учитель. Это результат самоотверженного труда разных профессий: геологов, бурильщиков, операторов, лаборантов и др., обычно которых мы называем нефтяниками.

Ребята, у кого из вас профессия родителей связана с нефтью?

Ответы учащихся.

Учитель: Итак, что же такое нефть? Из чего она состоит? Нефть – маслянистая жидкость с характерны специфическим  запахом, от светло-бурого до черного цвета. Представляет собой смесь различных углеводородов с примесями других веществ. Нефти бывают метановые, нафтеновые, ароматические, смешанные и др.

Нефть – смесь углеводородов (алканов, циклоалканов, ароматических) с другими органическими веществами. Она не имеет постоянной температуры кипения, так как являются смесью углеводородов. Нерастворима в воде, но легко растворяется в бензине, в бензоле, Нефть хорошо растворяет йод, серу и ее соединения, воздух, СО_2, СО, Н₂S. Нефть при охлаждении застывает. Температура застывания зависит от содержания в нефти парафина. Легко застывающая добывается тяжело, плохо транспортируется и хранится. Все нефти Татарстана, независимо от возраста и условий их залегания, могут быть объединены на основе общих специфических свойств: резко выраженного смолистого, сернистого и парафиного характера. Различия и физических свойств обуславливается внутренним строением нефти.

 Учитель: Из чего состоит нефть? В состав нефти входит более 150 различных углеводородов в разном количественном соотношении. Вот почему нефть является источником углеводородов. Она – смесь жидких углеводородов, поэтому нефть не имеет формулу. На сегодняшний день известно около 27600 месторождений нефти, значит, существует 27600 видов. В состав нефти входит вода, минеральные соли, 0,8- содержащие органические вещества, глина, песок.

Учитель: Для получения из нефти технически ценных продуктов её перерабатывают. Осуществляют перегонку в современных установках. Перегонка нефти осуществляется в установке, которая состоит из трубчатой печи, ректификационной колонны и холодильника. В печи нефть нагревается до 350⁰С. Нефть кипит, и ее большая часть превращается в пар, которой по подземному трудоустройству попадает в ректификационную колонну. Ректификационная колонна представляет собой огромное цилиндрической формы сооружение высотой 40м, диаметром 3-4м, похожее на башню. Внутреннее устройство ректификационной колонны исключительно простое и чрезвычайно остроумное. По всей высоте она разделена горизонтальными перегородками так называемыми тарелками. В середине тарелок отверстие как в чудо-печке. Самое замечательное в колонне – это способность разделить углеводороды на группы, одновременно переводя из парообразного состояния в жидкое.

 Разделение нефти на фракции происходит в колонне следующим порядком. Самые тяжелые составные части нефти, которые не испарились при 325⁰С, остаются внизу колонны, образуя фракцию мазута. В нижней тарелке накапливается тяжелая маслянистая жидкость газойль – дизельное топливо. Более легкие пары проникают выше и постепенно оседают и собираются в тарелках. Таким образом, каждый вид нефтепродуктов – мазут, газойль, керосин, лигроин, бензин находит в ректификационной колонне свою тарелку. Такое разделение нефти на отдельные фракции основано на том, что нефть – это смесь различных углеводородов с разной температурой кипения. Это физический метод переработки нефти.

Каждая фракция имеет большое значение, но более подробно остановимся на бензине и послушаем сообщение ( ученика)

Ученик: Бензин используют как авиационное, автомобильное топливо. Качество бензина определяется стойкостью к детонации. Под детонацией понимают взрывное горение бензина при сажании, что недопустимо. Детонацию в основном вызывают углеводороды нормального строения. Разветвленные, непредельные, ароматические углеводороды снижают вероятность детонации. Детонация стойкость характеризуют октановым числом. Детонационная стойкость бензина повышают, добавляя антидетонаторы, например тетраэтилсвинца. Однако он очень ядовит и сильно загрязняет атмосферу. Для увеличения октанового числа проводят ароматизацию-риформинг бензинов в присутствии платинового катализатора. Ароматические углеводороды значительно повышают октановое число, А-72, А-76, АИ -91, АИ-93, АИ-95, АИ-98 – автомобильные бензины, выпускаемые отечественной промышленностью. «И» означает, что октановое число определено исследовательским методом.

Учитель: При прямой перегонке нефти выход бензина составляет всего от 5 до 25%. А как удовлетворить потребность в бензине, если каждая третья семья в Альметьевске и по району имеет транспортное средство, работающее на бензине? Чтобы не допускать «бензинового голода» ученые нашли, вернее, переоткрыли способ разлагать тяжелый мазут и превращать его в летучий бензин.

   Способ превращения тяжелого бурого мазута в светлый бензин был открыт в 1891 году Владимиром Григорьевичем Шуховым. Это замечательное изобретение получило название крекинга, что значит от английского «расщепление». Суть этого процесса состоит в том, что из более крупных молекул углеводородов нефти получить более мелкие молекулы углеводородов, отвечающие составу бензина.

Различают термический и каталитический крекинг, но оба являются химической переработкой нефти.

Термический крекинг – расщепление углеводородов производится при высокой температуре (470-550 ° C ) и повышенном давлении. Образуется много непредельных углеводородов. Полученный бензин устойчив к детонации, но неустойчив при хранении.

Каталитический крекинг – расщепление углеводородов производится в присутствии катализаторов алюминосиликатов. Процесс протекает быстро, образуется меньше непредельных углеводородов. Бензин неустойчив к детонации, более устойчив при хранении.

 Кроме крекинг – бензина в процессе крекинга поучают удивительное многообразие веществ, имеющие большое значение. Еще Д.И.Менделлев ясно понимал, каким прекрасным материалом для различных химических производств является нефть и нефтепродукты, и бросил свою знаменитую фразу: «Нефть не топливо. Топить можно и ассигнациями». Он этим подчеркнул значимость нефти. Более 80% всей добытой нефти в мире используют для получения топлива. Но запасы нефти не бесконечны. Ученые ищут разные способы получения топлива.

Учитель: Значение нефти. Нефть бесценный дар природы. Роль и значение нефти в нашей жизни огромны. Именно поэтому ее называют «черным золотом», «жидким золотом». С отдаленных времен люди применяли нефть и в лечебных целях, и в строительстве. Известно, что египтяне употребляли нефть при изготовлении особых составов для бальзамирования трупов.

 В наши дни нефть – богатейшее сырье для химической промышленности. Еще из нефти на заводах получают парафин для свечного и спичечного производства, вазелин, бензол и толуол для производства взрывчатых веществ, гудрон для пропитки шпал и изготовления изоляции электрических кабелей, нефтяной кокс для отопления, короче, около пяти тысяч различных видов продуктов, используемых в промышленности, в быту. Не будет преувеличения, если скажем, что современная цивилизация основана на нефти:

 Ученик:  (прочитает стих)

     ….Нефть, нефть, нефть –черное ты злато,

         Коль с тобой поладим, заживем богато,

         Много ты умеешь, ты сердца волнуешь,

        Ты людей согреешь, ты людей обуешь.

        Видно, от природы сильно ты природы:

        Двигаешь машины, фабрики, заводы.

        В сердце полыхала яркая зарница,

       Ты поля вспахала, где растет пшеница

       Наши души греешь и горишь ты жарко

       Ты весь день чернеешь, ночью светишь ярко,

       Ты в стихах воспета, как же не гордиться!

       Дай своим поэтам песней насладиться,

       Далеко всем виден монумент фонтана-

       Честь хорошим людям, слава Татарстану!

                (Н.Мельников «Ода нефти»)

А теперь посмотрим фильм «Альметьевск – столица нефтяного края»

Заключительное слово учителя.  На этом наш урок завершен.

 Домашняя задания страница 67-69  читать.

«Нефть её свойства. Продукты переработки нефти. Термические и каталитические процессы в переработке нефти»

Цели урока:

Усвоение учащимися свойства нефти и нефтепродуктов. Усвоение взаимосвязи состава, строения, свойства применение нефтепродуктов. Изучение сущности прямой перегонки нефти, термического и каталитического крекинга нефтепродуктов.

Развитие умений выделять существенные признаки и свойства объектов, классифицировать факты, делать выводы.

Развитие познавательного интереса, умения действовать самостоятельно, воспитание культуры умственного труда. Формировать гражданскую позицию, воспитывать любовь к родной земле и ее труженикам.

Оборудование: образцы нефти и нефтепродуктов, коллекция «нефть», выставки книг, рефераты о нефти и нефтепродуктах, карта «Полезные ископаемые Республики Татарстан»

План урока по теме:

1.История нефти.

2.Физические свойства нефти.

3.Состав нефти.

4. Переработка нефти. Нефтепродукты и их значение

5. Значение нефти.

Учитель. Нефть и нефтяное дело имеют многовековую историю. Знакомство человека с удивительно замечательной жидкостью произошло несколько тысяч лет до нашей эры. При раскопках городов поселений древнего Египта были найдены светильники, в которых содержались остатки высохшего нефтебитума. Археологические исследования, проведенные на берегах Евфрата, позволили установить, что в этих местах уже 6-8 тысяч лет назад находились примитивные нефтяные промыслы. В Европе асфальт, продукт окисления нефти, был известен примерно 4-5 тысяч лет назад. Нефть с древнейших времен известна Кавказе.

Ребята, мы живем в нефтяном регионе, что вы знаете о ней? (Сообщение ученика)

Ученик. Судьба нефти Татарстана не была легкой. Его недра долго хранила тайну своих богатств и неохотно расставались с ним после их открытия. Триста лет велись поиски нефти на территории нашей республики; надежды и разочарования, научные дискуссии и борьба взглядов. А, в конечном счете, пророческими оказались слова выдающего геолога-нефтяника Ивана Михайловича Губкина о перспективах Татарстана и Урала-Поволжья в целом. В августе 1943г, сохранился рапорт: «Коллектив Шугуровской нефтеразведки Татарского геологоразведочного треста в дни Великой Отечественной войны в решающий период борьбы с германскими захватчиками… с большим воодушевлением рапортует… об открытии в шугуровском районе месторождения нефти промышленного значения.»

Год 1948. Из скважины №3 у деревни Темяшево ударил мощный фонтан нефти, возвестивший об открытии уникального, самого крупного в то время в мире нефтяного месторождения.

Это было начало большой нефти Татарстана. В настоящее время «Татнефть» разрабатывает десятки месторождений в Альметьевском, В Азнакаевском, Лениногорском, Бугульминском, Нурлатском, Менделеевском, Елабужском районах и за пределами Татарстана (работа по карте). За чуть более полвека разработки месторождения извлечено из недр Татарстана более 3 млрд. тонн нефти.

Учитель. Это результат самоотверженного труда разных профессий: геологов, бурильщиков, операторов, лаборантов и др., обычно которых мы называем нефтяниками.

Ребята, у кого из вас профессия родителей связана с нефтью?

Ответы учащихся.

Учитель: Итак, что же такое нефть? Из чего она состоит? Нефть – маслянистая жидкость с характерны специфическим запахом, от светло-бурого до черного цвета. Представляет собой смесь различных углеводородов с примесями других веществ. Нефти бывают метановые, нафтеновые, ароматические, смешанные и др.

Нефть – смесь углеводородов (алканов, циклоалканов, ароматических) с другими органическими веществами. Она не имеет постоянной температуры кипения, так как являются смесью углеводородов. Нерастворима в воде, но легко растворяется в бензине, в бензоле, Нефть хорошо растворяет йод, серу и ее соединения, воздух, СО_2, СО, Н₂S. Нефть при охлаждении застывает. Температура застывания зависит от содержания в нефти парафина. Легко застывающая добывается тяжело, плохо транспортируется и хранится. Все нефти Татарстана, независимо от возраста и условий их залегания, могут быть объединены на основе общих специфических свойств: резко выраженного смолистого, сернистого и парафиного характера. Различия и физических свойств обуславливается внутренним строением нефти.

Учитель: Из чего состоит нефть? В состав нефти входит более 150 различных углеводородов в разном количественном соотношении. Вот почему нефть является источником углеводородов. Она – смесь жидких углеводородов, поэтому нефть не имеет формулу. На сегодняшний день известно около 27600 месторождений нефти, значит, существует 27600 видов. В состав нефти входит вода, минеральные соли, 0,8- содержащие органические вещества, глина, песок.

Учитель: Для получения из нефти технически ценных продуктов её перерабатывают. Осуществляют перегонку в современных установках. Перегонка нефти осуществляется в установке, которая состоит из трубчатой печи, ректификационной колонны и холодильника. В печи нефть нагревается до 350⁰С. Нефть кипит, и ее большая часть превращается в пар, которой по подземному трудоустройству попадает в ректификационную колонну. Ректификационная колонна представляет собой огромное цилиндрической формы сооружение высотой 40м, диаметром 3-4м, похожее на башню. Внутреннее устройство ректификационной колонны исключительно простое и чрезвычайно остроумное. По всей высоте она разделена горизонтальными перегородками так называемыми тарелками. В середине тарелок отверстие как в чудо-печке. Самое замечательное в колонне – это способность разделить углеводороды на группы, одновременно переводя из парообразного состояния в жидкое.

Разделение нефти на фракции происходит в колонне следующим порядком. Самые тяжелые составные части нефти, которые не испарились при 325⁰С, остаются внизу колонны, образуя фракцию мазута. В нижней тарелке накапливается тяжелая маслянистая жидкость газойль – дизельное топливо. Более легкие пары проникают выше и постепенно оседают и собираются в тарелках. Таким образом, каждый вид нефтепродуктов – мазут, газойль, керосин, лигроин, бензин находит в ректификационной колонне свою тарелку. Такое разделение нефти на отдельные фракции основано на том, что нефть – это смесь различных углеводородов с разной температурой кипения. Это физический метод переработки нефти.

Каждая фракция имеет большое значение, но более подробно остановимся на бензине и послушаем сообщение ( ученика)

Ученик: Бензин используют как авиационное, автомобильное топливо. Качество бензина определяется стойкостью к детонации. Под детонацией понимают взрывное горение бензина при сажании, что недопустимо. Детонацию в основном вызывают углеводороды нормального строения. Разветвленные, непредельные, ароматические углеводороды снижают вероятность детонации. Детонация стойкость характеризуют октановым числом. Детонационная стойкость бензина повышают, добавляя антидетонаторы, например тетраэтилсвинца. Однако он очень ядовит и сильно загрязняет атмосферу. Для увеличения октанового числа проводят ароматизацию-риформинг бензинов в присутствии платинового катализатора. Ароматические углеводороды значительно повышают октановое число, А-72, А-76, АИ -91, АИ-93, АИ-95, АИ-98 – автомобильные бензины, выпускаемые отечественной промышленностью. «И» означает, что октановое число определено исследовательским методом.

Учитель: При прямой перегонке нефти выход бензина составляет всего от 5 до 25%. А как удовлетворить потребность в бензине, если каждая третья семья в Альметьевске и по району имеет транспортное средство, работающее на бензине? Чтобы не допускать «бензинового голода» ученые нашли, вернее, переоткрыли способ разлагать тяжелый мазут и превращать его в летучий бензин.

Способ превращения тяжелого бурого мазута в светлый бензин был открыт в 1891 году Владимиром Григорьевичем Шуховым. Это замечательное изобретение получило название крекинга, что значит от английского «расщепление». Суть этого процесса состоит в том, что из более крупных молекул углеводородов нефти получить более мелкие молекулы углеводородов, отвечающие составу бензина.

Различают термический и каталитический крекинг, но оба являются химической переработкой нефти.

Термический крекинг – расщепление углеводородов производится при высокой температуре (470-550 ° C ) и повышенном давлении. Образуется много непредельных углеводородов. Полученный бензин устойчив к детонации, но неустойчив при хранении.

Каталитический крекинг – расщепление углеводородов производится в присутствии катализаторов алюминосиликатов. Процесс протекает быстро, образуется меньше непредельных углеводородов. Бензин неустойчив к детонации, более устойчив при хранении.

Кроме крекинг – бензина в процессе крекинга поучают удивительное многообразие веществ, имеющие большое значение. Еще Д.И.Менделлев ясно понимал, каким прекрасным материалом для различных химических производств является нефть и нефтепродукты, и бросил свою знаменитую фразу: «Нефть не топливо. Топить можно и ассигнациями». Он этим подчеркнул значимость нефти. Более 80% всей добытой нефти в мире используют для получения топлива. Но запасы нефти не бесконечны. Ученые ищут разные способы получения топлива.

Учитель: Значение нефти. Нефть бесценный дар природы. Роль и значение нефти в нашей жизни огромны. Именно поэтому ее называют «черным золотом», «жидким золотом». С отдаленных времен люди применяли нефть и в лечебных целях, и в строительстве. Известно, что египтяне употребляли нефть при изготовлении особых составов для бальзамирования трупов.

В наши дни нефть – богатейшее сырье для химической промышленности. Еще из нефти на заводах получают парафин для свечного и спичечного производства, вазелин, бензол и толуол для производства взрывчатых веществ, гудрон для пропитки шпал и изготовления изоляции электрических кабелей, нефтяной кокс для отопления, короче, около пяти тысяч различных видов продуктов, используемых в промышленности, в быту. Не будет преувеличения, если скажем, что современная цивилизация основана на нефти:

Ученик: (прочитает стих)

….Нефть, нефть, нефть –черное ты злато,

Коль с тобой поладим, заживем богато,

Много ты умеешь, ты сердца волнуешь,

Ты людей согреешь, ты людей обуешь.

Видно, от природы сильно ты природы:

Двигаешь машины, фабрики, заводы.

В сердце полыхала яркая зарница,

Ты поля вспахала, где растет пшеница

Наши души греешь и горишь ты жарко

Ты весь день чернеешь, ночью светишь ярко,

Ты в стихах воспета, как же не гордиться!

Дай своим поэтам песней насладиться,

Далеко всем виден монумент фонтана-

Честь хорошим людям, слава Татарстану!

(Н.Мельников «Ода нефти»)

А теперь посмотрим фильм «Альметьевск – столица нефтяного края»

Заключительное слово учителя. На этом наш урок завершен.

Домашняя задания страница 67-69 читать