Poruka na temu: "Prirodni izvori ugljovodonika"

Pripremljeno

ugljovodonici

Ugljikovodici su spojevi koji se sastoje samo od atoma ugljika i vodika.

Ugljovodonici se dijele na ciklične (karbociklična jedinjenja) i aciklične.

Ciklična (karbociklička) jedinjenja nazivaju se spojevi koji uključuju jedan ili više ciklusa koji se sastoje samo od atoma ugljika (za razliku od heterocikličkih spojeva koji sadrže heteroatome - dušik, sumpor, kisik, itd.).

d.). Karbociklična jedinjenja se, pak, dijele na aromatična i nearomatska (aliciklična) jedinjenja.

Aciklični ugljovodonici uključuju organska jedinjenja čiji su ugljenični skelet molekula otvoreni lanci.

Ovi lanci mogu biti formirani jednostrukim vezama (CnH2n+2 alkani), sadrže jednu dvostruku vezu (CnH2n alkeni), dvije ili više dvostrukih veza (dieni ili polieni), jednu trostruku vezu (CnH2n-2 alkini).

Kao što znate, ugljični lanci su dio većine organskih tvari. Stoga je proučavanje ugljovodonika od posebne važnosti, jer su ova jedinjenja strukturna osnova drugih klasa organskih jedinjenja.

Osim toga, ugljikovodici, posebno alkani, glavni su prirodni izvori organskih spojeva i osnova najvažnijih industrijskih i laboratorijskih sinteza.

Ugljovodonici su najvažnija sirovina za hemijsku industriju. Zauzvrat, ugljovodonici su prilično rasprostranjeni u prirodi i mogu se izolovati iz različitih prirodnih izvora: nafte, prateće nafte i prirodnog gasa, uglja.

Razmotrimo ih detaljnije.

Ulje je prirodna složena mješavina ugljikovodika, uglavnom linearnih i razgranatih alkana, koja sadrži od 5 do 50 atoma ugljika u molekulima, sa drugim organskim tvarima.

Njegov sastav značajno zavisi od mesta proizvodnje (ležišta), može, pored alkana, da sadrži cikloalkane i aromatične ugljovodonike.

Gasovite i čvrste komponente ulja otopljene su u njegovim tekućim komponentama, što određuje njegovo agregatno stanje. Ulje je uljasta tečnost tamne (od smeđe do crne) boje karakterističnog mirisa, nerastvorljiva u vodi. Gustoća mu je manja od gustoće vode, pa se ulje, ulazeći u njega, širi po površini, sprječavajući otapanje kisika i drugih zračnih plinova u vodi.

Očigledno, ulaskom u prirodna vodna tijela, ulje uzrokuje smrt mikroorganizama i životinja, što dovodi do ekoloških katastrofa, pa čak i katastrofa. Postoje bakterije koje mogu koristiti komponente ulja kao hranu, pretvarajući ih u bezopasne proizvode svoje vitalne aktivnosti. Jasno je da je korištenje kultura ovih bakterija ekološki najsigurniji i najperspektivniji način suzbijanja zagađenja nafte u procesu njene proizvodnje, transporta i prerade.

U prirodi, nafta i pridruženi naftni gas, o čemu će biti reči u nastavku, ispunjavaju šupljine u unutrašnjosti Zemlje. Budući da je mješavina različitih tvari, ulje nema konstantnu tačku ključanja. Jasno je da svaka njegova komponenta zadržava svoja individualna fizička svojstva u smjesi, što omogućava razdvajanje ulja na njegove komponente. Da bi se to postiglo, pročišćava se od mehaničkih nečistoća, spojeva koji sadrže sumpor i podvrgava se takozvanoj frakcijskoj destilaciji ili rektificiranju.

Frakcijska destilacija je fizička metoda za odvajanje mješavine komponenti s različitim tačkama ključanja.

U procesu rektifikacije ulje se dijeli na sljedeće frakcije:

Rektifikacijski plinovi - mješavina ugljovodonika male molekularne težine, uglavnom propana i butana, s tačkom ključanja do 40 ° C;

Benzinska frakcija (benzin) - ugljovodonici sastava od C5H12 do C11H24 (tačka ključanja 40-200 °C); finijim odvajanjem ove frakcije dobijaju se benzin (petroleter, 40-70 ° C) i benzin (70-120 ° C);

Nafta frakcija - ugljovodonici sastava od C8H18 do C14H30 (tačka ključanja 150-250°C);

Frakcija kerozina - ugljovodonici sastava od C12H26 do C18H38 (tačka ključanja 180-300 °C);

Dizel gorivo - ugljovodonici sastava od C13H28 do C19H36 (tačka ključanja 200-350 °C).

Ostatak destilacije ulja - lož ulje - sadrži ugljovodonike sa brojem atoma ugljenika od 18 do 50. Destilacijom pod sniženim pritiskom dobijaju se solarno ulje (S18N28-S25N52), ulja za podmazivanje (S28N58-S38N78), vazelin i parafin. mazut - topljive mješavine čvrstih ugljovodonika.

Čvrsti ostatak destilacije lož ulja - katran i proizvodi njegove prerade - bitumen i asfalt koriste se za izradu putnih površina.

Povezani naftni gas

Naftna polja sadrže, po pravilu, velike akumulacije takozvanog povezanog naftnog gasa, koji se skuplja iznad nafte u zemljinoj kori i djelimično otapa u njoj pod pritiskom gornjih stijena.

Kao i nafta, prateći naftni plin je vrijedan prirodni izvor ugljikovodika. Sadrži uglavnom alkane, koji u svojim molekulima imaju od 1 do 6 atoma ugljika. Očigledno je da je sastav pratećeg naftnog gasa mnogo lošiji od nafte. Međutim, uprkos tome, široko se koristi i kao gorivo i kao sirovina za hemijsku industriju. Do prije nekoliko decenija na većini naftnih polja sagorijevao se prateći naftni plin kao beskorisni dodatak nafti.

Trenutno, na primjer, u Surgutu, najbogatijoj ruskoj ostavi za naftu, najjeftinija električna energija na svijetu se proizvodi korištenjem povezanog naftnog plina kao goriva.

Povezani naftni gas je bogatiji sastavom različitih ugljovodonika od prirodnog gasa. Podijeleći ih na razlomke, dobiju:

Prirodni benzin - vrlo isparljiva mješavina koja se sastoji uglavnom od lentana i heksana;

Propan-butan mješavina, koja se sastoji, kao što naziv govori, od propana i butana i lako prelazi u tečno stanje kada se pritisak poveća;

Suhi plin - mješavina koja uglavnom sadrži metan i etan.

Prirodni benzin, kao mješavina isparljivih komponenti male molekularne težine, dobro isparava čak i na niskim temperaturama. Ovo omogućava upotrebu benzina kao goriva za motore sa unutrašnjim sagorevanjem na krajnjem severu i kao dodatak motornom gorivu, što olakšava paljenje motora u zimskim uslovima.

Smjesa propan-butana u obliku tečnog plina koristi se kao gorivo za domaćinstvo (boce plina koje su vam poznate u zemlji) i za punjenje upaljača.

Postepeni prelazak drumskog transporta na tečni gas jedan je od glavnih načina za prevazilaženje globalne krize goriva i rešavanje ekoloških problema.

Suvi gas, po sastavu blizak prirodnom gasu, takođe se široko koristi kao gorivo.

Međutim, korištenje pratećeg naftnog plina i njegovih komponenti kao goriva daleko je od najperspektivnijeg načina njegove upotrebe.

Mnogo je efikasnije koristiti povezane komponente naftnog gasa kao sirovine za hemijsku proizvodnju. Vodik, acetilen, nezasićeni i aromatični ugljovodonici i njihovi derivati ​​se dobijaju iz alkana, koji su deo pratećeg naftnog gasa.

Plinoviti ugljovodonici ne samo da mogu pratiti naftu u zemljinoj kori, već i formirati nezavisne akumulacije - ležišta prirodnog gasa.

Prirodni gas

Prirodni plin je mješavina plinovitih zasićenih ugljovodonika male molekulske težine. Glavna komponenta prirodnog gasa je metan, čiji se udio, ovisno o nalazištu, kreće od 75 do 99% zapremine.

Osim metana, prirodni plin sadrži etan, propan, butan i izobutan, kao i dušik i ugljični dioksid.

Kao i prateći naftni plin, prirodni plin se koristi i kao gorivo i kao sirovina za proizvodnju raznih organskih i neorganskih tvari.

Već znate da se iz metana, glavne komponente prirodnog gasa, dobijaju vodonik, acetilen i metil alkohol, formaldehid i mravlja kiselina, i mnoge druge organske supstance. Kao gorivo, prirodni gas se koristi u elektranama, u kotlovskim sistemima za zagrevanje vode stambenih i industrijskih objekata, u visokoj peći i ložištu.

Paljenjem šibice i paljenjem plina u kuhinjskom plinskom štednjaku gradske kuće "pokrećete" lančanu reakciju oksidacije alkana koji su dio prirodnog plina.

Ugalj

Pored nafte, prirodnih i pratećih naftnih gasova, ugalj je prirodni izvor ugljovodonika.

0n formira moćne slojeve u utrobi zemlje, njegove istražene rezerve znatno premašuju rezerve nafte. Kao i nafta, ugalj sadrži veliku količinu raznih organskih materija.

Osim organskih, uključuje i neorganske tvari, kao što su voda, amonijak, sumporovodik i, naravno, sam ugljik - ugalj. Jedan od glavnih načina prerade uglja je koksovanje - kalcinacija bez pristupa zraka. Kao rezultat koksovanja, koje se izvodi na temperaturi od oko 1000 ° C, nastaju:

Koksni plin, koji uključuje vodik, metan, ugljični monoksid i ugljični dioksid, nečistoće amonijaka, dušika i drugih plinova;
katran ugljena koji sadrži nekoliko stotina različitih organskih supstanci, uključujući benzen i njegove homologe, fenol i aromatične alkohole, naftalen i razna heterociklička jedinjenja;
suprakatran ili amonijačna voda, koja sadrži, kako naziv govori, otopljeni amonijak, kao i fenol, sumporovodik i druge tvari;
koks - čvrsti ostatak koksovanja, gotovo čisti ugljenik.

Koks se koristi u proizvodnji željeza i čelika, amonijak se koristi u proizvodnji dušika i kombiniranih gnojiva, a značaj proizvoda organskog koksanja ne može se precijeniti.

Zaključak: dakle, nafta, pripadajuća nafta i prirodni plinovi, ugalj nisu samo najvredniji izvori ugljovodonika, već i dio jedinstvene ostave nezamjenjivih prirodnih resursa, čije je pažljivo i razumno korištenje neophodan uvjet za progresivni razvoj ljudskog društva.

Prirodni izvori ugljovodonika su fosilna goriva. Većina organskih materija dolazi iz prirodnih izvora. U procesu sinteze organskih jedinjenja kao sirovine koriste se prirodni i prateći gasovi, ugalj i mrki ugalj, nafta, uljni škriljci, treset, proizvodi životinjskog i biljnog porekla.

Kakav je sastav prirodnog gasa

Kvalitativni sastav prirodnog plina sastoji se od dvije grupe komponenti: organskih i neorganskih.

Organske komponente uključuju: metan - CH4; propan - C3H8; butan - C4H10; etan - C2H4; teži ugljikovodici s više od pet atoma ugljika. Neorganske komponente uključuju sljedeća jedinjenja: vodonik (u malim količinama) - H2; ugljični dioksid - CO2; helijum - Ne; dušik - N2; vodonik sulfid - H2S.

Kakav će tačno biti sastav određene mješavine ovisi o izvoru, odnosno depozitu. Isti razlozi objašnjavaju različita fizička i hemijska svojstva prirodnog gasa.

Hemijski sastav
Glavni dio prirodnog plina je metan (CH4) - do 98%. Sastav prirodnog gasa može uključivati ​​i teže ugljovodonike:
* etan (C2H6),
* propan (C3H8),
* butan (C4H10)
- homolozi metana, kao i drugih neugljikovodičnih tvari:
* vodonik (H2),
* sumporovodik (H2S),
* ugljični dioksid (CO2),
* dušik (N2),
* helijum (He) .

Prirodni gas je bez boje i mirisa.

Kako bi se moglo otkriti curenje po mirisu, plinu se dodaje mala količina merkaptana koji imaju jak neugodan miris.

Koje su prednosti prirodnog gasa u odnosu na druga goriva

1. pojednostavljena ekstrakcija (ne treba umjetno pumpanje)

2. spreman za upotrebu bez međuprerade (destilacije)

transport u gasovitom i tečnom stanju.

4. minimalne emisije štetnih materija pri sagorevanju.

5. pogodnost dovoda goriva u već gasovitom stanju tokom njegovog sagorevanja (niža cena opreme koja koristi ovu vrstu goriva)

rezerve veće od ostalih goriva (niža tržišna/vrijednost)

7. upotreba u većim sektorima privrede od ostalih goriva.

dovoljnu količinu u utrobi Rusije.

9. Emisije samog goriva tokom nesreća su manje toksične za okolinu.

10. visoka temperatura sagorevanja za upotrebu u dijagramima toka nacionalne ekonomije, itd, itd.

Primjena u hemijskoj industriji

Koristi se za proizvodnju plastike, alkohola, gume, organskih kiselina. Samo uz korištenje prirodnog plina moguće je sintetizirati kemikalije koje se jednostavno ne mogu naći u prirodi, poput polietilena.

metan se koristi kao sirovina za proizvodnju acetilena, amonijaka, metanola i cijanovodonika. Istovremeno, prirodni gas je glavna sirovinska baza u proizvodnji amonijaka. Gotovo tri četvrtine ukupnog amonijaka koristi se za proizvodnju azotnih đubriva.

Cijanovodik, već dobijen iz amonijaka, zajedno sa acetilenom služi kao početna sirovina za proizvodnju različitih sintetičkih vlakana. Acetilen se može koristiti za proizvodnju različitih slojeva, koji se dosta koriste u industriji i svakodnevnom životu.

Takođe proizvodi acetatnu svilu.

Prirodni plin je jedno od najboljih goriva koje se koristi za industrijske i kućne potrebe. Njegova vrijednost kao goriva je i u činjenici da je ovo mineralno gorivo prilično ekološki prihvatljivo. Kada se sagori, pojavljuje se mnogo manje štetnih materija u poređenju sa drugim vrstama goriva.

Najvažniji naftni proizvodi

Od ulja u procesu prerade, goriva (tečnog i gasovitog), ulja i masti za podmazivanje, rastvarača, pojedinačnih ugljovodonika - etilena, propilena, metana, acetilena, benzena, toluena, ksiloa itd., čvrste i polučvrste mešavine ugljovodonika (parafin, vazelin, cerezin), naftni bitumen, čađa (čađa), naftne kiseline i njihovi derivati.

Tečna goriva dobivena preradom nafte dijele se na motorna i kotlovska goriva.

Gasovita goriva uključuju ugljovodonične tečne gorive gasove koji se koriste za kućne usluge. To su mješavine propana i butana u različitim omjerima.

Ulja za podmazivanje dizajnirana da obezbede tečno podmazivanje u različitim mašinama i mehanizmima dele se, u zavisnosti od primene, na industrijska, turbinska, kompresorska, transmisiona, izolaciona, motorna ulja.

Masti su naftna ulja zgusnuta sapunima, čvrstim ugljovodonicima i drugim zgušnjivačima.

Pojedinačni ugljikovodici dobiveni preradom nafte i naftnog plina služe kao sirovina za proizvodnju polimera i proizvoda organske sinteze.

Od njih su najvažniji oni koji ograničavaju - metan, etan, propan, butan; nezasićeni - etilen, propilen; aromatični - benzen, toluen, ksileni. Također, proizvodi za preradu nafte su zasićeni ugljikovodici velike molekularne težine (C16 i više) - parafini, cerezini, koji se koriste u industriji parfema i kao zgušnjivači za masti.

Naftni bitumen, dobijen od teških naftnih ostataka oksidacijom, koristi se za izgradnju puteva, za proizvodnju krovnih materijala, za pripremu asfaltnih lakova i štamparskih boja itd.

Jedan od glavnih proizvoda prerade nafte je motorno gorivo, koje uključuje avio i motorni benzin.

Koji su glavni prirodni izvori ugljovodonika koje poznajete?

Prirodni izvori ugljovodonika su fosilna goriva.

Većina organskih materija dolazi iz prirodnih izvora. U procesu sinteze organskih jedinjenja kao sirovine koriste se prirodni i prateći gasovi, ugalj i mrki ugalj, nafta, uljni škriljci, treset, proizvodi životinjskog i biljnog porekla.

12Sljedeće ⇒

Odgovori na paragraf 19

1. Koji su glavni prirodni izvori ugljovodonika koje poznajete?
Nafta, prirodni gas, škriljci, ugalj.

Kakav je sastav prirodnog gasa? Pokažite na geografskoj karti najznačajnija ležišta: a) prirodni gas; b) ulje; c) ugalj.

3. Koje prednosti ima prirodni gas u odnosu na druga goriva? Za šta se koristi prirodni gas u hemijskoj industriji?
Prirodni gas je, u poređenju sa drugim izvorima ugljovodonika, najlakši za ekstrakciju, transport i obradu.

U hemijskoj industriji prirodni gas se koristi kao izvor ugljovodonika male molekularne mase.

4. Napišite jednačine za reakcije dobijanja: a) acetilena iz metana; b) hloroprenska guma od acetilena; c) ugljen-tetrahlorid iz metana.

5. Koja je razlika između pratećih naftnih plinova i prirodnog plina?
Povezani plinovi su isparljivi ugljovodonici otopljeni u nafti.

Njihova izolacija se odvija destilacijom. Za razliku od prirodnog plina, može se ispustiti u bilo kojoj fazi razvoja naftnog polja.

6. Opišite glavne proizvode dobivene iz pratećih naftnih plinova.
Glavni proizvodi: metan, etan, propan, n-butan, pentan, izobutan, izopentan, n-heksan, n-heptan, heksan i izomeri heptana.

Navedite najvažnije naftne derivate, navedite njihov sastav i područja primjene.

8. Koja ulja za podmazivanje se koriste u proizvodnji?
Motorna ulja za transmisije, industrijska, emulzije za hlađenje maziva za alatne mašine itd.

Kako se vrši rafinacija nafte?

10. Šta je pucanje ulja? Napišite jednadžbu za reakcije cijepanja ugljikovodika i tokom ovog procesa.

Zašto je moguće dobiti ne više od 20% benzina direktnom destilacijom ulja?
Budući da je sadržaj benzinske frakcije u ulju ograničen.

12. Koja je razlika između termičkog i katalitičkog krekinga? Opišite termički i katalitički krekirani benzin.
Kod termičkog krekiranja potrebno je zagrijati reaktante na visoke temperature, kod katalitičkog krekinga uvođenje katalizatora smanjuje energiju aktivacije reakcije, što omogućava značajno smanjenje temperature reakcije.

Kako se praktično može razlikovati krekirani benzin od ravnog benzina?
Krekirani benzin ima veći oktanski broj od ravnog benzina, tj. otporniji na detonaciju i preporučuje se za upotrebu u motorima sa unutrašnjim sagorevanjem.

14. Šta je aromatizacija ulja? Napišite jednadžbe reakcija koje objašnjavaju ovaj proces.

Koji su glavni proizvodi dobiveni koksiranjem uglja?
Naftalen, antracen, fenantren, fenoli i ugljena ulja.

16. Kako se proizvodi koks i gdje se koristi?
Koks je sivi porozni čvrsti proizvod koji se dobija premazivanjem uglja na temperaturama od 950-1100 bez kiseonika.

Koristi se za topljenje željeza, kao bezdimno gorivo, sredstvo za redukciju željezne rude i prašak za pecivo za punjenje materijala.

17. Šta su glavni proizvodi koji dobijaju:
a) od katrana ugljena; b) iz katranske vode; c) iz koksnog gasa? Gdje se primjenjuju? Koje organske tvari se mogu dobiti iz koksnog plina?
a) benzol, toluen, naftalen - hemijska industrija
b) amonijak, fenoli, organske kiseline - hemijska industrija
c) vodonik, metan, etilen - gorivo.

Prisjetite se svih glavnih načina dobivanja aromatičnih ugljikovodika. Koja je razlika između metoda dobivanja aromatičnih ugljikovodika iz koksnih proizvoda uglja i nafte? Napišite jednadžbe za odgovarajuće reakcije.
Razlikuju se po proizvodnim metodama: primarna rafinacija nafte temelji se na razlici u fizičkim svojstvima različitih frakcija, a koksovanje se temelji isključivo na hemijskim svojstvima uglja.

Objasniti kako će se u procesu rješavanja energetskih problema u zemlji unaprijediti načini prerade i korištenja prirodnih resursa ugljovodonika.
Potraga za novim izvorima energije, optimizacija procesa proizvodnje i prerade nafte, razvoj novih katalizatora za smanjenje troškova cjelokupne proizvodnje itd.

20. Kakvi su izgledi za dobijanje tečnog goriva iz uglja?
U budućnosti je moguće dobijanje tečnog goriva iz uglja, pod uslovom da se smanje troškovi njegove proizvodnje.

Zadatak 1.

Poznato je da gas sadrži volumne udjele od 0,9 metana, 0,05 etana, 0,03 propana, 0,02 dušika. Kolika je zapremina vazduha potrebna za sagorevanje 1 m3 ovog gasa u normalnim uslovima?

Zadatak 2.

Kolika je zapremina vazduha (N.O.) potrebna za sagorevanje 1 kg heptana?

Zadatak 3. Izračunajte kolika će se zapremina (u l) i kolika masa (u kg) ugljen monoksida (IV) dobiti sagorevanjem 5 mola oktana (n.o.).

Glavni izvori ugljovodonika na našoj planeti su prirodni gas, ulje i ugalj. Milioni godina očuvanja u utrobi zemlje izdržali su najstabilniji ugljikovodici: zasićeni i aromatični.

Prirodni gas se uglavnom sastoji od metan sa primesama drugih gasovitih alkana, azota, ugljen-dioksida i nekih drugih gasova; ugalj sadrži uglavnom policiklične aromatični ugljovodonici.

Nafta, za razliku od prirodnog gasa i uglja, sadrži čitav niz komponenti:

U nafti su prisutne i druge supstance: heteroatomska organska jedinjenja (koja sadrže sumpor, azot, kiseonik i druge elemente), voda sa rastvorenim solima, čvrste čestice drugih stena i druge nečistoće.

Zanimljivo je znati! Ugljovodonici se takođe nalaze u svemiru, uključujući i druge planete.

Na primjer, metan čini veliki dio atmosfere Urana i odgovoran je za njegovu svijetlo tirkiznu boju kako se vidi kroz teleskop. Atmosfera Titana, najvećeg satelita Saturna, sastoji se uglavnom od dušika, ali sadrži i ugljikovodike metan, etan, propan, etin, propin, butadiin i njihove derivate; ponekad pada kiša metan, a rijeke ugljikovodika se ulijevaju u ugljikovodična jezera na površini Titana.

Prisustvo nezasićenih ugljovodonika, zajedno sa zasićenim i molekularnim vodonikom, posledica je dejstva sunčevog zračenja.

Mendeljejev posjeduje frazu: "Spaljivanje ulja je isto što i grijanje peći novčanicama." Zahvaljujući nastanku i razvoju tehnologija prerade nafte, u 20. stoljeću nafta se iz običnog goriva pretvorila u najvrednije izvor sirovine za hemijsku industriju.

Naftni proizvodi se trenutno koriste u gotovo svim industrijama.

Primarna rafinacija nafte je obuku, odnosno prečišćavanje nafte od anorganskih nečistoća i u njoj otopljenog naftnog gasa, i destilacija, odnosno fizička podjela na frakcije zavisno od tačke ključanja:

Iz mazuta preostalog nakon destilacije ulja pri atmosferskom pritisku, pod dejstvom vakuuma, izdvajaju se komponente velike molekulske mase, pogodne za preradu u mineralna ulja, motorna goriva i druge proizvode, a ostatak - tar- koristi se za proizvodnju bitumena.

U procesu prerade nafte, pojedine frakcije se podvrgavaju hemijske transformacije.

To su kreking, reforming, izomerizacija i mnogi drugi procesi koji omogućavaju dobijanje nezasićenih i aromatičnih ugljikovodika, razgranatih alkana i drugih vrijednih naftnih derivata. Neki od njih se troše na proizvodnju visokokvalitetnih goriva i raznih rastvarača, a dio su sirovine za proizvodnju novih organskih spojeva i materijala za različite industrije.

Ali treba imati na umu da se rezerve ugljikovodika u prirodi obnavljaju mnogo sporije nego što ih čovječanstvo troši, a proces prerade i sagorijevanja naftnih derivata unosi snažna odstupanja u kemijsku ravnotežu prirode.

Naravno, prije ili kasnije, priroda će uspostaviti ravnotežu, ali to se može pretvoriti u ozbiljne probleme za ljude. Stoga je neophodno nove tehnologije kako bi se u budućnosti odmaknuli od upotrebe ugljovodonika kao goriva.

Za rješavanje ovakvih globalnih problema neophodno je razvoj fundamentalne nauke i duboko razumevanje sveta oko nas.

Pregled materijala

Pregled materijala

Integrisani čas hemije i geografije u 10. razredu na temu "Prirodni izvori ugljovodonika"

“... Možete grijati i novčanicama”

DI. Mendeljejev

Oprema: Geografske karte mineralnih resursa Rusije i svijeta, karte "Svjetska industrija goriva", "Mineralni resursi svijeta", udžbeničke karte, atlasi, tabele udžbenika, statistički materijal. zbirke „Gorivo“, „Nafta i proizvodi njene prerade“, „Minerali“, multimedijalna instalacija, tabele „Proizvodi destilacije nafte“, „Destilaciona kolona“, „Prerada nafte...“, „Štetan uticaj na životnu sredinu.. .”

Ciljevi lekcije:

1. Ponoviti postavljanje nalazišta ugljovodonika u Rusiji i svetu.

2. Uopštiti znanje o prirodnim izvorima ugljovodonika: njihovom sastavu, fizičkim svojstvima, metodama ekstrakcije, prerade.

3. Razmotriti izglede za promjenu strukture kompleksa goriva i energije (alternativni izvori energije).

Nastavne metode: pričanje priča, predavanje, razgovor, demonstracije zbirki,samostalan rad sa geografskom kartom, atlasom.

Tema “Prirodni izvori ugljovodonika” sada je aktuelnija nego ikad. Razvoj nalazišta ugljovodonika predstavlja mnoge probleme za društvo. To su prije svega društveni problemi povezani sa razvojem teško dostupnih područja gdje ne postoji društvena struktura. Teški uslovi zahtevaju razvoj novih tehnologija za ekstrakciju i transport sirovina. Izvoz sirovih naftnih derivata, nedostatak razvijene industrijske baze za njihovu preradu, nedostatak naftnih derivata na domaćem ruskom tržištu su ekonomski i politički problemi. Ekološki problemi povezani sa proizvodnjom, transportom, preradom ugljovodonika. Ljudsko društvo je prinuđeno da traži načine za rješavanje svih ovih problema. Važno je naučiti kako donositi odluke, praviti izbore, biti odgovoran za rezultate svojih aktivnosti.

Tokom nastave

Na stolovima učenika su zbirke čvrstih goriva i minerala, atlasi, udžbenici iz geografije.

Čas počinje tako što nastavnik hemije govori učenicima o važnosti gasa i nafte ne samo kao izvora energije, već i kao sirovine za hemijsku industriju. Potom se sa studentima raspravlja o pitanju prednosti gasovitog goriva u odnosu na čvrsto gorivo.U toku diskusije se formulišu i bilježe zaključci.

Nastavnik hemije

Glavni prirodni izvori ugljovodonika su:

Prirodni i prateći naftni gasovi

Ulje

Ugalj

Prirodni i pridruženi naftni plinovi razlikuju se po svojoj prisutnosti u prirodi, sastavu i upotrebi.

Pogledajmo sastav prirodnog gasa.

Sastav prirodnog gasa.

CH4 93 - 98% S4N10 0,1 - 1%

S2N6 0,5 - 4% S5N12 0 - 1%

S3N8 0,2 - 1,5% N2 2 - 13%

i drugih gasova.

Kao što vidimo, glavni dio prirodnog plina je metan.

Povezani naftni gas sadrži znatno manje metana (30-50%), ali više njegovih najbližih homologa: etana. propan, butan, pentan (do 20% svaki) i drugi zasićeni ugljovodonici. Polja prirodnog gasa se obično nalaze u blizini naftnih polja; očigledno je prirodni gas (kao i prateći naftni gas) nastao kao rezultat razgradnje naftnih ugljikovodika kao rezultat aktivnosti anaerobnih bakterija.

Prirodni i prateći naftni gasovi su jeftino gorivo i vredne hemijske sirovine.Najvažnija vrsta gasovitog goriva je prirodni gas, jeftin i visokokaloričan (do 39.700 kJ), jer je njegova glavna komponenta metan (do 93-98%). ).

Šta mislite zašto se prirodni gas koristi kao gasovito gorivo?

Plinovita goriva imaju značajne prednosti u odnosu na čvrsta:

lako se i potpuno miješa sa zrakom, stoga, kada se izgori, potreban je samo mali višak zraka za potpuno izgaranje;

plin se može prethodno zagrijati u posebnim generatorima kako bi se dobila najviša temperatura plamena;

raspored peći je mnogo jednostavniji, jer tokom sagorijevanja nema šljake ili pepela;

odsustvo dima blagotvorno utiče na sanitarne i higijenske uslove okoline; ekološka čistoća;

Gasovita goriva se mogu prenositi gasovodima.

Cheapness;

Visoka kalorijska vrijednost

Zbog toga se plinovita goriva sve više koriste u industriji, domaćinstvima i vozilima i jedno su od najboljih goriva za domaće i industrijske potrebe.

U drugoj polovini 20. veka svetska proizvodnja gasa porasla je više od 10 puta i nastavlja da raste. Do nedavno se gas proizvodio uglavnom u razvijenim zemljama, ali u posljednje vrijeme raste uloga azijskih i afričkih zemalja. Rusija je neprikosnoveni lider u rezervama i proizvodnji gasa. 15-20% ekstrahovanih sirovina ulazi na svjetsko tržište

Učenicima se postavljaju pitanja:

1. Što mislite gdje se koriste izvori goriva?

Nakon odgovora učenika, nastavnik sumira i još jednom definiše gorivno-energetski kompleks. Zatim se daju zadaci. (rad u malim grupama, čitanje karata, tabela, grafikona. Djelomični rad na pretraživanju)

Zadatak 1: Prema tabeli br. 4 udžbenika, upoznati se sa svjetskom proizvodnjom glavnih vrsta goriva (proizvodnja nafte i gasa).

Zadatak 2: Koristeći sliku 23, upoznajte se sa promjenom u strukturi globalne potrošnje gorivnih resursa i odgovorite na pitanje: raste li potrošnja plina u svijetu? (Odgovor je da)

Tokom rasprave o podacima u tabeli 4 i slici 23, studenti dolaze do zaključka da postoji nekoliko najvažnijih područja proizvodnje nafte i gasa. Nastavnik pokazuje i imenuje glavne oblasti proizvodnje nafte i gasa na geografskoj karti, učenici ih upoređuju sa svojim atlasima, imenuju zemlje i zapisuju ih u svesku.

Ukupan broj naftnih polja je oko 50 hiljada. Međutim, uz trenutni nivo proizvodnje, izračunajmo raspoloživost resursa čovječanstva.

U bilježnici: Zapamtite formulu izračuna (R = W / D)

U kojim jedinicama se izražava raspoloživost resursa? (godine). Donesite zaključak! (nekoliko)

Postoje zemlje u svijetu koje imaju kolosalne rezerve nafte. Koristeći tabelu, navedite 3 zemlje s najvećim rezervama. Kakav je stav Rusije?

Mnoge zemlje proizvode naftu. U svakoj regiji postoji nekoliko zemalja - lidera u proizvodnji. Koristeći mapu, imenujte ove zemlje i zapišite ih u svoju bilježnicu

U Evropi: U Aziji: U Americi: U Africi:

Gdje se tačno nalaze najveća naftna polja? Evo samo nekih od njih.

1 barel nafte je 158.988 litara, 1 barel dnevno - 50 tona godišnje

U Gavaru se dnevno proizvodilo više od 680 hiljada tona nafte, uz to 56,6 miliona m³ prirodnog gasa.

Agadjari radi 60 protočnih bunara, godišnja proizvodnja je 31,4 miliona tona

U Bolshoy Burganu su u funkciji 484 protočne bušotine, godišnja proizvodnja je oko 70 miliona tona

Šta je polica?

Mislite li da je offshore proizvodnja jeftinija ili skuplja nego na kopnu? Zašto?

Koje su zemlje istaknute na mapi? Šta ih spaja? Kako se zove ova organizacija? Njen glavni zadatak?

Nafta se aktivno prodaje na svjetskom tržištu. (40%) Postoje stabilne veze između zemalja, tzv. "naftni mostovi". Možete li navesti najvažnije od njih? Kako biste objasnili njihovo postojanje? Kako se nafta transportuje?

Najveći tanker je dugačak 500 metara. Prenosi do 500.000 tona nafte.

Supertankeri su proizvod naučne i tehnološke revolucije našeg vremena. Sama riječ dolazi od engleske riječi "tank" - tenk. Morski tanker je brod dizajniran za prevoz tečnog tereta (nafta, kiselina, biljno ulje, rastopljeni sumpor itd.) u brodskim tankovima (tankovima). Supertankeri mogu prevoziti 50 posto više nafte po putovanju od drugih, dok su operativni troškovi za bunkeriranje, posadu i osiguranje samo 15 posto veći, što omogućava naftnim kompanijama koje iznajmljuju brod da povećaju svoj profit i uštede. Za takvim tankerima uvijek će postojati potražnja.

Jedan od predstavnika ove klase pomorskih plovila bio je tanker za naftu "Batillus". Ovaj teretni brod nastao je, od početka do kraja, prema originalnom projektu bez dodatne modernizacije u toku eksploatacije. Izgrađen je za 10 mjeseci, a za izgradnju je utrošeno oko 70.000 tona čelika. Zgrada je vlasnika koštala 130 miliona dolara.

Bliski istok: zemlje oko Perzijskog zaliva (Saudijska Arabija, Arapski Emirati, Iran, Irak). Ova regija čini 2/3 svjetske proizvodnje nafte.

Sjeverna Amerika: Aljaska, Teksas.

Sjeverna i Zapadna Afrika: Alžir, Libija, Nigerija, Egipat.

Južna Amerika: severno od kopna, Venecuela.

Evropa: šelf severnog i norveškog mora.

Rusija (Zapadni Sibir): Tomska i Tjumenska oblast.

Zadatak 3: Na osnovu slike 24 odrediti vodeće zemlje u proizvodnji nafte Na osnovu slike 25 odrediti formiranje održivih naftnih mostova između zemalja.

ZAKLJUČAK: Proizvodnja nafte i gasa odvija se uglavnom u zemljama u razvoju, potrošnja - u razvijenim.

Nastavnica hemije nastavlja.

Značajno povećanje proizvodnje visokokaloričnih i jeftinijih goriva (nafta i gas) dovelo je do naglog smanjenja udjela čvrstih goriva u bilansu goriva zemalja.

Povezani naftni gas je takođe (po poreklu) prirodni gas. Svoje ime duguje ulju s kojim se javlja u prirodi. Povezani naftni gas je otopljen u nafti (djelimično), a djelimično je iznad njega, formirajući plinsku kupolu. Pod pritiskom ovog gasa nafta se diže kroz bušotinu na površinu. Kada se pritisak smanji, povezani naftni gas lako napušta naftu.

Dugo vremena nije korišten prateći naftni plin i gorio je na licu mjesta. Trenutno se hvata i koristi kao gorivo ili kao jedan od izvora za organsku sintezu, jer sadrži veliki broj homologa metana. Radi racionalnije upotrebe, prateći naftni gas se deli na frakcije.

Gasne frakcije: 1. C5H12, C6H14 i druge tečnosti - gas benzin;

2. C3H8, C4H10 - mješavina propan-butana

3. CH4, C2H6 i druge nečistoće - "suvi gas"

Koristi se kao aditiv za benzin;

Kao gorivo i kao gas za domaćinstvo;

U organskoj sintezi i kao gorivo.

Rođeni smo i živimo u svijetu proizvoda i stvari dobivenih iz nafte. U istoriji čovečanstva bilo je kamenih i gvozdenih perioda. Ko zna, možda će istoričari naš period nazvati uljem ili plastikom. Ulje je najpoznatija vrsta minerala. Nazivaju je i "kraljicom energije" i "kraljicom plodnosti". A njeno kraljevstvo u organskoj hemiji je „crno zlato“. Nafta je stvorila novu industriju - petrohemiju, a izazvala je i niz ekoloških problema.

Nafta je poznata čovječanstvu od davnina. Na obalama Eufrata, iskopan je 6-7 hiljada godina prije nove ere. e. Koristio se za osvjetljavanje stanova, za balzamiranje. Nafta je bila sastavni dio zapaljivog agensa, koji je ušao u historiju pod nazivom "grčka vatra". U srednjem vijeku se uglavnom koristio za uličnu rasvjetu.

Početkom 19. veka u Rusiji se destilacijom dobijalo ulje za osvetljenje zvano kerozin, koje se koristilo u lampama izmišljenim sredinom 19. veka. U istom periodu, u vezi sa rastom industrije i pojavom parnih mašina, počela je da raste potražnja za uljem kao izvorom maziva. Implementacija kasnih 60-ih. Bušenje nafte iz 19. stoljeća smatra se rođenjem naftne industrije.

Na prijelazu iz 19. u 20. vijek izumljeni su benzinski i dizel motori. To je dovelo do brzog razvoja proizvodnje nafte i metoda njene prerade.

Nafta je "snop energije". Koristeći samo 1 ml ove tvari, možete zagrijati cijelu kantu vode za jedan stepen, a da biste prokuhali samovar iz kante, potrebno vam je manje od pola čaše ulja. Po koncentraciji energije po jedinici zapremine, ulje zauzima prvo mesto među prirodnim materijama. Čak ni radioaktivne rude ne mogu mu konkurirati u tom pogledu, jer je sadržaj radioaktivnih tvari u njima toliko nizak da se tone stijena moraju obraditi za ekstrakciju 1 mg nuklearnog goriva.

Ležišta sirove nafte i gasa nastala su prije 100-200 miliona godina u debljini Zemlje. Porijeklo nafte jedna je od skrivenih tajni prirode.

Nafta i naftni proizvodi.

Nafta je jedino tečno fosilno gorivo. Žuta do tamnosmeđa uljasta tečnost, lakša od vode. (prikazani su uzorci ulja.) Postoje laka i teška ulja. Pluća se uklanjaju pumpama, na fontanski način, uglavnom se koriste za proizvodnju benzina i kerozina. Teški se ponekad kopaju čak i rudničkom metodom (nalazište Yaremskoye u Republici Komi) i prerađuju u bitumen, lož ulje, ulja.

Za razliku od drugih minerala, nafta, kao i plin, ne formira odvojene slojeve, ona ispunjava praznine u stijenama: pore između zrna pijeska, pukotine.

Ulje je zapaljivo. Zadržava ovo svojstvo čak i dok je na površini vode, gdje se može zapaliti od zapaljive baklje sve dok se ne proširi u tanak iridescentni film. Nafta je jedinstveno gorivo, njegova kalorijska vrijednost je 37-49 MJ/kg. Dakle, 10 tona ulja daje toplotu kao 13 tona antracita, 31 tona ogrevnog drveta. To je osnova energetske, hemijske industrije. Poznato je i ljekovito ulje bogato naftenskim i aromatičnim ugljovodonicima.

Laboratorijsko iskustvo br. 1. Fizička svojstva ulja

Ispitujemo epruvetu sa uljem (uljasta tečnost, tamno smeđe boje, skoro crna sa karakterističnim mirisom.)

Nafta ne miriše na benzin, s čime je povezana ideja. Aromu ulja daju prateći ugljični disulfid, ostaci biljnih i životinjskih organizama.

Otapamo ulje u vodi (ne otapa se, stvara se film na površini). Gustoća filma je manja od vode, pa je na površini.

Elementarni sastav ulja.

C - 84 - 87% O, N, S - 0,5 - 2%

H - 12 - 14% u nekim depozitima do 5% S

Ulje je složena mješavina velikog broja organskih spojeva.

Sastav ulja i njegovih proizvoda.

Rafinacija nafte (hemija)

Rafinacija nafte je proces koji uključuje stvaranje složene opreme.

Nastavnik: popuniti tabelu "Rafinacija nafte"

Primarna obrada (fizički procesi)	čišćenje	Dehidracija, desalinizacija, uklanjanje isparljivih ugljovodonika (uglavnom metan)
	Destilacija	Termičko odvajanje ulja na frakcije. na osnovu razlike u tačkama ključanja ugljovodonika različitih molekulskih težina
Recikliranje (hemijski procesi)	Pucanje	Razbijanje ugljovodonika dugog lanca i stvaranje ugljovodonika s manje atoma ugljika u molekulama
	Reformisanje	Promjena strukture molekula ugljovodonika: izomerizacija, alkilacija, ciklizacija (aromatizacija)

Primarna rafinacija nafte - rektifikacija - razdvajanje na frakcije nafte, na osnovu razlike u tačkama ključanja.

Ulje se dovodi u kolonu za destilaciju kroz cijevnu peć u kojoj se zagrijava na 350⁰S. U obliku pare, nafta se diže u stub i, postepeno se hladeći, dijeli na frakcije: benzin, nafta, kerozin, solarna ulja, lož ulje. Nedestilirani dio je katran.

(prema tabeli opisan je rad kolone za destilaciju, nazivaju se frakcije i područja njihove primjene).

frakcije nafte:

C5 - C11 - benzin (gorivo za automobile i avione, rastvarač);

C8 - C14 - benzin (gorivo za traktore);

C12 - C18 - kerozin (gorivo za traktore, rakete, avione);

S15 - S22 - plinsko ulje (laki naftni proizvodi) - diz. gorivo.

Ostatak destilacije je lož ulje (gorivo za kotlove). Dodatne destilacije formiraju ulja za podmazivanje. Upotreba lož ulja - solarno ulje, parafin, vazelin, ulja za podmazivanje. Upotreba katrana - bitumena, asfalta.

Sekundarna rafinacija nafte: krekiranje (katalitičko i termalno).

termalni	katalitički
450–550°	400-500 °S, kat. Al2O3 nSiO2 (aluminosilikatni katalizator)
Proces je spor	Proces je brz
Nastaju mnogi nezasićeni ugljovodonici	Nastaje značajno manje nezasićenih ugljikovodika
Primljeni benzin: 1) otporan na detonaciju 2) nestabilan tokom skladištenja (nezasićeni ugljovodonici se lako oksidiraju)	Primljeni benzin: 1) otporan na detonaciju 2) stabilniji tokom skladištenja (pošto ima mnogo nezasićenih ugljovodonika)

S16N34 → S8N18 + S8N16 SH₃- CH₂- CH₂- CH₃ → CH₃- CH- CH₃

CH₃

Marka benzina i njegova kvaliteta ovise o njegovoj otpornosti na udarce na oktanskoj skali:

Otpor na detonaciju se uzima kao 0 (lako se zapali)

n. heptan;

Preko 100 - (visoka stabilnost) 2,2,4-trimetilpentan. Što je više n.heptana sadržano u benzinu, to je njegova kvaliteta veća.

Razgranati ograničavajući ugljovodonici, nezasićeni i aromatični ugljovodonici su otporni na detonaciju.

Reformisanje (aromatizacija) - 450⁰ - 540⁰S

heksan → cikloheksan → benzen: C₆H₁₄ → C₆H₁₂ → C₆H₆

Proizvedeni su da povećaju otpornost benzina na udarce - sposobnost da izdrže jaku kompresiju u cilindru motora na visokim temperaturama bez spontanog izgaranja.

Nastavnik geografije nastavlja čas

Raspodjela najvećih svjetskih rezervi nafte.

Reč "ulje" pojavila se u ruskom jeziku u 17. veku i dolazi od arapskog "nafata", što znači "bljuvati". Tako se zvao u 4-3 hiljade pne. e. stanovnici Mesopotamije - drevnog centra civilizacije - zapaljiva uljasta crna tečnost, koja zaista ponekad izbija na površinu zemlje u obliku fontana.

Stoga se od davnina do sredine 19. vijeka vadila nafta gdje se izlijevala u obliku izvora, prolazeći kroz rasjede i pukotine u stijenama. Ali kada su počeli da ga traže daleko od mesta direktnog ispuštanja nafte, pojavila su se pitanja: kako to učiniti? gdje bušiti bunare?

U toku dugih geoloških istraživanja ustanovljeno je da se nafta najvjerovatnije nalazi tamo gdje su debeli slojevi sedimentnog pokrivača zgužvani u nabore i rastrgani tektonskim pokretima zemljine kore, formirajući kupolaste zavoje slojeva, tj. takozvani antiklinalni tip prirodne akumulacije ugljovodonika, nazvan ležište. Područja zemljine kore koja sadrže jedno ili više ovih naslaga nazivaju se depoziti.

U svijetu je otkriveno više od 27 hiljada naftnih polja, ali samo mali dio njih (1%) sadrži ¾ svjetskih rezervi nafte, a 33 supergiganta - polovinu svjetskih rezervi.

Analizirajući distribuciju dokazanih svjetskih naftnih resursa po regijama i državama, dolazimo do zaključka da Jugozapadna Azija igra izuzetnu ulogu, naime 2/3 svjetskih naftnih resursa leži u zemljama Perzijskog zaljeva (SA, Irak, UAE, Kuvajt, Iran).

Predlažem da se, koristeći podatke, izvrši zadatak br. 1 (na konturnoj karti označi 10 prvih zemalja svijeta po istraženim resursima nafte).

Industrija goriva u svjetskoj ekonomiji.

Rafinerije koje se bave preradom nafte raznih vrsta goriva (benzin, kerozin, lož ulje) nalaze se uglavnom u područjima potrošnje. Stoga se u svjetskoj ekonomiji stvorio ogroman teritorijalni jaz između područja njegove proizvodnje i potrošnje. Hajde da saznamo zašto?

Trenutno se nafta proizvodi u više od 80 zemalja širom svijeta. Između ekonomski razvijenih i zemalja u razvoju, svjetska proizvodnja (približna 3,5 milijardi tona) raspoređena je približno podjednako.

Nešto više od 40% otpada na zemlje OPEC-a, a od pojedinih velikih regiona izdvaja se strana Azija, prvenstveno zbog zemalja Perzijskog zaliva.

Analizirajmo podatke, pa zemlje Perzijskog zaljeva čine 2/3 svjetskih dokazanih rezervi nafte i oko 1/3 svjetske proizvodnje. 4 zemlje ovog regiona proizvode po više od 100 miliona tona nafte godišnje, dok je na ovoj listi lider CA, koji zauzima 1. mesto u svetu. Ostali regioni su raspoređeni prema veličini proizvodnje nafte sledećim redom: Latinska Amerika, Severna Amerika, Afrika, ZND, Severna Evropa. Istovremeno, većina energetskih resursa, prvenstveno nafte proizvedena u zemljama u razvoju, izvozi se u Sjedinjene Američke Države, Zapadnu Evropu i Japan, koji će uvijek u velikoj mjeri ovisiti o uvozu goriva u industriji.

Kao rezultat, formirani su stabilni "energetski mostovi" između mnogih zemalja i kontinenata - u vidu moćnih, prvenstveno okeanskih, tokova naftnog tereta.

Tako zemlje OPEC-a (skoro OPEC 2/3 svjetskog izvoza), Meksiko i Rusija ostaju vodeći izvoznici nafte. Dakle, najmoćniji izvozni teretni tokovi nafte imaju sljedeće smjerove:

Učvršćujući predloženi materijal, ispunite zadatak broj 2 na konturnim kartama. Obratite pažnju na glavne tokove tereta nafte.

Ruski tehnolog i dizajner - Šuhov V.G.;

napravio (1878) proračune prvog naftovoda u Rusiji i nadgledao njegovu izgradnju. Dobio (1891) patent za izradu postrojenja za krekiranje naftnih ugljovodonika;

Do početka 1980-ih, oko 16 miliona tona nafte godišnje je ulazilo u okean, što je činilo 10,23% svjetske proizvodnje. Najveći gubici nafte povezani su sa njenim transportom iz proizvodnih područja. Vanredni slučajevi, ispuštanje vode za pranje i balast preko tankera, sve to dovodi do prisutnosti stalnih udjela zagađenja duž morskih puteva.

U proteklih 130 godina, od 1964. godine, u Svjetskom okeanu je izbušeno oko 12.000 bušotina, od čega je samo u Sjevernom moru opremljeno 11.000 i 1.350 industrijskih bušotina. Zbog manjih curenja godišnje se gubi 10,1 milion tona nafte. Velike mase nafte ulaze u mora duž rijeka, sa industrijskim otpadnim vodama. Dolazeći u morski okoliš, ulje se prvo širi u obliku filma, formirajući slojeve različite debljine. Uljni film mijenja sastav spektra i intenzitet prodiranja svjetlosti u vodu. Kada se pomiješa s vodom, ulje formira emulziju dvije vrste: direktnu "ulje u vodi" i obrnuto "voda u ulju". Direktne emulzije, sastavljene od kapljica ulja prečnika do 10,5 µm, manje su stabilne i karakteristične su za tenzide koji sadrže ulje. Kada se isparljive frakcije uklone, nafta formira viskozne inverzne emulzije, koje mogu ostati na površini, biti nošene strujom, isplivati ​​na obalu i taložiti se na dno.

13. novembar 2002. Tanker natovaren naftom potonuo je kod obale Španije. U skladištima tankera nalazi se 77.000 tona nafte.

U vrijeme kada je tanker potonuo, oko 5.000 tona lož ulja i dizel goriva korištenih za pogon motora tankera izlilo se u more, otprilike isto toliko se izlilo kada se tanker razbio na dva dijela. Na području katastrofe formirale su se dvije džinovske naftne mrlje, čija je površina bila više od 100 kvadratnih kilometara. Talasi izbacuju na obalu sve više i više porcija mazuta, a dokle pogled seže, na cijeloj obali prostire se traka otrovne crno-smeđe boje. Crni dah u ružnom kontrastu sa zelenim grmljem obale.

Ribe su obavijene uljem i uginu od gušenja. Morske ptice - galebovi, galebovi, galebovi, kormorani - gaze po stijenama. Hladno im je, grudi, vrat, krila prekriveni su uljem, otrovna mulja ulazi u tijelo kada kljunom pokušaju da očiste perje. Ništa ne shvaćajući, tužno gledaju u domaći element koji im je postao tuđ, kao da očekuju skoru smrt. Ptice se rezignirano predaju u ruke entuzijasta koji pokušavaju očistiti perje od ulja, pipetom ukapaju ljekoviti rastvor u svoje perle oči. Ali samo nekoliko stotina hiljada umirućih ptica uspijeva dobiti pomoć. Nepopravljiva šteta je učinjena jednom od najbogatijih ribolovnih regija u zemlji. Zagađena jedinstvena mjesta za sakupljanje kamenica, dagnji, lov hobotnica i rakova.

nastavnik hemije

Rafinacija nafte

Metode postupanja sa naftom u okeanu:

a) samouništenje, b) hemijska disperzija, c) apsorpcija, d) ograđivanje, e) biološki tretman.

A - naftna mrlja je mala i udaljena od obale (otapanje u vodi i isparavanje)

B - hemijski preparati (upijaju ulje, izvlače na male tačke i čiste mrežama)

B - slama ili treset upija male mrlje kada je mirno

G - ograđivanje sa "kontejnerima" i ispumpavanje iz njih pumpama

D - biološki preparati

Da bi se smanjila šteta nanesena prirodi, potrebno je:

unaprijediti metode i tehnologije proizvodnje, skladištenja, transporta nafte i osigurati sigurnost proizvodnje.

Fosilni ugljevi su čvrsti produkti prerade drevnih biljnih ostataka, koji se koriste u industriji kao gorivo, ali i kao hemijske sirovine. Odlikuju se sadržajem pepela. Ako je sadržaj pepela ispod 50% - to su ugalj, ako je veći - uljni škriljci.

Ugalj sadrži 60-98% ugljika, 1-12% vodonika, 2-20% kiseonika, 1-3% azota, sumpora, fosfora, silicijuma, aluminijuma, gvožđa, vlage

Prema sastavu izvornog materijala ugljevi se dijele na humusne (nastaju od viših biljaka) i sapropelne (nastaju od algi). Treset ili sapropel postepeno se pod pritiskom i u nedostatku kiseonika pretvara u mrki ugalj, koji se pretvara u ugalj, a zatim u antracit. U specifičnim geološkim uslovima (jaki pritisak, visoka temperatura), ugalj se može pretvoriti u grafit i šungit, stijenu koja sadrži kriptokristalni ugljik.

Mrki ugalj su labave formacije smeđe ili crno-smeđe boje. Sadrže 64-78% ugljika, do 6% vodonika. Imaju nisku toplotnu provodljivost. Ovo je ugalj niskog kvaliteta. Najveće rezerve mrkog uglja koncentrisane su u basenima Lene i Kansk-Ačinsk u Rusiji (rad sa geografskom kartom)

Kameni ugalj je veoma gust. Sadrže 90% ugljika, do 5% vodonika (rad sa dijagramom "Ugalj" (Dodatak 1)). Imaju visoku kalorijsku vrijednost. Od toga se preradom može dobiti više od 400 različitih proizvoda, čija se cijena, u usporedbi s troškom samog uglja, povećava za 20-25 puta. Prerada uglja se vrši u koksarama. Vrlo perspektivan pravac prerade je proizvodnja tečnog goriva iz uglja.

Gorivo. hemijske sirovine

Nastavnik geografije

Najveći ugljeni baseni su Tunguska, Lena, Tajmir u Rusiji; Apalači u SAD, ruski u Njemačkoj, sliv Karagande u Kazahstanu (rad sa geografskom kartom).

Antraciti - sadrže najviše ugljika - do 97% (rad sa dijagramom "Ugljevi"), stoga se koristi kao visokokvalitetno bezdimno gorivo, kao iu metalurgiji, hemijskoj i elektro industriji.

Razmotrite ugalj u kolekciji i obratite pažnju na činjenicu da što je veći sadržaj ugljika u supstanci, što je njegova boja intenzivnija, to je kvalitet uglja veći.

Učenici ispituju mrki, kameni ugalj, antracit u kolekciji "Gorivo"

Kako se kopa ugalj?

Ugalj se vadi na dva načina: otvoreni i podzemni. Otvorena metoda je progresivnija i ekonomičnija, jer omogućava korištenje tehnologije. Na ovaj način se vadi uglavnom termalni ugalj. Podzemna metoda je skuplja, ali i perspektivnija, jer se najkvalitetniji ugljevi nalaze na velikim dubinama. Danas se na ovaj način vadi ugalj za metalurgiju.

Koja je zemlja na prvom mjestu po istraženim rezervama uglja? (SAD)

Nastavnik hemije

DI. Mendeljejev, koji je ove godine napunio 175 godina, napisao je o ovom pitanju: "Nema otpada, ima neiskorišćenih sirovina."

Dakle, nafta, plin, ugalj nisu samo najvredniji izvori ugljovodonika, već i dio jedinstvene ostave nezamjenjivih prirodnih resursa, čije je pažljivo i razumno korištenje neophodan uvjet za progresivni razvoj ljudskog društva. Ovom prilikom se još jednom vraćamo na epigraf naše lekcije, riječi velikog ruskog naučnika i hemičara D.I. Mendeljejev, koji je rekao da "nafta nije gorivo, moguće je zagrijati se novčanicama". Ova izjava se može primijeniti na sve prirodne ugljovodonike.

Konsolidacija proučenog materijala

1. Koji proizvodi se izdvajaju iz pratećeg naftnog gasa i za šta se koriste?

Odgovor: Benzin je izolovan od pratećeg naftnog gasa,koji se koristi kao dodatak običnom benzinu;propan-butan frakcija se koristi kaogorivo; suvi gas se koristi u organskim reakcijamasinteza.

2. Zašto se prirodni gas lakše zapali u motoru od običnog benzina?

Odgovor: Benzin ima nižu temperaturupaljenja od normalnog.

3. Zašto se sastav ulja ne može izraziti u jednoj formuli?

Odgovor: Sastav ulja ne može se izraziti u jednoj formuli, jerulje je mješavina mnogih ugljovodonika.

Zadaća:

1. Prema udžbeniku § 20 - 22 (prije pucanja naftnih derivata) pročitati

2. Pitanja i zadaci: br. 4 § 20, br. 7 - 9 § 21

Preuzmite materijal

Tokom lekcije moći ćete da proučite temu „Prirodni izvori ugljovodonika. Rafinacija nafte". Više od 90% sve energije koju trenutno troši čovječanstvo ekstrahira se iz fosilnih prirodnih organskih spojeva. Naučit ćete o prirodnim resursima (prirodni plin, nafta, ugalj), šta se događa s naftom nakon što je izvađena.

Tema: Ograničenje ugljovodonika

Lekcija: Prirodni izvori ugljovodonika

Oko 90% energije koju troši moderna civilizacija proizvodi se sagorevanjem prirodnih fosilnih goriva - prirodnog gasa, nafte i uglja.

Rusija je zemlja bogata prirodnim fosilnim gorivima. U Zapadnom Sibiru i na Uralu postoje velike rezerve nafte i prirodnog gasa. Kameni ugalj se kopa u Kuznjeckom, Južnom Jakutskom basenu i drugim regijama.

Prirodni gas sastoji se u prosjeku od 95% zapremine metana.

Osim metana, prirodni plin iz različitih polja sadrži dušik, ugljični dioksid, helijum, sumporovodik i druge lake alkane - etan, propan i butan.

Prirodni gas se vadi iz podzemnih ležišta, gde je pod visokim pritiskom. Metan i drugi ugljovodonici nastaju iz organskih supstanci biljnog i životinjskog porekla prilikom njihovog raspadanja bez pristupa vazduha. Metan se stalno i trenutno proizvodi kao rezultat aktivnosti mikroorganizama.

Metan se nalazi na planetama Sunčevog sistema i njihovim satelitima.

Čisti metan je bez mirisa. Međutim, plin koji se koristi u svakodnevnom životu ima karakterističan neprijatan miris. Ovo je miris posebnih aditiva - merkaptana. Miris merkaptana vam omogućava da na vrijeme otkrijete curenje domaćeg plina. Smjese metana i zraka su eksplozivne u širokom rasponu omjera - od 5 do 15% volumena plina. Stoga, ako osjetite miris plina u prostoriji, ne možete samo zapaliti vatru, već i koristiti električne prekidače. Najmanja varnica može izazvati eksploziju.

Rice. 1. Nafta iz različitih polja

Ulje- gusta tečnost poput ulja. Boja mu je od svijetlo žute do smeđe i crne.

Rice. 2. Naftna polja

Nafta iz različitih polja uvelike varira u sastavu. Rice. 1. Glavni dio nafte su ugljikovodici koji sadrže 5 ili više atoma ugljika. U osnovi, ovi ugljovodonici su zasićeni, tj. alkani. Rice. 2.

Sastav ulja uključuje i organska jedinjenja koja sadrže sumpor, kiseonik, azot.Ulje sadrži vodu i neorganske nečistoće.

U ulju se rastvaraju plinovi koji se oslobađaju prilikom njegovog vađenja - pripadajućih naftnih gasova. To su metan, etan, propan, butan sa primesama azota, ugljen-dioksida i sumporovodika.

Ugalj, kao i ulje, je složena mješavina. Udio ugljika u njemu iznosi 80-90%. Ostalo je vodonik, kiseonik, sumpor, azot i neki drugi elementi. U mrki ugalj udio ugljika i organske tvari je manji nego u kamenu. Još manje organski uljnih škriljaca.

U industriji se ugalj zagrijava na 900-1100 0 C bez zraka. Ovaj proces se zove koksiranje. Rezultat je koks s visokim sadržajem ugljika, koksni plin i katran ugljena, neophodni za metalurgiju. Puno organskih tvari se oslobađa iz plina i katrana. Rice. 3.

Rice. 3. Uređaj koksne peći

Prirodni gas i nafta su najvažniji izvori sirovina za hemijsku industriju. Nafta kakva se proizvodi, ili "sirova nafta", teško je koristiti čak i kao gorivo. Stoga se sirova nafta dijeli na frakcije (od engleskog "fraction" - "dio"), koristeći razlike u tačkama ključanja njenih sastavnih supstanci.

Metoda odvajanja ulja, zasnovana na različitim tačkama ključanja njegovih sastavnih ugljovodonika, naziva se destilacija ili destilacija. Rice. četiri.

Rice. 4. Proizvodi prerade nafte

Frakcija koja je destilirana od oko 50 do 180 0 C naziva se benzin.

Kerozin ključa na temperaturi od 180-300 0 C.

Gusti crni talog koji ne sadrži isparljive tvari naziva se lož ulje.

Postoji i veliki broj međufrakcija koje ključaju u užim rasponima - petrolej etri (40-70 0 C i 70-100 0 C), beli špirit (149-204 °C) i gasno ulje (200-500 0 C). Koriste se kao rastvarači. Lož ulje se može destilirati pod sniženim pritiskom, na taj način se iz njega dobijaju maziva ulja i parafin. Čvrsti ostatak od destilacije lož ulja - asfalt. Koristi se za izradu putnih površina.

Prerada pratećih naftnih gasova je posebna industrija i omogućava dobijanje niza vrijednih proizvoda.

Sumiranje lekcije

Tokom časa ste proučavali temu „Prirodni izvori ugljovodonika. Rafinacija nafte". Više od 90% sve energije koju trenutno troši čovječanstvo ekstrahira se iz fosilnih prirodnih organskih spojeva. Naučili ste o prirodnim resursima (prirodni plin, nafta, ugalj), o tome šta se događa s naftom nakon što je izvađena.

Bibliografija

1. Rudžitis G.E. hemija. Osnove opšte hemije. 10. razred: udžbenik za obrazovne ustanove: osnovni nivo / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. izdanje. - M.: Obrazovanje, 2012.

2. Hemija. 10. razred. Nivo profila: udžbenik. za opšte obrazovanje institucije / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin i drugi - M.: Drofa, 2008. - 463 str.

3. Hemija. 11. razred. Nivo profila: udžbenik. za opšte obrazovanje institucije / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin i drugi - M.: Drofa, 2010. - 462 str.

4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Zbirka zadataka iz hemije za one koji upisuju fakultete. - 4. izd. - M.: RIA "Novi talas": Izdavač Umerenkov, 2012. - 278 str.

Zadaća

1. br. 3, 6 (str. 74) Rudžitis G.E., Feldman F.G. Hemija: Organska hemija. 10. razred: udžbenik za obrazovne ustanove: osnovni nivo / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. izdanje. - M.: Obrazovanje, 2012.

2. Koja je razlika između povezanog naftnog gasa i prirodnog gasa?

3. Kako se vrši rafinacija nafte?

Ciljevi lekcije:

Obuka:

• Razvijati kognitivnu aktivnost učenika.
• Upoznati studente sa prirodnim izvorima ugljovodonika: naftom, prirodnim gasom, ugljem, njihovim sastavom i načinima prerade.
• Proučiti glavna ležišta ovih resursa na globalnom nivou iu Rusiji.
• Pokažite njihov značaj u nacionalnoj ekonomiji.
• Razmotrite pitanja zaštite životne sredine.

edukativni:

• Podizanje interesovanja za proučavanje teme, usađivanje govorne kulture na časovima hemije.

u razvoju:

• Razvijati pažnju, zapažanje, sposobnost slušanja i donošenja zaključaka.

Pedagoške metode i tehnike:

• Perceptivni pristup.
• Gnostički pristup.
• kibernetički pristup.

Oprema: Interaktivna tabla, multimedija, elektronski udžbenici MarSTU, Internet, zbirke "Nafta i glavni proizvodi njene prerade", "Ugalj i najvažniji proizvodi njegove prerade".

Tokom nastave

I. Organizacioni momenat.

Uvodim svrhu i ciljeve ove lekcije.

II. Glavni dio.

Najvažniji prirodni izvori ugljovodonika su: nafta, ugalj, prirodni i prateći naftni gasovi.

Nafta je "crno zlato" (Upoznajem učenike sa porijeklom nafte, glavnim rezervama, proizvodnjom, sastavom nafte, fizičkim svojstvima, rafiniranim proizvodima).

U procesu rektifikacije ulje se dijeli na sljedeće frakcije:

Demonstriram uzorke frakcija iz kolekcije (demonstracija je popraćena objašnjenjem).

• Frakcionacioni gasovi- mješavina ugljovodonika male molekularne mase, uglavnom propana i butana, sa t ključanja do 40 °C,
• Benzinska frakcija (benzin)- HC sastav C 5 H 12 do C 11 H 24 (t.k. 40-200 °C, sa finijim odvajanjem ove frakcije, plinsko ulje(petroleter, 40 - 70°C) i benzin(70 - 120°S),
• Nafta frakcija- sastav HC od C 8 H 18 do C 14 H 30 (t.k. 150 - 250 °C),
• Kerozinska frakcija- sastav HC od C 12 H 26 do C 18 H 38 (t.k. 180 - 300 °C),
• Dizel gorivo- Sastav HC od C 13 H 28 do C 19 H 36 (t.k. 200 - 350 °C)

Ostaci od prerade nafte - lož ulje- sadrži ugljovodonike sa brojem atoma ugljika od 18 do 50. Destilacijom pod sniženim pritiskom iz loživog ulja se dobija solarno ulje(S 18 H 28 - S 25 H 52), ulja za podmazivanje(S 28 H 58 - S 38 H 78), petrolatum i parafin– topljive mješavine čvrstih ugljovodonika. Čvrsti ostatak destilacije lož ulja - tar i proizvodi njegove prerade - bitumen i asfalt koristi se za izradu putnih površina.

Proizvodi dobiveni kao rezultat rektifikacije ulja podvrgavaju se kemijskoj preradi. Jedan od njih je pucanje.

Krekiranje je termička razgradnja naftnih derivata koja dovodi do stvaranja ugljikovodika s manjim brojem atoma ugljika u molekuli. (Koristim elektronski udžbenik MarSTU, koji govori o vrstama pucanja).

Učenici upoređuju termičko i katalitičko krekiranje. (Slajd broj 16)

Termičko pucanje.

Cepanje molekula ugljovodonika odvija se na višoj temperaturi (470-5500 C). Proces se odvija sporo, formiraju se ugljikovodici s nerazgranatim lancem atoma ugljika. U benzinu dobivenom kao rezultat termičkog krekiranja, uz zasićene ugljovodonike, postoji mnogo nezasićenih ugljovodonika. Zbog toga ovaj benzin ima veću otpornost na udarce od pravolinijskog benzina. Termički kreking benzin sadrži mnogo nezasićenih ugljikovodika, koji se lako oksidiraju i polimeriziraju. Zbog toga je ovaj benzin manje stabilan tokom skladištenja. Kada izgori, razni dijelovi motora mogu se začepiti.

katalitičko pucanje.

Cepanje molekula ugljovodonika odvija se u prisustvu katalizatora i na nižoj temperaturi (450-5000 C). Fokus je na benzinu. Trude se da dobiju više i nužno bolji kvalitet. Katalitičko pucanje se pojavilo upravo kao rezultat dugogodišnje, tvrdoglave borbe naftaša da poboljšaju kvalitetu benzina. U odnosu na termičko krekiranje, proces teče mnogo brže, pri čemu ne dolazi samo do cijepanja molekula ugljikovodika, već i do njihove izomerizacije, tj. nastaju ugljikovodici s razgranatim lancem atoma ugljika. U poređenju sa termički krekiranim benzinom, katalitički krekirani benzin ima još veću otpornost na udarce.

Ugalj. (Upoznajem učenike sa porijeklom uglja, glavnim rezervama, rudarstvom, fizičkim svojstvima, prerađenim proizvodima).

Porijeklo: (Koristim elektronski udžbenik MarGTU, gdje se govori o porijeklu uglja).

Glavne dionice: (slajd broj 18) Na karti pokazujem studentima najveća ležišta uglja u Rusiji u smislu proizvodnje - to su bazeni Tunguska, Kuznjeck i Pechora.

rudarstvo:(Koristim elektronski udžbenik MarGTU, gdje se govori o eksploataciji uglja).

• gas koksne peći- koji uključuje H 2, CH 4, CO, CO 2, nečistoće NH 3, N 2 i druge plinove,
• Ugljeni katran- sadrži nekoliko stotina različitih organskih supstanci, uključujući benzen i njegove homologe, fenol i aromatične alkohole, naftalen i razna heterociklična jedinjenja,
• Nadsmolnaya, ili amonijačna voda- sadrži rastvoreni amonijak, kao i fenol, sumporovodik i druge supstance,
• Koka-kola– čvrsti ostatak od koksovanja, gotovo čisti ugljenik.

Prirodni i naftni povezani plinovi. (Upoznavanje studenata sa glavnim rezervama, proizvodnjom, sastavom, prerađenim proizvodima).

III. Generalizacija.

U generalizirajućem dijelu lekcije, koristeći program Turning Point, napravio sam test. Učenici su bili naoružani daljinskim upravljačima. Kada se pitanje pojavi na ekranu, pritiskom na odgovarajuće dugme biraju tačan odgovor.

1. Glavne komponente prirodnog gasa su:

• etan;
• Propan;
• metan;
• Butan.

2. Koja frakcija destilacije ulja sadrži od 4 do 9 atoma ugljika u molekulu?

• Nafta;
• plinsko ulje;
• Petrol;
• Kerozin.

3. Šta znači pucanje teške nafte?

• Dobivanje metana;
• Dobivanje frakcija benzina sa visokom otpornošću na detonaciju;
• Dobivanje sintetskog plina;
• Dobijanje vodonika.

4. Koji proces se ne odnosi na preradu nafte?

• Coking;
• Frakciona destilacija;
• katalitičko kreking;
• Termičko pucanje.

5. Koji od sljedećih događaja je najopasniji za vodene ekosisteme?

• Povreda nepropusnosti naftovoda;
• Izlivanje nafte kao rezultat nesreće tankera;
• Kršenje tehnologije tokom duboke proizvodnje nafte na kopnu;
• Prijevoz uglja morskim putem.

6. Od metana koji formira prirodni gas, dobiti:

• sintetski gas;
• etilen;
• acetilen;
• Butadien.

7. Koje karakteristike razlikuju katalitički krekirani benzin od ravnog benzina?

• Prisustvo alkena;
• Prisustvo alkina;
• Prisutnost ugljikovodika s razgranatim lancem atoma ugljika;
• Visoka otpornost na detonaciju.

Rezultat testa je odmah vidljiv na ekranu.

Zadaća:§ 10, vježba 1 - 8

književnost:

1. L.Yu.Alikberova "Zabavna hemija" - M.: "AST-Press", 1999.
2. O.S.Gabrielyan, I.G.Ostroumov „Radna knjiga nastavnika hemije 10. razred“ - M .: „Blik i K“, 2001.
3. O.S.Gabrielyan, F.N.Maskaev, S.Yu.Ponomarev, V.I.Terenin "Hemija 10. razred".

Sporovi oko oblika Zemlje ne umanjuju značaj njenog sadržaja. Podzemne vode su oduvijek bile najvažniji resurs. One obezbeđuju primarne potrebe ljudskog tela. Međutim, bez fosilnih goriva, koja su glavni snabdjevač energijom ljudske civilizacije, ljudski život izgleda potpuno drugačije.

Gorivo - izvor energije

Među svim fosilima skrivenim u utrobi Zemlje, gorivo pripada zapaljivoj (ili sedimentnoj) vrsti.

Osnova je ugljovodonik, pa je jedan od efekata reakcije sagorevanja oslobađanje energije koja se lako može iskoristiti za poboljšanje udobnosti ljudskog života. Tokom protekle decenije, oko 90% ukupne energije koja se koristi na Zemlji proizvedeno je korišćenjem fosilnih goriva. Ova činjenica nas tjera na razmišljanje, s obzirom da su bogatstva unutrašnjosti planete neobnovljivi izvori energije i da se vremenom iscrpljuju.

Vrste goriva

uljnih škriljaca

Ulje

Aerosoli

Suspenzije

Kamen, antracit, grafit

Sapropel

Gas iz škriljaca

bitumenski pijesak

emulzije

rudni gas

Tečno gorivo

Marsh gas

Proizvedeno na osnovu Fischer-Tropsch procesa

Metan hidrat

komprimovani gas

Proizvodi gasifikacije čvrstih goriva

Glavne vrste goriva
solidan	tečnost	gasoviti	raspršen

Sva fosilna goriva snabdevaju se naftom, ugljem i prirodnim gasom.

Kratko korišteno kao gorivo

Sirovine za proizvodnju energenata su nafta, ugalj, uljni škriljci, prirodni gas, gasni hidrati i treset.

Ulje- tečnost koja se odnosi na zapaljive (sedimentne) fosile. Sastoji se od ugljovodonika i drugih hemijskih elemenata. Boja tečnosti, u zavisnosti od sastava, varira između svetlo smeđe, tamno smeđe i crne. Rijetko postoje kompozicije žuto-zelene i bezbojne boje. Prisutnost elemenata koji sadrže dušik, sumpor i kisik u ulju određuju njegovu boju i miris.

Ugalj je ime latinskog porijekla. Carbō je međunarodni naziv za ugljenik. Sastav sadrži bitumenske mase i biljne ostatke. Ovo je organsko jedinjenje koje je postalo predmet sporog raspadanja pod uticajem spoljašnjih faktora (geoloških i bioloških).

Uljni škriljac, kao ugalj, su predstavnik grupe čvrstih fosilnih goriva, ili kaustobiolita (što se doslovno prevodi sa grčkog kao „zapaljivi životni kamen”). Prilikom suve destilacije (pod uticajem visokih temperatura) stvara smole koje su po hemijskom sastavu slične ulju. U sastavu škriljaca dominiraju mineralne materije (kalcid, dolomit, kvarc, pirit i dr.), ali postoje i organske materije (kerogen), koje samo u visokokvalitetnim stenama dostižu 50% ukupnog sastava.

Prirodni gas- gasovita supstanca koja nastaje tokom razgradnje organskih materija. U utrobi Zemlje postoje tri vrste akumulacije plinskih mješavina: odvojene akumulacije, plinske kape naftnih polja i kao dio nafte ili vode. U optimalnim klimatskim uslovima supstanca je samo u gasovitom stanju. Moguće je pronaći u utrobi zemlje u obliku kristala (hidrata prirodnog plina).

Gasni hidrati- kristalne formacije nastale od vode i gasa pod određenim uslovima. Pripadaju grupi jedinjenja promenljivog sastava.

Treset- rastresiti kamen koji se koristi kao gorivo, toplotnoizolacioni materijal, đubrivo. To je mineral koji sadrži plin i koristi se kao gorivo u mnogim regijama.

Porijeklo

Sve što savremeni čovjek izvlači u utrobi zemlje odnosi se na neobnovljive prirodne resurse. Za njihovu pojavu bili su potrebni milioni godina i posebni geološki uslovi. Velika količina fosilnih goriva nastala je u mezozoiku.

Ulje- prema biogenoj teoriji nastanka, formiranje je trajalo stotinama miliona godina od organske materije sedimentnih stijena.

Ugalj- nastaje pod uslovom da se raspadajući biljni materijal brže obnavlja nego što dolazi do njegovog raspadanja. Močvare su pogodno mjesto za takav proces. Ustajala voda štiti sloj biljne mase od potpunog uništenja bakterijama zbog niskog sadržaja kisika u njemu. Ugalj se dijeli na humusni (dolazi od ostataka drveta, lišća, stabljike) i sapropelit (nastao uglavnom od algi).

Sirovina za stvaranje uglja može se nazvati tresetom. Pod uslovom njegovog uranjanja ispod slojeva sedimenta dolazi do gubitka vode i gasova pod uticajem kompresije i stvaranja uglja.

uljnih škriljaca- organska komponenta nastaje uz pomoć biohemijskih transformacija najjednostavnijih algi. Dijeli se na dvije vrste: tallomoalginit (sadrži alge sa očuvanom ćelijskom strukturom) i koloalginit (alge sa gubitkom ćelijske strukture).

Prirodni gas- prema istoj teoriji o biogenom porijeklu fosila, prirodni plin nastaje pri višim očitanjima tlaka i temperature od nafte, što potvrđuju i dublje naslage. Nastaju od istog prirodnog materijala (ostaci živih organizama).

Gasni hidrati- to su formacije za čiju pojavu su neophodni posebni termobarični uslovi. Stoga se uglavnom formiraju na sedimentima morskog dna i smrznutim stijenama. Mogu se formirati i na zidovima cijevi tijekom proizvodnje plina, u vezi s tim se fosil zagrijava na temperaturu iznad hidratacije.

Treset- nastaje u uslovima močvara od ne potpuno razgrađenih organskih ostataka biljaka. Nanosi se na površinu tla.

Rudarstvo

Kameni ugalj i prirodni gas razlikuju se ne samo po načinu na koji izbijaju na površinu. Dublje od ostalih su plinska polja - od jednog do nekoliko kilometara dubine. U porama kolektora (rezervoar koji sadrži prirodni gas) nalazi se supstanca. Sila koja uzrokuje da se supstanca podigne je razlika u pritisku u podzemnim slojevima i sistemu sakupljanja. Proizvodnja se odvija uz pomoć bunara, koji se nastoje ravnomjerno rasporediti po cijelom polju. Ekstrakcija goriva, na taj način, izbjegava tokove plina između područja i neblagovremeno plavljenje nanosa.

Tehnologije proizvodnje nafte i plina imaju neke sličnosti. Vrste proizvodnje nafte razlikuju se po metodama podizanja tvari na površinu:

• fontana (tehnologija slična gasnoj, zasnovana na razlici pritiska pod zemljom iu sistemu za isporuku tečnosti);
• gas lift;
• korištenje električne centrifugalne pumpe;
• sa ugradnjom električne vijčane pumpe;
• štapne pumpe (ponekad povezane sa jedinicom za pumpanje zemlje).

Način ekstrakcije ovisi o dubini tvari. Postoji mnogo opcija za podizanje ulja na površinu.

Način izrade ležišta uglja zavisi i od karakteristika pojave uglja u tlu. Na otvoreni način, razvoj se odvija kada se fosil pronađe na nivou od sto metara od površine. Često se izvodi mješoviti tip rudarenja: prvo otvorenim kopom, zatim podzemnim (uz pomoć čepova). Ležišta uglja bogata su i drugim resursima od potrošačkog značaja: to su vrijedni metali, metan, rijetki metali, podzemne vode.

Ležišta škriljaca razvijaju se ili rudarskom metodom (koja se smatra niskoefikasnom) ili in-situ rudarenjem zagrijavanjem stijene pod zemljom. Zbog složenosti tehnologije, rudarstvo se obavlja u vrlo ograničenim količinama.

Ekstrakcija treseta se vrši isušivanjem močvara. Zbog pojave kisika aktiviraju se aerobni mikroorganizmi koji razgrađuju njegovu organsku tvar, što dovodi do oslobađanja ugljičnog dioksida ogromnom brzinom. Treset je najjeftinija vrsta goriva, njegovo vađenje se vrši stalno uz poštivanje određenih pravila.

Nadoknadive rezerve

Jedna od procjena blagostanja društva je potrošnja goriva po glavi stanovnika: što je veća potrošnja, to ljudi ugodnije žive. Ova činjenica (i ne samo) prisiljava čovječanstvo da poveća obim proizvodnje goriva, što utječe na cijene. Trošak nafte danas je određen takvim ekonomskim pojmom kao što je "netback". Ovaj pojam podrazumijeva cijenu za koju su uključeni ponderisani prosječni troškovi naftnih derivata (proizvedenih od kupljene supstance) i isporuke sirovina preduzeću.

Trgovačke berze prodaju naftu po CIF cijenama, što u doslovnom prijevodu zvuči kao “trošak, osiguranje i vozarina”. Iz ovoga možemo zaključiti da cijena nafte danas, prema kotacijama transakcija, uključuje cijenu sirovina, troškove transporta za njegovu isporuku.

Stope potrošnje

Uzimajući u obzir rastuće stope potrošnje prirodnih resursa, teško je dati nedvosmislenu ocjenu opskrbe gorivom za duži period. Uz sadašnju dinamiku, proizvodnja nafte u 2018. iznosit će 3 milijarde tona, što će dovesti do iscrpljivanja svjetskih rezervi za 80% do 2030. godine. Opskrba crnim zlatom se predviđa za 55 - 50 godina. Prirodni gas bi mogao biti iscrpljen za 60 godina po sadašnjim stopama potrošnje.

Na Zemlji ima mnogo više rezervi uglja nego nafte i gasa. Međutim, u protekloj deceniji njegova proizvodnja je porasla, a ako se tempo ne uspori, tada će od planiranih 420 godina (postojeće prognoze) rezerve biti iscrpljene za 200.

Uticaj na životnu sredinu

Aktivno korištenje fosilnih goriva dovodi do povećanja emisije ugljičnog dioksida (CO2) u atmosferu, čiji štetan utjecaj na klimu planete potvrđuju međunarodne ekološke organizacije. Ako se emisija CO2 ne smanji, neizbježna je ekološka katastrofa čiji početak mogu uočiti savremenici. Prema preliminarnim procjenama, od 60% do 80% svih fosilnih goriva mora ostati netaknuto da bi se situacija na Zemlji stabilizirala. Međutim, ovo nije jedina nuspojava korištenja fosilnih goriva. Samo vađenje, transport, prerada u rafinerijama doprinose zagađenju životne sredine sa mnogo više toksičnih materija. Primjer je nesreća u Meksičkom zaljevu, koja je dovela do obustave Golfske struje.

Ograničenja i alternative

Vađenje fosilnih goriva je profitabilan posao za kompanije čiji je glavni ograničavač iscrpljivanje prirodnih resursa. Obično se zaboravlja napomenuti da praznine nastale ljudskom aktivnošću u utrobi zemlje doprinose nestanku slatke vode na površini i njenom izlasku u dublje slojeve. Nestanak pitke vode na Zemlji ne može se opravdati nijednom od prednosti rudarenja fosilnih goriva. I to će se desiti ako čovečanstvo ne racionalizuje svoj boravak na planeti.

Prije pet godina u Kini su se pojavili motocikli i automobili s novom generacijom motora (bez goriva). Ali pušteni su u strogo ograničene količine (za određeni krug ljudi), a tehnologija je postala povjerljiva. Ovo samo govori o kratkovidosti ljudske pohlepe, jer ako možete da "zaradite" na nafti i gasu, naftne magnate niko neće sprečiti u tome.

Zaključak

Uz dobro poznate alternativne (obnovljive) izvore energije, postoje jeftinije, ali klasificirane tehnologije. Ipak, njihova primjena neminovno mora ući u čovjekov život, inače budućnost neće biti duga i bez oblaka kako je „biznismeni“ zamišljaju.