Üzenet a témában: "Természetes szénhidrogénforrások"

Előkészített

szénhidrogének

A szénhidrogének olyan vegyületek, amelyek csak szén- és hidrogénatomokból állnak.

A szénhidrogéneket ciklikusra (karbociklusos vegyületek) és aciklusra osztják.

A ciklikus (karbociklusos) vegyületeket olyan vegyületeknek nevezzük, amelyek egy vagy több, csak szénatomokból álló ciklust tartalmaznak (ellentétben a heteroatomokat tartalmazó heterociklusos vegyületekkel - nitrogén, kén, oxigén stb.).

d.). A karbociklusos vegyületeket aromás és nem aromás (aliciklusos) vegyületekre osztják.

Az aciklikus szénhidrogének közé tartoznak azok a szerves vegyületek, amelyek molekuláinak szénváza nyitott lánc.

Ezek a láncok létrejöhetnek egyszeres kötésekkel (CnH2n+2 alkánok), tartalmazhatnak egy kettős kötést (CnH2n alkének), két vagy több kettős kötést (diének vagy poliének), egy hármas kötést (CnH2n-2 alkinok).

Mint tudják, a szénláncok a legtöbb szerves anyag részét képezik. Így a szénhidrogének tanulmányozása különösen fontos, mivel ezek a vegyületek a szerves vegyületek más osztályainak szerkezeti alapját képezik.

Emellett a szénhidrogének, különösen az alkánok a szerves vegyületek fő természetes forrásai, és a legfontosabb ipari és laboratóriumi szintézisek alapja.

A szénhidrogének a vegyipar legfontosabb nyersanyagai. A szénhidrogének viszont meglehetősen elterjedtek a természetben, és különféle természetes forrásokból izolálhatók: olaj, kapcsolódó kőolaj és földgáz, szén.

Tekintsük őket részletesebben.

Az olaj szénhidrogének, főleg lineáris és elágazó láncú alkánok természetes összetett keveréke, amely molekulákban 5-50 szénatomot tartalmaz, más szerves anyagokkal.

Összetétele jelentősen függ a termelés (lerakódás) helyétől, az alkánok mellett cikloalkánokat és aromás szénhidrogéneket is tartalmazhat.

Az olaj gáznemű és szilárd komponensei feloldódnak folyékony komponenseiben, ami meghatározza az aggregációs állapotát. Az olaj sötét (barnától feketéig) színű olajos folyadék, jellegzetes szaggal, vízben nem oldódik. Sűrűsége kisebb, mint a vízé, ezért bekerülve az olaj szétterül a felszínen, megakadályozva az oxigén és más levegőgázok vízben való oldódását.

Nyilvánvaló, hogy az olaj természetes víztestekbe kerülve mikroorganizmusok és állatok pusztulását okozza, ami környezeti katasztrófákhoz, sőt katasztrófákhoz vezet. Vannak baktériumok, amelyek az olaj összetevőit élelmiszerként használhatják fel, és létfontosságú tevékenységük ártalmatlan termékeivé alakítják át. Nyilvánvaló, hogy e baktériumok tenyészeteinek felhasználása a környezeti szempontból legbiztonságosabb és legígéretesebb módja az olajszennyezés leküzdésének a termelés, a szállítás és a feldolgozás során.

A természetben az olaj és a kapcsolódó kőolajgáz, amelyről az alábbiakban lesz szó, kitölti a föld belsejének üregeit. Különböző anyagok keveréke lévén az olajnak nincs állandó forráspontja. Nyilvánvaló, hogy mindegyik komponense megőrzi egyedi fizikai tulajdonságait a keverékben, ami lehetővé teszi az olaj komponensekre történő szétválasztását. Ehhez megtisztítják a mechanikai szennyeződésektől, kéntartalmú vegyületektől, és úgynevezett frakcionált desztillációnak vagy rektifikálásnak vetik alá.

A frakcionált desztilláció különböző forráspontú komponensek keverékének elválasztására szolgáló fizikai módszer.

A rektifikálás során az olajat a következő frakciókra osztják:

Rektifikáló gázok - kis molekulatömegű szénhidrogének, főleg propán és bután keveréke, legfeljebb 40 ° C-os forrásponttal;

Benzinfrakció (benzin) - C5H12-C11H24 összetételű szénhidrogének (forráspont 40-200 °C); ennek a frakciónak a finomabb elválasztásával benzint (petroléter, 40-70 ° C) és benzint (70-120 ° C) kapunk;

Nafta frakció - C8H18-C14H30 összetételű szénhidrogének (forráspont 150-250 °C);

Kerozin frakció - C12H26-C18H38 összetételű szénhidrogének (forráspont 180-300 °C);

Dízel üzemanyag - C13H28-C19H36 összetételű szénhidrogének (forráspont 200-350 °C).

Az olajdesztilláció maradéka - fűtőolaj - 18-50 szénatomszámú szénhidrogéneket tartalmaz. Csökkentett nyomáson történő desztillációval napolajat (С18Н28-С25Н52), kenőolajokat (С28Н58-С38Н78), vazelint és paraffint nyernek. fűtőolaj - szilárd szénhidrogének olvadó keverékei.

A fűtőolaj desztilláció szilárd maradékát - kátrányt és feldolgozási termékeit - bitument és aszfaltot útburkolatok gyártásához használják fel.

Kapcsolódó kőolajgáz

Az olajmezők általában nagy felhalmozódást tartalmaznak az úgynevezett kapcsolódó kőolajgázból, amely a földkéregben az olaj felett összegyűlik, és részben feloldódik benne a fedő kőzetek nyomása alatt.

Az olajhoz hasonlóan a kapcsolódó kőolajgáz is értékes természetes szénhidrogénforrás. Főleg alkánokat tartalmaz, amelyek molekulái 1-6 szénatomot tartalmaznak. Nyilvánvaló, hogy a kapcsolódó kőolajgáz összetétele sokkal szegényebb, mint az olaj. Ennek ellenére azonban széles körben használják üzemanyagként és vegyipar alapanyagaként is. Néhány évtizeddel ezelőttig a legtöbb olajmezőn a kapcsolódó kőolajgázt az olaj haszontalan adalékaként égették el.

Jelenleg például Szurgutban, Oroszország leggazdagabb olajkamrájában a világ legolcsóbb áramát állítják elő a kapcsolódó kőolajgáz tüzelőanyagként.

A kapcsolódó kőolajgáz összetételében gazdagabb különféle szénhidrogénekben, mint a földgáz. Törtekre osztva a következőket kapják:

Természetes benzin - erősen illékony keverék, amely főleg lentánból és hexánból áll;

Propán-bután keverék, amely a név szerint propánból és butánból áll, és a nyomás növekedésével könnyen folyékony halmazállapotúvá válik;

Száraz gáz - főleg metánt és etánt tartalmazó keverék.

A természetes benzin, mint kis molekulatömegű illékony komponensek keveréke, alacsony hőmérsékleten is jól elpárolog. Ez lehetővé teszi a gázbenzin felhasználását belső égésű motorok üzemanyagaként a Távol-Északon, valamint üzemanyag-adalékként, ami megkönnyíti a motorok beindítását téli körülmények között.

A propán-bután keveréket cseppfolyósított gáz formájában háztartási tüzelőanyagként (az országban ismert gázpalackok) és öngyújtók töltésére használják.

A közúti szállítás cseppfolyósított gázra való fokozatos átállása az egyik fő módja a globális üzemanyagválság leküzdésének és a környezeti problémák megoldásának.

A földgázhoz hasonló összetételű száraz gázt is széles körben használják tüzelőanyagként.

A kapcsolódó kőolajgáz és összetevőinek tüzelőanyagként való felhasználása azonban messze nem a legígéretesebb felhasználási mód.

Sokkal hatékonyabb a kapcsolódó kőolajgáz-komponensek felhasználása a vegyi gyártás alapanyagaként. A hidrogént, acetilént, telítetlen és aromás szénhidrogéneket és származékaikat alkánokból nyerik, amelyek a kapcsolódó kőolajgáz részét képezik.

A gáznemű szénhidrogének nemcsak kísérhetik az olajat a földkéregben, hanem önálló felhalmozódást is képezhetnek - földgázlelőhelyeket.

Földgáz

A földgáz gáz halmazállapotú telített szénhidrogének kis molekulatömegű keveréke. A földgáz fő alkotóeleme a metán, melynek részaránya mezőtől függően 75-99 térfogatszázalék között mozog.

A földgáz a metánon kívül etánt, propánt, butánt és izobutánt, valamint nitrogént és szén-dioxidot tartalmaz.

A kapcsolódó kőolajgázhoz hasonlóan a földgázt is üzemanyagként és nyersanyagként használják különféle szerves és szervetlen anyagok előállításához.

Ön már tudja, hogy a földgáz fő összetevőjéből, a metánból hidrogént, acetilént és metil-alkoholt, formaldehidet és hangyasavat, valamint sok más szerves anyagot nyernek. Tüzelőanyagként a földgázt erőművekben, lakóépületek és ipari épületek vízmelegítésére szolgáló kazánrendszerekben, nagyolvasztóban és kandallóval történő termelésben használják.

Egy városi ház konyhai gáztűzhelyében gyufát ütve és gázt meggyújtva "elindul" a földgáz részét képező alkánok oxidációjának láncreakciója.

Szén

Az olajon, a természetes és kapcsolódó kőolajgázokon kívül a szén természetes szénhidrogénforrás.

A 0n erős rétegeket képez a föld belsejében, feltárt készletei jelentősen meghaladják az olajkészleteket. Az olajhoz hasonlóan a szén is nagy mennyiségű különféle szerves anyagot tartalmaz.

A szervesen kívül olyan szervetlen anyagokat is tartalmaz, mint a víz, az ammónia, a hidrogén-szulfid és természetesen maga a szén - szén. A szénfeldolgozás egyik fő módja a kokszolás - levegő hozzáférés nélküli kalcinálás. A körülbelül 1000 ° C hőmérsékleten végzett kokszolás eredményeként a következők képződnek:

Kokszolókemence gáz, amely hidrogént, metánt, szén-monoxidot és szén-dioxidot, ammónia-, nitrogén- és egyéb gázokat tartalmaz;
több száz különböző szerves anyagot tartalmazó kőszénkátrány, beleértve a benzolt és homológjait, a fenolt és az aromás alkoholokat, a naftalint és a különféle heterociklusos vegyületeket;
szupra-kátrány vagy ammóniás víz, amely a név szerint oldott ammóniát, valamint fenolt, hidrogén-szulfidot és egyéb anyagokat tartalmaz;
koksz – a kokszolás szilárd maradéka, szinte tiszta szén.

A kokszot a vas- és acélgyártásban, az ammóniát a nitrogén- és a kombinált műtrágyák gyártásában használják fel, a szerves koksztermékek jelentőségét pedig nem lehet túlbecsülni.

Következtetés: így a kőolaj, a kapcsolódó kőolaj és földgázok, a szén nemcsak a szénhidrogének legértékesebb forrásai, hanem részei a pótolhatatlan természeti erőforrások egyedülálló tárházának, amelyek gondos és ésszerű felhasználása a fokozatos fejlődés elengedhetetlen feltétele. az emberi társadalom.

A természetes szénhidrogénforrások a fosszilis tüzelőanyagok. A legtöbb szerves anyag természetes forrásból származik. A szerves vegyületek szintézise során nyersanyagként természetes és kapcsolódó gázokat, szenet és barnaszén, olajat, olajpalát, tőzeget, állati és növényi eredetű termékeket használnak fel.

Milyen összetételű a földgáz

A földgáz minőségi összetétele két komponenscsoportból áll: szerves és szervetlen.

A szerves komponensek a következők: metán - CH4; propán - C3H8; bután - C4H10; etán - C2H4; ötnél több szénatomot tartalmazó nehezebb szénhidrogének. A szervetlen komponensek közé tartoznak a következő vegyületek: hidrogén (kis mennyiségben) - H2; szén-dioxid - CO2; hélium - Nem; nitrogén - N2; hidrogén-szulfid - H2S.

Hogy pontosan milyen összetételű lesz egy adott keverék, az a forrástól, vagyis a lerakódástól függ. Ugyanezek az okok magyarázzák a földgáz különféle fizikai és kémiai tulajdonságait.

Kémiai összetétel
A földgáz fő része metán (CH4) - akár 98%. A földgáz összetétele tartalmazhat nehezebb szénhidrogéneket is:
* etán (C2H6),
* propán (C3H8),
* bután (C4H10)
- a metán homológjai, valamint más nem szénhidrogén anyagok:
*hidrogén (H2),
* hidrogén-szulfid (H2S),
*szén-dioxid (CO2),
* nitrogén (N2),
* hélium (He) .

A földgáz színtelen és szagtalan.

A szivárgás szag alapján történő észlelése érdekében kis mennyiségű, erős kellemetlen szagú merkaptánt adnak a gázhoz.

Milyen előnyei vannak a földgáznak más üzemanyagokkal szemben?

1. egyszerűsített elszívás (nem igényel mesterséges szivattyúzást)

2. felhasználásra kész közbenső feldolgozás (desztilláció) nélkül

szállítás gáz és folyékony halmazállapotban egyaránt.

4. az égés során a káros anyagok minimális kibocsátása.

5. a már gáz halmazállapotú tüzelőanyag-ellátás kényelme az égés során (az ilyen típusú tüzelőanyagot használó berendezések alacsonyabb költsége)

más üzemanyagoknál nagyobb tartalékok (alacsonyabb piaci/érték)

7. felhasználás a gazdaság nagyobb ágazataiban, mint más üzemanyagok.

elegendő mennyiségben Oroszország beleiben.

9. Magának az üzemanyagnak a balesetek során történő kibocsátása kevésbé mérgező a környezetre.

10. magas égési hőmérséklet a nemzetgazdasági folyamatábrákhoz stb. stb.

Alkalmazás a vegyiparban

Műanyagok, alkohol, gumi, szerves savak előállítására használják. Csak földgáz felhasználásával lehet olyan vegyszereket szintetizálni, amelyek a természetben egyszerűen nem találhatók meg, mint például a polietilén.

A metánt alapanyagként használják acetilén, ammónia, metanol és hidrogén-cianid előállításához. Ugyanakkor a földgáz a fő nyersanyagbázis az ammóniagyártásban. Az összes ammónia csaknem háromnegyedét nitrogénműtrágyák előállítására használják fel.

A már ammóniából nyert hidrogén-cianid az acetilénnel együtt kiindulási alapanyagként szolgál különféle szintetikus szálak előállításához. Az acetilénből különféle rétegek készíthetők, amelyeket az iparban és a mindennapi életben meglehetősen széles körben használnak.

Acetátselymet is termel.

A földgáz az egyik legjobb ipari és háztartási tüzelőanyag. Üzemanyagként való értéke abban is rejlik, hogy ez az ásványi tüzelőanyag meglehetősen környezetbarát. Amikor elégetik, sokkal kevesebb káros anyag jelenik meg, mint más típusú üzemanyagok.

A legfontosabb olajtermékek

A feldolgozás során használt olajból üzemanyag (folyékony és gáznemű), kenőolajok és zsírok, oldószerek, egyedi szénhidrogének - etilén, propilén, metán, acetilén, benzol, toluol, xylo stb., szilárd és félszilárd szénhidrogén keverékek (paraffin, vazelin, cerezin), petróleum bitumen, korom (korom), kőolajsavak és származékaik.

Az olajfinomítással nyert folyékony tüzelőanyagokat motor- és kazán üzemanyagokra osztják.

A gáznemű tüzelőanyagok közé tartoznak a háztartási szolgáltatásokhoz használt szénhidrogén cseppfolyósított tüzelőgázok. Ezek propán és bután különböző arányú keverékei.

A különféle gépek és mechanizmusok folyékony kenésére tervezett kenőolajok az alkalmazástól függően ipari, turbina-, kompresszor-, sebességváltó-, szigetelő-, motorolajokra oszthatók.

A zsírok szappanokkal, szilárd szénhidrogénekkel és egyéb sűrítőszerekkel sűrített kőolajok.

Az olaj- és kőolajgáz-feldolgozás eredményeként nyert egyedi szénhidrogének polimerek és szerves szintézistermékek nyersanyagaként szolgálnak.

Ezek közül a legfontosabbak a korlátozóak - metán, etán, propán, bután; telítetlen - etilén, propilén; aromás - benzol, toluol, xilol. Ezenkívül az olajfinomító termékek nagy molekulatömegű (C16 és nagyobb) telített szénhidrogének - paraffinok, cerezinek, amelyeket az illatiparban és zsírok sűrítőjeként használnak.

A nehézolaj-maradványokból oxidációval nyert kőolajbitument útépítéshez, tetőfedő anyagok gyártásához, aszfaltlakkok és nyomdafestékek készítéséhez stb.

Az olajfinomítás egyik fő terméke a motorüzemanyag, amely magában foglalja a repülőgép- és a motorbenzint.

Melyek a fő természetes szénhidrogénforrások, amelyeket ismer?

A természetes szénhidrogénforrások a fosszilis tüzelőanyagok.

A legtöbb szerves anyag természetes forrásból származik. A szerves vegyületek szintézise során nyersanyagként természetes és kapcsolódó gázokat, szenet és barnaszén, olajat, olajpalát, tőzeget, állati és növényi eredetű termékeket használnak fel.

12Következő ⇒

Válaszok a 19. bekezdésre

1. Melyek az Ön által ismert főbb természetes szénhidrogénforrások?
Olaj, földgáz, agyagpala, szén.

Milyen összetételű a földgáz? Jelenítse meg a földrajzi térképen a legfontosabb lelőhelyeket: a) földgáz; b) olaj; c) szén.

3. Milyen előnyei vannak a földgáznak más üzemanyagokkal szemben? Mire használják a földgázt a vegyiparban?
A földgáz a többi szénhidrogén-forráshoz képest a legkönnyebben kinyerhető, szállítható és feldolgozható.

A vegyiparban a földgázt kis molekulatömegű szénhidrogének forrásaként használják.

4. Írja fel az alábbi reakciók egyenleteit: a) acetilén metánból; b) kloroprén gumi acetilénből; c) szén-tetraklorid metánból.

5. Mi a különbség a kapcsolódó kőolajgázok és a földgáz között?
A kapcsolódó gázok olajban oldott illékony szénhidrogének.

Izolálásuk desztillációval történik. A földgáztól eltérően az olajmező fejlődésének bármely szakaszában felszabadulhat.

6. Ismertesse a kapcsolódó kőolajgázokból nyert fő termékeket!
Főbb termékek: metán, etán, propán, n-bután, pentán, izobután, izopentán, n-hexán, n-heptán, hexán és heptán izomerek.

Nevezze meg a legfontosabb kőolajtermékeket, tüntesse fel összetételüket és felhasználási területeiket!

8. Milyen kenőolajokat használnak a gyártás során?
Motorolajok sebességváltókhoz, ipari, kenőanyag-hűtő emulziók szerszámgépekhez stb.

Hogyan történik az olajfinomítás?

10. Mi az olajrepedés? Írja fel a szénhidrogén hasadási reakcióinak egyenletét! És e folyamat során.

Miért lehet 20%-nál több benzint nyerni az olaj közvetlen desztillációja során?
Mivel az olajban a benzin frakció tartalma korlátozott.

12. Mi a különbség a termikus és a katalitikus krakkolás között? Ismertesse a termikus és katalitikusan krakkolt benzineket!
A termikus krakkolásnál a reagenseket magas hőmérsékletre kell melegíteni, a katalitikus krakkolásnál katalizátor bevezetése csökkenti a reakció aktiválási energiáját, ami lehetővé teszi a reakció hőmérsékletének jelentős csökkentését.

Gyakorlatilag hogyan lehet megkülönböztetni a repedt benzint a közvetlen lefúvatású benzintől?
A repedt benzin oktánszáma magasabb, mint az egyenes lefúvású benziné, azaz. robbanásállóbb, és belső égésű motorokhoz ajánlott.

14. Mi az olaj aromatizálása? Írjon reakcióegyenleteket, amelyek megmagyarázzák ezt a folyamatot!

Melyek a szén kokszolásából nyert fő termékek?
Naftalin, antracén, fenantrén, fenolok és szénolajok.

16. Hogyan állítják elő a kokszot és hol használják fel?
A koksz egy szürke porózus szilárd termék, amelyet szén bevonásával nyernek 950-1100 °C hőmérsékleten oxigén nélkül.

Vas olvasztására, füstmentes tüzelőanyagként, vasérc redukálószerként és töltőanyagok sütőporaként használják.

17. Melyek a főbb termékek:
a) kőszénkátrányból; b) kátrányos vízből; c) kokszolókemence gázból? Hol alkalmazzák? Milyen szerves anyagok nyerhetők kokszolókemence gázból?
a) benzol, toluol, naftalin - vegyipar
b) ammónia, fenolok, szerves savak - vegyipar
c) hidrogén, metán, etilén - üzemanyag.

Emlékezzünk vissza az aromás szénhidrogének előállításának összes főbb módjára. Mi a különbség a szén és olaj koksztermékeiből aromás szénhidrogének előállításának módszerei között? Írja fel a megfelelő reakciók egyenleteit!
Előállítási módjukban különböznek egymástól: az elsődleges olajfinomítás a különböző frakciók fizikai tulajdonságainak különbségén, a kokszolás pedig tisztán a szén kémiai tulajdonságain alapul.

Ismertesse, hogy az ország energetikai problémáinak megoldása során hogyan fejlesztik a természetes szénhidrogén erőforrások feldolgozásának és felhasználásának módjait.
Új energiaforrások felkutatása, olajtermelési és -finomítási folyamatok optimalizálása, új katalizátorok fejlesztése a teljes termelés költségének csökkentésére stb.

20. Milyen kilátások vannak szénből folyékony tüzelőanyaghoz?
A jövőben lehetséges szénből folyékony tüzelőanyag kinyerése, feltéve, hogy az előállítás költségei csökkennek.

1. feladat.

Ismeretes, hogy a gáz 0,9 metán, 0,05 etán, 0,03 propán és 0,02 nitrogén térfogati hányadát tartalmazza. Mekkora levegőmennyiség szükséges 1 m3 gáz elégetéséhez normál körülmények között?

2. feladat.

Mekkora levegőmennyiség (N.O.) szükséges 1 kg heptán elégetéséhez?

3. feladat Számítsa ki, mekkora térfogatú (l-ben) és milyen tömegű (kg-ban) szén-monoxid (IV) lesz 5 mol oktán (n.o.) elégetésével!

Bolygónk fő szénhidrogénforrásai a következők földgáz, olajÉs szén. A több millió éves konzerválás a föld belsejében ellenállt a legstabilabb szénhidrogéneknek: a telítettnek és az aromásnak.

A földgáz főként a következőkből áll metán egyéb gáz-halmazállapotú alkánok, nitrogén, szén-dioxid és néhány más gáz szennyeződéseivel; a szén főleg policiklusos anyagot tartalmaz aromás szénhidrogének.

Az olaj a földgáztól és a széntől eltérően az összetevők teljes skáláját tartalmazza:

Más anyagok is jelen vannak az olajban: heteroatomos szerves vegyületek (ként, nitrogént, oxigént és egyéb elemeket tartalmaznak), víz, benne oldott sókkal, más kőzetek szilárd részecskéi és egyéb szennyeződések.

Érdekes tudni! Szénhidrogének az űrben is megtalálhatók, többek között más bolygókon is.

Például a metán az Uránusz légkörének nagy részét teszi ki, és a teleszkópon keresztül látható világos türkiz színéért felelős. A Szaturnusz legnagyobb műholdjának, a Titánnak a légköre főleg nitrogénből áll, de szénhidrogéneket is tartalmaz metán, etán, propán, etin, propin, butadin és ezek származékai; időnként metán esik, és a szénhidrogén folyók a Titán felszínén lévő szénhidrogéntavakba ömlenek.

A telítetlen szénhidrogének jelenléte a telített és molekuláris hidrogénnel együtt a napsugárzás hatásának köszönhető.

Mengyelejev tulajdonában van a következő mondat: "Az olaj égetése ugyanaz, mint bankjegyekkel felfűteni a kemencét." Az olajfinomító technológiák megjelenésének és fejlődésének köszönhetően a XX. században az olaj a közönséges üzemanyagból a legértékesebbé vált. nyersanyagforrás a vegyipar számára.

A kőolajtermékeket jelenleg szinte minden iparágban használják.

Az elsődleges olajfinomítás az kiképzés, azaz az olaj tisztítása a szervetlen szennyeződésektől és a benne oldott kőolajgáztól, ill. lepárlás, vagyis a fizikai felosztás frakciók a forrásponttól függően:

Az olaj légköri nyomáson történő desztillációja után visszamaradó fűtőolajból vákuum hatására nagy molekulatömegű komponenseket izolálnak, amelyek alkalmasak ásványi olajokká, motorüzemanyagokká és egyéb termékekké történő feldolgozásra, a maradék pedig - kátrány- bitumen gyártására használják.

Az olajfinomítás során az egyes frakciókat vetik alá kémiai átalakulások.

Ezek a krakkolás, a reformálás, az izomerizálás és sok más folyamat, amelyek lehetővé teszik telítetlen és aromás szénhidrogének, elágazó láncú alkánok és más értékes kőolajtermékek előállítását. Ezek egy részét kiváló minőségű üzemanyagok és különféle oldószerek előállítására költik, egy részük pedig új szerves vegyületek és anyagok előállításának alapanyaga a különböző iparágak számára.

De nem szabad elfelejteni, hogy a természetben a szénhidrogén-tartalékok sokkal lassabban töltődnek fel, mint ahogyan az emberiség elfogyasztja őket, és a kőolajtermékek feldolgozásának és elégetésének folyamata erős eltéréseket okoz a természet kémiai egyensúlyában.

Természetesen előbb-utóbb a természet helyreállítja az egyensúlyt, de ez komoly problémákat okozhat az ember számára. Ezért szükséges új technológiák annak érdekében, hogy a jövőben eltérjünk a szénhidrogének üzemanyagként való használatától.

Az ilyen globális problémák megoldásához szükség van rá az alaptudomány fejlődéseés a körülöttünk lévő világ mély megértése.

Anyagáttekintés

Anyagáttekintés

Integrált kémia-földrajz óra a 10. évfolyamon "Szénhidrogének természetes forrásai" témában

„... bankjegyekkel is melegíthetsz”

DI. Mengyelejev

Felszerelés: Oroszország és a világ ásványkincseinek földrajzi térképei, "A világ üzemanyagi ipara", "A világ ásványi erőforrásai" térképek, tankönyvtérképek, atlaszok, tankönyvtáblázatok, statisztikai anyagok. „Üzemanyag”, „Olaj és feldolgozási termékei”, „Ásványok”, multimédiás installáció, „Olajlepárlás termékei”, „Desztillációs oszlop”, „Olajfinomítás...”, „Környezetkárosító hatások” gyűjtemények. .”

Az óra céljai:

1. Ismételje meg a szénhidrogén lelőhelyek elhelyezését Oroszországban és a világon.

2. Általános ismeretek a természetes szénhidrogénforrásokról: összetételükről, fizikai tulajdonságaikról, kinyerési módszereiről, feldolgozásáról.

3. Tekintsük az üzemanyag- és energiakomplexum (alternatív energiaforrások) szerkezetének megváltoztatásának kilátásait.

Oktatási módszerek: mesemondás, előadás, beszélgetés, gyűjteménybemutató,önálló munka földrajzi térképpel, atlaszsal.

A „Szénhidrogének természetes forrásai” téma most aktuálisabb, mint valaha. A szénhidrogén-lelőhelyek kialakulása számos problémát vet fel a társadalom számára. Ezek elsősorban olyan társadalmi problémák, amelyek a nehezen megközelíthető területek fejlődéséhez kapcsolódnak, ahol nincs társadalmi struktúra. A súlyos körülmények új technológiák kifejlesztését teszik szükségessé a nyersanyagok kitermeléséhez és szállításához. A kőolajtermékek exportja, a feldolgozásához szükséges fejlett ipari bázis hiánya, az olajtermékek hiánya a hazai orosz piacon gazdasági és politikai probléma. A szénhidrogének előállításával, szállításával, feldolgozásával kapcsolatos környezeti problémák. Az emberi társadalom kénytelen keresni a módokat mindezen problémák megoldására. Fontos megtanulni, hogyan kell döntéseket hozni, választani, felelősséget vállalni tevékenysége eredményéért.

Az órák alatt

A diákok asztalán szilárd tüzelőanyagok és ásványok gyűjteményei, atlaszok, földrajzi tankönyvek találhatók.

Az óra egy kémiatanárral kezdődik, aki elmondja a diákoknak, hogy a gáz és az olaj nemcsak energiaforrásként, hanem a vegyipar alapanyagaként is fontos. Ezt követően a gázhalmazállapotú tüzelőanyag szilárd tüzelőanyaggal szembeni előnye kérdését vitatják meg a tanulókkal, majd a beszélgetés során következtetéseket fogalmaznak meg és rögzítenek.

Kémia tanár

A szénhidrogének fő természetes forrásai a következők:

Természetes és kapcsolódó kőolajgázok

Olaj

Szén

A természetes és kapcsolódó kőolajgázok jelenlétükben, összetételükben és felhasználásukban különböznek egymástól.

Nézzük meg a földgáz összetételét.

A földgáz összetétele.

CH4 93 - 98% С4Н10 0,1 - 1%

С2Н6 0,5–4% С5Н12 0–1%

С3Н8 0,2 - 1,5% N2 2 - 13%

és egyéb gázok.

Amint látjuk, a földgáz fő része metán.

A kapcsolódó kőolajgáz lényegesen kevesebb metánt (30-50%) tartalmaz, de a legközelebbi homológjai közül többet: az etánt. propán, bután, pentán (legfeljebb 20% egyenként) és egyéb telített szénhidrogének. A földgázmezők általában az olajmezők közelében helyezkednek el; nyilván a földgáz (valamint a hozzá tartozó kőolajgáz) az olajszénhidrogének lebomlása következtében keletkezett, az anaerob baktériumok tevékenysége következtében.

A természetes és kapcsolódó kőolajgázok olcsó üzemanyagok és értékes vegyi alapanyagok.A gáznemű tüzelőanyag legfontosabb fajtája a földgáz, olcsó és magas kalóriatartalmú (39 700 kJ-ig), mivel fő összetevője a metán (akár 93-98%) ).

Ön szerint miért használják a földgázt gáznemű tüzelőanyagként?

A gáznemű tüzelőanyagoknak jelentős előnyei vannak a szilárd üzemanyagokkal szemben:

könnyen és teljesen keveredik a levegővel, ezért égéskor csak kis mennyiségű levegő szükséges a teljes égéshez;

a gáz speciális generátorokban előmelegíthető a legmagasabb lánghőmérséklet elérése érdekében;

a kemencék elrendezése sokkal egyszerűbb, mivel az égés során nincs salak vagy hamu;

a füst hiánya jótékony hatással van a környezet egészségügyi és higiéniai feltételeire; ökológiai tisztaság;

A gáznemű tüzelőanyagok gázvezetékeken keresztül szállíthatók.

Olcsóság;

Magas fűtőérték

Emiatt a gáz halmazállapotú tüzelőanyagokat egyre gyakrabban használják az iparban, a háztartásokban és a járművekben, és a háztartási és ipari igények egyik legjobb üzemanyaga.

A 20. század második felében a világ gáztermelése több mint 10-szeresére nőtt, és folyamatosan növekszik. Egészen a közelmúltig a gázt főként a fejlett országokban termelték, az utóbbi időben azonban az ázsiai és afrikai országok szerepe megnőtt. Oroszország vitathatatlanul vezető szerepet tölt be a gázkészletek és -termelés terén. A kitermelt nyersanyagok 15-20%-a kerül a világpiacra

A tanulóknak kérdéseket tesznek fel:

1. Ön szerint hol használják az üzemanyag-forrásokat?

A tanulók válaszai után a tanár összegzi és még egyszer meghatározza az üzemanyag- és energiakomplexumot. Ezután feladatokat adnak. (kiscsoportos munka, térképek, táblázatok, diagramok olvasása. Részleges keresőmunka)

1. feladat: A tankönyv 4. számú táblázata szerint ismerkedjen meg a fő tüzelőanyag-fajták világtermelésével (kőolaj- és gáztermelés).

2. feladat: A 23. ábra segítségével ismerkedjen meg az üzemanyag-források globális felhasználásának szerkezetében bekövetkezett eltolódással, és válaszoljon arra a kérdésre: nő-e a gázfogyasztás a világon? (A válasz igen)

A 4. táblázat és a 23. ábra adatainak tárgyalása során a hallgatók arra a következtetésre jutnak, hogy több legfontosabb olaj- és gáztermelési terület létezik. A tanár földrajzi térképen megmutatja és megnevezi az olaj- és gáztermelés főbb területeit, a tanulók összehasonlítják atlaszaikkal, országokat neveznek meg és lejegyzik füzetbe.

Az olajmezők teljes száma körülbelül 50 ezer. A jelenlegi termelési szint mellett azonban számoljuk ki az emberiség erőforrás-elérhetőségét.

Jegyzetfüzetben: Emlékezzen a számítási képletre (R = W / D)

Milyen mértékegységekben fejeződik ki az erőforrások rendelkezésre állása? (az év ... ja). Vegyél következtetést! (kevés)

Vannak olyan országok a világon, amelyek hatalmas olajtartalékokkal rendelkeznek. A táblázat segítségével nevezze meg a 3 legnagyobb tartalékkal rendelkező országot! Mi Oroszország álláspontja?

Sok ország termel olajat. Minden régióban több ország van - vezető szerepet tölt be a termelésben. A térkép segítségével nevezze el ezeket az országokat, és írja be a füzetébe

Európában: Ázsiában: Amerikában: Afrikában:

Hol vannak pontosan a legnagyobb olajmezők? Íme csak néhány közülük.

1 hordó olaj 158,988 liter, napi 1 hordó – évi 50 tonna

Gavaron naponta több mint 680 ezer tonna olajat, ezen kívül 56,6 millió m³ földgázt termeltek naponta.

Agadjari 60 átfolyó kutat üzemeltetnek, éves termelés 31,4 millió tonna

Bolsoj Burganban 484 átfolyó kút működik, az éves termelés körülbelül 70 millió tonna

Mi az a polc?

Ön szerint az offshore termelés olcsóbb vagy drágább, mint a szárazföldön? Miért?

Mely országok vannak kiemelve a térképen? Mi köti össze őket? Mi ennek a szervezetnek a neve? A fő feladata?

Az olajat aktívan értékesítik a világpiacon. (40%) Az országok között stabil kapcsolatok, úgynevezett „olajhidak” vannak. Meg tudnád nevezni közülük a legfontosabbakat? Mivel magyaráznád a létezésüket? Hogyan szállítják az olajat?

A legnagyobb tartályhajó 500 méter hosszú. Akár 500 000 tonna olajat is felvesz.

A szupertankerek korunk tudományos és technológiai forradalmának termékei. Maga a szó az angol "tank" szóból származik - egy tank. A tengeri tartályhajó olyan hajó, amelyet folyékony rakomány (olaj, sav, növényi olaj, olvasztott kén stb.) szállítására terveztek hajótartályokban (tartályokban). A szupertankerek utonként 50 százalékkal több olajat tudnak szállítani, mint mások, miközben a bunkerezés, a személyzet és a biztosítás üzemeltetési költségei csak 15 százalékkal magasabbak, ami lehetővé teszi a hajót bérbeadó olajtársaságok számára, hogy növeljék nyereségüket és megtakarításokat takarítsanak meg. Az ilyen olajszállító tartályhajókra mindig lesz kereslet.

Ennek a tengeri hajóosztálynak az egyik képviselője a Batillus olajszállító tartályhajó volt. Ezt a teherhajót az elejétől a végéig az eredeti projekt szerint hozták létre anélkül, hogy a működés során további modernizálást végeztek volna. 10 hónap alatt készült el, és körülbelül 70 000 tonna acélt költöttek az építkezésre. Az épület 130 millió dollárjába került a tulajdonosnak.

Közel-Kelet: a Perzsa-öböl környéki országok (Szaúd-Arábia, Arab Emírségek, Irán, Irak). Ez a régió a világ olajtermelésének 2/3-át adja.

Észak-Amerika: Alaszka, Texas.

Észak- és Nyugat-Afrika: Algéria, Líbia, Nigéria, Egyiptom.

Dél-Amerika: a szárazföldtől északra, Venezuela.

Európa: az északi és norvég tengerek talapzata.

Oroszország (Nyugat-Szibéria): Tomszk és Tyumen régiók.

3. feladat: A 24. ábra alapján határozza meg az olajkitermelésben vezető országokat A 25. ábra alapján határozza meg az országok közötti fenntartható olajhidak kialakulását!

KÖVETKEZTETÉS: A kőolaj- és gáztermelést elsősorban a fejlődő országokban, a fogyasztást a fejlett országokban folytatják.

A kémiatanár folytatja.

A magas kalóriatartalmú és olcsóbb üzemanyagok (olaj és gáz) termelésének jelentős növekedése a szilárd tüzelőanyagok részarányának meredek csökkenéséhez vezetett az országok üzemanyagmérlegében.

A kapcsolódó kőolajgáz is (eredet szerint) földgáz. Nevét annak az olajnak köszönheti, amellyel a természetben előfordul. A kapcsolódó kőolajgáz feloldódik az olajban (részben), részben pedig felette van, gázkupolát képezve. Ennek a gáznak a nyomása alatt az olaj a kúton keresztül a felszínre emelkedik. Amikor a nyomás csökken, a kapcsolódó kőolajgáz könnyen elhagyja az olajat.

A kapcsolódó kőolajgázt hosszú ideig nem használták, és a helyszínen elégették. Jelenleg befogják és üzemanyagként vagy szerves szintézis egyik forrásaként használják, mivel nagyszámú metánhomológot tartalmaz. Az ésszerűbb felhasználás érdekében a kapcsolódó kőolajgázt frakciókra osztják.

Gázfrakciók: 1. C5H12, C6H14 és egyéb folyadékok – gázbenzin;

2. C3H8, C4H10 - propán-bután keverék

3. CH4, C2H6 és egyéb szennyeződések – "száraz gáz"

Benzin adalékaként használják;

Tüzelőanyagként és háztartási gázként;

Szerves szintézisben és tüzelőanyagként.

Az olajból származó termékek és dolgok világában születünk és élünk. Az emberiség történetében voltak kő- és vaskorszakok. Ki tudja, talán a történészek olajnak vagy műanyagnak fogják nevezni korszakunkat. Az olaj a legnevesebb ásványtípus. Mind az "energia királynőjének", mind a "termékenység királynőjének" nevezik. És királysága a szerves kémiában „fekete arany”. Az olaj új iparágat - a petrolkémiát - hozott létre, és számos környezeti problémát is felvett.

Az olajat ősidők óta ismeri az emberiség. Az Eufrátesz partján bányászták Kr.e. 6-7 ezer évvel. e. Lakások megvilágítására, balzsamozásra használták. Az olaj szerves része volt a gyújtószernek, amely „görög tűz” néven vonult be a történelembe. A középkorban főleg közvilágításra használták.

A 19. század elején Oroszországban az olajból desztillációval nyerték ki a kerozin nevű gyújtóolajat, amelyet a 19. század közepén feltalált lámpákban használtak. Ugyanebben az időszakban, az ipar növekedésével és a gőzgépek megjelenésével összefüggésben, az olaj, mint kenőanyagforrás iránti kereslet növekedni kezdett. Megvalósítás a 60-as évek végén. A 19. századi olajfúrást az olajipar születésének tekintik.

A 19. és 20. század fordulóján feltalálták a benzin- és dízelmotorokat. Ez az olajtermelés és feldolgozási módszereinek gyors fejlődéséhez vezetett.

Az olaj egy "energiaköteg". Mindössze 1 ml ebből az anyagból egy egész vödör vizet egy fokkal felmelegíthet, és egy vödör szamovár felforralásához kevesebb, mint fél pohár olajra van szüksége. Az egységnyi térfogatra jutó energiakoncentráció tekintetében az olaj az első helyen áll a természetes anyagok között. Ebben a tekintetben még a radioaktív ércek sem versenyezhetnek vele, mivel bennük olyan alacsony a radioaktív anyag tartalom, hogy 1 mg nukleáris üzemanyag kinyeréséhez tonna kőzetet kell feldolgozni.

A kőolaj- és gázlelőhelyek 100-200 millió évvel ezelőtt keletkeztek a Föld vastagságában. Az olaj eredete a természet egyik rejtett titka.

Olaj és olajtermékek.

Az olaj az egyetlen folyékony fosszilis tüzelőanyag. Sárga-sötétbarna olajos folyadék, világosabb, mint a víz. (Az olajminták láthatók.) Vannak könnyű és nehéz olajok. A tüdőt szivattyúkkal távolítják el, szökőkút módon, főként benzin és kerozin készítésére használják. A nehézeket néha még bányászati ​​módszerrel is bányászják (Jaremszkoje lelőhely a Komi Köztársaságban), és bitumenné, fűtőolajgá, olajokká dolgozzák fel.

Más ásványokkal ellentétben az olaj a gázhoz hasonlóan nem képez külön rétegeket, kitölti a kőzetekben lévő üregeket: homokszemek közötti pórusokat, repedéseket.

Az olaj gyúlékony. Ezt a tulajdonságát még a víz felszínén is megőrzi, ahol egy éghető fáklyától meggyulladhat, amíg vékony irizáló filmmé nem terjed. Az olaj egyedülálló üzemanyag, fűtőértéke 37-49 MJ/kg. Tehát 10 tonna olaj annyi hőt ad, mint 13 tonna antracit, 31 tonna tűzifa. Ez az energia, a vegyipar alapja. Nafténes és aromás szénhidrogénekben gazdag gyógyolaj is ismert.

Laboratóriumi tapasztalat 1. sz. Az olaj fizikai tulajdonságai

Megvizsgálunk egy kémcsövet olajjal (olajos folyadék, sötétbarna színű, csaknem fekete, jellegzetes szaggal).

Az olajnak nem a benzin szaga van, amihez ennek gondolata társul. Az olaj aromáját a hozzátartozó szén-diszulfid, növényi és állati szervezetek maradványai adják.

Az olajat vízben oldjuk (nem oldódik, filmréteg képződik a felületen). A film sűrűsége kisebb, mint a víz, tehát a felületen van.

Az olaj elemi összetétele.

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

H - 12 - 14% egyes betétekben 5% S-ig

Az olaj nagyszámú szerves vegyület összetett keveréke.

Az olaj és termékei összetétele.

Olajfinomítás (kémia)

Az olajfinomítás olyan folyamat, amely összetett berendezések létrehozásával jár.

Tanár: töltse ki az "Olajfinomítás" táblázatot

Elsődleges feldolgozás (fizikai folyamatok)	tisztítás	Dehidratálás, sótalanítás, illékony szénhidrogének sztrippelése (főleg metán)
	Lepárlás	Az olaj termikus szétválasztása frakciókra. a különböző molekulatömegű szénhidrogének forráspont-különbsége alapján
Újrahasznosítás (kémiai eljárások)	Reccsenés	A hosszú szénláncú szénhidrogének lebomlása és a molekulákban kevesebb szénatomot tartalmazó szénhidrogének képződése
	Reformálás	A szénhidrogén molekulák szerkezetének megváltoztatása: izomerizáció, alkilezés, Ciklizálás (aromatizálás)

Elsődleges olajfinomítás - rektifikálás - olajfrakciókra való szétválasztás, a forráspontok különbsége alapján.

Az olajat egy cső alakú kemencén keresztül táplálják be a desztillációs oszlopba, amelyben 350 ° C-ra melegítik. Gőz formájában az olaj felemelkedik az oszlopon, és fokozatosan lehűlve frakciókra oszlik: benzin, benzin, kerozin, szoláris olajok, fűtőolaj. A nem desztillált rész kátrány.

(a táblázat szerint a desztillálóoszlop működését ismertetjük, a frakciókat és felhasználási területeiket nevezzük).

Olajfrakciók:

C5 - C11 - benzin (üzemanyag autókhoz és repülőgépekhez, oldószer);

C8 - C14 - benzin (traktorok üzemanyaga);

C12 - C18 - kerozin (üzemanyag traktorokhoz, rakétákhoz, repülőgépekhez);

С15 - С22 - gázolaj (könnyű olajtermékek) - diz. üzemanyag.

A desztilláció többi része fűtőolaj (üzemanyag kazánokhoz). A további desztillációk kenőolajokat képeznek. Tüzelőolaj használata - napolaj, paraffin, vazelin, kenőolajok. Kátrány használata - bitumen, aszfalt.

Másodlagos olajfinomítás: krakkolás (katalitikus és termikus).

termikus	katalitikus
450-550°	400-500 °С, kat. Al2O3 nSiO2 (alumínium-szilikát katalizátor)
A folyamat lassú	A folyamat gyors
Sok telítetlen szénhidrogén képződik	Lényegesen kevesebb telítetlen szénhidrogén képződik
Benzint kapott: 1) robbanásálló 2) instabil a tárolás során (a telítetlen szénhidrogének könnyen oxidálódnak)	Benzint kapott: 1) robbanásálló 2) stabilabb a tárolás során (mivel sok a telítetlen szénhidrogén)

С16Н34 → С8Н18 + С8Н16 СH3- CH₂- CH₂- CH3 → CH3- CH- CH3

CH3

A benzin márkája és minősége az oktánszám szerinti kopogásállóságától függ:

A detonációs ellenállást 0-nak veszik (könnyen meggyullad)

n. heptán;

100 felett – (nagy stabilitású) 2,2,4-trimetil-pentán. Minél több n-heptánt tartalmaz a benzin, annál magasabb a minősége.

Az elágazó szénhidrogének, telítetlen és aromás szénhidrogének ellenállnak a detonációnak.

Reformálás (aromatizálás) - 450⁰ - 540⁰С

hexán → ciklohexán → benzol: C6H₁4 → C6H₁2 → C6H6

Úgy gyártják őket, hogy növeljék a benzin kopogásállóságát - azt a képességet, hogy ellenálljanak a motor hengerének erős kompressziójának magas hőmérsékleten, spontán égés nélkül.

A földrajztanár folytatja az órát

A világ főbb olajkészleteinek megoszlása.

Az "olaj" szó a 17. században jelent meg oroszul, és az arab "nafata" szóból származik, ami azt jelenti, hogy "kiköpni". Így hívják Kr.e. 4-3 ezerben. e. Mezopotámia - a civilizáció ősi központja - lakói gyúlékony olajos fekete folyadék, amely néha valóban szökőkutak formájában tör ki a föld felszínére.

Ezért az ókortól a 19. század közepéig az olajat ott nyerték ki, ahol források formájában kiömlött, áthaladva a sziklák törésein és repedésein. De amikor elkezdték keresni a közvetlen olajkibocsátás helyeitől távol, kérdések merültek fel: hogyan kell csinálni? hol lehet kutakat fúrni?

Hosszas geológiai vizsgálatok során kiderült, hogy az olaj leginkább ott van, ahol az üledéktakaró vastag rétegei gyűrődésekké gyűrődnek össze, és a földkéreg tektonikus mozgása miatt szétszakadnak, és a rétegek kupola alakú kanyarulatait képezik. a szénhidrogének természetes felhalmozódásának úgynevezett antiklinális típusa, az úgynevezett lerakódás. A földkéreg azon területeit, amelyek egy vagy több ilyen lerakódást tartalmaznak, lerakódásoknak nevezzük.

Több mint 27 ezer olajmezőt fedeztek fel a világon, de ezeknek csak egy kis része (1%) tartalmazza a világ olajkészletének ¾-ét, és 33 szuperóriás - a világ készleteinek felét.

A világ bizonyított olajkészletének régiónkénti és országonkénti megoszlását elemezve arra a következtetésre jutunk, hogy Délnyugat-Ázsia kivételes szerepet játszik, ugyanis a világ olajkészletének 2/3-a a Perzsa-öböl országaiban (SA, Irak, Egyesült Arab Emírségek, Kuvait, Irán).

Az adatok felhasználásával javaslom az 1. feladat teljesítését (a kontúrtérképen jelölje meg a világ 10 első országát a feltárt olajkészletek tekintetében).

Üzemanyagipar a világgazdaságban.

A különféle tüzelőanyagok (benzin, kerozin, fűtőolaj) olajfinomításával foglalkozó finomítók elsősorban a fogyasztási területeken találhatók. Ezért a világgazdaságban óriási területi szakadék alakult ki a termelési és fogyasztási területek között. Nézzük meg, miért?

Jelenleg a világ több mint 80 országában állítanak elő olajat. A gazdaságilag fejlett és fejlődő országok között a világ termelése (megközelítve a 3,5 milliárd tonnát) megközelítőleg egyenlően oszlik meg.

Valamivel több, mint 40%-ot az OPEC-országok adnak, és bizonyos nagy régiók közül kiemelkedik a külföldi Ázsia, elsősorban a Perzsa-öböl országai miatt.

Elemezzük az adatokat, tehát a Perzsa-öböl országai adják a világ bizonyított olajkészletének 2/3-át és a világ kitermelésének körülbelül 1/3-át. A régió 4 országa évente egyenként több mint 100 millió tonna olajat termel, míg ezen a listán a világon az 1. helyet elfoglaló CA a vezető. A többi régió az olajtermelés nagysága szerint a következő sorrendben oszlik meg: Latin-Amerika, Észak-Amerika, Afrika, FÁK, Észak-Európa. Ugyanakkor az energiaforrások nagy részét, elsősorban a fejlődő országokban termelt olajat az Egyesült Államokba, Nyugat-Európába és Japánba exportálják, amelyek mindig is nagymértékben függenek az iparban az üzemanyagimporttól.

Ennek eredményeként stabil "energiahidak" alakultak ki számos ország és kontinens között - erőteljes, elsősorban óceáni olajrakományok formájában.

Így továbbra is az OPEC-országok (a világ exportjának csaknem 2/3-a), Mexikó és Oroszország a vezető olajexportőr. Ezért a legerősebb olajexport rakományáramok a következő irányokkal rendelkeznek:

A javasolt anyag rögzítése, a 2. számú feladat teljesítése a szintvonaltérképeken. Vegye figyelembe az olaj fő rakományáramát.

orosz technológus és tervező - Shukhov V.G.;

számításokat készített (1878) az első oroszországi olajvezetékről, és felügyelte annak építését. Szabadalmat kapott (1891) olajszénhidrogének krakkolási berendezésének létrehozására;

Az 1980-as évek elejére évente körülbelül 16 millió tonna olaj került az óceánba, ami a világ kitermelésének 10,23%-át tette ki. A legnagyobb olajveszteség a termelési területekről történő szállításhoz kapcsolódik. Vészhelyzetek, mosó- és ballasztvíz tartályhajók általi kibocsátása a fedélzeten, mindez a szennyezés állandó megoszlásához vezet a tengeri útvonalakon.

Az elmúlt 130 év során, 1964 óta mintegy 12 000 kutat fúrtak a Világóceánban, ebből 11 000 és 1 350 ipari kutat csak az Északi-tengeren szereltek fel. Kisebb szivárgások miatt évente 10,1 millió tonna olaj vész el. A folyók mentén nagy mennyiségű olaj jut a tengerekbe, ipari szennyvízzel. A tengeri környezetbe kerülve az olaj először film formájában terjed, és különböző vastagságú rétegeket képez. Az olajfilm megváltoztatja a spektrum összetételét és a vízbe jutó fény intenzitását. Vízzel keverve az olaj kétféle emulziót képez: közvetlen "olaj a vízben" és fordított "víz az olajban" emulziót. A direkt emulziók, amelyek legfeljebb 10,5 µm átmérőjű olajcseppekből állnak, kevésbé stabilak, és jellemzőek az olajtartalmú felületaktív anyagokra. Az illékony frakciók eltávolításakor az olaj viszkózus inverz emulziókat képez, amelyek a felszínen maradnak, az áram által szállíthatók, partra mosódhatnak és a fenékre ülepedhetnek.

2002. november 13. Egy olajjal megrakott tankhajó elsüllyed Spanyolország partjainál. A tartályhajó rakterében 77 000 tonna olaj van.

Mire a tartályhajó elsüllyedt, körülbelül 5000 tonna fűtőolaj és a tartályhajó motorjainak működtetéséhez használt gázolaj ömlött a tengerbe, körülbelül ugyanennyi ömlött ki a tartályhajó két részre törésekor is. A katasztrófa területén két óriási olajfolt keletkezett, amelyek területe több mint 100 négyzetkilométer. A hullámok egyre több fűtőolaj-adagot dobnak a partra, és ameddig a szem ellát, az egész tengerparton egy mérgező fekete-barna színű csík terül el.A fekete szörf csúnya kontrasztja a part zöld bokrainak.

A halakat olaj borítja, és fulladás következtében meghalnak. Tengeri madarak – hordágyak, sirályok, guillemot, kormoránok – tapossák a sziklákat. Fáznak, mellkasukat, nyakukat, szárnyukat olaj borítja, mérgező sár kerül a szervezetbe, amikor csőrükkel próbálják megtisztítani tollaikat. Semmit sem értve szomorúan néznek a számukra idegenné vált bennszülött elemre, mintha a közelgő halált sejtenék. A madarakat lemondóan a rajongók kezébe adják, akik megpróbálják megtisztítani a tollazatot az olajtól, pipettával üdvözítő oldatot csepegtetnek gyöngyszemükbe. De csak néhány százezer haldokló madárnak sikerül segítséget kapnia. Jóvátehetetlen károk keletkeztek az ország egyik leggazdagabb halászati ​​régiójában. Szennyezett egyedi helyek osztriga, kagyló gyűjtésére, polipok és rákok fogására.

kémia tanár

Olajfinomítás

Az olaj kezelésének módszerei az óceánban:

a) önpusztítás, b) kémiai diszperzió, c) abszorpció, d) kerítés, e) biológiai kezelés.

A - az olajfolt kicsi és távol van a parttól (vízben való oldódás és párolgás)

B - vegyi készítmények (az olajat felszívni, kis foltokra húzni és hálóval megtisztítani)

B - a szalma vagy a tőzeg nyugodt állapotban felszívja a kis foltokat

G - kerítés "konténerekkel" és kiszivattyúzás belőlük szivattyúkkal

D - biológiai készítmények

A természetben okozott károk csökkentése érdekében szükséges:

az olajtermelés, -tárolás, -szállítás módszereinek és technológiáinak fejlesztése és a termelés biztonságának biztosítása.

A fosszilis szén az ősi növényi maradványok átalakításának szilárd terméke, amelyet az iparban üzemanyagként, valamint vegyi nyersanyagként használnak. Hamutartalommal különböztetik meg őket. Ha a hamutartalom 50% alatt van - ezek szén, ha magasabb - olajpala.

A szén 60-98% szenet, 1-12% hidrogént, 2-20% oxigént, 1-3% nitrogént, ként, foszfort, szilíciumot, alumíniumot, vasat, nedvességet tartalmaz

Az alapanyag összetétele szerint a szenet humuszos (magasabb növényekből képződő) és szapropelikus (algából képződő) szenekre osztják. A tőzeg vagy a szapropel nyomás alatt és oxigén hiányában fokozatosan barnaszénné alakul, amely szénné, majd antracittá alakul. Meghatározott geológiai körülmények között (erős nyomás, magas hőmérséklet) a szén grafittá és shungittá alakulhat, amely kriptokristályos szenet tartalmazó kőzet.

A barnaszenek barna vagy fekete-barna színű laza képződmények. 64-78% szenet, legfeljebb 6% hidrogént tartalmaznak. Alacsony hővezető képességgel rendelkeznek. Ezek gyenge minőségű szenek. A legnagyobb barnaszénkészletek Oroszország Lena és Kansk-Achinsk medencéiben koncentrálódnak (földrajzi térképpel végzett munka)

A kőszén nagyon sűrű. 90% szenet, legfeljebb 5% hidrogént tartalmaznak (a „szén” diagrammal dolgozzon (1. melléklet)). Nagy a fűtőértékük. Ebből több mint 400 különböző termék nyerhető feldolgozással, amelyek költsége magának a szénnek a költségéhez képest 20-25-szörösére nő. A szén feldolgozását kokszgyártó üzemekben végzik. A feldolgozás igen ígéretes iránya a folyékony tüzelőanyag szénből történő előállítása.

Üzemanyag. vegyi alapanyagok

Földrajz tanár

A legnagyobb szénmedencék az oroszországi Tunguszka, Léna, Tajmír; Appalache az USA-ban, orosz Németországban, Karaganda-medence Kazahsztánban (munka földrajzi térképpel).

Az antracitok - a legtöbb szenet tartalmazzák - akár 97% -ot (a „Szenes” diagrammal dolgoznak), ezért kiváló minőségű füstmentes üzemanyagként, valamint a kohászatban, a vegyiparban és az elektromos iparban használják.

Vegye figyelembe a gyűjteményben található szenet, és ügyeljen arra, hogy minél magasabb az anyag széntartalma, annál intenzívebb a színe, annál jobb a szén minősége.

A diákok barna, kőszenet, antracitot vizsgálnak az „Üzemanyag” gyűjteményben

Hogyan bányásznak szenet?

A szenet kétféleképpen bányásznak: nyílt és föld alatti. A nyílt módszer progresszívebb és gazdaságosabb, mert lehetővé teszi a technológia alkalmazását. Ily módon főként termikus szenet bányásznak. A földalatti módszer drágább, de ígéretesebb is, mivel a legjobb minőségű szenet nagy mélységben találják meg. Ma így bányásznak szenet kohászati ​​célra.

Melyik ország áll az első helyen a feltárt szénkészletek tekintetében? (EGYESÜLT ÁLLAMOK)

Kémia tanár

DI. Mengyelejev, aki idén töltötte be a 175. életévét, ezt írta erről a kérdésről: „Nincs hulladék, csak fel nem használt nyersanyagok.”

A kőolaj, a gáz, a szén tehát nemcsak a szénhidrogének legértékesebb forrásai, hanem részei a pótolhatatlan természeti erőforrások egyedülálló tárházának, amelyek gondos és ésszerű felhasználása az emberi társadalom fokozatos fejlődésének szükséges feltétele. Ebből az alkalomból ismét visszatérünk leckénk epigráfiájához, a nagy orosz tudós és vegyész, D.I. Mengyelejev, aki azt mondta, hogy "az olaj nem üzemanyag, lehet bankjegyekkel fűteni." Ez az állítás minden természetes szénhidrogénre alkalmazható.

A tanult anyag konszolidációja

1. Milyen termékeket vonnak ki a kapcsolódó kőolajgázból, és mire használják őket?

Válasz: A benzint elkülönítik a kapcsolódó kőolajgáztól,amelyet a szokásos benzin adalékaként használnak;a propán-bután frakciót használjáküzemanyag; szerves reakciókban száraz gázt használnakszintézis.

2. Miért gyullad meg könnyebben a földgáz egy motorban, mint a hagyományos benzin?

Válasz: A benzin hőmérséklete alacsonyabbgyújtás a szokásosnál.

3. Miért nem lehet egy képlettel kifejezni az olaj összetételét?

Válasz: Az olaj összetételét nem lehet egy képlettel kifejezni, mertaz olaj sok szénhidrogén keveréke.

Házi feladat:

1. A tankönyv 20 - 22. §-ai szerint (kőolajtermékek krakkolása előtt) olvassa el

2. Kérdések és feladatok: 4. sz. 20. §, 7 - 9. 21. §

Anyag letöltése

Az óra során a „Természetes szénhidrogénforrások. Olajfinomítás". Az emberiség által jelenleg felhasznált energia több mint 90%-át fosszilis természetes szerves vegyületekből nyerik ki. Megismerheti a természeti erőforrásokat (földgáz, olaj, szén), mi történik az olajjal a kitermelés után.

Téma: A szénhidrogének korlátozása

Lecke: Természetes szénhidrogénforrások

A modern civilizáció által fogyasztott energia körülbelül 90%-át természetes fosszilis tüzelőanyagok – földgáz, olaj és szén – elégetésével állítják elő.

Oroszország természetes fosszilis tüzelőanyagokban gazdag ország. Nyugat-Szibériában és az Urálban nagy olaj- és földgáztartalékok vannak. A kőszenet Kuznyeckben, Dél-Jakutszk medencéjében és más régiókban bányászják.

Földgázátlagosan 95 térfogat%-ban metánból áll.

A különböző mezőkből származó földgáz a metánon kívül nitrogént, szén-dioxidot, héliumot, hidrogén-szulfidot és más könnyű alkánokat – etánt, propánt és butánokat – is tartalmaz.

A földgázt földalatti lerakódásokból nyerik ki, ahol nagy nyomás alatt van. A metán és egyéb szénhidrogének növényi és állati eredetű szerves anyagokból képződnek a levegőbe jutás nélküli lebomlásuk során. A mikroorganizmusok tevékenysége következtében folyamatosan és jelenleg is metán keletkezik.

A metán a Naprendszer bolygóin és azok műholdain található.

A tiszta metán szagtalan. A mindennapi életben használt gáznak azonban jellegzetes kellemetlen szaga van. Ez a különleges adalékanyagok - merkaptánok - szaga. A merkaptánok szaga lehetővé teszi, hogy időben észlelje a háztartási gáz szivárgását. A metán levegővel alkotott keverékei robbanásveszélyesek széles arányban - a gáz térfogatának 5-15% -a. Ezért ha gázszagot érez a szobában, nemcsak tüzet gyújthat, hanem elektromos kapcsolókat is használhat. A legkisebb szikra is robbanást okozhat.

Rizs. 1. Különböző mezőkről származó olaj

Olaj- sűrű folyadék, mint az olaj. Színe a világossárgától a barnáig és feketéig terjed.

Rizs. 2. Olajmezők

A különböző mezőkről származó olaj összetétele nagyon eltérő. Rizs. 1. Az olaj fő része 5 vagy több szénatomot tartalmazó szénhidrogén. Alapvetően ezek a szénhidrogének telítettek, azaz. alkánok. Rizs. 2.

Az olaj összetétele ként, oxigént, nitrogént tartalmazó szerves vegyületeket is tartalmaz, az olaj vizet és szervetlen szennyeződéseket tartalmaz.

Az olajban feloldódnak a gázok, amelyek az extrakció során szabadulnak fel - kapcsolódó kőolajgázok. Ezek a metán, etán, propán, butánok nitrogén-, szén-dioxid- és hidrogén-szulfid-szennyeződésekkel.

Szén Az olajhoz hasonlóan összetett keverék. A szén részaránya 80-90%-ot tesz ki. A többi hidrogén, oxigén, kén, nitrogén és néhány más elem. Barnaszénben a szén és a szerves anyag aránya kisebb, mint a kőben. Még kevésbé bio olajpala.

Az iparban a szenet levegő nélkül 900-1100 0 C-ra hevítik. Ezt a folyamatot ún kokszolás. Az eredmény egy magas széntartalmú koksz, kokszgáz és a kohászathoz szükséges kőszénkátrány. A gázból és a kátrányból sok szerves anyag szabadul fel. Rizs. 3.

Rizs. 3. A kokszolókemence berendezése

A vegyipar legfontosabb nyersanyagforrásai a földgáz és az olaj. Az olajat, ahogyan előállítják, vagy "nyersolajat", még üzemanyagként is nehéz használni. Ezért a kőolajat frakciókra osztják (az angol "fraction" - "rész" szóból), felhasználva az összetevők forráspontjainak különbségeit.

Az olaj elválasztásának módszerét, amely az alkotó szénhidrogének különböző forráspontjain alapul, desztillációnak vagy desztillációnak nevezzük. Rizs. 4.

Rizs. 4. Olajfinomítás termékei

A körülbelül 50-180 0 C-on desztillált frakciót nevezzük benzin.

Kerozin 180-300 0 C hőmérsékleten forr.

Az illékony anyagokat nem tartalmazó vastag fekete maradékot nevezzük gázolaj.

Számos köztes frakció is forr szűkebb tartományban - petroléterek (40-70 0 C és 70-100 0 C), fehérbenzin (149-204 ° C) és gázolaj (200-500 0 C). Oldószerként használják. A fűtőolaj csökkentett nyomáson desztillálható, így kenőolajokat és paraffint nyernek belőle. A fűtőolaj lepárlásából származó szilárd maradék - aszfalt. Útburkolatok készítésére használják.

A kapcsolódó kőolajgázok feldolgozása külön iparág, és számos értékes termék előállítását teszi lehetővé.

Összegezve a tanulságot

Az óra során a „Szénhidrogének természetes forrásai” témát tanultad. Olajfinomítás". Az emberiség által jelenleg felhasznált energia több mint 90%-át fosszilis természetes szerves vegyületekből nyerik ki. Megtanulta a természeti erőforrásokról (földgáz, olaj, szén), arról, hogy mi történik az olajjal a kitermelés után.

Bibliográfia

1. Rudzitis G.E. Kémia. Az általános kémia alapjai. 10. évfolyam: tankönyv oktatási intézmények számára: alapfok / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. kiadás. - M.: Oktatás, 2012.

2. Kémia. 10-es fokozat. Profilszint: tankönyv. általános műveltségre intézmények / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin és mások - M.: Drofa, 2008. - 463 p.

3. Kémia. 11. évfolyam. Profilszint: tankönyv. általános műveltségre intézmények / V.V. Eremin, N.E. Kuzmenko, V.V. Lunin és mások - M.: Drofa, 2010. - 462 p.

4. Khomchenko G.P., Khomchenko I.G. Kémiai feladatgyűjtemény egyetemekre jelentkezők számára. - 4. kiadás - M.: RIA "Új hullám": Umerenkov kiadó, 2012. - 278 p.

Házi feladat

1. No. 3, 6 (p. 74) Rudzitis G.E., Feldman F.G. Kémia: Szerves kémia. 10. évfolyam: tankönyv oktatási intézmények számára: alapfok / G. E. Rudzitis, F.G. Feldman. - 14. kiadás. - M.: Oktatás, 2012.

2. Mi a különbség a kapcsolódó kőolajgáz és a földgáz között?

3. Hogyan történik az olajfinomítás?

Az óra céljai:

Kiképzés:

• A tanulók kognitív tevékenységének fejlesztése.
• Megismertetni a hallgatókkal a természetes szénhidrogénforrásokat: olajat, földgázt, szént, ezek összetételét és feldolgozási módjait.
• Tanulmányozni ezen erőforrások főbb lelőhelyeit globális szinten és Oroszországban.
• Mutassa be nemzetgazdasági jelentőségüket.
• Vegye figyelembe a környezetvédelmi kérdéseket.

Nevelési:

• A téma tanulmányozása iránti érdeklődés felkeltése, a beszédkultúra nevelése a kémiaórákon.

Fejlesztés:

• Fejleszti a figyelmet, a megfigyelést, a meghallgatás és a következtetések levonásának képességét.

Pedagógiai módszerek és technikák:

• Érzékelő megközelítés.
• Gnosztikus megközelítés.
• kibernetikus megközelítés.

Felszerelés: Interaktív tábla, multimédia, MarSTU elektronikus tankönyvei, Internet, "Olaj és feldolgozásának fő termékei", "Szén és feldolgozásának legfontosabb termékei" gyűjtemények.

Az órák alatt

I. Szervezési mozzanat.

Bemutatom ennek a leckének a célját és céljait.

II. Fő rész.

A szénhidrogének legfontosabb természetes forrásai: olaj, szén, természetes és kapcsolódó kőolajgázok.

Az olaj „fekete arany” (Bemutatom a tanulókat az olaj eredetével, főbb készleteivel, előállításával, az olaj összetételével, fizikai tulajdonságaival, finomított termékekkel).

A rektifikálás során az olajat a következő frakciókra osztják:

A gyűjteményből frakciómintákat mutatok be (a bemutatót magyarázat kíséri).

• Frakcionáló gázok- kis molekulatömegű szénhidrogének, főleg propán és bután keveréke, amelynek forráspontja 40 °C-ig terjed,
• Benzinfrakció (benzin)- HC-összetétel C 5 H 12 - C 11 H 24 (forráspont t 40-200 ° C, ennek a frakciónak a finomabb elválasztásával, gázolaj(petroléter, 40-70 °C) és benzin(70 - 120°С),
• Nafta frakció- HC összetétele C8H18-tól C14H30-ig (fp t 150-250 °C),
• Kerozin frakció- HC összetétele C12H26-tól C18H38-ig (fp t 180-300 °C),
• Gázolaj- HC összetétele C13H28-tól C19H36-ig (fp t 200-350 °C)

Olajfinomítási maradványok - gázolaj- 18-50 szénatomszámú szénhidrogéneket tartalmaz. Fűtőolajból csökkentett nyomáson desztillálják napolaj(S 18 H 28 - S 25 H 52), kenőolajok(S 28 H 58 - S 38 H 78), vazelinÉs paraffin– szilárd szénhidrogének olvadó keverékei. A fűtőolaj desztillációjának szilárd maradéka - kátrányés feldolgozásából származó termékek - bitumenÉs aszfaltútburkolatok gyártására használják.

Az olaj-rektifikáció eredményeként kapott termékeket kémiai feldolgozásnak vetik alá. Az egyik az reccsenés.

A krakkolás a kőolajtermékek hőbomlása, aminek következtében a molekulában kisebb szénatomszámú szénhidrogének képződnek. (én a MarSTU elektronikus tankönyvet használom, ami a repedés típusairól szól).

A tanulók összehasonlítják a termikus és a katalitikus krakkolást. (16. dia)

Termikus repedés.

A szénhidrogénmolekulák hasadása magasabb hőmérsékleten (470-5500 C) megy végbe. A folyamat lassan megy végbe, el nem ágazó szénláncú szénhidrogének keletkeznek. A termikus krakkolás eredményeként kapott benzinben a telített szénhidrogénekkel együtt sok telítetlen szénhidrogén is található. Ezért ennek a benzinnek nagyobb az ütésállósága, mint az egyenes kifutású benzinnek. A termikus krakkolóbenzin sok telítetlen szénhidrogént tartalmaz, amelyek könnyen oxidálódnak és polimerizálódnak. Ezért ez a benzin kevésbé stabil a tárolás során. Ha ég, a motor különböző részei eltömődhetnek.

katalitikus krakkolás.

A szénhidrogén molekulák hasadása katalizátorok jelenlétében és alacsonyabb hőmérsékleten (450-5000 C) megy végbe. A benzinen van a hangsúly. Igyekeznek többet és szükségszerűen jobb minőséget szerezni. A katalitikus krakkolás pontosan az olajosok hosszú távú, makacs küzdelmének eredményeként jelent meg a benzin minőségének javításáért. A termikus krakkoláshoz képest a folyamat sokkal gyorsabban megy végbe, ilyenkor nemcsak a szénhidrogénmolekulák hasadása következik be, hanem azok izomerizációja is, pl. elágazó szénláncú szénhidrogének keletkeznek. A termikusan krakkolt benzinhez képest a katalitikusan krakkolt benzinnek még nagyobb az ütésállósága.

Szén. (Bemutatom a tanulókat a szén eredetével, a fő készletekkel, a bányászattal, a fizikai tulajdonságokkal, a feldolgozott termékekkel).

Eredet: (Én a MarGTU elektronikus tankönyvet használom, ahol a szén eredetéről beszélnek).

Főbb készletek: (18. dia) A térképen megmutatom a diákoknak a termelés szempontjából Oroszország legnagyobb szénlelőhelyeit - ezek a Tunguska, Kuznetsk és Pechora medencék.

Bányászati:(Én a MarGTU elektronikus tankönyvet használom, ahol a szénbányászatról beszélnek).

• kokszolókemence gáz- amely tartalmaz H 2, CH 4, CO, CO 2, NH 3, N 2 szennyeződéseket és egyéb gázokat,
• Kőszénkátrány- több száz különböző szerves anyagot tartalmaz, köztük benzolt és homológjait, fenolt és aromás alkoholokat, naftalint és különféle heterociklusos vegyületeket,
• Nadsmolnaya, vagy ammóniás víz- oldott ammóniát, valamint fenolt, hidrogén-szulfidot és egyéb anyagokat tartalmaz,
• Koksz– szilárd kokszolási maradék, szinte tiszta szén.

Természetes és kőolajhoz kapcsolódó gázok. (Bemutatom a tanulókat a főbb tartalékokkal, termeléssel, összetétellel, feldolgozott termékekkel).

III. Általánosítás.

Az óra általánosító részében a Turning Point program segítségével tesztet készítettem. A diákok távirányítóval voltak felfegyverkezve. Amikor egy kérdés megjelenik a képernyőn, a megfelelő gomb megnyomásával kiválasztják a helyes választ.

1. A földgáz fő összetevői:

• Etán;
• propán;
• Metán;
• Bután.

2. Melyik olajdesztillációs frakció tartalmaz 4-9 szénatomot egy molekulában?

• Nafta;
• gázolaj;
• Benzin;
• Kerozin.

3. Mit jelent a nehézolaj-krakkolás?

• Metán beszerzése;
• Nagy robbanásállóságú benzinfrakciók előállítása;
• Szintézisgáz kinyerése;
• Hidrogén kinyerése.

4. Melyik eljárás nem vonatkozik az olajfinomításra?

• kokszolás;
• Frakcionált desztilláció;
• katalitikus krakkolás;
• Termikus repedés.

5. Az alábbi események közül melyik a legveszélyesebb a vízi ökoszisztémákra?

• az olajvezeték tömítettségének megsértése;
• Olajszennyezés egy tartályhajó balesete következtében;
• Technológia megsértése a szárazföldi mély olajtermelés során;
• Szén szállítása tengeren.

6. A metánból, amely földgázt képez, nyerje ki:

• szintézis gáz;
• etilén;
• Acetilén;
• Butadién.

7. Milyen jellemzők különböztetik meg a katalitikusan krakkolt benzint az egyenes lefúvású benzintől?

• alkének jelenléte;
• Alkinok jelenléte;
• Elágazó szénláncú szénhidrogének jelenléte;
• Magas robbanásállóság.

A teszt eredménye azonnal látható a képernyőn.

Házi feladat: 10. §, 1–8. gyakorlat

Irodalom:

1. L.Yu.Alikberova "Szórakoztató kémia" - M.: "AST-Press", 1999.
2. O.S.Gabrielyan, I.G.Ostroumov „Egy kémiatanár 10. osztályos íróasztala” - M .: „Blik és K”, 2001.
3. O.S.Gabrielyan, F.N.Maskaev, S.Yu.Ponomarev, V.I.Terenin "Kémia 10. osztály".

A Föld alakjával kapcsolatos viták nem vonnak le a benne foglaltak jelentőségéből. A talajvíz mindig is a legfontosabb erőforrás volt. Ezek biztosítják az emberi szervezet elsődleges szükségleteit. A fosszilis tüzelőanyagok nélkül azonban, amelyek az emberi civilizáció fő energiaszállítói, az emberi élet teljesen másnak tűnik.

Üzemanyag - energiaforrás

A Föld belsejében rejtőző összes kövület közül az üzemanyag az éghető (vagy üledékes) típusba tartozik.

Az alap a szénhidrogén, így az égési reakció egyik hatása az energia felszabadulása, amely könnyen felhasználható az emberi élet komfortérzetének javítására. Az elmúlt évtizedben a Földön felhasznált összes energia mintegy 90%-át fosszilis tüzelőanyagok felhasználásával állították elő. Ez a tény nagyon elgondolkodtat bennünket, tekintve, hogy a bolygó belsejének gazdagsága nem megújuló energiaforrás, és idővel kimerül.

Üzemanyag típusok

olajpala

Olaj

Aeroszolok

Felfüggesztések

Kő, antracit, grafit

Szapropel

Palagáz

bitumenes homok

emulziók

ércgáz

folyékony hajtóanyag

Mocsárgáz

Fischer-Tropsch eljárás alapján készült

Metán-hidrát

sűrített gáz

Szilárd tüzelésű gázosítási termékek

Fő üzemanyagtípusok
szilárd	folyékony	gáznemű	szétszórva

Minden fosszilis tüzelőanyagot olajból, szénből és földgázból szállítanak.

Rövid üzemanyagként használható

Az energiahordozók előállításának alapanyagai az olaj, szén, olajpala, földgáz, gázhidrátok, tőzeg.

Olaj- éghető (üledékes) kövületekhez kapcsolódó folyadék. Szénhidrogénekből és egyéb kémiai elemekből áll. A folyadék színe az összetételtől függően világosbarna, sötétbarna és fekete között változik. Ritkán vannak sárga-zöld és színtelen színű kompozíciók. A nitrogén-, kén- és oxigéntartalmú elemek jelenléte az olajban meghatározza annak színét és illatát.

Szén latin eredetű név. A Carbō a szén nemzetközi neve. A kompozíció bitumenes masszát és növényi maradványokat tartalmaz. Ez egy szerves vegyület, amely külső (geológiai és biológiai) tényezők hatására lassú bomlás tárgyává vált.

Olajpala, mint a szén, a szilárd fosszilis tüzelőanyagok vagy kaustobiolitok csoportjának képviselői (amely szó szerint görögül „éghető életkő”). Száraz desztilláció során (magas hőmérséklet hatására) az olajhoz hasonló kémiai összetételű gyantákat képez. A palaösszetételben az ásványi anyagok (kalcid, dolomit, kvarc, pirit stb.) dominálnak, de vannak szerves anyagok (kerogén), amelyek csak jó minőségű kőzetekben érik el a teljes összetétel 50%-át.

Földgáz- szerves anyagok bomlása során keletkező gáz halmazállapotú anyag. A Föld belsejében a gázkeverékek háromféle felhalmozódása létezik: különálló felhalmozódások, olajmezők gázsapkái és olaj vagy víz részeként. Optimális éghajlati viszonyok között az anyag csak gáz halmazállapotú. A föld belsejében kristályok (földgáz-hidrátok) formájában is megtalálható.

Gázhidrátok- bizonyos körülmények között vízből és gázból képződő kristályos képződmények. Változó összetételű vegyületek csoportjába tartoznak.

Tőzeg- tüzelőanyagként, hőszigetelő anyagként, műtrágyaként használt laza kőzet. Ez egy gáztartalmú ásvány, és sok régióban üzemanyagként használják.

Eredet

Minden, amit a modern ember kitermel a föld belsejéből, a nem megújuló természeti erőforrásokra utal. Megjelenésükhöz évmilliók és különleges geológiai feltételek kellettek. A mezozoikumban nagy mennyiségű fosszilis tüzelőanyag keletkezett.

Olaj- keletkezésének biogén elmélete szerint az üledékes kőzetek szerves anyagából kialakuló képződés több száz millió évig tartott.

Szén- azzal a feltétellel jön létre, hogy a korhadó növényi anyag gyorsabban pótolódik, mint a bomlása. A mocsarak megfelelő helyszínek egy ilyen folyamathoz. A pangó víz a benne lévő alacsony oxigéntartalom miatt megvédi a növényi tömegréteget a baktériumok általi teljes pusztulástól. A szenet humuszra (famaradványokból, levelekből, szárakból származik) és szapropelitre (főleg algákból képződik) osztják.

A szén képződésének nyersanyagát tőzegnek nevezhetjük. Az üledékrétegek alá való bemerülése esetén a kompresszió és a szénképződés hatására víz- és gázveszteség lép fel.

olajpala- a szerves komponens a legegyszerűbb algák biokémiai átalakulásaival jön létre. Két típusra oszlik: tallomoalginitre (megőrzött sejtszerkezetű algákat tartalmaz) és kolloalginitre (sejtszerkezetvesztésű algák).

Földgáz- a kövületek biogén eredetének ugyanezen elmélete szerint a földgáz magasabb nyomáson és hőmérsékleten képződik, mint az olaj, amit a mélyebb lerakódások bizonyítanak. Ugyanabból a természetes anyagból (élő szervezetek maradványaiból) keletkeznek.

Gázhidrátok- ezek olyan képződmények, amelyek megjelenéséhez speciális termobarikus feltételek szükségesek. Ezért főleg tengerfenéki üledékeken és fagyott kőzeteken keletkeznek. A gáztermelés során a csövek falán is kialakulhatnak, ezzel összefüggésben a kövületet a hidrátképződés feletti hőmérsékletre hevítik.

Tőzeg- mocsarak körülményei között, nem teljesen lebomlott szerves növényi maradványokból képződik. A talaj felszínén rakódik le.

Bányászati

A kőszén és a földgáz nemcsak abban különbözik, ahogyan a felszínre emelkednek. A többinél mélyebben vannak a gázmezők - egytől több kilométerig. A kollektorok (földgázt tartalmazó tartály) pórusaiban anyag található. Az anyag felemelkedését okozó erő a föld alatti rétegekben és a gyűjtőrendszerben kialakuló nyomáskülönbség. A termelés kutak segítségével történik, amelyek igyekeznek egyenletesen elosztani a teljes területen. A tüzelőanyag kitermelése így elkerüli a területek közötti gázáramlást és a lerakódások idő előtti elárasztását.

Az olaj- és gáztermelési technológiáknak van némi hasonlósága. Az olajtermelés típusait az anyag felszínre emelésének módszerei különböztetik meg:

• szökőkút (gázhoz hasonló technológia, amely a föld alatti és a folyadékszállító rendszer nyomáskülönbségén alapul);
• gázlift;
• elektromos centrifugálszivattyú használata;
• elektromos csavarszivattyú beépítésével;
• rúdszivattyúk (néha földi szivattyúegységhez csatlakoztatva).

Az extrakció módja az anyag mélységétől függ. Számos lehetőség kínálkozik az olaj felszínre emelésére.

A széntelep kialakításának módja a szén talajban való előfordulásának jellemzőitől is függ. Nyílt módon fejlesztésre akkor kerül sor, ha a felszíntől száz méterrel egy kövületet találnak. Gyakran vegyes típusú bányászatot végeznek: először külszíni bányászattal, majd földalatti bányászattal (lapok segítségével). A szénlelőhelyek más fogyasztói jelentőségű erőforrásokban is gazdagok: ezek értékes fémek, metán, ritka fémek, talajvíz.

A palatelepeket vagy bányászati ​​módszerrel (ezt alacsony hatásfokúnak tartják), vagy in situ bányászattal, a kőzet föld alatti melegítésével alakítják ki. A technológia összetettsége miatt a bányászat nagyon korlátozott mennyiségben folyik.

A tőzegkitermelés a mocsarak lecsapolásával történik. Az oxigén megjelenése miatt az aerob mikroorganizmusok aktiválódnak, lebontják a szerves anyagokat, ami óriási sebességgel szén-dioxid felszabadulásához vezet. A tőzeg a legolcsóbb tüzelőanyag, kitermelése folyamatosan, bizonyos szabályok betartásával történik.

Behajtható tartalékok

A társadalom jólétének egyik értékelése az egy főre jutó üzemanyag-fogyasztás: minél nagyobb a fogyasztás, annál kényelmesebben élnek az emberek. Ez a tény (és nem csak) arra kényszeríti az emberiséget, hogy növelje az üzemanyag-termelés mennyiségét, befolyásolva az árakat. Az olaj költségét ma egy olyan gazdasági kifejezés határozza meg, mint a "netback". Ez a kifejezés olyan árat jelent, amely magában foglalja a (vásárolt anyagból előállított) kőolajtermékek súlyozott átlagköltségét és a nyersanyagoknak a vállalkozáshoz történő szállítását.

A kereskedési tőzsdék CIF áron árulják az olajat, ami szó szerinti fordításban úgy hangzik, mint „költség, biztosítás és fuvar”. Ebből arra következtethetünk, hogy az olaj költsége ma a tranzakciók jegyzése szerint tartalmazza a nyersanyagok árát, szállításának szállítási költségeit.

Fogyasztási arányok

Figyelembe véve a természeti erőforrások növekvő felhasználási ütemét, nehéz hosszú távon egyértelműen megítélni az üzemanyag-ellátást. A jelenlegi dinamika mellett az olajkitermelés 2018-ban eléri a 3 milliárd tonnát, ami 2030-ra a világ készleteinek 80%-os kimerüléséhez vezet. A fekete arannyal való ellátás 55-50 éven belül várható. A földgázt a jelenlegi fogyasztási arány mellett 60 év múlva lehetne kimeríteni.

Sokkal több szénkészlet van a Földön, mint az olaj és a gáz. Az elmúlt évtizedben azonban nőtt a termelése, és ha nem lassul az ütem, akkor a tervezett 420 évből (a meglévő előrejelzések) 200-ban kimerülnek a tartalékok.

Környezeti hatás

A fosszilis tüzelőanyagok aktív felhasználása a szén-dioxid (CO2) légkörbe történő kibocsátásának növekedéséhez vezet, aminek a bolygó klímájára gyakorolt ​​káros hatását nemzetközi környezetvédelmi szervezetek is megerősítették. Ha nem csökkentik a CO2-kibocsátást, akkor elkerülhetetlen az ökológiai katasztrófa, amelynek kezdetét a kortársak is megfigyelhetik. Az előzetes becslések szerint az összes fosszilis tüzelőanyag 60-80%-ának érintetlenül kell maradnia ahhoz, hogy stabilizálják a helyzetet a Földön. Azonban nem ez az egyetlen mellékhatása a fosszilis tüzelőanyagok használatának. Maga a kitermelés, a szállítás, a finomítói feldolgozás sokkal mérgezőbb anyagokkal járul hozzá a környezetszennyezéshez. Példa erre a Mexikói-öbölben történt baleset, amely a Golf-áramlat felfüggesztéséhez vezetett.

Korlátozások és alternatívák

A fosszilis tüzelőanyagok kitermelése jövedelmező üzlet azon vállalatok számára, amelyek fő korlátozója a természeti erőforrások kimerülése. Általában elfelejtik megemlíteni, hogy az emberi tevékenység által a föld belsejében kialakult üregek hozzájárulnak az édesvíz eltűnéséhez a felszínen, és annak mélyebb rétegekbe kerüléséhez. Az ivóvíz eltűnése a Földön nem igazolható a fosszilis tüzelőanyagok bányászatának egyik előnyével sem. És ez meg fog történni, ha az emberiség nem racionalizálja a bolygón való tartózkodását.

Öt évvel ezelőtt jelentek meg Kínában az új generációs (üzemanyag nélküli) motorkerékpárok és autók. De szigorúan korlátozott mennyiségben adták ki őket (egy bizonyos kör számára), és a technológia titkossá vált. Ez csak az emberi kapzsiság rövidlátásáról beszél, mert ha lehet "pénzt keresni" az olajon és a gázon, akkor az olajmágnásokat senki sem fogja megakadályozni abban.

Következtetés

A jól ismert alternatív (megújuló) energiaforrások mellett léteznek olcsóbb, de minősített technológiák. Ennek ellenére alkalmazásuknak óhatatlanul be kell lépnie az ember életébe, különben a jövő nem lesz olyan hosszú és felhőtlen, mint amilyennek az „üzletemberek” képzelik.