Презентация по химии по теме Природные источники углеводородов

Природные источники углеводородов.

Природный газ.

Природный газ – естественная смесь газообразных углеводородов различного строения, образующихся в земной коре.
Добывают, пробуривая скважины в газосодержащих пластах Земли. Газ поступает в специальный газопровод. По пути следования газа через определенные отрезки пути устанавливают компрессорные станции. Собирают и хранят газ в специальных резервуарах (газгольдеры)

Состав природного газа:1. Предельные углеводороды (75 -99% метан, этан, пропан, бутан, изобутан)2. Азот. 3. Углекислый газ.4. Сероводород, меркаптаны.5. Пары воды.6. Благородные газы.



Мировые запасы составляют 144 триллиона кубометров.Страны наиболее крупными запасами газов располагают США, Алжир, Иран, Нигерия.Наиболее крупные месторождения в России: Уренгойское, Ямбургское и Заполярное (Западная Сибирь), Астраханское (в Прикаспии), Оренбургское (Поволжье), Вуктыльское (в Республике Коми) .



Применение природного газа. Топливо.Используют в жилых домах, на электростанциях, металлургических предприятиях, в цементной и стекольной промышленности и др.Важное преимущество метана как топлива – его экологическая чистота.Задание: напишите уравнения горения метана, этана, пропана.


Сырьё для получения…метилового спирта, формальдегида, ацетона, уксусной кислоты.технического углерода (сажа), водорода, синтез-газаалкенов (производство пластмасс, синтетического каучука, синтетических волокон).


Нефть.
Нефть – это сложная смесь углеводородов, в основном алканов линейного и разветвленного строения, содержащих в молекулах от 5 до 50 атомов углерода.В состав входят так же циклоалканы, ароматические углеводороды. Примеси: органические кислородные и сернистые соединения, вода, соли, песок, глина.
Физические свойства нефти.Густая маслянистая, жирная на ощупь жидкость от светло-коричневого (почти желтого) до темно-бурого (почти черного) цвета; имеет специфический «нефтяной» запах; не растворима в воде.

ppt_xxshearppt_x Месторождения нефти.Известно около 30 тысяч месторождений нефти. Крупнейшие запасы нефти находятся в странах Ближнего и Среднего Востока, Африки, Азии, России, США, Венесуэле, Канаде, Мексике и др. В России: Западная Сибирь (Уренгойское, Сургутское), Поволжье (Оренбугское, Туймазинское), Республика Коми (Усинское)
ppt_xxshearppt_x
ppt_xxshearppt_x
ppt_xxshearppt_x Происхождение нефти. Неорганическая гипотеза. Научно обоснованную теорию неорганического происхождения нефти предложил в 1877г. Д.И. Менделеев. Он считал, что расплавленное ядро Земли состоит из карбидов железа. По трещинам вода проникает в глубь земли, где при высоких температурах и давлении между карбидом железа и водой образуются оксиды железа и углеводороды, которые затем поднимаются в верхние слои земной коры и скапливаются в пористых пластах.

Органическая гипотеза. В.И. Вернадским, Н.Д. Зелинским была развита гипотеза, по которой считается, что нефть образовалась из микроорганизмов, обитающих в воде (бактерии, водоросли, планктон). Они обеспечивают быстрое накопление в водоёмах органического ила. С течением времени (миллионы лет) под действием температуры и давления органический ил преобразуется в нефть.
ppt_xxshearppt_x

Добыча нефти. Буровые вышки, скважины. Бурение скважин почти всегда сопровождается нефтяным фонтаном – выбросом нефти вверх под давлением сопутствующих газов. Скважины бурят очень близко друг от друга.

Добыча на шельфе. Используют для этого стационарные (закрепленные на дне) и плавучие платформы (при глубине моря от нескольких десятков до 200 м).

Переработка нефти.Совокупность приёмов, методов и процессов, используемых для получения из нефти различных нефтепродуктов.Нефтепродукты: моторные и котельные топлива (бензин, керосин, лигроин, газойль, мазут); сырьё для нефтехимии и органического синтеза, смазочные материалы, гудрон, асфальт, битум и др.
ppt_xxshearppt_x
Первичная переработка нефти. Схема установки непрерывной ректификации: Нагревательная трубчатая печь.Ректификационная колоннаРезервуар охлаждения Ректификация – это физический способ разделения смеси компонентов с различными температурами кипения.



Основные фракции нефти.Газовая фракция (температура кипения до 40 С) – содержит нормальные и разветвленные алканы до пентана.Газолиновая фракция бензинов (температура кипения 40 -180). Содержит углеводороды С5 –С11. Из этой фракции получают газолин, различные виды бензинов.Лигроиновая фракция (150 – 250 С). Содержит углеводороды С8 –С14. Лигроин используют как горючее для тракторов.Керосиновая фракция (180-300 С). Содержит углеводороды С12 –С18. Дизельное топливо (200-330). Содержит углеводороды С13 –С18.Мазут – остаток после перегонки нефти, который разделяют на следующие фракции: соляровые масла, смазочные масла, вазелин, парафин, гудрон (остаток после отгонки мазута).



Крекинг нефти. Крекинг – процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле.
Виды крекинга.Термический. Расщепление молекул углеводорода протекает при сравнительно высоких температурах (470-550 С). Процесс протекает медленно, образуются углеводороды с неразветвленной цепью атомов углеродаКаталитический. Процесс протекает в присутствии катализаторов при более низкой температуре (450-500 С). Протекает быстрее, образуется много соединений с разветвленной цепью атомов. Бензин более высокого качества.


Пиролиз нефти – разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре.. В результате образуются непредельные газообразные (этилен, ацетилен) и ароматические углеводороды – бензол, толуол.
Нефтехимия – область химии, изучающая возможные химические превращения углеводородов нефти. Применение продуктов переработки нефти. Использование нефти в качестве топлива.В результате переработки нефти получают различные виды бензинов, которые используются для работы двигателей внутреннего сгорания автомобилей. Бензин используется в авиации. Сырье для синтеза многих органических веществ.В ходе синтеза получают взрывчатые соединения, антифризы, лекарственные мази, парфюмерии, искусственных волокон, растворителей, синтетического каучука и др.



Загрязнение окружающей среды нефтью и нефтепродуктами.
Загрязнение окружающей среды - нежелательное изменение ее свойств в результате антропогенного поступления различных веществ и соединений.
Источники загрязнений:атмосферные осадки;аварии танкеров и нефтяных платформ;естественные источники;суда;бытовые и промышленные отходы;



Виды загрязнений:сырой нефтью;нефтепродуктами.


При добыче на суше нефть разливается по поверхности земли и попадает в водоёмы и грунтовые воды.Бурение на море также связано с загрязнением водной поверхности нефтью и технологическими жидкостями, используемыми при бурении.

Крупнейшие источники загрязнения морей и океанов – аварии и катастрофы танкеров. Наиболее загрязнены внутренние и окраинные моря - Средиземное, Северное, Ирландское, Балтийское, Черное, Азовское, внутреннее Японское, Яванское, Карибское, а также Бискайский, Персидский, Мексиканский и Гвинейский заливы.
К числу сильно загрязненных относятся многие реки - Рейн, Дунай, Сена, Темза, Тибр, Миссисипи. Огайо, Волга, Днепр, Дон, Днестр. Нил, Ганг и др.
Деятельность по очистке окружающей среды:первичные мероприятия (предшествующие очистке);проведение очистных работ;биотехнологические работы и исследования;


1. Первичные мероприятия (предшествующие очистке):определение характера и параметров загрязнения;разработка комплексных мероприятий по ликвидации очага загрязнения.

1. Первичные мероприятия (предшествующие очистке):определение характера и параметров загрязнения;разработка комплексных мероприятий по ликвидации очага загрязнения.

2. Проведение очистных работ:очистка грунтовой и поверхностной воды, загрязненной в результате аварии или постоянных выбросов (боны, сорбирующие материалы, насосные установки, биопрепарат «Деворойл»);очистка ливневых вод поверхностного стока;обезвреживание загрязненных грунтов как на месте аварии, так и на специализированных площадках;обезвреживание твердого осадка сточных вод.


3. Биотехнологические работы и исследования:выделение наиболее эффективных микроорганизмов для ликвидации конкретного загрязнения и разработка новых биопрепаратов;производство бактериальных препаратов;мониторинг процессов биодеструкции.

Меры по решению проблемы:провести экологический мониторинг объектов нефтедобывающих производств, объектов переработки, транспортировки, хранения и реализации нефти и продуктов ее переработки. Разработать меры по устранению выявленных нарушений по каждому объекту повышенной экологической опасности; провести государственную экологическую экспертизу деятельности нефтяных компаний, а также осуществляемых крупных нефтегазовых проектов на их соответствие федеральным законам "Об охране окружающей среды" и "Об экологической экспертизе";

ужесточить требования к танкерным перевозкам нефти и нефтеперевалочной деятельности в целом, обеспечить контроль за тем, чтобы погрузка нефтепродуктов осуществлялась только с сертифицированных причалов; принять меры по пресечению практики безнаказанности за аварийные нефтеразливы, ужесточить штрафные санкции с виновных организаций, уклоняющихся от возмещения ущерба;
создать самостоятельный государственный орган экологического надзора; обеспечить оперативное информирование общественности о принимаемых мерах по нормализации экологической обстановки.
Каменный уголь Каменный уголь представляет собой смесь углеродсодержащей массы, воды и некоторых минералов. Каменный уголь – твердое горючее, полезное ископаемое растительного происхождения.
Физические свойства Он представляет собой плотную породу черного, иногда темно-серого цвета с блестящей матовой поверхностью.

Происхождение каменного угля. Он образуется из торфа в результате длительного воздействия бактериологических и биохимических процессов. В превращении торфа в различные виды каменного угля большую роль играют температура и давление. Действие проточных вод приводит к появлению в пластах каменного угля большего или меньшего количества инородных минералов, которые перемешиваются с углеродсодержащей массой. Эта масса защищена от воздействия воздуха накрывающим ее пластом породы.
Классификация углей: В зависимости от теплотворной способности уголь классифицируют по видам: самая высокая теплотворная способность - у антрацита (твердого блестящего черного угля), а самая низкая - у бурого угля (лигнита). Соответственно, высококалорийные угли используются в черной металлургии, а низкокалорийные - в электроэнергетике.

Добыча каменного угля. Открытый способ добычи. При разработке открытым способом пласт каменного угля очищается от слоя настилающей породы с помощью экскаваторов, которые используются затем для погрузки угля на транспортные средства.Разработка ведется открытым способом, если глубина залегания угольного пласта не превышает 100 м.


Подземный способ добычи.При разработке каменного угля подземным способом сооружается вертикальная шахта или горизонтальная выработка (штольня) в склоне горы, ведущие к пласту каменного угля. При этом каменный уголь извлекается из пласта посредством взрывной отбойки или с помощью механических рыхлителей и затем перегружается в вагонетки или на транспортеры

Месторождения каменного угля. Наиболее крупные по объему добычи месторождения каменного угля в мире это Тунгусский, Кузнецкий, Печорский бассейны – в России; Карагандинский – в Казахстане; Аппалачский и Пенсильванский бассейны – в США; Рурский – в Германии; Большой Хуанхэ – в Китае; Южно-Уельский – в Великобритании; Валансьен – во Франции и др. Применение угля. Он используется как бытовое, энергетическое топливо, сырье для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов. Угольная, коксохимическая промышленность, отрасли тяжелой промышленности осуществляют переработку каменного угля методом коксования.
Коксование - промышленный метод переработки угля путем нагревания до 950-1050 С без доступа воздуха. Основными коксохимическими продуктами являются: коксовый газ, продукты переработки сырого бензола, каменноугольной смолы, аммиака.

Из коксового газа углеводороды извлекают промывкой в скрубберах жидкими поглотительными маслами. После отгонки от масла, разгонки из фракции, очистки и повторной ректификации получают чистые товарные продукты, как-то: бензол, толуол, ксилолы и др. Из непредельных соединений, содержащихся в сыром бензоле, получают кумароновые смолы, использующиеся для производства лаков, красок, линолеума и в резиновой промышленности. Перспективным сырьем является также циклопентадиен, который также получают из каменного угля. Каменный уголь – сырье для получения нафталина и других индивидуальных ароматических углеводородов. Важнейшими продуктами переработки являются пиридиновые основания и фенолы.
Очень перспективным является сжигание (гидрогенизация) угля с образованием жидкого топлива. Из каменных углей получают искусственный графит. Используются они в качестве неорганического сырья. При переработке каменного угля из него в промышленных масштабах извлекают ванадий, германий, серу, галлий, молибден, цинк, свинец. Зола от сжигания углей, отходы добычи и переработки используются в производстве стройматериалов, керамики, огнеупорного сырья, глинозема. С целью оптимального использования угля производится его обогащение (удаление минеральных примесей).
Кокс и уголь – как восстановитель в металлургии при выплавке железа.
Путем переработки в общей сложности можно получить более 400 различных продуктов, стоимость которых, по сравнению, со стоимостью самого угля, возрастает в 20-25 раз, а побочные продукты, получаемые на коксохимических заводах, превосходят стоимость самого кокса
Выполнила преподаватель химии Морякина Наталья Владимировна