Природные источники углеводородов и их переработка

1.

«Природные источники
углеводородов и их
переработка»

2. Важнейшие источники углеводородов

Природный газ
Попутный нефтяной газ
Нефть
Каменный уголь

3. ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

Природный газ — смесь газов,
образовавшихся в недрах Земли при
анаэробном разложении органических
веществ, газ относится к группе осадочных
горных пород.

4. Состав природного газа

5. Свойства природного газа

• Физические:
без цвета, вкуса и запаха.
• Химические:
экологически чистое топливо
СН4 + О2 СО2 + Н2О

6.

7.

Попутный нефтяной газ
Находится в залежах вместе с
нефтью – растворён в ней и находится
над нефтью, образуя газовую «шапку».
Содержит в основном алканы, в
молекулах которых от 1 до 6 атомов
Углерода.
Фракции
Сухой газ
СН4 ,С2Н6
Газовый бензин
С5Н12 , С6Н14
Пропан –
бутановая смесь
С3Н8 , С4Н10

8. Характеристика попутных нефтяных газов

название
состав
применение
Газовый бензин
Смесь пентана, гексана и
др. углеводородов
Добавляют к бензину
для улучшения запуска
двигателя
Пропан-бутановая
фракция
Смесь пропана и бутана
Применяют в виде
сжиженного газа как
топливо
Сухой газ
По составу сходен с
природным газом
Используют для
получения ацетилена,
водорода и др. веществ,
а так же как топливо

9. Сжигание попутных нефтяных газов

10. Важнейшие продукты, получаемые из природного газа и попутного нефтяного газа

Этиловый спирт
Полиэтилен
Ацетилен
Растворители
Синтетический каучук
Пластмассы
Сероводород
сера
Серная кислота
Природные
горючие
газы
Водород
Синтез - газ
Кислородсодержащие
вещества
Аммиак
Соли аммония
Азотная кислота
Карбамид
Гелий

11. Преимущества природного газа как топлива

• При сгорании выделяется особенно много теплоты.
• Является экологически более чистым видом топлива по
сравнению с другими.
• Самый дешёвый вид топлива.
• Легко транспортируется по газопроводам.

12. Каменный уголь — это твердое исчерпаемое невосстановимое полезное ископаемое.

Каменный уголь — это твердое
исчерпаемое невосстановимое полезное
ископаемое.

13. Уголь, как источник энергии, люди стали использовать еще в древности наравне с дровами. «Горючий камень» находили на

поверхности земли, позже его стали
целенаправленно добывать из-под нее.

14. Сегодня добывают различные виды каменного угля ● Антрациты ● Бурый уголь ● Каменный

15.

Коксование
угля
⮚Прокаливание
без
доступа
воздуха
при
температуре
около
1000°С
⮚Длительность процесса
около 14 часов
⮚Образуются различные
продукты коксования
(пиролиза)

16. Каменный уголь

Происхождение
Горная порода осадочного
происхождения
(каменноугольный период)
Состав
Коксование (пиролиз) –
Сложная смесь ВМС- С, Н
разложение веществ без
доступа кислорода при
высокой температуре
Коксовый газ
СН4, N2, CO2, CO, Н2, NН3
Каменноугольная смола
C6H6 и его гомологи
C6H5OH, гетероциклические
Продукты
N, O ,S
Аммиачная вода
NH4OH, C6H5OH,
H 2S
Кокс
Чистый уголь С
16

17.

Загрязнение окружающей среды
Это любое нежелательно изменение стояния этой
среды в результате хозяйственно деятельности
человека
Террикон — отвал, искусственная насыпь из пустых пород,
извлеченных при подземной разработке месторождений угля и
других полезных ископаемых.

18. Нефть – это смесь углеводородов, содержащих в цепи от 5 до 50 атомов углерода

Нефть – это маслянистая жидкость
обычно тёмного цвета со своеобразным
запахом; намного легче воды и в воде не
растворяется.

19.

Нефть
«Нефть – не топливо, топить можно и ассигнациями»
Д.И. Менделеев
«Нефть» - с арабского «нафта» - вытекать…

20.

Виды переработки
нефти
физический
Перегонка
t=340°
химический
риформинг
крекинг
Термический
t=450°-550°
Каталитический
t=470°

21.

22.

Ректификация (фракционная переработка) – это
физический способ разделения смеси компонентов,
основанный на различии их температур кипения.
1. Газовая фракция (метан и другие газы).
2. Бензин (С5-С11) температура-40-200С (газолин, бензин
авиационный, автомобильный).
3.Лигроин (С8-С14) температура-120-240С (горючее для
тракторов, сырье для крекинга).
4. Керосин (С12-С18) температура-150-310С (топливо для
реактивных самолётов и ракет, осветительный и тракторный
керосин).
5. Газойль (С18 и выше) температура-275С (дизельное
топливо, сырье для крекинга).
6. Мазут - продукт, остающийся после ректификации нефти.
Мазут при высокой температуре разгоняют и получают
машинные и смазочные масла.
Остаток переработки мазута – гудрон, нефтяной асфальт.

23. Крекинг углеводородов (вторичная переработка углеводородов)

Процесс разложения углеводородов нефти на более
летучие вещества.
Крекинг
(crack - расщеплять)
Термический
t = 450-5500С
р = 2-7 МПа
Каталитический
t= 450-5000С
kat – Al2O3·nSiO2
При нагревании происходит расщепление крупных молекул углеводородов на
более мелкие, в том числе на молекулы, входящие в состав бензина. Например:
С8Н18 С4Н10 + С4Н8
С4Н10 С2Н6 + С2Н4

24. Виды крекинга

Термическийрасщепление молекул
углеводородов на
алканы и алкены
нормального строения
Условия: t=450-5500С,
р=2-7 МПА
1. Продукты крекинга –
сырье для получения
спиртов, карбоновых
кислот, ВМС
Каталитический –
расщепление молекул
углеводородов на алканы и
алкены разветвленного
строения
Условия: t=450-5000С,
каt. nAl2O3* mSiO2
1.
2.
Продукты крекинга –
углеводороды разветвленного
строения(сырье для
химической промышленности.
Бензин обладает высоким
качеством – с большим
октановым числом и
детонационной стойкостью.
Недостаток – крекинг – бензин малопригоден для
использования в качестве моторного топлива, т.к. быстро
осмоляется, за счет непредельных углеводородов.
24

25. Установка каталитического крекинга

26. Риформинг -

Риформинг процесс ароматизации углеводородов,
осуществляемый путем нагревания их в
присутствии платинового катализатора.
CH 2CH 3
H3C
H2
C
H2
C
H2
C
H2
C
октан
H2
C
H2
C
CH 3
+ 4 H2
этилбензол

27. Детонационная стойкость бензина

• Смеси некоторых УВ, входящих в состав бензина, сгорают в
цилиндрах со взрывом до достижения максимального
сжатия. Такое взрывное сгорание, называемое детонацией,
приводит к преждевременному износу двигателя.
СТОЙКОСТЬ К ДЕТОНАЦИИ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ СТРОЕНИЕМ УВ
Алканы нормального строения
min стойкость
Разветвленные, непредельные,
ароматические УВ
max стойкость

28. Октановое число

характеризует детонационную стойкость УВ
(чем оно выше, тем лучше стойкость)
ОЧ = 100 для изооктана
СН3
ОЧ = 0 для н- гептана
СН3 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН2 – СН3
СН3 – С – СН2 – СН – СН3
СН3
СН3
(2,2,4 – триметилпентан)
Хороший бензин должен иметь ОЧ не ниже 80 !

29. Экологические проблемы возникающие при переработке углеводородов

30. Гибель живых организмов

31.

32. Загрязнение воды

33. Загрязнение суши

34. Загрязнение атмосферы продуктами сгорания

35. Домашнее задание

1. П. 8-10 (учебник)
2. Чем отличается состав природного газа от
попутного нефтяного газа?
3. Чем отличается бензин прямой перегонки
от бензина термического крекинга?
4. Рассчитайте объем воздуха, который
пошел на сжигание 8 л бутана, если
объемная доля негорючих примесей
составляет 2%? (н.у.)