แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติ: แก๊ส, น้ำมัน, โค้ก ใช้เป็นเชื้อเพลิงและการสังเคราะห์ทางเคมี

แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติที่สำคัญ ได้แก่ น้ำมัน ก๊าซ และถ่านหิน สารส่วนใหญ่ถูกแยกออกจากพวกมัน เคมีอินทรีย์. ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับชั้นเรียนนี้ อินทรียฺวัตถุเราคุยกันด้านล่าง

องค์ประกอบของแร่ธาตุ

ไฮโดรคาร์บอนเป็นสารอินทรีย์ประเภทที่ครอบคลุมมากที่สุด ซึ่งรวมถึงคลาสอะไซคลิก (เชิงเส้น) และคลาสไซคลิกของสารประกอบ มีไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว (อิ่มตัว) และไม่อิ่มตัว (ไม่อิ่มตัว)

ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวประกอบด้วยสารประกอบที่มีพันธะเดี่ยว:

• อัลเคน- การเชื่อมต่อเชิงเส้น
• ไซโคลอัลเคน- สารวัฏจักร

ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวรวมถึงสารที่มีพันธะหลายตัว:

• อัลคีน- มีพันธะคู่หนึ่งพันธะ
• อัลคีน- มีพันธะสามหนึ่งพันธะ
• อัลคาเดียน- รวมพันธะคู่สองอัน

มีเอรีนหรืออะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนอีกประเภทหนึ่งที่มีวงแหวนเบนซีน

ข้าว. 1. การจำแนกประเภทของไฮโดรคาร์บอน

ทรัพยากรแร่ ได้แก่ ไฮโดรคาร์บอนที่เป็นก๊าซและของเหลว ตารางจะอธิบายแหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติโดยละเอียด

แหล่งที่มา	ชนิด
		อัลเคน ไซโคลอัลเคน อารีเนส ออกซิเจน ไนโตรเจน สารประกอบที่มีกำมะถัน
	ธรรมชาติ - ส่วนผสมของก๊าซที่พบในธรรมชาติ ที่เกี่ยวข้อง - ส่วนผสมของก๊าซที่ละลายในน้ำมันหรืออยู่เหนือมัน	มีเทนที่มีสิ่งเจือปน (ไม่เกิน 5%): โพรเพน, บิวเทน, คาร์บอนไดออกไซด์, ไนโตรเจน, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, ไอน้ำ ก๊าซธรรมชาติมีเทนมากกว่าก๊าซที่เกี่ยวข้อง
	แอนทราไซต์ - รวมคาร์บอน 95% หิน - มีคาร์บอน 99% สีน้ำตาล - คาร์บอน 72%	คาร์บอน ไฮโดรเจน ซัลเฟอร์ ไนโตรเจน ออกซิเจน ไฮโดรคาร์บอน

ทุกปีมีการผลิตก๊าซมากกว่า 600 พันล้านลูกบาศก์เมตร น้ำมัน 500 ล้านตัน และถ่านหิน 300 ล้านตันในรัสเซีย

การรีไซเคิล

แร่ธาตุถูกใช้ในรูปแบบแปรรูป ถ่านหินถูกเผาโดยไม่ต้องเข้าถึงออกซิเจน (กระบวนการโค้ก) เพื่อแยกเศษส่วนหลายส่วน:

• แก๊สเตาอบโค้ก- ส่วนผสมของมีเทน, คาร์บอนออกไซด์ (II) และ (IV), แอมโมเนีย, ไนโตรเจน;
• น้ำมันถ่านหิน- ส่วนผสมของเบนซีน, ความคล้ายคลึงกัน, ฟีนอล, อารีเนส, สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก
• น้ำแอมโมเนีย- ส่วนผสมของแอมโมเนีย, ฟีนอล, ไฮโดรเจนซัลไฟด์;
• โคก- ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายของถ่านโค้กที่มีคาร์บอนบริสุทธิ์

ข้าว. 2. โค้ก.

สาขาอุตสาหกรรมชั้นนำแห่งหนึ่งของโลกคือการกลั่นน้ำมัน น้ำมันที่สกัดจากส่วนลึกของโลกเรียกว่าน้ำมันดิบ มันถูกรีไซเคิล ขั้นแรก ดำเนินการทำให้บริสุทธิ์เชิงกลจากสิ่งเจือปน จากนั้นจึงกลั่นน้ำมันบริสุทธิ์เพื่อให้ได้เศษส่วนต่างๆ ตารางอธิบายเศษส่วนหลักของน้ำมัน

เศษส่วน	สารประกอบ	คุณได้อะไร?
	ก๊าซแอลเคนจากมีเทนถึงบิวเทน
น้ำมันเบนซิน	อัลเคนจากเพนเทน (C 5 H 12) ถึง undecane (C 11 H 24)	น้ำมันเบนซินเอสเทอร์
แนฟทา	อัลเคนจากออกเทน (C 8 H 18) ถึง tetradecane (C 14 H 30)	แนฟทา (น้ำมันเบนซินหนัก)
น้ำมันก๊าด
ดีเซล	อัลเคนจาก tridecane (C 13 H 28) ถึง nonadecane (C 19 H 36)
	อัลเคนจากเพนทาเดเคน (C 15 H 32) ถึงเพนทาคอนเทน (C 50 H 102)	น้ำมันหล่อลื่น ปิโตรเลียมเจลลี่ น้ำมันดิน พาราฟิน น้ำมันดิน

ข้าว. 3. การกลั่นน้ำมัน

พลาสติก เส้นใย และยาผลิตจากไฮโดรคาร์บอน มีเทนและโพรเพนใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือน โค้กใช้ในการผลิตเหล็กและเหล็กกล้า กรดไนตริก แอมโมเนีย และปุ๋ยผลิตจากน้ำแอมโมเนีย น้ำมันดินใช้ในการก่อสร้าง

เราได้เรียนรู้อะไรบ้าง?

จากหัวข้อบทเรียนเราได้เรียนรู้ว่าไฮโดรคาร์บอนจากแหล่งธรรมชาติใดบ้างที่แยกได้ เป็นวัตถุดิบ สารประกอบอินทรีย์ใช้น้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติและก๊าซที่เกี่ยวข้อง แร่ธาตุจะถูกทำให้บริสุทธิ์และแบ่งออกเป็นเศษส่วนซึ่งจะได้รับสารที่เหมาะสมสำหรับการผลิตหรือการใช้โดยตรง เชื้อเพลิงเหลวและน้ำมันผลิตจากน้ำมัน ก๊าซดังกล่าวประกอบด้วยมีเทน โพรเพน บิวเทน ซึ่งใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือน วัตถุดิบที่เป็นของเหลวและของแข็งถูกสกัดจากถ่านหินเพื่อผลิตโลหะผสม ปุ๋ย และยารักษาโรค

ทดสอบในหัวข้อ

การประเมินผลการรายงาน

คะแนนเฉลี่ย: 4.2. คะแนนรวมที่ได้รับ: 66

แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติที่สำคัญที่สุดคือ น้ำมัน , ก๊าซธรรมชาติ และ ถ่านหิน . พวกมันก่อตัวเป็นแหล่งสะสมที่อุดมสมบูรณ์ในภูมิภาคต่างๆ ของโลก

ก่อนหน้านี้ผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติที่สกัดได้ถูกนำมาใช้เป็นเชื้อเพลิงเท่านั้น ปัจจุบันวิธีการประมวลผลได้รับการพัฒนาและใช้กันอย่างแพร่หลาย ทำให้สามารถแยกไฮโดรคาร์บอนที่มีคุณค่าซึ่งใช้เป็นเชื้อเพลิงคุณภาพสูงและเป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ต่างๆ แปรรูปแหล่งวัตถุดิบจากธรรมชาติ อุตสาหกรรมปิโตรเคมี . ลองดูวิธีการหลักในการแปรรูปไฮโดรคาร์บอนธรรมชาติ

แหล่งวัตถุดิบธรรมชาติที่มีคุณค่าที่สุดคือ น้ำมัน . เป็นของเหลวมันที่มีสีน้ำตาลเข้มหรือสีดำมีกลิ่นเฉพาะตัวซึ่งแทบไม่ละลายในน้ำ มีความหนาแน่นของน้ำมัน 0.73–0.97 ก./ซม.3น้ำมันเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของไฮโดรคาร์บอนเหลวหลายชนิดซึ่งมีการละลายไฮโดรคาร์บอนที่เป็นก๊าซและของแข็ง และองค์ประกอบของน้ำมันจากแหล่งต่างๆ อาจแตกต่างกัน อัลเคน ไซโคลอัลเคน อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน รวมถึงสารประกอบอินทรีย์ที่ประกอบด้วยออกซิเจน ซัลเฟอร์ และไนโตรเจน อาจมีอยู่ในน้ำมันในสัดส่วนที่แตกต่างกัน

น้ำมันดิบนั้นไม่ได้ใช้จริง แต่ผ่านการประมวลผลแล้ว

แยกแยะ การกลั่นน้ำมันเบื้องต้น (การกลั่น ), เช่น. แบ่งเป็นเศษส่วนโดยมีจุดเดือดต่างกันและ การรีไซเคิล (แคร็ก ) ในระหว่างที่โครงสร้างของไฮโดรคาร์บอนมีการเปลี่ยนแปลง

dovs รวมอยู่ในองค์ประกอบ

การกลั่นน้ำมันเบื้องต้นขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่ายิ่งจุดเดือดของไฮโดรคาร์บอนสูงเท่าไร มวลโมเลกุลก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น น้ำมันประกอบด้วยสารประกอบที่มีจุดเดือดตั้งแต่ 30 ถึง 550°C จากการกลั่นน้ำมันจะถูกแบ่งออกเป็นเศษส่วนที่เดือด อุณหภูมิที่แตกต่างกันและมีส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่มีมวลโมเลกุลต่างกัน เศษส่วนเหล่านี้มีประโยชน์หลายอย่าง (ดูตาราง 10.2)

ตารางที่ 10.2. ผลิตภัณฑ์จากการกลั่นน้ำมันเบื้องต้น

เศษส่วน	จุดเดือด, °C	สารประกอบ	แอปพลิเคชัน
ก๊าซเหลว	<30	ไฮโดรคาร์บอน C 3 -C 4	เชื้อเพลิงก๊าซ วัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมี
น้ำมันเบนซิน	40-200	ไฮโดรคาร์บอน C 5 – C 9	เชื้อเพลิงการบินและรถยนต์ ตัวทำละลาย
แนฟทา	150-250	ไฮโดรคาร์บอน C 9 – C 12	น้ำมันดีเซลตัวทำละลาย
น้ำมันก๊าด	180-300	ไฮโดรคาร์บอน C 9 -C 16	เชื้อเพลิงสำหรับเครื่องยนต์ดีเซล เชื้อเพลิงในครัวเรือน เชื้อเพลิงแสงสว่าง
น้ำมันแก๊ส	250-360	ไฮโดรคาร์บอน C 12 -C 35	น้ำมันดีเซล วัตถุดิบตั้งต้นสำหรับการแตกตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา
น้ำมันเตา	> 360	สารไฮโดรคาร์บอนที่สูงขึ้น, สารที่ประกอบด้วย O-, N-, S-, Me	เชื้อเพลิงสำหรับโรงงานหม้อไอน้ำและเตาอุตสาหกรรม วัตถุดิบสำหรับการกลั่นต่อไป

น้ำมันเชื้อเพลิงมีสัดส่วนประมาณครึ่งหนึ่งของมวลน้ำมัน ดังนั้นจึงต้องผ่านกระบวนการทางความร้อนด้วย เพื่อป้องกันการสลายตัว น้ำมันเชื้อเพลิงจะถูกกลั่นภายใต้แรงดันที่ลดลง ในกรณีนี้จะได้เศษส่วนหลายส่วน: ไฮโดรคาร์บอนเหลวซึ่งใช้เป็น น้ำมันหล่อลื่น ; ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนของเหลวและของแข็ง – ปิโตรเลียม ใช้ในการเตรียมขี้ผึ้ง ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่เป็นของแข็ง – พาราฟิน ใช้สำหรับการผลิตยาขัดรองเท้า เทียน ไม้ขีด และดินสอ ตลอดจนสำหรับชุบไม้ สารตกค้างไม่ระเหย - ทาร์ ใช้ในการผลิตยางมะตอยก่อสร้างและมุงหลังคา

การรีไซเคิลน้ำมันรวมถึง ปฏิกริยาเคมี, การเปลี่ยนองค์ประกอบและ โครงสร้างทางเคมีไฮโดรคาร์บอน ความหลากหลายของมันคือ

ty - การแตกร้าวด้วยความร้อน, การแตกตัวเร่งปฏิกิริยา, การปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา

การแตกร้าวด้วยความร้อนมักขึ้นอยู่กับน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมันส่วนหนักอื่นๆ ที่อุณหภูมิ 450-550°C และความดัน 2-7 MPa โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนจะถูกแบ่งโดยกลไกอนุมูลอิสระออกเป็นชิ้นเล็กๆ โดยมีอะตอมของคาร์บอนจำนวนน้อยกว่า และสารประกอบที่อิ่มตัวและไม่อิ่มตัวจะถูกสร้างขึ้น:

ส 16 ชม. 34 ¾® S 8 ชม. 18 + ส 8 ชม. 16

C 8 H 18 ¾®C 4 H 10 +C 4 H 8

วิธีนี้ใช้เพื่อให้ได้น้ำมันเบนซิน

ตัวเร่งปฏิกิริยาแคร็กดำเนินการต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา (โดยปกติคืออะลูมิโนซิลิเกต) ที่ ความดันบรรยากาศและอุณหภูมิ 550 - 600°C. ในขณะเดียวกัน น้ำมันเบนซินสำหรับการบินก็ผลิตจากน้ำมันก๊าดและน้ำมันแก๊สที่เป็นส่วนประกอบของน้ำมัน

การสลายไฮโดรคาร์บอนต่อหน้าอะลูมิโนซิลิเกตเกิดขึ้นตามกลไกไอออนิกและมาพร้อมกับไอโซเมอไรเซชันเช่น การก่อตัวของส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวและไม่อิ่มตัวด้วยโครงกระดูกคาร์บอนที่แตกแขนงเช่น:

ช3 ช3ช3ช3ช3

แมว., ที||

C 16 H 34 Ⓟ® CH 3 -C -C-CH 3 + CH 3 -C = C - CH-CH 3

การปฏิรูปตัวเร่งปฏิกิริยา ดำเนินการที่อุณหภูมิ 470-540°C และความดัน 1–5 MPa โดยใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาแพลตตินัมหรือแพลตตินัม-รีเนียมที่สะสมอยู่บนฐาน Al 2 O 3 ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ การเปลี่ยนแปลงของพาราฟินและ

ไซโคลพาราฟินปิโตรเลียมเป็นอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน

แมว., ที, พี

⁃⁄⁄⁄® + 3Н 2

แมว., ที, พี

C 6 H 14 ⁴⁶⁶⁶® + 4H 2

กระบวนการเร่งปฏิกิริยาทำให้ได้น้ำมันเบนซินที่มีคุณภาพดีขึ้นเนื่องจากมีไฮโดรคาร์บอนที่มีกิ่งก้านและอะโรมาติกสูง คุณภาพของน้ำมันเบนซินนั้นมีลักษณะเฉพาะ หมายเลขออกเทน. ยิ่งส่วนผสมของเชื้อเพลิงและอากาศถูกบีบอัดโดยลูกสูบมากเท่าใด กำลังของเครื่องยนต์ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น อย่างไรก็ตาม การบีบอัดสามารถทำได้จนถึงขีดจำกัดที่กำหนดเท่านั้น ซึ่งเกินกว่าจะเกิดการระเบิด (การระเบิด)

ส่วนผสมของก๊าซทำให้เกิดความร้อนสูงเกินไปและการสึกหรอของเครื่องยนต์ก่อนวัยอันควร พาราฟินปกติมีความต้านทานต่อการระเบิดต่ำที่สุด ด้วยความยาวของโซ่ที่ลดลงการแตกแขนงเพิ่มขึ้นและจำนวนสองเท่า

มันเพิ่มจำนวนการเชื่อมต่อ มีอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนสูงเป็นพิเศษ

ก่อนคลอดบุตร เพื่อประเมินความต้านทานต่อการระเบิดของน้ำมันเบนซินประเภทต่าง ๆ จะถูกเปรียบเทียบกับตัวบ่งชี้ที่คล้ายกันสำหรับส่วนผสม ไอโซออกเทน และ เอ็น-เฮป-ทาน่า ด้วยอัตราส่วนของส่วนประกอบที่แตกต่างกัน หมายเลขออกเทนเท่ากับเปอร์เซ็นต์ของไอโซออกเทนในส่วนผสมนี้ ยิ่งสูงเท่าไรคุณภาพของน้ำมันเบนซินก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น เลขออกเทนยังสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยการเพิ่มสารป้องกันการน็อคพิเศษ เช่น ตะกั่วเตตระเอทิล อย่างไรก็ตาม Pb(C 2 H 5) 4 น้ำมันเบนซินและผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ของน้ำมันดังกล่าวเป็นพิษ

นอกเหนือจากเชื้อเพลิงเหลวแล้ว กระบวนการเร่งปฏิกิริยายังผลิตไฮโดรคาร์บอนที่เป็นก๊าซต่ำกว่า ซึ่งจะถูกนำไปใช้เป็นวัตถุดิบสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์

แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติที่สำคัญอีกแหล่งหนึ่งซึ่งมีความสำคัญเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องคือ ก๊าซธรรมชาติ. ประกอบด้วยมีเทนมากถึง 98% โดยปริมาตร 2–3% โดยปริมาตร ความคล้ายคลึงกันที่ใกล้เคียงที่สุดรวมถึงสิ่งสกปรกของไฮโดรเจนซัลไฟด์, ไนโตรเจน, คาร์บอนไดออกไซด์ก๊าซมีตระกูลและน้ำ ก๊าซที่ปล่อยออกมาระหว่างการผลิตน้ำมัน ( ผ่าน ) มีเทนน้อยกว่า แต่มีความคล้ายคลึงกันมากกว่า

ก๊าซธรรมชาติถูกใช้เป็นเชื้อเพลิง นอกจากนี้ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวแต่ละตัวยังถูกแยกออกจากมันโดยการกลั่นเช่นกัน ก๊าซสังเคราะห์ ประกอบด้วย CO และไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ ใช้เป็นวัตถุดิบในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ต่างๆ

ขุดได้ในปริมาณมาก ถ่านหิน – วัสดุแข็งต่างกันสีดำหรือสีเทาดำ เป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลสูงหลายชนิด

ถ่านหินถูกนำมาใช้เป็น เชื้อเพลิงแข็งและยังถูกยัดเยียดอีกด้วย โค้ก – การกลั่นแบบแห้งโดยไม่มีอากาศเข้าถึง ที่อุณหภูมิ 1,000-1200°C จากกระบวนการนี้ จะเกิดสิ่งต่อไปนี้: โคก ซึ่งเป็นกราไฟท์บดละเอียดและใช้ในโลหะวิทยาเป็นตัวรีดิวซ์ น้ำมันถ่านหิน ซึ่งกลั่นเพื่อผลิตอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (เบนซีน โทลูอีน ไซลีน ฟีนอล ฯลฯ) และ ขว้าง ใช้สำหรับเตรียมสักหลาดหลังคา น้ำแอมโมเนีย และ แก๊สเตาอบโค้ก ประกอบด้วยไฮโดรเจนประมาณ 60% และมีเทน 25%

ดังนั้นแหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติจึงมีให้

อุตสาหกรรมเคมีที่มีวัตถุดิบหลากหลายและค่อนข้างถูกสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ทำให้สามารถได้รับสารประกอบอินทรีย์มากมายที่ไม่พบในธรรมชาติแต่จำเป็นสำหรับมนุษย์

รูปแบบทั่วไปของการใช้วัตถุดิบธรรมชาติสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์และปิโตรเคมีขั้นพื้นฐานสามารถนำเสนอได้ดังนี้

ก๊าซสังเคราะห์ Arenas อะเซทิลีน แอลคีน อัลเคน

การสังเคราะห์สารอินทรีย์และปิโตรเคมีขั้นพื้นฐาน

งานทดสอบ

1222. การกลั่นน้ำมันขั้นต้นและการกลั่นขั้นที่สองแตกต่างกันอย่างไร?

1223. สารประกอบอะไรเป็นตัวกำหนดน้ำมันเบนซินคุณภาพสูง?

1224. เสนอวิธีการที่ทำให้ได้เอทิลแอลกอฮอล์จากน้ำมัน

แหล่งที่มาที่สำคัญที่สุดของไฮโดรคาร์บอนคือก๊าซปิโตรเลียม น้ำมัน และถ่านหินจากธรรมชาติและที่เกี่ยวข้อง

โดยเงินสำรอง ก๊าซธรรมชาติที่แรกในโลกเป็นของประเทศเรา ก๊าซธรรมชาติประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่ำ มีองค์ประกอบโดยประมาณดังต่อไปนี้ (โดยปริมาตร): มีเธน 80–98%, 2–3% ของความคล้ายคลึงกันที่ใกล้เคียงที่สุด - อีเทน, โพรเพน, บิวเทนและสิ่งสกปรกเล็กน้อย - ไฮโดรเจนซัลไฟด์ H 2 S, ไนโตรเจน N 2, ก๊าซมีตระกูล , คาร์บอนมอนอกไซด์ (IV ) CO 2 และไอน้ำ H 2 O . องค์ประกอบของก๊าซมีความเฉพาะเจาะจงในแต่ละสาขา มีรูปแบบดังต่อไปนี้: ยิ่งน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์ของไฮโดรคาร์บอนสูงเท่าใด ปริมาณก๊าซธรรมชาติก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

ก๊าซธรรมชาติถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นเชื้อเพลิงที่มีต้นทุนต่ำและมีสูง ค่าความร้อน(ปล่อยมากถึง 54,400 kJ เมื่อเผาไหม้ 1m3) นี่คือหนึ่งใน มุมมองที่ดีที่สุดเชื้อเพลิงสำหรับความต้องการภายในประเทศและอุตสาหกรรม นอกจากนี้ ก๊าซธรรมชาติยังทำหน้าที่เป็นวัตถุดิบที่มีคุณค่าสำหรับอุตสาหกรรมเคมี ได้แก่ การผลิตอะเซทิลีน เอทิลีน ไฮโดรเจน เขม่า พลาสติกชนิดต่างๆ กรดอะซิติก สีย้อม ยารักษาโรค และผลิตภัณฑ์อื่นๆ

ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องอยู่ในเงินฝากร่วมกับน้ำมัน: พวกมันละลายในนั้นและตั้งอยู่เหนือน้ำมันก่อตัวเป็น "ฝา" ของก๊าซ เมื่อน้ำมันถูกสกัดลงที่พื้นผิว ก๊าซจะถูกแยกออกจากน้ำมันเนื่องจากแรงดันลดลงอย่างรวดเร็ว ก่อนหน้านี้ ก๊าซที่เกี่ยวข้องไม่ได้ใช้และปะทุขึ้นระหว่างการผลิตน้ำมัน ปัจจุบันถูกจับและใช้เป็นเชื้อเพลิงและวัตถุดิบเคมีอันมีค่า ก๊าซที่เกี่ยวข้องมีเทนน้อยกว่าก๊าซธรรมชาติ แต่มีอีเทน โพรเพน บิวเทน และไฮโดรคาร์บอนมากกว่า นอกจากนี้โดยพื้นฐานแล้วยังมีสิ่งเจือปนเช่นเดียวกับในก๊าซธรรมชาติ: H 2 S, N 2, ก๊าซมีตระกูล, ไอระเหย H 2 O, CO 2 . ไฮโดรคาร์บอนส่วนบุคคล (อีเทน, โพรเพน, บิวเทน ฯลฯ ) ถูกสกัดจากก๊าซที่เกี่ยวข้อง การแปรรูปทำให้ได้ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่อิ่มตัวโดยการดีไฮโดรจีเนชัน - โพรพิลีน, บิวทิลีน, บิวทาไดอีน ซึ่งจากนั้นจึงสังเคราะห์ยางและพลาสติก ส่วนผสมของโพรเพนและบิวเทน (ก๊าซเหลว) ใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือน น้ำมันเบนซิน (ส่วนผสมของเพนเทนและเฮกเซน) ใช้เป็นสารเติมแต่งให้กับน้ำมันเบนซินเพื่อการจุดระเบิดที่ดีขึ้นของเชื้อเพลิงเมื่อสตาร์ทเครื่องยนต์ ออกซิเดชันของไฮโดรคาร์บอนทำให้เกิดกรดอินทรีย์ แอลกอฮอล์ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ

น้ำมัน– ของเหลวมันไวไฟ มีสีน้ำตาลเข้มหรือเกือบดำ มีกลิ่นเฉพาะตัว เบากว่าน้ำ (= 0.73–0.97 g/cm3) และไม่ละลายในน้ำเลย ในแง่ขององค์ประกอบ น้ำมันเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนของไฮโดรคาร์บอนที่มีน้ำหนักโมเลกุลต่างกัน ดังนั้นจึงไม่มีจุดเดือดจำเพาะ

น้ำมันประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนเหลวเป็นส่วนใหญ่ (ไฮโดรคาร์บอนที่เป็นของแข็งและก๊าซละลายอยู่ในนั้น) โดยทั่วไปแล้วได้แก่ อัลเคน (ส่วนใหญ่เป็นโครงสร้างปกติ) ไซโคลอัลเคน และเอรีน ซึ่งอัตราส่วนของน้ำมันจากแหล่งต่างๆ จะแตกต่างกันอย่างมาก น้ำมันอูราลมีอารีนมากกว่า นอกจากไฮโดรคาร์บอนแล้ว น้ำมันยังมีออกซิเจน ซัลเฟอร์ และสารประกอบอินทรีย์ไนโตรเจนอีกด้วย

ปกติจะไม่ใช้น้ำมันดิบ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่มีคุณค่าทางเทคนิคจากน้ำมัน จะต้องผ่านกระบวนการแปรรูป

การประมวลผลหลักน้ำมันประกอบด้วยการกลั่น การกลั่นจะดำเนินการที่โรงกลั่นน้ำมันหลังจากแยกก๊าซที่เกี่ยวข้องแล้ว เมื่อกลั่นน้ำมันจะได้ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมเบา:

น้ำมันเบนซิน ( ทีต้ม = 40–200 °C) มีไฮโดรคาร์บอน C 5 – C 11

แนฟทา ( ทีต้ม = 150–250 °C) มีไฮโดรคาร์บอน C 8 – C 14

น้ำมันก๊าด ( ทีต้ม = 180–300 °C) มีไฮโดรคาร์บอน C 12 – C 18

น้ำมันแก๊ส ( ทีกีบ > 275 °C)

และส่วนที่เหลือเป็นของเหลวสีดำหนืด - น้ำมันเชื้อเพลิง

น้ำมันเชื้อเพลิงต้องผ่านกระบวนการแปรรูปต่อไป มันถูกกลั่นภายใต้แรงดันที่ลดลง (เพื่อป้องกันการสลายตัว) และน้ำมันหล่อลื่นถูกแยกออก: แกนหมุน เครื่องจักร กระบอกสูบ ฯลฯ วาสลีนและพาราฟินแยกได้จากน้ำมันเชื้อเพลิงของน้ำมันบางชนิด น้ำมันเชื้อเพลิงที่เหลือหลังจากการกลั่น - น้ำมันดิน - หลังจากออกซิเดชั่นบางส่วนจะถูกนำไปใช้เพื่อผลิตยางมะตอย ข้อเสียเปรียบหลักของการกลั่นน้ำมันคือผลผลิตน้ำมันเบนซินต่ำ (ไม่เกิน 20%)

ผลิตภัณฑ์กลั่นปิโตรเลียมมีประโยชน์หลายอย่าง

น้ำมันเบนซินใช้ในปริมาณมากเป็นเชื้อเพลิงการบินและรถยนต์ โดยปกติจะประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนที่มีอะตอมเฉลี่ย 5 ถึง 9 C ในโมเลกุล แนฟทาใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถแทรกเตอร์ และยังเป็นตัวทำละลายในอุตสาหกรรมสีและสารเคลือบเงาอีกด้วย ปริมาณมากจะถูกแปรรูปเป็นน้ำมันเบนซิน น้ำมันก๊าดใช้เป็นเชื้อเพลิงสำหรับรถแทรกเตอร์ เครื่องบินไอพ่น และจรวด ตลอดจนสำหรับใช้ในครัวเรือน น้ำมันพลังงานแสงอาทิตย์ – น้ำมันแก๊ส– ใช้เป็นเชื้อเพลิงของเครื่องยนต์ และ น้ำมันหล่อลื่น– สำหรับการหล่อลื่นกลไก ปิโตรลาทัมใช้ในการแพทย์ ประกอบด้วยส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนของเหลวและของแข็ง พาราฟินใช้ในการได้รับการศึกษาที่สูงขึ้น กรดคาร์บอกซิลิก, สำหรับชุบไม้ในการผลิตไม้ขีดและดินสอ, สำหรับทำเทียน, ยาขัดรองเท้า ฯลฯ ประกอบด้วยส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่เป็นของแข็ง น้ำมันเตานอกเหนือจากการแปรรูปเป็นน้ำมันหล่อลื่นและน้ำมันเบนซินแล้ว ยังใช้เป็นเชื้อเพลิงเหลวของหม้อไอน้ำอีกด้วย

ที่ วิธีการประมวลผลรองน้ำมัน โครงสร้างของไฮโดรคาร์บอนที่รวมอยู่ในการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบ ในบรรดาวิธีการเหล่านี้ ความสำคัญอย่างยิ่งมีการแตกร้าวของปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอนดำเนินการเพื่อเพิ่มผลผลิตของน้ำมันเบนซิน (มากถึง 65–70%)

แคร็ก– กระบวนการแยกไฮโดรคาร์บอนที่มีอยู่ในน้ำมันซึ่งส่งผลให้เกิดไฮโดรคาร์บอนโดยมีอะตอม C ในโมเลกุลจำนวนน้อยกว่า การแตกร้าวมีสองประเภทหลัก: ความร้อนและตัวเร่งปฏิกิริยา

การแตกร้าวด้วยความร้อนดำเนินการโดยให้ความร้อนแก่วัตถุดิบ (น้ำมันเชื้อเพลิง ฯลฯ) ที่อุณหภูมิ 470–550 °C และความดัน 2–6 MPa ในกรณีนี้ โมเลกุลไฮโดรคาร์บอนที่มีอะตอม C จำนวนมากจะถูกแบ่งออกเป็นโมเลกุลที่มีอะตอมจำนวนน้อยกว่าทั้งไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวและไม่อิ่มตัว ตัวอย่างเช่น:

(กลไกหัวรุนแรง)

วิธีนี้ใช้ในการผลิตเครื่องยนต์เบนซินเป็นหลัก ผลผลิตจากน้ำมันถึง 70% การแตกร้าวด้วยความร้อนถูกค้นพบโดยวิศวกรชาวรัสเซีย V.G. Shukhov ในปี พ.ศ. 2434

ตัวเร่งปฏิกิริยาแคร็กดำเนินการต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา (โดยปกติคืออะลูมิโนซิลิเกต) ที่อุณหภูมิ 450–500 °C และความดันบรรยากาศ วิธีนี้ผลิตน้ำมันเบนซินสำหรับการบินโดยมีผลผลิตสูงถึง 80% การแตกร้าวประเภทนี้ส่วนใหญ่ส่งผลต่อเศษส่วนของน้ำมันก๊าดและน้ำมันแก๊ส ในระหว่างการแคร็กด้วยตัวเร่งปฏิกิริยา พร้อมกับปฏิกิริยาการแยก ปฏิกิริยาไอโซเมอไรเซชันจะเกิดขึ้น ผลที่ตามมาคือเกิดไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่มีโครงกระดูกคาร์บอนแตกแขนงของโมเลกุลซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพของน้ำมันเบนซิน:

น้ำมันเบนซินตัวเร่งปฏิกิริยามีมากขึ้น คุณภาพสูง. กระบวนการได้มานั้นดำเนินไปเร็วขึ้นมากโดยใช้พลังงานความร้อนน้อยลง นอกจากนี้ การแตกร้าวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยายังทำให้เกิดไฮโดรคาร์บอนที่มีสายโซ่กิ่ง (ไอโซคอมพาวด์) จำนวนมาก ซึ่งมีคุณค่าอย่างมากสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์

ที่ ที= 700 °C และสูงกว่าการเกิดไพโรไลซิส

ไพโรไลซิส– การสลายตัวของสารอินทรีย์โดยไม่มีอากาศเข้าระหว่าง อุณหภูมิสูง. ในไพโรไลซิสของน้ำมันผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาหลักคือก๊าซไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว (เอทิลีนอะเซทิลีน) และอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน - เบนซีนโทลูอีน ฯลฯ เนื่องจากไพโรไลซิสของน้ำมันเป็นวิธีที่สำคัญที่สุดวิธีหนึ่งในการรับอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนกระบวนการนี้จึงมักเรียกว่าน้ำมัน อะโรมาติก

อะโรมาติก– การเปลี่ยนแปลงของอัลเคนและไซโคลอัลเคนเป็นอารีเนส เมื่อเศษส่วนหนักของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมถูกให้ความร้อนต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา (Pt หรือ Mo) ไฮโดรคาร์บอนที่มีอะตอม 6-8 C ต่อโมเลกุลจะถูกแปลงเป็นอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน กระบวนการเหล่านี้เกิดขึ้นระหว่างการปฏิรูป (การอัพเกรดน้ำมันเบนซิน)

การปฏิรูป- นี่คือการทำให้เป็นอะโรมาติเซชันของน้ำมันเบนซินซึ่งดำเนินการเนื่องจากการให้ความร้อนต่อหน้าตัวเร่งปฏิกิริยา เช่น พอยต์ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ อัลเคนและไซโคลอัลเคนจะถูกแปลงเป็นอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ซึ่งส่งผลให้จำนวนออกเทนของน้ำมันเบนซินเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเช่นกัน อะโรมาติเซชันใช้เพื่อให้ได้อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (เบนซีน, โทลูอีน) แต่ละชนิดจากเศษส่วนของน้ำมันเบนซิน

ใน ปีที่ผ่านมาปิโตรเลียมไฮโดรคาร์บอนถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นแหล่งวัตถุดิบเคมี ด้วยวิธีต่างๆ จะได้รับสารที่จำเป็นสำหรับการผลิตพลาสติก เส้นใยสิ่งทอสังเคราะห์ ยางสังเคราะห์ แอลกอฮอล์ กรด ผงซักฟอกสังเคราะห์ วัตถุระเบิด ยาฆ่าแมลง ไขมันสังเคราะห์ ฯลฯ

ถ่านหินเช่นเดียวกับก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน เป็นแหล่งพลังงานและวัตถุดิบเคมีที่มีคุณค่า

วิธีการหลักในการแปรรูปถ่านหินคือ โค้ก(การกลั่นแบบแห้ง) เมื่อถ่านโค้ก (ให้ความร้อนถึง 1,000 °C - 1200 °C โดยไม่มีอากาศเข้าถึง) จะได้ผลิตภัณฑ์หลากหลาย: โค้ก น้ำมันถ่านหิน น้ำน้ำมันดิน และก๊าซเตาอบโค้ก (แผนภาพ)

โครงการ

โค้กใช้เป็นตัวรีดิวซ์ในการผลิตเหล็กหล่อในโรงงานโลหะวิทยา

น้ำมันถ่านหินทำหน้าที่เป็นแหล่งของอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน ผ่านการกลั่นแบบเรียงกระแสและได้รับเบนซีน โทลูอีน ไซลีน แนฟทาลีน รวมถึงฟีนอล สารประกอบที่มีไนโตรเจน ฯลฯ Pitch เป็นมวลสีดำหนาที่เหลืออยู่หลังจากการกลั่นเรซินซึ่งใช้สำหรับการเตรียมอิเล็กโทรดและ รู้สึกหลังคา

แอมโมเนีย แอมโมเนียมซัลเฟต ฟีนอล ฯลฯ ได้มาจากน้ำทาร์

ก๊าซเตาอบโค้กใช้ในการทำความร้อนเตาอบโค้ก (ประมาณ 18,000 กิโลจูลจะถูกปล่อยออกมาเมื่อเผา 1 ลบ.ม. ) แต่ส่วนใหญ่ต้องผ่านกระบวนการทางเคมี ดังนั้น ไฮโดรเจนจึงถูกแยกออกจากไฮโดรเจนเพื่อสังเคราะห์แอมโมเนีย ซึ่งจากนั้นจะใช้ในการผลิตปุ๋ยไนโตรเจน เช่นเดียวกับมีเทน เบนซีน โทลูอีน แอมโมเนียมซัลเฟต และเอทิลีน

วัตถุประสงค์ของบทเรียน:

เกี่ยวกับการศึกษา:

• พัฒนากิจกรรมการเรียนรู้ของนักเรียน
• เพื่อให้นักเรียนคุ้นเคยกับแหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติ เช่น น้ำมัน ก๊าซธรรมชาติ ถ่านหิน องค์ประกอบและวิธีการแปรรูป
• เพื่อศึกษาแหล่งสะสมหลักของทรัพยากรเหล่านี้ทั่วโลกและในรัสเซีย
• แสดงความสำคัญต่อเศรษฐกิจของประเทศ
• พิจารณาประเด็นการคุ้มครองสิ่งแวดล้อม

เกี่ยวกับการศึกษา:

• ปลูกฝังความสนใจในการศึกษาหัวข้อปลูกฝัง วัฒนธรรมการพูดในบทเรียนเคมี

เกี่ยวกับการศึกษา:

• พัฒนาทักษะความสนใจ การสังเกต การฟัง และการสรุปผล

วิธีการและเทคนิคการสอน:

• แนวทางการรับรู้
• แนวทางองค์ความรู้
• แนวทางไซเบอร์เนติกส์

อุปกรณ์:ไวท์บอร์ดแบบโต้ตอบ มัลติมีเดีย หนังสือเรียนอิเล็กทรอนิกส์ของ MarSTU อินเทอร์เน็ต คอลเลกชัน "น้ำมันและผลิตภัณฑ์หลักในการแปรรูป" "ถ่านหินและผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุดของการแปรรูป"

ในระหว่างเรียน

I. ช่วงเวลาขององค์กร

ฉันแนะนำวัตถุประสงค์และวัตถุประสงค์ของบทเรียนนี้

ครั้งที่สอง ส่วนสำคัญ.

แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติที่สำคัญที่สุดคือ: น้ำมัน ถ่านหิน ก๊าซธรรมชาติและก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้อง

น้ำมัน – “ทองคำดำ” (ฉันแนะนำนักเรียนเกี่ยวกับต้นกำเนิดของน้ำมัน ปริมาณสำรองหลัก การผลิต องค์ประกอบของน้ำมัน คุณสมบัติทางกายภาพ ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม)

ในระหว่างกระบวนการแก้ไข น้ำมันจะถูกแบ่งออกเป็นเศษส่วนดังต่อไปนี้:

ฉันกำลังแสดงตัวอย่างเศษส่วนจากการรวบรวม (การสาธิตพร้อมคำอธิบาย)

• ก๊าซกลั่น– ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนโมเลกุลต่ำ ส่วนใหญ่เป็นโพรเพนและบิวเทน โดยมีอุณหภูมิจุดเดือดสูงถึง 40 ° C
• เศษส่วนน้ำมันเบนซิน (น้ำมันเบนซิน)– องค์ประกอบ HC C 5 H 12 ถึง C 11 H 24 (จุดเดือด 40-200°C โดยแยกเศษส่วนนี้ให้ละเอียดยิ่งขึ้น น้ำมันแก๊ส(ปิโตรเลียมอีเทอร์ 40 - 70°C) และ น้ำมันเบนซิน(70 - 120°ซ)
• เศษส่วนแนฟทา– ส่วนประกอบ HC ตั้งแต่ C 8 H 18 ถึง C 14 H 30 (อุณหภูมิต้ม 150 - 250°C)
• เศษส่วนน้ำมันก๊าด– ส่วนประกอบ HC ตั้งแต่ C 12 H 26 ถึง C 18 H 38 (อุณหภูมิต้ม 180 - 300°C)
• น้ำมันดีเซล– องค์ประกอบ HC ตั้งแต่ С 13 Н 28 ถึง С 19 Н 36 (t จุดเดือด 200 - 350°С)

สารตกค้างจากการกลั่นน้ำมัน – น้ำมันเตา– ประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนที่มีจำนวนอะตอมของคาร์บอนตั้งแต่ 18 ถึง 50 การกลั่นภายใต้แรงดันลดลงจากการผลิตน้ำมันเชื้อเพลิง น้ำมันพลังงานแสงอาทิตย์(ค 18 ชม. 28 – ค 25 ชม. 52) น้ำมันหล่อลื่น(ค 28 ชม. 58 – ค 38 ชม. 78) ปิโตรเลียมและ พาราฟิน– ของผสมแข็งละลายต่ำของไฮโดรคาร์บอน กากของแข็งจากการกลั่นน้ำมันเชื้อเพลิง - ทาร์และผลิตภัณฑ์แปรรูป - น้ำมันดินและ ยางมะตอยใช้สำหรับทำพื้นผิวถนน

ผลิตภัณฑ์ที่ได้รับจากการแก้ไขน้ำมันจะต้องผ่านกระบวนการทางเคมี หนึ่งในนั้นก็คือ แคร็ก

การแคร็กคือการสลายตัวด้วยความร้อนของผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของไฮโดรคาร์บอนโดยมีอะตอมของคาร์บอนในโมเลกุลจำนวนน้อยลง (ฉันใช้หนังสือเรียนอิเล็กทรอนิกส์ MarSTU ซึ่งพูดถึงประเภทของการแคร็ก)

นักเรียนเปรียบเทียบการแตกร้าวด้วยความร้อนและตัวเร่งปฏิกิริยา (สไลด์หมายเลข 16)

การแตกร้าวด้วยความร้อน

การสลายโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงขึ้น (470-5500 C) กระบวนการดำเนินไปอย่างช้าๆ โดยจะเกิดไฮโดรคาร์บอนที่มีสายโซ่อะตอมคาร์บอนที่ไม่แยกส่วน น้ำมันเบนซินที่ได้จากการแตกร้าวด้วยความร้อนพร้อมกับไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวจำนวนมาก ดังนั้นน้ำมันเบนซินนี้จึงมีความต้านทานการระเบิดได้ดีกว่าน้ำมันเบนซินกลั่นแบบตรง น้ำมันเบนซินที่แตกร้าวด้วยความร้อนประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวจำนวนมาก ซึ่งสามารถออกซิไดซ์และพอลิเมอร์ได้ง่าย ดังนั้นน้ำมันเบนซินนี้จึงมีความเสถียรน้อยกว่าระหว่างการเก็บรักษา เมื่อเกิดไฟไหม้ชิ้นส่วนต่างๆ ของเครื่องยนต์อาจเกิดการอุดตันได้

ตัวเร่งปฏิกิริยาแคร็ก

การแยกโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนเกิดขึ้นเมื่อมีตัวเร่งปฏิกิริยาและที่อุณหภูมิต่ำกว่า (450-5,000 C) ประเด็นหลักอยู่ที่น้ำมันเบนซิน พวกเขากำลังพยายามที่จะได้รับมันมากขึ้นและมีคุณภาพที่ดีขึ้นอยู่เสมอ การแตกตัวของตัวเร่งปฏิกิริยาปรากฏขึ้นอย่างแม่นยำอันเป็นผลมาจากการต่อสู้อย่างต่อเนื่องในระยะยาวของคนงานน้ำมันเพื่อปรับปรุงคุณภาพน้ำมันเบนซิน เมื่อเปรียบเทียบกับการแตกร้าวด้วยความร้อน กระบวนการนี้จะดำเนินไปเร็วกว่ามากและไม่เพียงแต่เกิดการแยกตัวของโมเลกุลไฮโดรคาร์บอนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการเกิดไอโซเมอไรเซชันด้วย เช่น ไฮโดรคาร์บอนที่มีสายโซ่อะตอมคาร์บอนแตกแขนงเกิดขึ้น น้ำมันเบนซินที่มีตัวเร่งปฏิกิริยามีความทนทานต่อการระเบิดได้ดีกว่าน้ำมันเบนซินที่แตกร้าวด้วยความร้อน

ถ่านหิน. (ฉันแนะนำนักเรียนเกี่ยวกับที่มาของถ่านหิน ปริมาณสำรองหลัก การผลิต คุณสมบัติทางกายภาพ ผลิตภัณฑ์แปรรูป)

ต้นทาง: (ฉันใช้ตำราอิเล็กทรอนิกส์ของ MarSTU ที่พวกเขาพูดถึงที่มาของถ่านหิน)

เงินสำรองหลัก: (สไลด์หมายเลข 18)บนแผนที่ฉันแสดงให้นักเรียนเห็นแหล่งถ่านหินที่ใหญ่ที่สุดในรัสเซียในแง่ของปริมาณการผลิต - เหล่านี้คือแอ่ง Tunguska, Kuznetsk และ Pechora

การผลิต:(ฉันใช้หนังสือเรียนอิเล็กทรอนิกส์ MarSTU ที่พวกเขาพูดถึงการทำเหมืองถ่านหิน)

• แก๊สโค้ก– ซึ่งรวมถึง H 2, CH 4, CO, CO 2, สิ่งเจือปนของ NH 3, N 2 และก๊าซอื่น ๆ
• น้ำมันดิน– ประกอบด้วยสารอินทรีย์ที่แตกต่างกันหลายร้อยชนิด รวมถึงเบนซินและสารที่คล้ายคลึงกัน ฟีนอลและอะโรมาติกแอลกอฮอล์ แนฟทาลีน และสารประกอบเฮเทอโรไซคลิกต่างๆ
• นัดสโมลนายา,หรือ น้ำแอมโมเนีย– ประกอบด้วยแอมโมเนียที่ละลายน้ำ เช่นเดียวกับฟีนอล ไฮโดรเจนซัลไฟด์ และสารอื่นๆ
• โคก– กากโค้กที่เป็นของแข็ง คาร์บอนเกือบบริสุทธิ์

ก๊าซธรรมชาติและก๊าซที่เกี่ยวข้องกับปิโตรเลียม (ฉันแนะนำนักเรียนเกี่ยวกับปริมาณสำรองหลัก การผลิต ส่วนประกอบ ผลิตภัณฑ์แปรรูป)

สาม. ลักษณะทั่วไป

ในส่วนสรุปของบทเรียน ฉันได้สร้างแบบทดสอบโดยใช้โปรแกรม Turning Point นักเรียนติดอาวุธด้วยรีโมทคอนโทรล เมื่อคำถามปรากฏบนหน้าจอโดยการกดปุ่มที่เหมาะสมก็จะเลือกคำตอบที่ถูกต้อง

1. ส่วนประกอบหลักของก๊าซธรรมชาติ ได้แก่

• อีเทน;
• โพรเพน;
• มีเทน;
• บิวเทน

2. เศษส่วนของการกลั่นปิโตรเลียมในข้อใดมีคาร์บอน 4 ถึง 9 อะตอมต่อโมเลกุล

• แนฟทา;
• น้ำมันแก๊ส
• น้ำมัน;
• น้ำมันก๊าด

3. การแคร็กผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียมหนักมีจุดประสงค์อะไร?

• การผลิตมีเทน
• การได้รับเศษส่วนของน้ำมันเบนซินที่มีความต้านทานการระเบิดสูง
• การผลิตก๊าซสังเคราะห์
• การผลิตไฮโดรเจน

4. กระบวนการใดไม่เกี่ยวข้องกับการกลั่นน้ำมัน?

• โค้ก;
• การกลั่นแบบเศษส่วน
• การแคร็กตัวเร่งปฏิกิริยา
• การแตกร้าวด้วยความร้อน

5. เหตุการณ์ใดต่อไปนี้ที่เป็นอันตรายต่อระบบนิเวศทางน้ำมากที่สุด?

• การละเมิดความหนาแน่นของท่อส่งน้ำมัน
• การรั่วไหลของน้ำมันอันเป็นผลมาจากอุบัติเหตุเรือบรรทุกน้ำมัน
• การละเมิดเทคโนโลยีระหว่างการผลิตน้ำมันลึกบนบก
• การขนส่งถ่านหินทางทะเล

6. จากมีเทนซึ่งก่อตัวเป็นก๊าซธรรมชาติ เราได้รับ:

• ก๊าซสังเคราะห์
• เอทิลีน;
• อะเซทิลีน;
• บิวทาไดอีน

7. คุณสมบัติอะไรที่ทำให้น้ำมันเบนซินที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาแตกตัวจากน้ำมันเบนซินกลั่นแบบตรง?

• การมีอยู่ของอัลคีน
• การปรากฏตัวของอัลคีน;
• การมีอยู่ของไฮโดรคาร์บอนที่มีสายโซ่อะตอมคาร์บอนแตกแขนง
• ต้านทานการระเบิดสูง

ผลการทดสอบจะปรากฏบนหน้าจอทันที

การบ้าน:§ 10 เช่น 1 – 8

วรรณกรรม:

1. L.Yu. Alikberova “เคมีบันเทิง” – อ.: “AST-Press”, 1999
2. O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov “ คู่มือสำหรับครูสอนเคมีเกรด 10” – M.: “ Blik and K” 2544
3. O.S. Gabrielyan, F.N. Maskaev, S.Yu. Ponomarev, V.I. Terenin “เคมีเกรด 10” – M.: “Drofa”, 2003

ควรสังเกตว่าไฮโดรคาร์บอนมีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติ สารอินทรีย์ส่วนใหญ่ได้มาจากแหล่งธรรมชาติ ในกระบวนการสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์ ก๊าซธรรมชาติและก๊าซที่เกี่ยวข้อง ถ่านหินและถ่านหินสีน้ำตาล น้ำมัน พีท ผลิตภัณฑ์จากสัตว์ และ ต้นกำเนิดของพืช.

น้ำพุธรรมชาติไฮโดรคาร์บอน: ก๊าซธรรมชาติ

ก๊าซธรรมชาติเป็นส่วนผสมตามธรรมชาติของไฮโดรคาร์บอนที่มีโครงสร้างต่างกันและก๊าซเจือปนบางชนิด (ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ไฮโดรเจน คาร์บอนไดออกไซด์) ที่เติมหินเข้าไป เปลือกโลก. สารประกอบเหล่านี้เกิดขึ้นจากการไฮโดรไลซิสของสารอินทรีย์เข้าไป ความลึกมากในส่วนลึกของโลก พวกมันถูกพบในสถานะอิสระในรูปแบบของการสะสมจำนวนมาก - ก๊าซ, คอนเดนเสทก๊าซและแหล่งน้ำมันและก๊าซ

ส่วนประกอบโครงสร้างหลักของก๊าซธรรมชาติไวไฟคือ CH₄ (มีเทน - 98%), C₂H₆ (อีเทน - 4.5%), โพรเพน (C₃H₈ - 1.7%), บิวเทน (C₄H₁₀ - 0.8%), เพนเทน (C₅H₁₂ - 0 .6%) . ก๊าซปิโตรเลียมที่เกี่ยวข้องเป็นส่วนหนึ่งของน้ำมันในสถานะละลายและถูกปล่อยออกมาเนื่องจากความดันลดลงเมื่อน้ำมันลอยขึ้นสู่ผิวน้ำ ในแหล่งก๊าซและน้ำมัน น้ำมันหนึ่งตันประกอบด้วยพื้นที่ตั้งแต่ 30 ถึง 300 ตร.ม. เมตรของก๊าซ แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติเป็นเชื้อเพลิงและวัตถุดิบที่มีคุณค่าสำหรับอุตสาหกรรมการสังเคราะห์สารอินทรีย์ ก๊าซจะถูกส่งไปยังโรงงานแปรรูปก๊าซซึ่งสามารถแปรรูปได้ (น้ำมัน การดูดซับที่อุณหภูมิต่ำ การควบแน่น และการแก้ไข) แบ่งออกเป็นส่วนประกอบแยกกัน ซึ่งแต่ละส่วนใช้เพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ ตัวอย่างเช่นจากก๊าซสังเคราะห์มีเทนซึ่งเป็นวัตถุดิบพื้นฐานในการผลิตไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ อะเซทิลีน เมทานอล เมทานอล คลอโรฟอร์ม

แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติ: น้ำมัน

น้ำมันเป็นส่วนผสมที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยไฮโดรคาร์บอนแนฟเทนิก พาราฟินิก และอะโรมาติกเป็นหลัก องค์ประกอบของน้ำมันประกอบด้วยสารแอสฟัลต์เรซิน โมโนและไดซัลไฟด์ เมอร์แคปแทน ไทโอฟีน ไทโอเพน ไฮโดรเจนซัลไฟด์ พิเพอริดีน ไพริดีน และสารที่คล้ายคลึงกัน รวมถึงสารอื่น ๆ จากผลิตภัณฑ์ที่ใช้วิธีการสังเคราะห์ปิโตรเคมี ทำให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันมากกว่า 3,000 รายการ รวมถึง เอทิลีน, เบนซิน, โพรพิลีน, ไดคลอโรอีเทน, ไวนิลคลอไรด์, สไตรีน, เอทานอล, ไอโซโพรพานอล, บิวทิลีน, พลาสติกชนิดต่างๆ, เส้นใยเคมี, สีย้อม, ผงซักฟอก, ยารักษาโรค, วัตถุระเบิด ฯลฯ

พีทเป็นหินตะกอนที่มีต้นกำเนิดจากพืช สารนี้ใช้เป็นเชื้อเพลิง (สำหรับโรงไฟฟ้าพลังความร้อนเป็นหลัก) วัตถุดิบเคมี (สำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์หลายชนิด) ขยะน้ำยาฆ่าเชื้อในฟาร์ม โดยเฉพาะอย่างยิ่งในฟาร์มสัตว์ปีก และส่วนประกอบของปุ๋ยสำหรับทำสวนและการเพาะปลูกในไร่

แหล่งไฮโดรคาร์บอนตามธรรมชาติ: ไซเลมหรือไม้

ไซเลม - เนื้อเยื่อ พืชที่สูงขึ้นซึ่งน้ำก็ละลายไป สารอาหารมาจากเหง้าของระบบสู่ใบรวมถึงอวัยวะอื่น ๆ ของพืช ประกอบด้วยเซลล์ที่มีเปลือกแข็งซึ่งมีระบบการนำหลอดเลือด ไม้ประกอบด้วยสารเพคตินและสารประกอบแร่ธาตุในปริมาณที่แตกต่างกัน (ส่วนใหญ่เป็นเกลือแคลเซียม) ไขมันและ น้ำมันหอมระเหย. ไม้ใช้เป็นเชื้อเพลิง สามารถสังเคราะห์เมทิลแอลกอฮอล์ กรดอะซิเตต เซลลูโลส และสารอื่นๆ ได้ ไม้บางชนิดใช้ในการผลิตสีย้อม (ไม้จันทน์ ไม้ซุง) แทนนิน (โอ๊ค) เรซินและยาหม่อง (ซีดาร์ สน สปรูซ) อัลคาลอยด์ (พืชในตระกูลราตรี ดอกป๊อปปี้ รานันคูเลเซีย และตระกูลอัมเบลเซียม) อัลคาลอยด์บางชนิดใช้เป็นยา (ไคติน คาเฟอีน) ยากำจัดวัชพืช (อะนาบาซีน) ยาฆ่าแมลง (นิโคติน)