Углеводороддор боюнча

Природные источники углеводородов

Не насыщая пищей чрева,

Жуёт себя двадцатый век

И рубит, рубит Жизни древо,

Как беспощадный дровосек…

… Великий разум! Запрети ты

Рубить хотя б последний сук…

Михаил Дудин

Вопросы к уроку по теме « Природные источники углеводородов »

• Природные источники углеводородов. Что это такое?
• Откуда берутся нефть, природный и попутный нефтяной газ, уголь?
• Как мы используем природные источники углеводородов?
• Как из природных ресурсов получить конечный продукт?
• Что ожидает природные источники углеводородов, в том числе нефть, в будущем?
• Чем можно заменить природные источники углеводородов, которые используются как топливо?
• Причины, по которым необходимо кардинально менять пути использования природных источников углеводородов?

Запасы нефти и газа и добыча нефти

Страны

Разведанные запасы

(на начало 1996 г.)

Нефть, млн.т.

Норвегия

Великобритания

Добыча нефти

(1995 г.) млн. т/год

Газ,млрд.м3

1153,8

СНГ

588,1

1352,7

139,1

659,6

7809

Кувейт

128,2

55 949,1

12 878

Алжир

356

1482,9

Мексика

1260,4

89,6

3622,4

6819,2

США

Венесуэла

1936,1

3076,6

38,2

Ближний и Средний Восток

8833,3

4636,6

136,1

328

3959,2

90 359,1

Всего в мире

130,4

45 201,2

138 024

942,4

139 624,9

3092,8

Главные месторождения угля, нефти и газа

Нефть - маслянистая жидкость от светло-коричневого до темно- бурого , почти черного цвета , с характерным запахом, в воде не растворяется, образует на поверхности воды пленку, не пропускающую воздух. Нефть - это сложная смесь насыщенных и ароматических углеводородов, циклопарафинов, а также некоторых органических соединений, содержащих гетероатомы - кислород, серу, азот и др.

По составу нефть бывает: парафиновая - состоит из алканов с прямой и разветвленной цепью; нафтеновая - содержит предельные циклические углеводороды; ароматическая - включает ароматические углеводороды (бензол и его гомологи). Несмотря на сложный компонентный состав, элементный состав нефтей более-менее одинаков: в среднем 82-87% углерода, 11-14% водорода, 2-6% других элементов (кислород, сера, азот ).

Немного истории

В 1859 г. в США, в штате Пенсильвания

40-летний Эдвин Дрейк с помощью собственного упорства, денег нефтяной компании и старого парового двигателя пробурил скважину глубиной 22 метра и извлек из нее первую нефть.

Приоритет Дрейка как пионера в области бурения нефтяных скважин оспаривается, однако его имя все равно связано с началом нефтяной эры.

Нефть обнаружили во многих частях света. Человечество наконец приобрело в большом количестве превосходный источник искусственного освещения...

Первая нефтяная скважина. Тайтусвилл, штат Пенсильвания, 1859 год.

Каково происхождение нефти?

В среде ученых доминировали две основные концепции : органическая и неорганическая . Согласно первой концепции, органические остатки, захороненные в осадочных породах, с течением времени разлагаются, превращаясь в нефть, уголь и природный газ; более подвижные нефть и газ затем скапливаются в верхних пластах осадочных пород, имеющих поры.

Другие ученые утверждают, что нефть образуется на «больших глубинах в мантии Земли».

Русский ученый-химик Д.И.Менделеев был сторонником неорганической концепции. В 1877 г. он предложил минеральную (карбидную) гипотезу (вода проникает в глубь Земли по разломам и воздействует на «углеродистые металлы» и получаются углеводороды).

Еще была гипотеза космического происхождения нефти - из углеводородов, содержавшихся в газовой оболочке Земли еще во время ее звездного состояния.

С 1950-х гг. были получены убедительные доказательства биогенной природы нефти.

Нефть и русские ученые

• Поисками нефти и ее изучением занимались многие русские ученые:

• М.В.Ломоносов высказал первую научную гипотезу происхождения нефти; Д.И.Менделеев разработал способ непрерывной перегонки нефти; В.В.Марковников занимался изучением химического состава нефти; И.М.Губкин - один из организаторов нашей нефтяной геологии.
• М.В.Ломоносов высказал первую научную гипотезу происхождения нефти;
• Д.И.Менделеев разработал способ непрерывной перегонки нефти;
• В.В.Марковников занимался изучением химического состава нефти;
• И.М.Губкин - один из организаторов нашей нефтяной геологии.

Природный газ-« голубое золото »

• Наша страна занимает первое место в мире по запасам природного газа. Важнейшие месторождения этого ценного топлива находятся в Западной Сибири (Уренгойское, Заполярное), в Волго-Уральском бассейне (Вуктыльское, Оренбургское), на Северном Кавказе (Ставропольское).
• Природный газ используется без предварительного разделения, потому что подвергается очистке еще до транспортировки.
• Оставшийся практически чистый метан расходуется, во-первых, как топливо: высокая теплота сгорания; экологично; удобно добывать, транспортировать, сжигать, потому что агрегатное состояние - газ.
• Метан становится сырьем для получения ацетилена , сажи и водорода ; для производства непредельных углеводородов, в первую очередь этилена и пропилена ; для органического синтеза: метилового спирта , формальдегида , ацетона , уксусной кислоты и многого другого.

Попутный нефтяной газ

• Нефтяной газ по своему происхождению тоже является природным газом. Особое название он получил потому, что находится в залежах вместе с нефтью - он растворен в ней.
• При извлечении нефти на поверхность он вследствие резкого падения давления отделяется от нее.
• Россия занимает одно из первых мест по запасам попутного газа и его добычи.
• Попутный нефтяной газ - ценное химическое сырье, из него можно получить больше веществ, чем из природного газа. Извлекают для химической переработки и индивидуальные углеводороды: этан, пропан, бутан и др. Из них получают непредельные углеводороды реакцией дегидрирования.

Состав природного газа

Состав попутного нефтяного

газа

Метан 32-58 %

Метан 80-97 %

Этан 7,5-20 %

Этан 0,5-4 %

Пропан 12-18 %

Пропан 0,2-1,5 %

Бутан 7,5-11,5 %

Бутан 0,1-1 %

Пентан и более тяжёлые углеводороды 5-6,5 %

Пентан 0,1-1 %

Азот и другие газы

2,0-13 %

Азот и другие газы 2-28%

Попутный нефтяной газ разделяют на смеси более узкого состава .

Сухой газ

это преимущественно метан и этан. По способу переработки и составу он похож на природный газ

Смесь пропана с бутаном

(распылитель аэрозолей, сырьё для органического синтеза,в частности бутан (идёт на производство уксусной кислоты )

Газовый бензин - смесь пентана, гексана и других углеводородов, жидких при обычных условиях (добавка к моторному топливу для улучшения его свойств)

Состав каменного угля

Углерод

98 %

Водород до 6%

Состав

бурого угля

Углерод

до 75%

Водород до 6%

Азот, сера, кислород

до 10%

Азот, кислород

до 30%

Пиролиз (коксование )

разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре (около10000С)

Кокс

искусственное твёрдое топливо повышенной прочности , широко используется в металлургии

Каменноугольная смола

используется в химической отрасли промышленности

Коксовый газ используется в химической отрасли промышленности и в качестве топлива

Батарея коксовых печей

Немного истории

• Ископаемый уголь известен человеку с незапамятных времен. Первое письменное упоминание о нем мы находим в «Метеорологии» Аристотеля (340 г. до н.э.).
• В Древнем Китае еще за 100 лет до н.э. уголь широко применялся для выплавки меди, обжига фарфора, выпаривания соли.
• В Европе добыча угля началась намного позднее, чем в Азии, - в XIII в. в Англии. Но в XIV в. английское правительство запретило пользоваться углем всем, кроме кузнецов, ввиду «зловонности этого вида топлива». Подобные запреты вводились в Англии и в дальнейшем.
• В России значение ископаемого угля первым высоко оценил Петр I.
• Многие угольные бассейны России были открыты еще в XVIII в. - Донецкий, Кузнецкий . В XIX-XX вв. продолжалось освоение уже известных бассейнов и были получены сведения о наличии угля в Печерском, Тунгусском, Канско-Ачинском, Южно-Якутском, Таймырском и других бассейнах.

Состав коксового газа

водород~60 %

метан ~30 %

другие газы (угарный газ, азот, кислород, углекислый газ, этилен, пропилен до 10 %)

пек (электроды,кровельный толь)

КОКСОВЫЙ ГАЗ

каменноугольная смола

надсмольная вода (аммиак, сероводород, фенол и др.)

Задание 1. Письменно в тетради ответьте на вопросы по слайду № 3.

Задание 2. Об экономической мощи страны судят по количеству добываемой и перерабатываемой нефти. Постройте диаграмму запасов и добычи нефти в процентах для стран, перечисленных в таблице (слайд № 4

Задание 3. Постройте диаграмму (%) о разведанных запасах газа. Сделайте вывод о том, какая страна наиболее богата этими полезными ископаемыми. Подсчитайте, на сколько лет этих запасов хватит для указанных стран, если предположить, что объём добычи нефти постоянен.

Домашнее задание:

§