Урок "Нафта. Склад, властивості нафти. Основні процеси переробки: перегонка, крекінг. Застосування нафтопродуктів. Детонаційна стійкість бензину"

Доповідь геологів:

Доброго дня усім присутнім! Мене звати ..П.І.П.., я доцент інституту геології Київського національного університету ім. Т. Г. Шевченка. Я хочу розповісти про походження нафти.

(Презентація «геологи»;слайд1,2)Людству нафта відома дуже давно. Археологи встановили, що її добували і використовували вже за 5-6 тисяч років до нашої ери.. Походження самого слова "нафта" слід шукати в мовах народів Малої Азії, "нафата" означає "просочуватися". Згадка про нафту також зустрічається в багатьох стародавніх рукописних книгах, і навіть у Біблії .

(Презентація «геологи»;слайд3) Нині на території України поклади нафти є у Передкарпатті, Східному нафтогазоносному регіоні України, у Дніпровсько-Донецькій областях та на шельфі Чорного і Азовського морів.: Східний нафтогазоносний регіон України включає Чернігівську, Сумську, Полтавську, Дніпропетровську, Харківську області, та містить близько 85% запасів природного газу та близько 61% видобувних запасів нафти України. Станом на 2014 рік тут відкрито близько 205 родовищ вуглеводнів. Зокрема в Сумській області найбільші поклади зосереджені в Роменському та Охтирському районі де до речі, за останні роки введено в експлуатацію близько 37 нових нафтових свердловин.

Мене звати ..П.І. П.., я колега …, завідувач кафедри палеонтології.

(Презентація «геологи»;слайд4)

Існує кілька теорій походження нафти:

Органічна теорія

Дуже ймовірно, що нафта утворилася із залишків морських організмів і рослин, що осідали протягом мільйонів років на мор­ське дно. Неорганічні речовини служили каталізаторами гниття, яке викликалося анаеробними бактеріями (тобто тими, що жили без доступу повітря). При тектонічних зрушеннях донні органічні шари опинилися в товщі Землі, де на них діяли тиск земної кори та теплота внутрішніх шарів Землі. Донні шари перетворювали її у такий спосіб на суміші вуглеводнів; рідка нафта накопичувалася у вигляді нафтоносних шарів над непроникними для неї гірськими породами.

Неорганічна теорія

Згідно з неорганічною теорією, автором якої є Д. І. Менделєєв, нафта могла утворитися з карбідів металів, що знаходяться в над­рах Землі, і води, яка просочилася туди.

Запропонована також космічна теорія, за якою нафта могла утво­ритися з водню і вуглецю при формуванні нашої планети.

В даний час переважна частина вчених - хіміків, геохіміків і геологів - вважає найбільш обґрунтованою органічну теорію походження нафти.

Доповідь хіміків-технологів:

Я , ..П.І. П…,старший лаборант Кременчуцького НПЗ, розповім вам про властивості і склад нафти.

(Презентація «хіміки-технологи»;слайд 1-3)

Нафта — масляниста рідина темно-бурого або майже чорного кольору з характерним запахом. Вона легша за воду (густина 0,7.4 0,97 г/см³), у воді практично нерозчинна.

За хімічним складом нафта є складною сумішшю вугле­воднів з різною молекулярною масою, головним чином рідких, з домішками інших органічних речовин, що містять азот, ки­сень і сірку. Зазвичай, це парафінові вуглеводні, циклоалкани, ароматичні сполуки, співвідношення яких у нафтах різних ро­довищ коливається в широких межах.

Залежно від переважного вмісту вуглеводнів того чи іншого класу в нафтовій фракції з температурою кипіння 250 - 300 °С розрізняють такі основні види нафти:

1.          метанова нафта, яка складається переважно з нерозгалужених алканів;
2.          нафтенова нафта, яка складається в основному з циклічних неароматичних вуглеводнів — циклоалканів, або нафтенів;
3.          змішана нафта, яка включає суміш алканів, нафтенів і ароматичних вуглеводнів. Змішана нафта зустрічається найчастіше.

Мене звати …….Я головний інженер-технолог по переробці нафти Кременчуцького НПЗ

Сиру нафту звичайно не використовують. Щоб добути з нафти технічно цінні продукти, її піддають переробці: вилу­чають розчинні мінеральні солі та інші домішки, зневоднюють, відокремлюють супутні гази.

Нафту переробляють різними способами, а саме: шляхом перегонки, крекінгу та риформінгу.

Первинна переробка нафти полягає в її перегонці, тобто розділенні на різні продукти (фракції). Цей процес можна відтворити в лабораторії: (Презентація «хіміки-технологи»;слайд 4-6)

Нагріємо нафту в колбі з приєднаним водяним холодильником. При цьому низько киплячі її компоненти переходять у газуватий стан, охолоджуються, конденсуються. Подальшим нагріванням до вищої температури можна виділити іншу фракцію і так далі.

На виробництві перегонка здійснюється у ректифікаційній колоні. Промислові установки перегонки нафти значно відрізняють­ся за конструкцією і принципами дії від лабораторних. Пере­гонку здійснюють в установці, що складається з трубчастої пе­чі, ректифікаційної колони і теплообмінної апаратури.

Під час перегонки нафти ніяких хімічних змін із продуктами не відбувається, спосіб базується на різних фізичних властивостях, а саме: різних температурах кипіння речовин, що входять до складу нафти. Але є способи її переробки, під час яких відбуваються хімічні реакції, коли речовини зазнають змін складу і будови, наприклад під час крекінгу або риформінгу.

Моє ім’я …Я головний хімік-технолог Кременчуцького НПЗ.  Маю інформацію про різноманіття нафтопродуктів, що одержують у процесі переробки нафти.

(Презентація «хіміки-технологи»;слайд 7)

У процесі перегонки нафти одержують світлі нафтопроду­кти: бензин (t_кип від 40 °С), лігроїн (t_кип від 120 °С), гас (t_кип від 150°С),  газойль — солярове масло (t_кип вища 300 °С), а в залишку — в'язку чорну рідину — мазут.

Мазут піддають подальшій переробці. Його переганяють під змен­шеним тиском: (щоб попередити розкладання) і виділяють мастила; веретенне, машинне, циліндрове та ін. З мазуту деяких сортів нафти виділяють вазелін і парафін. Залишок мазуту після відгону називають нафтовим пеком або гудроном.

Мене звати …. Я інженер компанії «Міжнародні авіалінії України»

Хочу сказати, що Бензин у великих кількостях використовують як авіаційне й автомобільне пальне. Він складається звичайно з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 5 до 11 атомів Карбону.

Бензин, що складається переважно з гептану С₇Н₁₆ і октану С₈Н₁₈ лінійної будови, згоряє надто швидко і спричинює детонацію (вибух). Найліпші антидетонаційні характеристики мають вуглеводні розгалуженої будови, зокрема ізооктан. За умовною шкалою ізооктану надане «октанове число» 100, а гептану відповідно – 0. Звідси й марки бензину – 76, 92, 95.

Мене звати …. Я інженер-будівельник Харківського тракторнобудівельного заводу. Мені відомо, що Лігроїн служить пальним для дизельних двигунів, а також розчинником у лакофарбовій промисловості. Велику кількість його переробляють на бензин.

Мене звати ….Я механік  південного машинобудівного заводу в Дніпропетровську. Я знаю, що Гас застосовують як пальне для реактивних і тракторних двигунів, а також для побутових потреб. Він складається з вуглеводнів, що містять у молекулах у середньому від 12 до 18 атомів Карбону.

Мене звати ….Я студент Охтирського коледжу механізації сільського господарства.  Мені відомо, що Солярове масло використовують як моторне пальне, а мастила – для змащення механізмів. Мазут, крім переробки на мастила і бензин, використовують як котельне рідке пальне.

Доброго дня, я медсестра Тростянецької ЦРЛ. Я знаю, що Вазелін використовують у медицині. Він складається із суміші рідких і твердих вуглеводнів.

Я – працівник Львівської фабрики свічок. Хочу сказати, що Парафін застосовують для одержання вищих карбонових кислот, для просочення деревини у виробництві сірників і олівців, для виготовлення свічок, гуталіну і т. д. Він складається із суміші твердих вуглеводнів.

Я - працівник Житлово Комунальної Служби м. Тростянець. Можу сказати, що Гудрон — нелетка темна маса, після часткового окиснення його застосовують для одержання асфальту.

Доброго дня усім присутнім. Моє ім’я … Я - експерт із застосування нафтопродуктів:

Хочу сказати наступне:

Нафта відіграє надзвичайно велику роль у житті людства, у розвитку цивілізації. Насамперед це одне із найважливіших джерел енергії, що вивільнюється в результаті спалення нафтопродуктів. Крім того, хімічною переробкою нафти добувають незліченну кількість речовини, що використовуються, без перебільшення, скрізь, куди не поглянемо.

У результаті хімічної переробки чорна олійна рідина перетворюється на волокна і пластмаси, на запашні і вибухові речовини. Ліки і барвники. Чим глибша переробка нафти, тим більше корисних продуктів можна добувати з неї.

Можна сказати, що ми залежимо від нафти, оскільки поки що вона незамінна як сировина для синтезу і для виробництва пального. На жаль, ще  сьогодні у вигляді пального більша частина нафтопродуктів спалюється (до 87% видобутку) і лише 13 використовується для хімічної переробки.

Людство давно усвідомило, що нафта – надто цінна хімічна сировина, щоб спалювати її у вигляді пального. До того ж, ресурси цієї копалини на планеті швидко скорочуються. У звязку з цим постає питання про заміну нафти як джерела енергії і сировини.

Доброго дня! Ми працівники державної екологічної інспекції України в Сумській області. Розповімо вам про забруднення навколишнього середовища нафтопродуктами.

(Презентація «екологи»;слайд 1-6)

1.          У більшості країн світу забруднення навколишнього середовища провокують заводи по переробці нафти або системи обігріву нафтопродуктами. Біля 60% від загального числа забрудників припадає на автомобільний транспорт. Ці забруднювачі характеризуються як первинні, що під дією водяної пари, кисню, світла та інших домішок утворюють вторинні забруднювачі, такі як сульфати, озон, нітрати й органічні сполуки. Спільна присутність у повітрі первинних і вторинних забруднювачів створює так званий смог. Первинні і вторинні забруднювачі впливають не тільки на природу, але й на людину. Забруднювачі у своїй більшості канцерогенні.

Отже, одна з першопричин забруднення повітряного середовища – наслідки використання нафтопродуктів і нафти. Але вони відчутні не тільки в повітрі.

2.          Причиною забруднень також можуть бути нафта і нафтопродукти, що потрапили у воду. Нафта, що потрапила у воду, – біда глобального масштабу, яка торкається усієї екосистеми в цілому. Існує думка, що основними джерелами забруднення води нафтою є танкерний флот, нафтопроводи, бурові платформи. Але це помилка. Просто ці джерела більш очевидні на перший погляд. Статистика показує, що з тих мільйонів тонн нафти, яка потрапляє у Світовий океан, лише половина надходить із транспортних магістралей, що проходять по океану, а інша половина потрапляє в нього зі стоками рік із суші. Щорічно в океан зливається 2,5 млн.т нафтопродуктів із промивними водами, через недбалість при перекачуванні нафти.
3.          Найбільший обсяг викидів від стаціонарних джерел забруднення в Сумській області мають м. Суми (33% викидів по області), Сумський район (28%), Охтирський район (11%), Роменський район (11%). Та це й не дивно адже тут зосереджені основні промислові об’єкти по видобутку та переробці нафтогазової сировини, в місті Суми основну загрозу становить ВАТ «Сумихімпром». Здебільшого страждає атмосферне повітря цих регіонів, водні та земельні ресурси.