Нефть и продукты ее переработки

Уважаемые ученики,отправляйте,пожалуйста,ответы на
[email protected]
11 класс Урок 7
Учебник для 11 класса (уровень стандарта)
Автор: Ярошенко О.Г.
Тема: Продукты перегонки нефти, их использование. Детонационная стойкость
бензина.
Подумайте
1.Можно ли использовать сырую, непереработанную нефть?
2.Как вы считаете, что выгоднее: перерабатывать и продавать продукты переработки
нефти или торговать сырой нефтью?
План изучения нового материала.
1.Методы вторичной переработки нефти: крекинг термический и каталитический.
2.Продукты переработки нефти их использование.
3.Риформинг.
4.Детонационная стойкость бензина.
Нефть и продукты ее переработки
Нефть является одним из ценных веществ, залегающих в недрах земли. Нефть и
многочисленные продукты ее переработки нашли широкое применение во многих
отраслях народного хозяйства. Автомобильный транспорт является одним из основных
потребителей продуктов переработки нефти. Бензин, керосин,дизельное топливо,
смазочные масла для двигателей и трансмиссий автомобилей — все это продукты
переработки нефти.
Некоторое количество топлив и смазочных масел производится из ископаемых углей так
называемым синтетическим способом, являющимся дополнительным источником
получения жидких автомобильных топлив.
По химическому составу нефть представляет собой смесь различных углеводородов, т. е.
соединений углерода с водородом. Кроме углеводородов, в состав нефти в небольшом
количестве входят кислородные, сернистые и азотистые соединения. В нефти растворены
не только твердые, но и газообразные углеводороды. Нередко последние выходят на
поверхность земли в виде так называемого природного, или нефтяного, газа. Природный
газ — непременный спутник нефти, он применяется в качестве топлива для
газобаллонных автомобилей.
Как правило, нефти различных месторождений имеют разный химический состав. В
зависимости от этого могут несколько отличаться и отдельные качества одних и тех же
продуктов, получаемых из разных нефтей.
Углеводороды, из которых состоит нефть, — неоднородны и отличаются своим
молекулярным весом: у одних молекулярный вес больший, а у других меньший. Известно,
что чем меньше молекулярный вес жидкости, тем ниже температура ее кипения. Так,
например, метиловый спирт имеет молекулярный вес 32, а этиловый спирт — 46; в
соответствии с этим температура кипения метилового спирта 65°, а этилового спирта —
78°.
Молекулярный вес, а следовательно, и температура кипения углеводородов нефти
колеблется в широких пределах. В автомобильном бензине самая легкокипяшая его часть
имеет температуру кипения около 40° и наиболее высококипящая около 200°. Если,
нагревая нефть, отогнать ее углеводороды, кипящие при температуре от 40 до 200°, то
получим автомобильный бензин.
Керосин состоит из углеводородов, имеющих более высокую температуру кипения (до
315°), и поэтому они могут быть отогнаны при дальнейшем повышении температуры
перерабатываемой нефти.
Дизельное топливо состоит из углеводородов, имеющих температуру кипения до 350°, т.
е. более высокую, чем у бензина и керосина. При повышении температуры свыше 350°
могут быть получены легкие машинные масла, затем автолы и трансмиссионные масла.
Нефть перерабатывают посредством прямой перегонки и крекинга. При прямой перегонке
производится нагрев нефти и отбор продуктов при определенном интервале температур.
Наиболее ценным продуктом переработки нефти является бензин. При огромном
автомобильном парке нашей страны потребность в бензине очень велика. Вместе с этим в
результате прямой перегонки из нефти возможно получить только около 20% бензина, а
остальные 80% представляют собой более тяжелые углеводороды, из которых получить
бензин прямой перегонкой не удается.
Для повышения выхода бензина, лигроина, керосина и других светлых нефтепродуктов
широко применяется переработка нефти с помощью крекинга. Сущность крекинга
заключается в расщеплении тяжелых и сложных по химическому строению молекул
высококипящих углеводородов на легкие молекулы низко-кипящих углеводородов,
образующих бензин и другие светлые нефтепродукты (лигроин, керосин). Процесс
крекинга осуществляется под действием высокой температуры (термический крекинг) или
же под влиянием одновременно высокой температуры и катализаторов (каталитический
крекинг). Катализаторы — это химические вещества, которые в данном случае, так же как
и повышенное давление, применяемое при крекинге, способствуют более быстрому
разложению углеводородов. Крекинг нефти позволяет увеличить выход из нее бензина до
85%. При этом полученный крекинг-бензин обладает более высокими антидетонанионными качествами, чем бензин прямой перегонки.
Первая промышленная установка для крекинга нефти была осуществлена русским
инженером В. Г. Шуховым.
Количество продуктов, получаемых в результате переработки нефти, велико: бензин,
лигроин, керосин, соляровое масло, дизельное топливо, смазочные масла, гудрон,
парафин, спирты, простые эфиры, искусственные смолы, пластмассы и мнопие другие.
Этот далеко не полный перечень указывает на большое значение нефти не только для
автомобильного транспорта, но и многих других отраслей народного хозяйства.
Детонационная стойкость — параметр, характеризующий способность топлива
противостоять самовоспламенению при сжатии. Это важнейшая количественная
характеристика топлива, на основе которой определяется его сортность и применимость в
двигателях той или иной конструкции. Для легкотопливных двигателей важна высокая
детонационная стойкость топлива (как правило, бензина) . В данном случае, она
измеряется параметром, называемым «октановое число».Высокая детонационная
стойкость бензинов обеспечивает их нормальное сгорание на всех режимах эксплуатации
двигателя. При сжатии рабочей смеси, температура и давление повышаются, и начинается
окисление углеводородов, которое интенсифицируется после воспламенения смеси. Если
углеводороды несгоревшей части топлива обладают недостаточной стойкостью к
окислению, начинается интенсивное накапливание перекисных соединений, а затем — их
взрывной распад. При высокой концентрации перекисных соединений, происходит
тепловой взрыв, который вызывает самовоспламенение топлива. Самовоспламенение
части рабочей смеси перед фронтом пламени приводит к взрывному горению оставшейся
части топлива — к так называемому «детонационному сгоранию» , «детонации» .
Детонация вызывает перегрев, повышенный износ, или даже местные разрушения
двигателя, и сопровождается резким характерным звуком, падением мощности,
увеличением дымности выхлопа. На возникновение детонации оказывают влияние состав
применяемого бензина и конструктивные особенности двигателя.
Домашнее задание
Выучить § 10.
Напишите уравнения реакций по схеме:
С18Н38→С9Н18→СО2→СаСО3