Химия, 10 класс

реферат о Нефти по плану: 1)Теории происхождения нефти. Происхождение нефти имеет несколько теорий, каждая из которых имеет право на существование. У каждой есть множество известных приверженцев и достаточное число научных трудов и обоснований. На этой странице мы расскажем о том, как образуется нефть в природе и опишем наиболее популярные теории происхождения этого ресурса. Современные теории происхождения нефти появились в начале XIX века и лишь в XX столетии приобрели более научный вид. Но, о том, как образуются углеводороды в недрах земли, спорят и по сей день. На данный момент ученые не пришли к единому мнению на этот счет. Поэтому точного ответа на вопрос, откуда берется это вещество под землей, вам никто не даст. Биогенная или органическая теория Биогенное происхождение нефти является одной из самых популярных гипотез образования «черного золота» в недрах нашей планеты. На сегодняшний день, эта гипотеза более популярна в кругу академических ученых. Согласно ей, эта жидкость возникла в результате разложения растений и животных на дне различных водоемов. Останки в результате различных химических процессов разлагались. Находящиеся на глубине более 3000 метров они высвобождали углеводороды. Органическая теория происхождения нефти может быть возможной только в условиях высоких температур (140 – 160 градусов). Жидкие углеводороды, освободившись из органической массы, заполняют собой пустоты. Сегодня их называют месторождениями. Нефть, которая находится на большой глубине, содержится при температуре окружающей среды около 200 градусов. Высокая температура позволяет выделить из нее природный газ. Биогенную теорию происхождения «черного золота» впервые в России сформулировал М. В. Ломоносов. Известные ученые того времени были практически единодушными в природе образования этого ресурса. Единственным камнем преткновения был исходный материал. Некоторые считали его доисторическими растениями, другие – животными. Абиогенная или неорганическая теория происхождения Не прошел мимо этого вопроса и Д. И. Менделеев. Видный ученый считал, что нефть образовалась в результате реакции воды, попадающей в разломы горных пород и встречающейся с карбидами железа. В лабораторных условиях ученый смог подтвердить свою теорию, но многие геологи ее опровергли, посчитав невозможным «стерильный» результат в природных условиях. Абиогенная теория происхождения нефти является второй по популярности. Кроме Д. И. Менделеева ее сторонниками являются такие видные ученые своего времени как А. Гумбольд, Н. А. Кудрявцев, Т. М. Голд и другие. Успех этой теории связан с удачными экспериментами по выявлению этого вещества из минерального сырья в лабораториях. Неорганическое происхождение нефти в конце XIX века стала одной из главных гипотез происхождения этого маслянистого вещества. Д. И. Менделеев называл свою абиогенную теорию – карбидной. Теория космического происхождения нефти Главной альтернативой вышеописанных гипотез является космическая теория происхождения нефти. Ее основоположник, В. Д. Соколов считал, что образование этого ресурса стало возможным благодаря попаданию на землю неорганических компонентов из космоса. Теория стала возможным, после подтверждения наличия углеводородных радикалов на звездах и метеоритах. Нефтяная космическая теория находит новых последователей каждый день. Современные исследовательские орбитальные станции, телескопы для проведения спектрального анализа далеких объектов и другие технические возможности науки доказывают право этой гипотезы на существование. Последние исследования показали наличие метана и аммиака в атмосферах близких планет: Юпитера, Нептуна, Урана и Сатурна. Это позволяет сделать вывод, что углеводород может содержаться на любом космическом теле. 2) Крупные месторождения нефти Крупнейшие (гигантские) нефтяные месторождения — это нефтяные месторождения с запасами более 1 млрд тонн или 6,3 млрд баррелей нефти. К ним относятся Прадхо-Бей (США), Агаджари (Иран), Хасси-Мессауд (Алжир), Шайба (Саудовская Аравия), Самотлорское (Россия), Ноксал (Мексика), Тахэ (Китай), Западная Курна (Ирак) и др. Уникальные (супергигантские) нефтяные месторождения — это нефтяные месторождения с запасами более 5 млрд тонн или 32 млрд баррелей нефти. К ним относятся Румайла (Ирак), Аль-Гавар (Саудовская Аравия), Кашаган (Казахстан), Большой Бурган (Кувейт), Дацин (Китай), Кантарел (Мексика) и др. Крупнейшее в России и одно из крупнейших в мире месторождений нефти Расположено в Ханты-Мансийском автономном округе, вблизи Нижневартовска, в районе озера Самотлор. В переводе с хантыйского Самотлор означает «мёртвое озеро», «худая вода». Самый крупный нефтеперерабатывающий завод АО «Пермнефтеоргсинтез»- ПНОС 12 млн. тонн в год – мощность ректификационной установки. 70 % - переработка западно – сибирской нефти, 30 % - переработка пермской нефти Выпускает: высокоэтилированный бензин, дизельное топливо, авиационный керосин, моторные масла, парафины, бензол, толуол, битумы дорожные и строительные. Продукция экспортируется в 40 стран. 3) Как перерабатывают нефть (рассказать о каждом способе) Нефтепереработка – достаточно сложный процесс, для проведения которого требуется привлечение специализированного оборудования. Из добытого природного сырья получают множество продуктов – разные типы топлива, битумы, керосины, растворители, смазки, нефтяные масла и другие. Переработка нефти и газа начинается с транспортировки углеводородов на завод. Производственный процесс происходит в несколько этапов, каждый из которых очень важен с технологической точки зрения. а) физический метод – разделение нефти на составные части - фракции б) химический метод – крекинг нефтяных продуктов Так как нефть – сложная смесь природных углеводородов различной молекулярной массы, то первичная переработка – это перегонка нефти, которая позволяет разделить нефть на отдельные фракции в соответствии с температурой кипения углеводородов. Перегонка основана на разнице температур кипения углеводородов, входящих в состав нефти, т.е. перегонка – физический процесс, с углеводородами не происходят химические превращения. В промышленности перегонку нефти осуществляют в установке, которая состоит из трубчатой печи и ректификационной (разделительной) колонны. Фракционная перегонка или ректификация – это физический способ разделения смеси компонентов, основанных на различии их температур кипения. В печи находится змеевик (трубопровод). По трубопроводу непрерывно подается нефть, где она нагревается до 350°С и в виде паров поступает в ректификационную колонну (стальной цилиндрический аппарат высотой 50 - 60 м). Внутри она имеет горизонтальные перегородки с отверстиями, так называемые тарелки. Пары нефти подаются в колонну и через отверстия поднимаются вверх, при этом они постепенно охлаждаются и сжижаются. Менее летучие углеводороды конденсируются уже на первых тарелках, образуя газойлевую фракцию. Более летучие углеводороды собираются выше и образуют керосиновую фракцию, ещё выше собирается лигроиновая фракция. Наиболее летучие УВ выходят в виде паров из колонны и сжижаются, образуя бензин. Часть бензина подается обратно в колонну для орошения поднимающихся паров. Это способствует охлаждению и конденсации соответствующих УВ. Жидкая часть нефти, поступающей в колонну, стекает по тарелкам вниз, образуя мазут, представляющий собой ценную смесь большого количества тяжёлых углеводородов. Такая перегонка называется фракционной. Состав фракций и интервалы их температур кипения на разных заводах могут сильно различаться в зависимости от исходного состава нефти. И, кроме того, на современном производстве перегонка происходит не в одной, а последовательно в нескольких ректификационных колоннах. Это обусловлено экономическими соображениями (меньше затраты энергии) и необходимостью получить более чистые продукты. Главный недостаток такой перегонки ― малый выход бензина (не более 20 %). Ректификационные колонны – специальные установки, в которых повторяются циклы испарения и конденсации жидких веществ, содержащихся в нефти. Фракции нефти: Ректификационные газы – низкомолек.УВ, пропан, бутан (t  40C) Газолиновая фракция (газолин) - от С5Н12 до С11Н24 (t = 40 – 200 C), получают петролейный эфир (темп. кип. = 40-70 С) Бензиновая фракция (получ. бензин) темп.кип. = 70 – 120 С Лигроиновая фракция - УВ состава С8Н18 – С14Н30 (темп.кип. = 150-250 С) Керосиновая фракция (керосин) – УВ состава С12Н26 – С18Н38 (180 - 300 С) Дизельное топливо УВ состава С13Н28 - С19Н40 (темп.кип. = 200-360С) Остаток перегонки нефти – мазут (УВ от С15Н32 до С50Н102): а) соляровое масло (С18Н38 – С25Н52) б) смазочные масла (С28Н58 – С38Н78) в) вазелин и парафин – легкоплавкие смеси твердых УВ г) гудрон – твердый остаток: - битум и асфальт (для дорожных покрытий) Процесс расщепления углеводородов нефти на более летучие вещества называется крекингом (англ. to crack – колоть, расщеплять). Крекинг даёт возможность значительно повысить выход бензина из нефти. Впервые крекинг-процесс в России предложил в конце 19 века инженер Владимир Григорьевич Шухов. Сущность крекинга заключается в том, что при нагревании происходит расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие, в том числе на молекулы, входящие в состав бензина. Обычно расщепление происходит примерно в центре углеродной цепи по С—С-связи, например: С16Н34 → С8Н18 + С8Н16 гексадекан октан октен Однако разрыву могут подвергаться и другие С—С-связи. Поэтому при крекинге образуется сложная смесь жидких алканов и алкенов. Получившиеся вещества частично могут разлагаться далее, например: С8Н18 → С4Н10 + С4Н8 октан бутан бутен С4Н10 → С2Н6 + С2Н6 бутан этан этилен Такой процесс, осуществляемый при температуре около 470°С - 550°С и небольшом давлении, называется термическим крекингом. Этому процессу обычно подвергаются высококипящие нефтяные фракции, например мазут. 4) Где используется и применяется нефть. Нефть – главный товар в мире, от цены которого в немалой степени зависит «самочувствие» глобальной экономики. Нефть и продукты ее переработки – то, без чего сегодня человечество не проживет и дня. Мы рождаемся и живём в мире продуктов и вещей, полученных из нефти. Но сожалением приходится констатировать, что более 90 % этого ценнейшего углеводородного сырья расходуется пока как топливо, только оставшиеся 10 % тратятся на химическую переработку. В первую очередь нефть используется для производства жидкого топлива. А именно: бензина, дизтоплива, авиационного керосина и мазута. То есть для всего того, что приводит машины в движение. Отвечая на вопрос еще в какой промышленности используется нефть, то второе место занимает производство пластмассы. Выпуск готовой продукции в год превышает показатель в 180 млн. тонн. Задумывались ли Вы, что путем переработки продуктов нефти были изготовлены Ваш холодильник, сантехника, кабели, канцтовары и даже детские игрушки. А ведь это действительно так и ест В медицине. На основе нефтепродуктов изготавливают такие препараты как: салициловую кислоту, аспирин, парааминосалициловую кислоту, антимикробные средства, противоаллергические препараты и даже антибиотики. * В косметологии и производстве украшений. Из субпродуктов нефти изготавливают лаки для ногтей, тени, карандаши для бровей и глаз, бижутерию, ароматы и всевозможные красители. * В производстве синтетических тканей – акрила, нейлона, лайкры и полиэстер. Значить вполне реально, что Вы сейчас одеты в нижнее белье или купальник из нефти, носите из нее же обувь, сумку и колготки. Также нефть используется в сыром виде – без нее не обходится строительство линий электропередач, трубопроводов. Всем известен керосин, тоже является сырой нефтью. Нефть – востребованный во всем мире ресурс. Как видно, его применяют в самых разных сферах, начиная с топливной промышленности и заканчивая пищевой. Жизнь без нефти уже невозможно представить, и наверняка с развитием науки и технологий сферы и области применения нефти будут расширяться.