Природный и попутные нефтяные газы, их состав и использование. Нефть и нефтепродукты. Перегонка нефти

Конспект урока № 24 для 10А класса по теме:

«Природный и попутные нефтяные газы, их состав и использование. Нефть и нефтепродукты. Перегонка нефти»

Место урока в целостной системе темы:  10 класс, тема: природные источники углеводородов, подтема: Природный и попутные нефтяные газы, их состав и использование. Нефть и нефтепродукты. Перегонка нефти.

Тип урока:

по способу организации: комбинированный урок;

по доминирующей дидактической цели: урок усвоения нового материала.

Цели:

o   Образовательная:

обеспечить усвоение учащимися знаний: физических свойствах нефти, её составе, добыче и местонахождении, переработке путём перегонки (ректификации).

o   Воспитательная:

воспитание мотивов учения, положительного отношения к занятиям, дисциплинированности.

o   Развивающая:

развитие аналитико-синтезирующего мышления (умение классифицировать факты, делать обобщающие выводы), абстрактного мышления (умение применять знания на практике), умений учебного труда (умений работать в должном темпе: читать, писать, конспектировать), развитие умений владеть собой, действовать самостоятельно.

Ожидаемый результат:

Для учителя:	Для ученика:
Обеспечить усвоение учащимися на уровне восприятия, осмысления и первичного запоминания физических свойствах нефти, её составе, добыче и местонахождении, переработке путём перегонки (ректификации).	Знать состав, физические свойства, понятие перегонки и ректификации; иметь представление о местонахождении залежей нефти, механизме переработки нефти.

Оборудование:

o   Химия – учебник для 10 класса общеобразовательных учреждений, Г.Е. Рудзитис Ф.Г. Фельдман – М., Просвещение, 2012 г.

o   Компьютер (презентация в MS Power Point, обучающий фильм)

Ход  урока:

I Организационный момент

II Актуализация знаний

Проверяем домашнее задание-цепочка реакций, таблица.

III Этап усвоения новых знаний

Прошу открыть учебник, параграф 16 и заполнить таблицу.

	Природный нефтяной газ	Попутный нефтяной газ
Состав
Основные направления использования
Важнейшие продукты, полученные из природных источников УВ.

Сегодня мы с вами поговорим о нефти и о способах её переработки.

Каждый из вас наверняка хоть что-нибудь слышал или знает об этом веществе. Во-первых, откуда добывает нефть? (из недр Земли определённой глубине, под давлением газов поднимается по скважине на поверхность.)

Да, на слайде представлены основные местонахождения залежей нефти в мире. Как мы видим....

Взгляните на картинку и скажите, какие физические свойства могут быть у нефти?

Какие вещества входят в состав нефти?

Наибольший вклад вносят углеводороды: алканы, циклоалканы и арены, так же некоторую часть составляют и неорганические вещества, и сотую доли составляет вода.

Как вы думаете, зачем человечество так стремится добывать нефть? Для чего она нужна? (источник топлива, углеводородов) Правильно, данные вещества получаются путём перегонки нефти.  Перегонка - это метод разделения смеси веществ, а так же их очищения.

Перегонка нефти осуществляется на специальных установках, состоящих из трубчатой печи для нагревания нефти и ректификационной колонны, где нефть разделяется на фракции (дистилляты) — отдельные смеси углеводородов в соответствии с их температурами кипения.

В трубчатой печи расположен в виде змеевика длинный трубопровод. Печь обогревается горящим мазутом или газом. По трубопроводу непрерывно подается нефть, в нем она нагревается до 320—350 °C и в виде смеси жидкости и паров поступает в ректификационную колонну. Ректификационная колонна — стальной цилиндрический аппарат высотой около 40 м. Она имеет внутри несколько десятков горизонтальных перегородок с отверстиями, так называемых тарелок. Пары нефти, поступая в колонну, поднимаются вверх и проходят через отверстия в тарелках. Постепенно охлаждаясь при своем движении вверх, они сжижаются на тех или иных тарелках в зависимости от температур кипения. Углеводороды менее летучие сжижаются уже на первых тарелках, образуя газойлевую фракцию, более летучие углеводороды собираются выше и образуют керосиновую фракцию(C_{1 2}—C₁₈ с температурой кипения от 180 до 300 ^оС), еще выше собирается лигроиновая фракция (C₈—C₁₄ с температурой кипения от 150 до 250 ^оС), наиболее летучие углеводороды выходят в виде паров из колонны и образуют бензин (C₅—C_n , кипящие в интервале от 40 до 200 °C). Часть бензина подается обратно в колонну для орошения, что способствует охлаждению и конденсации поднимающихся паров. Жидкая часть нефти, поступающей в колонну, стекает по тарелкам вниз, образуя мазут.

Образующиеся фракции на определенных уровнях выводятся из колонны. Далее они подвергаются очистке от примесей при помощи серной кислоты, щелочи и другими способами.

Применение:

Бензин применяется в качестве горючего для автомашин и самолетов с поршневыми двигателями. Он используется также как растворитель масел, каучука, для очистки тканей и т. д. Лигроин является горючим для тракторов. Керосин — горючее для тракторов, реактивных самолетов и ракет. Газойль («солярка») используется в качестве горючего для дизелей.

Мазут, остающийся в результате перегонки, тоже представляет собой ценную смесь и состоит из большого количества тяжелых углеводородов. Для его перегонки температура в 350°C очевидно недостаточно,  но при сильном нагревании молекулы углеводородов, входящих в состав мазута, не выдерживают и начинают разлагаться. Поэтому данный процес проводят в вакуумных установках. В вакууме давление системы понижается, а вместе с ним понимажется и температура кипения перегоняемого вещества. В этих условиях углеводороды мазута переходят в парообразное состояние при более низкой температуре без разложения.

Эта установка по внешнему виду напоминает установку для перегонки нефти. Сначала мазут нагревается в трубчатой печи, затем он поступает в ректификационную колонну. В результате процессов, подобных рассмотренным выше, пары мазута разделяются в колонне на фракции, дающие после очистки те или иные смазочные масла. Со дна колонны отводится неперегоняющаяся часть мазута —гудрон.

Установки для перегонки нефти и мазута обычно строят совместно, как атмосферно-вакуумные установки.

Для большей наглядности предлагаю вам посмотреть небольшой фрагмент, где ещё раз будет показана данная схема перегонки.

IV Этап закрепления новых знаний

Рефлексия

Если остаётся время решаем задания:

Рассчитайте массу образовавшегося галогенпроизводного, если 19,5 г бензола взаимодействует с хлором, который взят в избытке в следующих условиях: а) в присутствии хлорида железа (III); б) при интенсивном облучении светом.

V Этап информации о домашнем задании

Параграф 16 полностью и параграф 17 до крекинга нефтепродуктов. Внимательно прочитать и знать основное содержание.

Решить задачу:

При сгорании углеводорода массой 1,4 г образуется оксид углерода (IV) объемом 2, 24 л (нормальные условия) и вода массой 1,8 г. Относительная плотность этого углеводорода по водороду равна 14. Определите формулу  углеводорода и назовите его.