В заключение – рефлексивный тест.

Группа 11чс, 12чс Химия 1.12..2020

Тема урока: «Переработка нефти»

Цели урока:

Образовательная:

1) Познакомить учащихся с перегонкой нефтепродуктов;

2) Изучить понятие «октановое число бензинов», «детонационная стойкость бензина»;

3) Познакомить со способами получения и использования продуктов нефтепереработки на примере химических процессов – крекинга, реформинга, пиролиза, гидроочистки;

4) Обратить внимание на проблему охраны окружающей среды от загрязнения нефтью и нефтепродуктами.

Развивающая:

1) Развитие элементов по схеме производственные процессы, работать с обобщающими таблицами, схемами.

Воспитательные:

1) Содействие формированию экологической культуры – отношению к изучаемому природному углеводороду, как к исчерпаемому и невозобновимому;

2) Воспитание самостоятельности, целеустремленности, коммуникативности.

Задачи:

Образовательные: углубить и расширить знания учащихся о способах использования продуктов нефтепереработки на примере химических процессов – перегонки, крекинга и реформинга, пиролиза, гидроочистки.

Развивающие : Создать условия для развития умений по статистическим материалам анализировать, сравнивать, обобщать, делать выводы; развитие информационной компетентности; Расширить представление о значимости нефти, практически во всех сферах жизни;

Воспитательные: Создать условия работы в коллективе и индивидуально, воспитывая тем самым ответственность перед выполнением заданий, добросовестность.

Тип урока: комбинированный.

Ход урока:

Продукты переработки нефти (слайд 18)

На нефтеперерабатывающих заводах выделяют несколько фракций нефтепродуктов:

1. Газовая (температура кипения до 40⁰С) содержит нормальные и разветвленные алканы СН₄ – С₄Н₁₀.

2. Бензиновая фракция (температура кипения 40 – 200⁰С) содержит углеводороды С₅ Н₁₂ – С₁₁Н₂₄. при повторной перегонке выделяют авиационный и автомобильный бензин.

3. Лигроиновая фракция (тяжелый бензин, температура кипения 150 – 250⁰С) содержит углеводороды состава С₈Н₁₈ – С₁₄Н_30,его применяют в качестве горючего для тракторов, тепловозов, грузовых автомобилей.

4. Керосиновая фракция (температура кипения 180 – 300⁰С) включает углеводороды состава С₁₂ – Н₂₆ – С₁₈Н₃₈. Ее используют в качестве горючего для реактивных самолетов, ракет.

5. Газойль (температура кипения 270 – 350⁰С) используют как дизельное топливо.

после отгонки светлых нефтепродуктов, остается темная вязкая жидкость – мазут. Его используют как топливо в котельных установках, но основную массу подвергают перегонке при низком давлении. При этом из мазута выделяют:

1. Соляровые масла – дизельное топливо;

2. Смазочные масла – автотракторные, авиационные, индустриальные;

3. Вазелин - основа для косметических средств и лекарств;

4. Парафин – применяют для производства свечей и в медицине.

После отгонки остается гудрон, его применяют в дорожном строительстве.

Детонационная стойкость бензинов.

Одной из важнейших характеристик всякого бензина как жидкого горючего является его детонационная стойкость.

Детонация – взрывное сгорание бензина.

При работе двигателя внутреннего сгорания в цилиндр двигателя засасывается смесь паров бензина с воздухом, смесь сжимается поршнем и поджигается посредством электрической искры. Образующиеся при сгорании углеводородов газы расширяются и совершают работу. Чем сильнее сжимается смесь паров бензина с воздухом, тем большую мощность развивает двигатель и тем относительно меньше он расходует горючего. Но не все сорта бензина выдерживают сильное сжатие. Некоторые углеводороды при сжатии воспламеняются преждевременно и сгорают с чрезвычайно большой скоростью, с взрывом. От удара взрывной волны о поршень появляется резкий стук в цилиндре, происходит сильный износ деталей, падает мощность двигателя. (слайд 21)

Бензин должен обладать достаточно высокой детонационной стойкостью, которая зависит от строения молекул углеводородов, входящих в его состав.

Наименьшей стойкостью к детонации обладают предельные углеводороды неразветвленного строения. Предельные углеводороды с разветвленной цепью, а также непредельные и ароматические более устойчивы к детонации. (слайд 22)

Крекинг.

Для увеличения выхода высококачественных бензиновых фракций были разработаны химические способы переработки нефтепродуктов. Вторичная переработка нефти основана на химических процессах.

Исходным сырьем при вторичной переработке являются высококипящие нефтяные фракции: керосин, газойль, мазут.

Одним из первых способов химической переработки является крекинг.

Крекинг – процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются углеводороды с меньшим числом атомов углерода в молекуле. (слайд 23)

Промышленный крекинг предложен в 1891 году русским инженером Владимиром Григорьевичем Шуховым. (слайд 24)

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 (СЛАЙД)

С₈Н₁₈→ С₄Н₁₀+ С₄Н₈

Октан бутан бутен

С₄Н₁₀→ С₂Н₆+ С₂Н₆

Бутан этан этилен

Различают каталитический и термический крекинг.

Учащиеся записывают в тетради определения термического и каталитического крекингов. (слайд 25 - 26)

Демонстрация фрагмента видеофильма «Каталитический крекинг».

Таблица 1 - Термически и каталитически крекинг.

Термический крекинг

Каталитический крекинг

Расщепление молекул углеводородов протекает при сравнительно высокой температуре (470 – 550⁰С). Процесс протекает медленно, образуя углеводороды с неразветвленной цепью атомов. В бензине, полученном в процессе термического крекинга, наряду с предельными углеводородами содержится много непредельных углеводородов. Поэтому этот бензин обладает большей детонационной стойкостью, чем бензин прямой перегонки. В бензине термического крекинга содержится много непредельных углеводородов, которые легко окисляются и полимеризуются. Поэтому этот бензин менее устойчив при хранении. При его сгорании могут засориться различные части двигателя. Для устранения этого вредного воздействия к такому бензину добавляют антиокислители.

Расщепление молекул углеводородов протекает в присутствии катализаторов и при более низкой температуре (450 – 500⁰С). По сравнению с термическим крекингом процесс протекает значительно быстрее, при этом происходит не только расщепление молекул углеводородов, но и их изомеризация, т.е. образуются углеводороды с разветвленной цепью атомов углерода. Бензин каталитического крекинга по сравнению с бензином термического крекинга обладает еще большей детонационной стойкостью, потому что в нем содержатся углеводороды с разветвленной цепью углеродных атомов. В бензине каталитического крекинга непредельных углеводородов содержится меньше, и поэтому процессы окисления и полимеризации в нем не протекают. Такой бензин более устойчив при хранении

Таким образом, высокое качество бензина, получаемого каталитическим крекингом, обеспечивается наличием в его составе разветвленного строения углеводородов и ароматических углеводородов.

Пиролиз нефтепродуктов.

Пиролиз – это разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре.

Этот процесс протекает при температуре 650 – 800⁰С. в этих условиях основными продуктами реакции являются непредельные газообразные (этилен, ацетилен) и ароматические (бензол, толуол) углеводороды. (слайд 29)

Гидроочистка.

Гидроочистка – это обработка водородом при нагревании и давлении в присутствии катализатора. Актуальна в связи с проблемой окружающей среды : сернистые и азотсодержащие вещества, имеющиеся в нефтепродуктах, при сгорании образуют оксиды серы и азота, вызывающие коррозию аппаратуры и губительно действующее на все живое. С целью удаления этих химических элементов и проводят гидроочистку. (слайд 30)

3. Риформинг .

Качество бензина можно улучшить также риформингом.

Риформинг – это процесс ароматизации бензинов, осуществляемый путём нагревания их в присутствии платинового катализатора. Более дешёвый и лёгкий путь увеличения устойчивости бензина состоит в добавлении к нему некоторых веществ, изменяющих характер горения топлива. Так, детонационную стойкость бензина увеличивают небольшие количества тетраэтилсвинца Pb(C₂H₅)₄. (слайд 31)

Такой бензин называют этилированным. Однако при его использовании в окружающую среду из выхлопных газов попадают чрезвычайно вредные для неё и здоровья человека соединения свинца. Чтобы отличить этилированный бензин от обычного, его окрашивают в красновато-фиолетовый цвет. Во многих странах и большинстве городов России использование этилированного бензина запрещено. (слайд 32)

В настоящее время в мире широко распространены антидетонационные кислородсодержащие добавки к моторному топливу, такие, например, как метанол, этанол и другие. При сгорании топлива с этими добавками в выхлопных газах не появляется никаких дополнительных загрязнений. К сожалению, в России пока применение кислородсодержащих добавок распространено мало. (слайд 33)

СН₃

СН₃-С-СН₂-СН-СН₃ (изооктана, или 2,2,4 – триметилпентана.)

I I

СН₃ СН₃

В заключение – рефлексивный тест.

1. Узнал(а) много нового.

2. Мне это пригодится в жизни.

3. Было над чем подумать.

4. На возникшие вопросы я получил(а) ответ.

5. Поработал(а) добросовестно, цель достигнута.

Предлагаю выбрать вариант ответа в рефлективном тесте, который отражает отношение студента к проведенному уроку в конце лекционного материала.

Желаю успехов!

Домашнее задание:

- прочитать материал и просмотреть презентацию к уроку

- составить кратки конспект в тетради (красн. цветом выделено), ответить письменно на вопросы, ответить на рефлективный тест (выбрать один подходящий для себя вариант ответа).

Вопросы (ответить письменно):(слайд 27)

1. Какие углеводороды содержит бензин термического крекинга?

2. Какие углеводороды содержит бензин каталитического крекинга?

3. Бензин, какого крекинга более устойчив при хранении? Почему?

Срок выполнения: 01.12.2020 до 14.00 часов

Информация для студентов для обратной связи с Вами: (создание конференций): https://vk.com/club200110141- «11чс,12чс Химия»

Дата добавления: 2020-12-22; просмотров: 50; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!