Подготовка к ЕГЭ по химии 2021: 26(П) Природные источники углеводородов, их переработка. Химическое загрязнение окружающей среды и его последствия

ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДОВ

ВАЖНЕЙШИЕ ИСТОЧНИКИ УГЛЕВОДОРОДОВ

1. Природный газ: Россия, Алжир, Иран, США

2. Нефть: Россия, Саудовская Аравия, Кувейт, Иран, Азербайджан

3. Попутный нефтяной газ

4. Каменный уголь

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ

смесь газообразных углеводородов различного происхождения, заполняющие поры и пустоты горных пород, рассеянных в почве

Состав: 98%СН4, 2% - С2Н6, С3Н8, С4Н10, N2, CO2, H2, H2S

Применение:

1.Топливо на 90%

2. Химическое сырье на 10% (сажа, водород, ацетилен, растворители)

ПОПУТНЫЙ НЕФТЯНОЙ ГАЗ - «шапка» над нефтью»

Смесь углеводородов сопутствующие нефти и выделяющиеся при её добыче

Состав: 30-40% - СН4 7,5% - С2Н6, 21,8% - С3Н8, 20,5% -С4Н10
Примеси - N2,CO2, Н2О,Н2S

Применение:

Раньше сжигали, сейчас улавливают и используют:

1.Топливо

2. Химическое сырье - получают: пластмассы, каучуки, сухой газ, пропан- бутановую смесь, газовый бензин

НЕФТЬ - маслянистая горючая жидкость темного цвета, легче воды, имеет специфический запах, не растворяется в воде, не имеет определенной температуры кипения

Состав:

Сложная смесь углеводородов (150)– алканов, циклоалканов, аренов линейного и разветвленного строения

Способы переработки:

Физические: ректификация

Химические: алкилирование, крекинг, ароматизация

КАМЕННЫЙ УГОЛЬ

Происхождение: горная порода осадочного происхождения (каменноугольный период)

Состав: сложная смесь ВМС, С, Н2, N2, O2 ,S

ПЕРЕРАБОТКА

Коксование (пиролиз) – разложение веществ без доступа кислорода при высокой температуре

ПРОДУКТЫ:

Кокс: Чистый уголь С

Коксовый газ: СН4, N2, CO2, CO, Н2, NН3

Каменноугольная смола: C6H6 и его гомологи, C6H5OH, гетероциклические соединения

NH4OH, C6H5OH, H2S

ПЕРЕРАБОТКА НЕФТИ

фракционная перегонка
термический крекинг
каталитический крекинг
риформинг
гидрокрекинг
другие процессы

ФРАКЦИОННАЯ ПЕРЕГОНКА НЕФТИ (РЕКТИФИКАЦИЯ НЕФТИ)

Физический способ разделения смеси компонентов с различными температурами кипения.

Перегонка осуществляется в особых установках – ректификационных колоннах.

Ректификация – разделение многокомпонентных жидких смесей на отдельные компоненты.

В них поступающая нефть нагревается примерно до 320° С, и разогретые продукты подаются на промежуточные уровни.

В колонне может быть от 30 до 60 расположенных с определенным интервалом поддонов и желобов, на которых и конденсируются продукты перегонки.

Фракция – часть сыпучего или кускового твердого материала либо жидкой смеси, выделенная по определенному признаку.

Фракции переработки нефти:

Газовая
Бензин
Лигроин
Керосин
Дизельное топливо
Мазут

Самая ценная вторая фракции

КРЕКИНГ

Непрямая переработка нефти- процесс расщепления нефтепродуктов на углеводороды с меньшим числом атомов С

ВИДЫ КРЕКИНГА

1. ТЕРМИЧЕСКИЙ: расщепление молекул углеводородов на алканы и алкены нормального строения

Условия: t=450-5500С, р=2-7 МПА

Продукты крекинга: сырье для получения спиртов, карбоновых кислот, ВМС

Недостаток : бензин малопригоден для использования в качестве моторного топлива, т.к. быстро осмоляется, за счет непредельных углеводородов

2. КАТАЛИТИЧЕСКИЙ – расщепление молекул углеводородов на алканы и алкены разветвленного строения

Условия: t=450-5000С, каt. nAl2O3* mSiO2

Продукты крекинга: углеводороды разветвленного строения(сырье для химической промышленности.

Бензин обладает высоким качеством – с большим октановым числом и детонационной стойкостью.

3. ГИДРОКРЕКИНГ - процесс превращения парообразной нефти в бензин и реактивное топливо под действием водорода при высоком давлении, повышенной температуре и наличии катализатора (на основе вольфрама, никеля или платины).

«Гидроочистка» - гидрирование дистиллятов при невысоких требованиях к выходам продукции, главным образом для удаления серы из сырья.

ПРОЦЕССЫ, ПРОИСХОДЯЩИЕ ПРИ КРЕКИНГЕ

1. АРОМАТИЗАЦИЯ - Пиролиз нефти, риформинг, «облагораживание бензина»

Непрямая химическая переработка бензиновых и лигроиновых фракций при t =500-5400С, каt., p c целью получения высокооктановых бензинов.

Результат: Алканы → циклоалканы→ ароматические (повышение октанового числа бензина)

АЛКИЛИРОВАНИЕ

Процесс введения в молекулы соединений радикалов CH3, C2H5

Используется для получения высокооктанового топлива, ПАВ, инсектицидов, антиокислителей

КАЧЕСТВО БЕНЗИНА определяется детонационной устойчивостью.

Количественным показателем качества бензина является октановое число.

АИ – 92 показывает, что данное горючие имеет такую же детонационную устойчивость, как смесь 92% изооктана и 8% н – гептана.

Для повышения октанового числа используют процесс РИФОРМИНГА низкосортных сортов бензина, который подвергают нагреванию в присутствии катализаторов (платины).

Экологические проблемы использования нефтепродуктов

1.Нефть загрязняет океан при аварийных ситуациях, возникающих на танкерах, разрывах морских трубопроводов, авариях на морских буровых.

2. Ежегодно в океан сливается 2.5 млн.т нефти.

3. Непосредственное отравление живых организмов с летальным исходом.

4. Негативные изменения в среде обитания.

Охрана окружающей среды

1.Необходимо удалять из нефтепродуктов серу и азот, чтобы при сжигании топлива в атмосферу не попадали их оксиды.

2. Необходимо охранять среду от загрязнения отходами производства нефтью и нефтепродуктами.

3. Коксохимические производства обязательно должны быть оборудованы пылеуловителями.

При загрузке шихты и выдаче 1 т. угля выбрасывается 0,75кг. пыли, 0,55кг. сероводорода, 0,07кг. аммиака, 0,0004кг. цианидов, 0,13кг. фенола,0,16кг. аренов.

Нефть самый стойкий загрязнитель океанических вод. Ежегодно в моря и океаны попадает 6-10 млн. тонн нефти. Одна тонна нефти растекаясь образует на поверхности пятно площадью 12 км2.

ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
И ЕЕ ПОСЛЕДСТВИЯ

ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ - загрязнение газообразными и жидкими химическими соединениями и отдельными элементами, а так же их твердыми фракциями.

ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ

ИСТОЧНИКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

теплоэлектростанции
цементные заводы
металлургические предприятия
отопления жилищ
работы транспорта
сжигания топлива для нужд промышленности
сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов

ПОСЛЕДСТВИЯ:

Фотохимический туман (смог)

Состав :озон, оксиды азота и серы,фотооксиданты .

УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ

наличие в атмосфере
высокой концентрации оксидов азота;
углеводородов и других загрязнителей;
интенсивной солнечной радиации;
безветрие.

ПУТИ РЕШЕНИЯ:

контроль за выбросами в атмосферу различных загрязняющих веществ;
сокращение количества единиц транспорта;
выведение предприятий за пределы города;
увеличение высоты труб;
установка фильтров на предприятиях.

ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД

ВРЕДНЫЕ ПРИМЕСИ

минеральные соли
кислоты
щелочи
глинистые частицы
нефть
нефтепродукты
органические остатки
пестициды
тяжелые металлы: ртуть, свинец, кадмий, цинк, медь

ПОСЛЕДСТВИЯ

происходит повышение температуры воды в водоемах на 6-8°С;
уменьшается растворимость кислорода;
ухудшается водообмен между поверхностным и донным слоем.

ХИМИЧЕСКОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ

ИСТОЧНИКИ:

Пестициды
Кислотные дожди
Попадание сточных вод

ПОСЛЕДСТВИЯ

гибель полезных насекомых в почве;
гибель растений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ:

Проблема химического загрязнения среды- глобальная проблема человечества.
Химическое загрязнение затрагивает все сферы географической оболочки Земли.
Проблема химического загрязнения требует всестороннего изучения и решения, а также участия всех стран мира( в реализации экологических программ).

Из-за блокировщика рекламы некоторые функции на сайте могут работать некорректно! Пожалуйста, отключите блокировщик рекламы на этом сайте.