|
Как мы изучаем НЕФТЬ И НЕФТЕПРОДУКТЫ
Предлагаю разработку повторительно-обобщающего урока-семинара по теме «Нефть, её переработка. Применение продуктов переработки нефти». Семинар проводится на сдвоенном уроке (80 мин).
Учитель. Из курсов истории, географии, экологии, химии вы уже многое знаете о нефти. Что такое нефть? Теплотехник на этот вопрос ответит: «Прекрасное высококалорийное топливо». Географ скажет: «Ценнейшее полезное ископаемое». Химик возразит: «Нет! Это сырьё для получения множества химических продуктов». Сегодня на уроке мы постараемся выяснить, кто из них прав и почему нефть называют «чёрным золотом».
Происхождение нефти
Заслушиваются доклады учащихся.
Нефть известна давно. Археологи установили, что её добывали и использовали уже за 4-6 тыс. лет до н. э. Наиболее древние промыслы известны на берегах Евфрата, в Керчи, китайской провинции Сычуань. Упоминания о нефти встречаются во многих древних рукописях и книгах. В частности, уже в Библии говорится о смоляных ключах в окрестностях Мёртвого моря.
Демонстрация таблицы «Разрез земного пласта».
В настоящее время установлено, что нефть имеет органическое происхождение, т. е. она, как и уголь, возникла в результате преобразования органических веществ. Осадочные бассейны — родина нефти. Любое море заселено множеством животных и растений. Но из всей морской биомассы ведущая роль в образовании нефти принадлежит микроорганизмам — планктону.
Месторождения нефти
Беседа с демонстрацией карты полезных ископаемых мира.
Учитель. Мировые запасы нефти оцениваются в 148 893 млн. тонн. Наиболее богаты нефтью Саудовская Аравия (23,8%), Россия (14,3%), Ирак (9,1%), Кувейт (8,7%), ОАЭ (7,5%), Иран (7,0%), США (2,2%).
Как видите, основные нефтеносные бассейны находятся на Ближнем Востоке. Это является одной из причин напряжённости в этом регионе, которая подогревается большими различиями в уровне доходов как между отдельными странами, так и внутри них. Иран, Ирак, Кувейт, Саудовская Аравия и ОАЭ владеют почти половиной мировых запасов нефти. Продажа нефти делает эти страны зависимыми от мировых цен. Между этими государствами идут затяжные региональные военные конфликты.
Где находятся месторождения нефти в России? (В Западной Сибири, в Волго-Уральском бассейне.)
Доклады учащихся.
В Среднем Приобье добывают 2/3 российской нефти, в основном на территории Ханты-Мансийского автономного округа, частично — в Ямало-Ненецком округе и Томской области. Это относительно молодой район нефтедобычи. Второй крупный район добычи нефти — Волго-Уральский. Здесь нефть добывают с 50-х гг. прошлого столетия. Нефтедобыча на территории России достигла своего максимума (5бО млн. тонн) в 1987 г. — тогда наша страна находилась на первом месте в мире. С тех пор началось её снижение, вызванное отработкой наиболее богатых месторождений, а также недостатком капиталовложений в эту отрасль.
С 1964 г. СССР, а теперь Россия, экспортирует нефть в европейские страны. Один из крупнейших в мире нефтепроводов (общая длина — около 5 тыс. км), построенный совместно СССР, Польшей, ГДР, Чехословакией, Венгрией на территории этих стран в 1960-1964 гг., берёт начало в г. Альметьевске (Республика Татарстан).
Нефтяная промышленность — наиболее молодая отрасль в Ульяновской области. Нефть разведана в Заволжье и в южных районах области, где начата её добыча и переработка. Разведанные, промышленно извлекаемые запасы составляют около 40 млн. тонн. Открыто 82 месторождения, из них 24 эксплуатируются. Ежегодно добывают более 300 тыс. тонн нефти, которая отправляется на нефтеперерабатывающие предприятия соседних областей и республик. Намечено строительство нефтеперерабатывающего завода производительностью 500 тыс. тонн в год.
Состав нефти
Доклад учащегося с демонстрацией фрагмента диафильма «Добыча и переработка нефти».
В состав нефти входят более 150 различных углеводородов. В зависимости от месторождения нефть имеет различный качественный и количественный состав. Так, нефть Мангышлака богата предельными углеводородами; бакинская нефть богата циклопара-финами и сравнительно бедна предельными углеводородами; значительно больше предельных углеводородов в грозненской, ферганской и западноукраинской нефти; пермская нефть содержит ароматические углеводороды.
Физические свойства нефти
Демонстрация образца нефти.
Рассмотрите образец и охарактеризуйте физические свойства нефти.
Учитель. Цвет нефти от светло-бурого до чёрного, она имеет характерный запах, легче воды и практически в ней не растворяется (на это свойство обратите внимание при рассмотрении вопроса об экологических последствиях нефтяного загрязнения).
Может ли быть у нефти определённая температура кипения? (Так как нефть — природная смесь различных углеводородов, у неё нет определённой температуры кипения.)
Учитель. На различии температур кипения компонентов основана промышленная перегонка нефти.
Промышленная переработка нефти
Беседа с демонстрацией схемы промышленной установки перегонки нефти, макета ректификационной колонны.
Учитель. Промышленная переработка нефти состоит в разделении её на фракции — группы веществ с близкими температурами кипения. В промышленности осуществляется в ректификационных колоннах.
Словарная работа. Фракция (от лат. разламывание) — часть сыпучего или кускового твёрдого материала либо жидкой смеси, выделенная по определённому признаку. Ректификация (от лат. простой) — разделение многокомпонентных жидких смесей на отдельные компоненты.
Сообщение учащегося о работе промышленной установки по перегонке нефти.
На чём основана перегонка нефти? (На разности температур кипения углеводородов, входящих в её состав.)
Учитель. При перегонке нефти выход бензина мал (не более 20/6). Количество полученного из нефти бензина можно значительно увеличить (до 65-70%) с помощью крекинга нефтепродуктов.
Словарная работа. Крекинг (от англ, расщепление) - процесс расщепления углеводородов, содержащихся в нефти, в результате которого образуются вещества с меньшим числом атомов углерода в молекуле.
Промышленный крекинг нефти был изобретён русским инженером В. Г. Шуховым в 1891 г. Трудно переоценить также вклад, внесённый В. Г. Шуховым в разработку способов транспортировки и хранения нефти и нефтепродуктов. Нефтепроводы, по которым нефть перекачивается на дальние расстояния, рассчитываются по формулам Шухова. Резервуары для хранения бензина и нефти возводятся по образцам, впервые построенным Шуховым. Если вы увидите на Волге нефтеналивные баржи, почти до самой палубы погружённые в воду, вспомните Шухова — они построены по расчётам этого замечательного русского инженера.
Различают два основных вида крекинга: термический и каталитический. Каталитический крекинг разработал русский химик-органик Н. Д. Зелинский.
Самостоятельная работа с учебником (авторы О. С. Габриелян, Ф. Я. Маскаев, С. Ю. Пономарёв, В. И. Теренин).
Инструкция
1. Прочитайте текст учебника.
2. Сравните термический и каталитический крекинг.
3. Ответьте на вопросы.
При какой температуре протекают процессы термического или каталитического крекинга?
В результате какого процесса получается бензин с большей детонационной стойкостью? более высокого качества? (Бензин каталитического крекинга обладает более высоким качеством. Процесс его получения протекает значительно быстрее, с меньшим расходом тепловой энергии. При каталитическом крекинге образуется относительно много углеводородов с разветвлённой цепью, представляющих большую ценность для органического синтеза.)
Учитель. При температуре выше 700 °С происходит пиролиз.
Словарная работа. Пиролиз (от греч. разложение огнем) — разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре.
Основные продукты пиролиза нефти — газообразные непредельные (этилен, ацетилен) и ароматические (бензол, толуол и др.) углеводороды. Так как пиролиз нефти является одним из важнейших путей получения ароматических углеводородов, этот процесс часто называют ароматизацией нефти.
Итак, при переработке нефти различными промышленными способами (перегонка, крекинг, пиролиз) получают множество ценных продуктов для органического синтеза,
Применение продуктов переработки нефти
Самостоятельная работа с коллекциями «Нефть и продукты её переработки» и учебником.
Инструкция
1. Прочитайте текст учебника.
2.Рассмотрите образцы нефтепродуктов из коллекции.
3.Выпишите названия продуктов, получаемых из нефти.
4.Ответьте на вопрос: почему Д. И. Менделеев писал: «Нефть — не топливо, топить можно и ассигнациями»? (Нефть является ценным сырьём для производства многих органических веществ.)
Экологические последствия нефтяного загрязнения
Доклад учащегося с демонстрацией схемы «Экологические последствия нефтяного загрязнения».
Нефть — самый стойкий загрязнитель океанических вод. Ежегодно в моря и океаны попадает 6-10 млн. тонн нефти. Известно, что одна тонна нефти, растекаясь (вспомните, что нефть легче воды), образует на поверхности пятно площадью 12 км2. В нефтяных плёнках аккумулируются пестициды, ионы тяжёлых металлов, т. е. как бы складируются токсиканты, представляющие большую опасность для жизнедеятельности живых организмов.
Учитель. Существуют разные способы борьбы с нефтяным загрязнением. Корабли-нефтесборщики с помощью поверхностно-активных веществ собирают с поверхности воды нефтяную плёнку. Некоторые бактерии способны использовать компоненты нефти в качестве пищи, преобразуя её в безвредные продукты своей жизнедеятельности. Понятно, что именно использование культур этих бактерий - наиболее экологически безопасный и перспективный путь борьбы с загрязнением окружающей среды нефтью в процессе её добычи, транспортировки и переработки.
Закрепление материала Кроссворд
По вертикали. 1. Перегонка нефти.
По горизонтали. 1. Разложение органических веществ без доступа воздуха при высокой температуре. 2. Фракция, выделенная в процессе перегонки при температуре 70-120 °С. 3. Расщепление углеводородов, содержащихся в нефти. 4. Основной продукт пиролиза нефти. 5. Один из продуктов крекинга нефти, используемый в качестве охлаждающей жидкости для двигателя автомобиля. 6. Маслянистая жидкость от светло-бурого до чёрного цвета с характерным запахом. 7. Фракция, выделяемая в процессе перегонки нефти при температуре 150-200 °С. 8. Наука об отношениях растительных и животных организмов между собой и с окружающей средой. 9. Остаток после перегонки нефти. 10. Отдельная часть нефти. 11. Остаток после перегонки мазута. 12. Иное название процесса пиролиза нефти.
Ответы
По вертикали. 1. Ректификация.
По горизонтали. 1. Пиролиз. 2. Бензин. 3- Крекинг. 4. Этилен. 5- Антифриз. 6. Нефть. 7. Лигроин. 8. Экология. 9- Мазут. 10. Фракция. 11. Битум. 12. Ароматизация.
Подведение итогов урока
Учитель. В настоящее время нефтехимия даёт почти четверть всей химической продукции. «Чёрное золото» раскрыло перед человеком все свои изумительные возможности химического перевоплощения.
Нефть - богатство мира. Она играет огромную роль как в политике государств, так и в их экономике. И скорее всего в обозримом будущем ничто не сможет стать заменой нефти.
Обсуждение докладов, оценка деятельности учащихся.
О.M. Соседова
Вечерняя (сменная) школа № 9, Ульяновск
|
