Конспект урока «НЕФТЬ. СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ. НЕФТЕПРОДУКТЫ» по химии

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«СОШ № 15»

НЕФТЬ.

СПОСОБЫ ПЕРЕРАБОТКИ.

НЕФТЕПРОДУКТЫ.

Учитель химии МБОУ «СОШ № 15»

Ляхова Светлана Тимофеевна

Г. Братск 2012г.

Девиз урока

Узнать можно лишь тогда, когда учишься,

Дойти можно лишь тогда, когда идешь.

(Вьетнамская пословица)

Цели урока:

1. Обучающие:

• Познакомить учащихся с природным источником углеводородов – нефтью, ее составом, свойствами, способами переработки.

• Познакомить с экологическими проблемами, связанными с добычей и переработкой нефти.

2. Развивающие:

• Создать условия для становления навыков самостоятельной и коллективной работы.

• Осуществлять формирование общекультурных навыков владения культурой мышления и способности формировать понятия и суждения.

3. Воспитательные:

• Формировать умение видеть перспективы развития и основные подходы к решению проблем современности.

• Формировать гуманное отношение к биосфере в целом и человечеству в частности.

Задачи урока:

• Вызвать устойчивый интерес к изучаемой теме, мотивировать учебную деятельность побудить учащихся к активной работе на уроке и дома.

• Создать условия для целостного осмысления и обобщения информации учащимися.

• Сформировать у каждого учащегося собственное отношение к изучаемому материалу.

Оборудование:

• Пробирки с нефтью, вода, стаканы, коллекция «Нефть. Продукты переработки»

• Презентация.

ХОД УРОКА

Вступительное слово учителя:

Мы рождаемся и живем в мире продуктов и вещей, полученных из нефти. В истории человечества был каменный и железный век. Как знать, может быть, историки назовут наш век нефтяным или пластмассовым.

Нефть – титулованное полезное ископаемое. Ее величают и «королевой энергетики», и «царицей плодородия», а ее королевский сан в органической химии – «черное золото».

Нефть создала новую отрасль промышленности – нефтехимию.

И еще одно направление – микробиологическая переработка нефти на белок. Нашлись бактерии, которые хорошо живут на нефти, потребляя ее в пищу. Нефть исчезает, а бактерии растут. Постепенно образуется масса клеток бактерий, в основном – это белок. И, по всем данным хороший кормовой белок. Не изменит ли это баланс путей переработки нефти? Не изменит ли это структуру сельского хозяйства?

И так, сегодня на уроке мы говорим о нефти.

У вас на столах листочки с текстом:

ЧТО ВЫ УЖЕ ЗНАЕТЕ ОБ ЭТОМ?

Прочтите текст и сделайте пометки

+ - знаю, ? - не знаю, не уверен, хочу узнать.

1. Нефть - основной источник углеводородного сырья.

2. Нефть - сложная смесь - алканов, циклоалканов, ароматических углеводородов.

3.Чтобы разделить нефть на фракции ее подвергают перегонке.

4. При прямой перегонке нефти - бензин получается некачественный и небольшое количество.

5. Крекинг- вторичная переработка нефтепродуктов.

6. Крекинг-процесс разложения углеводородов нефти.

7. Крекинг - бензин более качественный.

8. Что означают марки бензина - А-92, А-80, А-96 ?

9. Нефть не только сырье топливной промышленности, но и сырье для органического синтеза.

10. 1литр разлитой нефти загрязняет 40 тысяч литров морской воды.

Поднимите руки те, у которых поставлены вопросы.

Внимательно работаем на уроке, делая записи в тетради, чтобы убрать эти вопросы.

С одной стороны, нефть – эффективное топливо, с другой – из нее можно получить много ценных продуктов.

В рамках нашего урока мы постараемся высказать свое видение, свое отношение к данной проблеме. Возможно в дальнейшем, вы в своей практической деятельности сможете предложить пути решения данной проблемы. Для этого необходимо выявить более узкие вопросы, касающиеся данной темы, осветить и разобрать их.

Сегодня мне помогает группа учащихся 10 класса.

Стадия осмысления.

Нефть – как источник углеводородов.

1. Исторические сведения.

Нефть известна очень давно. Археологи установили, что ее добывали и использовали уже за 5 тысяч лет до н.э. Наиболее древние промыслы известны на берегах Евфрата, в Керчи, в китайской провинции Сычуань. Происхождение самого слова «нефть» следует искать в языках народов Малой Азии, «набата» - просачиваться. Упоминание о нефти, так же встречается во многих рукописных книгах. В библии говорится о смоляных ключах в окрестностях Мертвого моря (СЛАЙД).

2. Теории происхождения нефти.

Их три: минеральная, органическая, космическая.

Минеральная теория. Первым высказал эту теорию А. Гумбольдт. Опыты ученых 1860 – 1870 годов по неорганическому синтезу углеводородов послужили основой для развития этой теории. В 1867 году Д.И. Менделеев сформулировал гипотезу минерального происхождения нефти, согласно которой нефть образуется на больших глубинах при высокой температуре при взаимодействии воды с корбидами металлов:

2FeC + 3H₂O = Fe₂O₃ + C₂H₆

В первой половине 20 века интерес к гипотезе минерального происхождения нефти угас.

Органическая теория. Основы этой теории были положены М.В. Ломоносовым в середине 18 века. Биогенной теории придерживались академики В.И. Вернадский и И.М. Губкин. Нефть образовалась из остатков наземной растительности, которые сносились в водоемы. Один из доводов в пользу этой теории – наличие в составе нефти спор и пыльцы растений, азотсодержащих соединений, ведущих свое происхождение из хлорофила растений и гемоглобина животных.

Космическая теория. В 1892 году М.А. Соколовым была выдвинута гипотеза космического происхождения нефти. Суть ее сводилась к минеральному синтезу углеводородов из простых веществ, но на первоначальной, космической стадии формирования Земли. В основе этой гипотезы были данные о наличии углерода и водорода в хвостах комет и углеводородов в метеорита.

Но «ко времени, когда из Земли будет извлечен последний баррель нефти, еще не будут создана гипотеза ее образования» С. Пауэрс (геолог).

Нефть – одно из достояний Земли, но до сих пор так и нет ни одной правильной версии о ее происхождении.

3. Состав нефти.

В химическом отношении нефть сложная смесь углеводородов и углеродистых соединений. Она состоит из следующих элементов (СЛАЙД).

C – 83-87%

H – 12-14%

O, N, S – 1-2%

Углеводороды

Алканы Циклоалканы Ароматические

70%

Неуглеводороды + H₂O 1%

Сера Азот Кислород Водород

29%

4. Физические свойства (СЛАЙД)

На столах учащихся пробирки с нефтью.

а) рассмотрите пробирку с нефтью, определите цвет, запах, физическое состояние

б) поместите несколько нефти капель в воду, что наблюдаете?

5. Добыча нефти.

Добывают нефть посредством скважин, фонтанным способом. Этот способ применяется с 60-ых годов 19 века. В пластах нефть находится под давлением и вытесняется на поверхность, но постепенно давление выравнивается, и тогда его создают искусственно. Бурят 2 скважины – в одну пускают газ под определенным напором, через другую скважину вытесняется нефть.

6. Основные месторождения (СЛАЙД)

В мире открыто более 27 тысяч нефтяных месторождений. Анализируя распределение мировых ресурсов приходим к выводу, что исключительная роль приходится на юго-западную Азию, а именно 2/3 мировых ресурсов нефти залегают в странах Персидского залива (СА, Ирак, ОАЭ, Кувейт, Иран). В России около 2/3 нефти добывается в Тюменской области, около 1/4 нефти в Волго-Уральском районе. На все остальные районы приходится лишь 7/8 общероссийской нефти. На территории Иркутской области расположены Верхнечонское месторождение, Савостьяновское нефтяное месторождение. На сегодня Восточная Сибирь по величине прогнозных ресурсов нефти и газа относится к числу наиболее благоприятных геологических объектов в материковой части России. Общая оценка прогнозных извлекаемых ресурсов углеводородов в пределах Иркутской области составляет по нефти 2050 млн. тонн.

Велико значение строящегося нефтепровода «Восточная Сибирь – Тихий океан». Нефтепровод ВСТО способствует освоению территории Восточной Сибири и Дальнего Востока. Это строительство стимулирует поиск новых и ввод в эксплуатацию существующих нефтяных месторождений.

7. Способы переработки нефти

• Физический способ (первичная переработка нефти)

• Химический способ (вторичная переработка, перерабатывается не сама нефть, а фракции, полученные в процессе первичной переработки нефти)

Физический способ.

Историческая справка (СЛАЙД)

Впервые создали устройство для перегонки нефти братья Дубинины. С 1823 года они стали вывозить фотоген (керосин) многими тысячами пудов из Моздока внутрь России. Завод был прост: котел в печке, из котла идет труба через бочку с водой в пустую бочку. Бочка с водой – холодильник, пустая – приемник для керосина. Из 30 ведер нефти получали 16 ведер керосина.

Современная перерабатывающая установка.

Состоит из трубчатой печи и ректификационной колонны (СЛАЙД). По трубопроводу в печь подается нефть, где она нагревается до температуры 320⁰-350⁰ и в виде смеси жидкости и паров поступает в колонну. Внутри колонна имеет горизонтальные перегородки с отверстиями, так называемые тарелки. Пары нефти подаются в колонну через отверстия, поднимаются вверх постепенно, охлаждаются и сжижаются. Менее летучие остаются на первых тарелках, более летучие поднимаются вверх. При этом выделяют следующие фракции (классу заполнить таблицу). Учебник стр. _______

Фракции нефти

Остаток после перегонки – мазут, тоже подвергают вакуумной переработке (при пониженном давлении) и получают солярные масла, смазочные масла, оставшаяся часть – гудрон.

Недостаток перегонки – малый выход бензина (20%).

Химический способ.

Крекинг нефтепродуктов (выход бензина до 70%) (СЛАЙД, видеофильм)

Данный способ изобретен русским инженером В.Г. Шуховым в 1891 году. В России стал осуществляться только после Великой Октябрьской революции. Цель – получение бензинов, непредельных углеводородов. Сырье – соляровые фракции. Процесс крекинга заключается в расщеплении молекул углеводорода с длинной углеродной цепью на более короткие под действием температуры

C₁₆H₃₄ C₈H₁₈ + C₈H₁₆

Гексадекан октан октен

C₈H₁₈ C₄H₁₀ + C₄H₈

Октан бутан бутен

C₄H₁₀ C₂H₆ + C₂H₄

Бутан этан этен

При термическом крекинге образуется много микромолекул, которые можно использовать для получения спиртов, карбоновых кислот, ВМС. Бензин получается низкого качества.

Каталитический крекинг происходит в присутствии катализатора. Наряду с реакциями расщепления идут реакции изомеризации, образуется разветвленные углеводороды. Непредельных углеводородов нет, поэтому бензин более устойчив, качество высокое. Получают авиационный бензин.

Для улучшения качества бензина проводят:

Пиролиз – разложение нефтепродуктов при температуре 700⁰. Получают этилен, ацетилен.

Риформинг – процесс ароматизации бензина (получают ароматические углеводороды). СЛАЙД

8. Характеристика бензина. (СЛАЙД)

Октановое число. Детонационная стойкость бензина.

9. «Нефть – не топливо. Топить можно и ассигнациями» Д.И. Менделеев.

Изучая природные богатства России, Д.И. Менделеев в первые указал на необходимость использования нефти в качестве химического сырья, не топлива (СЛАЙД).

Анилин

Между нефтью – топливом, и нефтью – химическим сырьем идет борьба. Продукты переработки нефти широко используются, но они создают большие экологические проблемы.

10. Экологические проблемы (СЛАЙД) «Нефтяная чума» (Сообщение)

11. Заключительный этап. Рефлексия. Составление Синквейна.

Нефть

Маслянистая, темная

Горит, растекается, разлагается

Нефть – топливо и сырье для синтеза

Богатство страны

12. Домашняя работа:

• Задача: найти формулу углеводорода, если массовая доля в нем углерода 92,3%, водорода 7,7%, плотность газа по водороду равна 39.

• Найти объем воздуха, который потребуется для сжигания 1 моль бензина состава С₇Н₁₆.