|
|
| Строка 1: |
Строка 1: |
| - | '''[[Гіпермаркет Знань - перший в світі!|Гіпермаркет Знань]]>>[[Хімія|Хімія]]>>[[Хімія 11 клас|Хімія 11 клас]]>> Хімія: Нафта. Склад, властивості нафти. Продукти перегонки нафти, їх застосування. Детонаційна стійкість бензину'''
| |
| | | | |
| - | <br>
| |
| - |
| |
| - | За фізичними властивостями нафта – це густа оліїста рідина зі специфічним запахом, темно-бурого чи чорного кольору, легша за воду і нерозчинна в ній. Нафта різних родовищ відрізняється за складом, густиною, кольором, запахом тощо.
| |
| - |
| |
| - | Нафта не є індивідуальною речовиною, це суміш близько 1000 різних речовин, серед яких переважають рідкі насичені вуглеводні, в ній також містяться домішки сульфуро-, нітрогено-, оксигеновмісних органічних сполук, водний розчин неорганічних солей.
| |
| - |
| |
| - | Нафта відома людям здавна. Її почали використовувати близько 5000 років тому в місцях, де вона просякала на поверхню грунту. Горючість нафти помітити було неважко, тому й застосовувалась вона переважно як паливо, для освітлення, а також як мастило. Нафтопродукти використовувалися стародавньою медициною у вигляді мазей, для бальзамування мумій тощо. Сирою нафтою обробляли днища кораблів для гідроізоляції. Стародавні шумери застосовували нафтовий бітум як будівельний матеріал, у Китаї нафта використовувалась з військовою метою.
| |
| - |
| |
| - | Нафта входила до складу відомого в стародавні часи так званого «грецького вогню», що займався від контакту з водою і спалив не один військовий корабель. Погасити його можна було тільки піском.
| |
| - |
| |
| - | Нафту видобувають з надр Землі через свердловини. Іноді під час буріння вона спершу викидається на поверхню під тиском, потім до свердловини закачують повітря, вуглекислий газ чи воду, які витискують нафту. З районів видобутку до місць переробки нафту перевозять сушею (в залізничних цистернах), морем чи рікою (у танкерах) або перекачують нафтопроводами.
| |
| - |
| |
| - | Перегонка нафти.
| |
| - |
| |
| - | Не всі з вас бачили сиру нафту, але всі знають, що таке бензин, гас, вазелін, мазут. Ці продукти є нафтовими фракціями, що утворюються внаслідок перегонки нафти.
| |
| - |
| |
| - | У чому полягає цей процес? Як суміш речовин нафта не має певної температури кипіння, а переходить у газуватий стан у широкому інтервалі температур. Нафту можна розділити на складові частини (фракції) із значно вужчими інтервалами температур кипіння за допомогою методу фракційної перегонки. Нафтові фракції – теж не індивідуальні речовини, хоча й містять близькі за складом і властивостями сполуки.
| |
| - |
| |
| - | Цей процес можна відтворити в лабораторії. Нагріємо нафту в колбі з приєднаним водяним холодильником. При цьому низько киплячі її компоненти переходять у газуватий стан, охолоджуються, конденсуються. Подальшим нагріванням до вищої температури можна виділити іншу фракцію і так далі.
| |
| - |
| |
| - | На виробництві перегонка здійснюється у ректифікаційній колоні.
| |
| - |
| |
| - | Під час перегонки нафти ніяких хімічних змін із продуктами не відбувається, спосіб базується на різних фізичних властивостях, а саме: різних температурах кипіння речовин, що входять до складу нафти. Але є способи її переробки, під час яких відбуваються хімічні реакції, коли речовини зазнають змін складу і будови. Їх ми розглянемо нижче.
| |
| - |
| |
| - | Крекінг нафтопродуктів.
| |
| - |
| |
| - | Серед продуктів перегонки нафти в побуті донедавна найширше використовувався гас: для освітлення (у гасових лампах), приготування їжі (примуси). Потім гас було замінено у багатьох випадках електроенергією і природним газом. Водночас розвиток автомобільної промисловості потребував усе більшої кількості пального для двигунів. Зрослі потреби не задовольнялися перегонкою нафти, при якій залишається значна частина продуктів з високою температурою кипіння. Проблема була розв’язана завдяки переробці високо киплячих фракцій на низько киплячі, що становить основу пального.
| |
| - |
| |
| - | Як виявилося, під час нагрівання до 400 ⁰С і вище вуглеводні. Що входять до кладу мазуту, газойлю. Розкладаються на вуглеводні з низькою молекулярною масою.
| |
| - |
| |
| - | Цей процес називається крекінгом. Крекінг здійснюють за високої температури (термічний крекінг) або за наявності каталізатора (каталітичний крекінг), що дає змогу значно знизити температуру процесу.
| |
| - |
| |
| - | Переробка нафти не обмежується перегонкою і крекінгом. За допомогою інших, технічно і хімічно складніших процесів добувають різноманітні за складом і будовою органічні продукти, що широко використовуються самі по собі, а також як сировина для хімічної промисловості.
| |
| - |
| |
| - | Галузь виробництва, що займається переробкою нафтопродуктів, називається нафтохімією.
| |
| - |
| |
| - | Застосування нафтопродуктів.
| |
| - |
| |
| - | Нафта відіграє надзвичайно велику роль у житті людства, у розвитку цивілізації. Насамперед це одне із найважливіших джерел енергії, що вивільнюється в результаті спалення нафтопродуктів. Крім того, хімічною переробкою нафти добувають незліченну кількість речовини, що використовуються, без перебільшення, скрізь, куди не поглянемо.
| |
| - |
| |
| - | У результаті хімічної переробки чорна олійна рідина перетворюється на волокна і пластмаси, на запашні і вибухові речовини. Ліки і барвники. Чим глибша переробка нафти, тим більше корисних продуктів можна добувати з неї.
| |
| - |
| |
| - | Можна сказати, що ми залежимо від нафти, оскільки поки що вона незамінна як сировина для синтезу і для виробництва пального. На жаль, ще й сьогодні у вигляді пального більша частина нафтопродуктів спалюється (до 87% видобутку) і лише 13 використовується для хімічної переробки.
| |
| - |
| |
| - | Людство давно усвідомило, що нафта – надто цінна хімічна сировина, щоб спалювати її у вигляді пального. До того ж, ресурси цієї копалини на планеті швидко скорочуються. У звязку з цим постає питання про заміну нафти
| |
| - | як джерела енергії і сировини.
| |
| - |
| |
| - | Принципово ця проблема може бути розв’язана за рахунок
| |
| - | використання вугілля, запаси якого в природі значно більші. Ніж запаси нафти. У
| |
| - | вугіллі міститься вільний вуглець, який можна перетворити на різні речовини
| |
| - | хімічним способом. Однак таке перетворення потребує значних матеріальних
| |
| - | затрат, отже продукт, добутий з вугілля, буде дорожчим, ніж добутий з нафти. У
| |
| - | промисловості розроблено технологію виробництва рідкого пального з вугілля. Під
| |
| - | час другої світової війни у Німеччині, яка не має власних джерел нафти, саме з
| |
| - | вугілля виробляли пальне, мастила тощо. Проте поки що використання цього методу
| |
| - | економічно не доцільне.
| |
| - |
| |
| - | Інший шлях заміни нафтопродуктів – використання органічних відходів та біомаси, основною складовою якої є органічна сполука целюлоза.
| |
| - |
| |
| - | Пальне для двигунів внутрішнього згорання буває різних сортів, що характеризуються так званим «октановим числом» - 76, 92, 93, 95 тощо.
| |
| - |
| |
| - | Швидкість згоряння пального залежить від того, які вуглеводні входять до його складу. Бензин, що складається переважно з гексану С<sub>6</sub>Н<sub>14</sub>, гептану С<sub>7</sub>Н<sub>16</sub> і октану С<sub>8</sub>Н<sub>18</sub> лінійної будови, згоряє надто швидко і спричинює детонацію. Найліпші антидетонаційні характеристики мають вуглеводні розгалуженої будови, зокрема ізооктан.
| |
| - |
| |
| - | За умовною шкалою ізооктану надане «октанове число» 100, а гептану – 0. Суміші вуглеводнів, що входять до складу бензину різних сортів, мають проміжні октанові числа, причому чим вищі, тим кращий сорт бензину, вища його детонаційна стійкість.
| |
| - |
| |
| - | Очевидно, для поліпшення якості пального доцільно застосовувати такі процеси переробки нафти, завдяки яким утворюються вуглеводні розгалуженої будови, зокрема процес каталітичної ізомеризації.
| |
