Муніципальне бюджетне загальноосвітній заклад
"Середня загальноосвітня школа № 3"
Реферат
на тему: "Нафта"
Виконала: Рибалкіна Дарина
Учениця 10 Б класу
Перевірила: Мухамадіева О.З.
Стерлітамак
2008
Згадки про сочиться з гірських порід коричневою або темно-бурого маслянистої рідини зі специфічним запахом зустрічаються в працях стародавніх істориків і географів - Геродота, Плутарха, Страбона, Плінія Старшого.
Вже в ті давні часи люди навчилися використовувати "кам'яне масло" (лат. petroleum), як назвав нафту Агрікола. Найбільш широке застосування в давнину знайшли важкі нафти - тверді або в'язкі речовини, які зараз називають Асфальт та бітум.
Асфальт здавна використовували при мощенні доріг, для промазування стінок водних резервуарів та днищ кораблів. Вавилоняни змішували його з піском і волокнистими матеріалами і прийняли під час спорудження будівель.
Рідка нафту в Єгипті і Вавилоні вживалася в якості дезинфікуючої мазі, а також як бальзамує речовина. Народи Близького Сходу використовували її в світильниках замість масла. А візантійці обстрілювали ворожі кораблі горщиками, наповненими сумішшю нафти і сірки, як запальними снарядами. Це грізна зброя увійшло в історію під назвою "грецький вогонь".
Проте лише в ХХ столітті нафта стала основною сировиною для виробництва палива і безлічі органічних сполук.
Під дією ряду бактерій відбувається розкладання органічних речовин і виділяється водень, необхідний для перетворення органічного матеріалу в нафту ...
Академіком Н.Д. Зелінським, професором В.А. Соколовим і рядом інших дослідників велике значення в процесі нафтоутворення надавалося радіоактивним елементам. Дійсно, доведено, що органічні речовини під дією альфа-променів розпадаються швидше і при цьому утворюються метан і ряд нафтових вуглеводнів.
Академік Н.Д. Зелінський і його учні встановили, що велику роль у процесі нафтоутворення грають каталізатори.
У більш пізніх роботах академік Зелінський довів, що входять до складу тваринних і рослинних залишків пальмітовая, стеаринова та інші кислоти при впливі хлористого алюмінію в умовах порівняно невисоких температур (150-400 0) утворюють продукти, по хімічному складу, фізичним властивостям і зовнішньому вигляду схожі на нафту. Професор А.В. Фрост установив, що замість хлористого алюмінію - каталізатора, відсутнього в природі, - його роль в процесі нафтоутворення грають звичайні глини, глинисті вапняки й інші породи, що містять глинисті мінерали.
Перегонкою нафти займалися вже в середні віки в Закавказзі, на Західній Україні, в Малій Азії. А піонерами тут були, мабуть, стародавні араби, які використовували одержувані в такий спосіб нафтопродукти як освітлювального "масла". Першу в світі заводську нафтоперегінних установку спорудив на початку ХVIII ст., Коли з'явилася потреба в пальному для побутових гасових ламп. Перший час у них просто заливали нафту, Найбільше цінувалися так звані легкі нафти, що містять в основному вуглеводні з низькою температурою кипіння. Але їх не вистачало, і з кожним роком все гостріше ставала потреба в інших нафтопродуктах з аналогічними властивостями.
У 1823 р. на Північному Кавказі, в районі міста Моздока, була споруджена промислова установка для перегонки нафти. В Англії подібний процес почали освоювати лише з 1848 р. по технології, запропонованої інженером Джеймсон Янгом. А в 1853 р. канадський хімік і геолог Абрахам Геснер отримав патент на виробництво з нафти палива, яке він назвав гасом.
Перше докладне дослідження перегонки нафти було вироблено американським хіміком Бенджаміном Салліманом, а першу в США промислову установку побудували в 1859 р. в місті Тітусвілле (штат Пенсільванія).
Спочатку в таких установках використовували перегінний куб, а в середині 80-х рр.. ХІХ ст. на зміну йому прийшли кубові батареї, Якщо в куб після завершення циклу перегонки потрібно було заливати нову порцію нафти, то батареї діяли безперервно подача нафти в них йшла постійно.
Перший завод для очищення нафти був побудований у Росії на Ухтинському нафтовому промислі. У період царювання Єлизавети Петрівни. У Петербурзі і в Москві тоді для висвітлення користувалися свічками, а в малих містах і в селах - скіпами. Але вже і тоді в багатьох церквах горіли "невгасимі" лампади. У лампади наливалося гарно масло, яке було не чим іншим, як сумішшю очищеної нафти з рослинною олією.
З появою ламп збільшився попит на гас.
Крок перший. Термічний крекінг.
З появою в кінці 19 століття двигунів внутрішнього згоряння, паливом для яких служив бензин, почався справжній нафтовий бум. Стрімко розширюється парк автомобілів, літаків вимагав все більше і більше пального, що представляє собою низкокипящие легкі вуглеводні нафти. Тим часом бензин тоді отримували шляхом простої перегонки сирої нафти (він так і називався - прямогонний), і його не вистачало, та й якості він був невисокого.
Почався пошук нових процесів перетворення фракцій прямої перегонки нафти в бензин. Зрештою дослідження показали, що при нагріванні нафти до 450 - 550 С під тиском у кілька атмосфер частина важких вуглеводнів розщеплюється, перетворюючись на більш легкі, як правило невизначеного будови, При цьому ароматичні і насичені циклічні вуглеводні, що мають довгі бічні ланцюги, втрачають їх . У результаті продуктом перегонки виявляється широкий спектр вуглеводнів, з яких основну частину складає бензинова фракція.
У 1913 році американець Вільям Бертон розробив технологію термічного крекінгу. Перша промислова установка, заснована на цьому методі, була створена компанією "Стендард Ойл" в 1916 р. Так дешеві важкі фракції стали джерелом бензину, і ефективність використання "чорного золота" зросла, Якщо в 1909 р. з 100 літрів нафти, що переробляється отримували тільки 11 л бензину, то 1929 р. - вже 44 л.
Крок другий. Каталітичний крекінг.
Удосконалення двигунів внутрішнього згоряння вимагало бензину, який володів би надійною детонаційної стійкістю - не вибухав при стисненні всередині камери. Такий показник характеризується октановим числом: чим воно вище, тим краще детонаційна стійкість, при термічному крекінгу ж октанове число: чим воно вище, тим краще детонаційна стійкість, При термічному ж крекінгу октанове число получающегося бензину було невисоким, та й вихід пального залишав бажати кращого.
Рішення було знайдено після відкриття франко - американським інженером і автогонщиком Еженом Гудрам (1892 - 1962) в 1936 р. процесу крекінгу вуглеводнів на каталізаторі, Таким каталізатором виявився алюмосилікат - з'єднання, що містить суміш оксидів алюмінію і кремнію, Використовуючи його при переробці важких газойлів та мазуту , можна збільшити вихід бензину і легких газойлів до 80%.
Незважаючи на те що основу як термічного, так і каталітичного крекінгу становить руйнування складних органічних молекул до більш простих, що відбуваються при цьому реакції і одержувані продукти суттєво різняться. При каталітичному крекінгу великі вуглеводневі молекули розпадаються на частини під дією не тільки температури, але і каталізатора, завдяки якому процес йде при більш низькій температурі (450 - 500 С). При цьому, на відміну від термічного крекінгу, утворюється більше ізомерних розгалужених вуглеводнів, а значить, підвищується октанове число бензину; алициклические вуглеводні перетворюються на ароматичні (відбувається так звана ароматизація нафти). Якість, в тому числі детонаційна стійкість, бензину, отриманого методом каталітичного крекінгу, значно підвищується.
Перші установки каталітичного крекінгу були створені компаніями "Сан Ойл" і "Соконі - Вккум"
До кінця 30 - х рр.. в Сполучених Штатах, а після Другої світової війни - в нашій країні і в Європі цей процес став одним з основних.
Спочатку каталізаторами крекінгу служили звичайні природні глини, Потім вони були замінені синтетичними аморфними алюмосиликатами, які використовувалися аж до початку 70-х рр.. А пізніше на зміну їм прийшли каталізатори на основі цеолітів - кристалічних, не аморфних силікатів. Нині відомо понад 100 модифікацій таких промислових каталізаторів.
Крок третій. Риформінг.
Потреба в високоякісним паливі для транспорту стимулювала розробку ще одного процесу "облагородження" бензинових фракцій. Було встановлено, що октанове число бензину тим вище, чим більше в ньому міститься ароматичних вуглеводнів.
В основі нового технологічного процесу, що став потужним ривком вперед, лежить відкрита і досліджена в 20-х років Н.Д. Зелінським реакція ароматизації насичених вуглеводнів в присутності каталізаторів на основі благородних металів. Метали платинової групи здійснюють справжні дива: в їхній присутності насичені вуглеводні при підвищених температурах перевищуються в ізоалкени і циклічні алкани (нафтени), а останні - до відповідних ароматичні з'єднання.
Завдяки каталізатором частка ароматичних сполук у суміші улеводородов зростає з 10 до 60% Такий каталітичний процес переробки фракцій перегонки нафти одержав назву риформінгу.
Перші промислові установки каталітичного риформінгу з'явилися наприкінці 40 - х рр.. в США. У них використовували каталізатори, які складаються з оксидів молібдену та алюмінію. Зараз застосовуються каталізатори, що містять платину, а процес отримав назву платформинга. Хоча платина коштує недешево, всі витрати компенсуються високим виходом ароматичних сполук; крім того, платиновий каталізатор стабільніше інших.
"Середня загальноосвітня школа № 3"
Реферат
на тему: "Нафта"
Виконала: Рибалкіна Дарина
Учениця 10 Б класу
Перевірила: Мухамадіева О.З.
Стерлітамак
2008
Метаморфози
Звично називаючи нафту "чорним золотом", ми не завжди замислюємося над тим, наскільки вірно це стало вже штампом визначення. А між тим нафту і справді найважливіше корисна копалина. Це справжня комора природи, головна "стратегічна рідина" наших днів, протягом усього ХХ ст. нерідко сваритися і мірівшая цілі держави. Знайомство людини з нею відбулося кілька тисячоліть тому.Згадки про сочиться з гірських порід коричневою або темно-бурого маслянистої рідини зі специфічним запахом зустрічаються в працях стародавніх істориків і географів - Геродота, Плутарха, Страбона, Плінія Старшого.
Вже в ті давні часи люди навчилися використовувати "кам'яне масло" (лат. petroleum), як назвав нафту Агрікола. Найбільш широке застосування в давнину знайшли важкі нафти - тверді або в'язкі речовини, які зараз називають Асфальт та бітум.
Асфальт здавна використовували при мощенні доріг, для промазування стінок водних резервуарів та днищ кораблів. Вавилоняни змішували його з піском і волокнистими матеріалами і прийняли під час спорудження будівель.
Рідка нафту в Єгипті і Вавилоні вживалася в якості дезинфікуючої мазі, а також як бальзамує речовина. Народи Близького Сходу використовували її в світильниках замість масла. А візантійці обстрілювали ворожі кораблі горщиками, наповненими сумішшю нафти і сірки, як запальними снарядами. Це грізна зброя увійшло в історію під назвою "грецький вогонь".
Проте лише в ХХ столітті нафта стала основною сировиною для виробництва палива і безлічі органічних сполук.
Під дією ряду бактерій відбувається розкладання органічних речовин і виділяється водень, необхідний для перетворення органічного матеріалу в нафту ...
Академіком Н.Д. Зелінським, професором В.А. Соколовим і рядом інших дослідників велике значення в процесі нафтоутворення надавалося радіоактивним елементам. Дійсно, доведено, що органічні речовини під дією альфа-променів розпадаються швидше і при цьому утворюються метан і ряд нафтових вуглеводнів.
Академік Н.Д. Зелінський і його учні встановили, що велику роль у процесі нафтоутворення грають каталізатори.
У більш пізніх роботах академік Зелінський довів, що входять до складу тваринних і рослинних залишків пальмітовая, стеаринова та інші кислоти при впливі хлористого алюмінію в умовах порівняно невисоких температур (150-400 0) утворюють продукти, по хімічному складу, фізичним властивостям і зовнішньому вигляду схожі на нафту. Професор А.В. Фрост установив, що замість хлористого алюмінію - каталізатора, відсутнього в природі, - його роль в процесі нафтоутворення грають звичайні глини, глинисті вапняки й інші породи, що містять глинисті мінерали.
Перегонка нафти
При поступовому нагріванні нафти можна послідовно виділяти продукти, у яких температура кипіння буде все вище і вище. Сполуки, що нуртують у певних інтервалах температур, об'єднуються в групи - фракції.Перегонкою нафти займалися вже в середні віки в Закавказзі, на Західній Україні, в Малій Азії. А піонерами тут були, мабуть, стародавні араби, які використовували одержувані в такий спосіб нафтопродукти як освітлювального "масла". Першу в світі заводську нафтоперегінних установку спорудив на початку ХVIII ст., Коли з'явилася потреба в пальному для побутових гасових ламп. Перший час у них просто заливали нафту, Найбільше цінувалися так звані легкі нафти, що містять в основному вуглеводні з низькою температурою кипіння. Але їх не вистачало, і з кожним роком все гостріше ставала потреба в інших нафтопродуктах з аналогічними властивостями.
У 1823 р. на Північному Кавказі, в районі міста Моздока, була споруджена промислова установка для перегонки нафти. В Англії подібний процес почали освоювати лише з 1848 р. по технології, запропонованої інженером Джеймсон Янгом. А в 1853 р. канадський хімік і геолог Абрахам Геснер отримав патент на виробництво з нафти палива, яке він назвав гасом.
Перше докладне дослідження перегонки нафти було вироблено американським хіміком Бенджаміном Салліманом, а першу в США промислову установку побудували в 1859 р. в місті Тітусвілле (штат Пенсільванія).
Спочатку в таких установках використовували перегінний куб, а в середині 80-х рр.. ХІХ ст. на зміну йому прийшли кубові батареї, Якщо в куб після завершення циклу перегонки потрібно було заливати нову порцію нафти, то батареї діяли безперервно подача нафти в них йшла постійно.
Перший завод для очищення нафти був побудований у Росії на Ухтинському нафтовому промислі. У період царювання Єлизавети Петрівни. У Петербурзі і в Москві тоді для висвітлення користувалися свічками, а в малих містах і в селах - скіпами. Але вже і тоді в багатьох церквах горіли "невгасимі" лампади. У лампади наливалося гарно масло, яке було не чим іншим, як сумішшю очищеної нафти з рослинною олією.
З появою ламп збільшився попит на гас.
Крок перший. Термічний крекінг.
З появою в кінці 19 століття двигунів внутрішнього згоряння, паливом для яких служив бензин, почався справжній нафтовий бум. Стрімко розширюється парк автомобілів, літаків вимагав все більше і більше пального, що представляє собою низкокипящие легкі вуглеводні нафти. Тим часом бензин тоді отримували шляхом простої перегонки сирої нафти (він так і називався - прямогонний), і його не вистачало, та й якості він був невисокого.
Почався пошук нових процесів перетворення фракцій прямої перегонки нафти в бензин. Зрештою дослідження показали, що при нагріванні нафти до 450 - 550 С під тиском у кілька атмосфер частина важких вуглеводнів розщеплюється, перетворюючись на більш легкі, як правило невизначеного будови, При цьому ароматичні і насичені циклічні вуглеводні, що мають довгі бічні ланцюги, втрачають їх . У результаті продуктом перегонки виявляється широкий спектр вуглеводнів, з яких основну частину складає бензинова фракція.
У 1913 році американець Вільям Бертон розробив технологію термічного крекінгу. Перша промислова установка, заснована на цьому методі, була створена компанією "Стендард Ойл" в 1916 р. Так дешеві важкі фракції стали джерелом бензину, і ефективність використання "чорного золота" зросла, Якщо в 1909 р. з 100 літрів нафти, що переробляється отримували тільки 11 л бензину, то 1929 р. - вже 44 л.
Крок другий. Каталітичний крекінг.
Удосконалення двигунів внутрішнього згоряння вимагало бензину, який володів би надійною детонаційної стійкістю - не вибухав при стисненні всередині камери. Такий показник характеризується октановим числом: чим воно вище, тим краще детонаційна стійкість, при термічному крекінгу ж октанове число: чим воно вище, тим краще детонаційна стійкість, При термічному ж крекінгу октанове число получающегося бензину було невисоким, та й вихід пального залишав бажати кращого.
Рішення було знайдено після відкриття франко - американським інженером і автогонщиком Еженом Гудрам (1892 - 1962) в 1936 р. процесу крекінгу вуглеводнів на каталізаторі, Таким каталізатором виявився алюмосилікат - з'єднання, що містить суміш оксидів алюмінію і кремнію, Використовуючи його при переробці важких газойлів та мазуту , можна збільшити вихід бензину і легких газойлів до 80%.
Незважаючи на те що основу як термічного, так і каталітичного крекінгу становить руйнування складних органічних молекул до більш простих, що відбуваються при цьому реакції і одержувані продукти суттєво різняться. При каталітичному крекінгу великі вуглеводневі молекули розпадаються на частини під дією не тільки температури, але і каталізатора, завдяки якому процес йде при більш низькій температурі (450 - 500 С). При цьому, на відміну від термічного крекінгу, утворюється більше ізомерних розгалужених вуглеводнів, а значить, підвищується октанове число бензину; алициклические вуглеводні перетворюються на ароматичні (відбувається так звана ароматизація нафти). Якість, в тому числі детонаційна стійкість, бензину, отриманого методом каталітичного крекінгу, значно підвищується.
Перші установки каталітичного крекінгу були створені компаніями "Сан Ойл" і "Соконі - Вккум"
До кінця 30 - х рр.. в Сполучених Штатах, а після Другої світової війни - в нашій країні і в Європі цей процес став одним з основних.
Спочатку каталізаторами крекінгу служили звичайні природні глини, Потім вони були замінені синтетичними аморфними алюмосиликатами, які використовувалися аж до початку 70-х рр.. А пізніше на зміну їм прийшли каталізатори на основі цеолітів - кристалічних, не аморфних силікатів. Нині відомо понад 100 модифікацій таких промислових каталізаторів.
Крок третій. Риформінг.
Потреба в високоякісним паливі для транспорту стимулювала розробку ще одного процесу "облагородження" бензинових фракцій. Було встановлено, що октанове число бензину тим вище, чим більше в ньому міститься ароматичних вуглеводнів.
В основі нового технологічного процесу, що став потужним ривком вперед, лежить відкрита і досліджена в 20-х років Н.Д. Зелінським реакція ароматизації насичених вуглеводнів в присутності каталізаторів на основі благородних металів. Метали платинової групи здійснюють справжні дива: в їхній присутності насичені вуглеводні при підвищених температурах перевищуються в ізоалкени і циклічні алкани (нафтени), а останні - до відповідних ароматичні з'єднання.
Завдяки каталізатором частка ароматичних сполук у суміші улеводородов зростає з 10 до 60% Такий каталітичний процес переробки фракцій перегонки нафти одержав назву риформінгу.
Перші промислові установки каталітичного риформінгу з'явилися наприкінці 40 - х рр.. в США. У них використовували каталізатори, які складаються з оксидів молібдену та алюмінію. Зараз застосовуються каталізатори, що містять платину, а процес отримав назву платформинга. Хоча платина коштує недешево, всі витрати компенсуються високим виходом ароматичних сполук; крім того, платиновий каталізатор стабільніше інших.