Bài 37. Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên

BÀI 5 :
NGUỒN HIĐROCACBON
TỪ THIÊN NHIÊN
BÀI 5 :
NGUỒN HIĐROCACBON TỪ THIÊN NHIÊN
NHÓM THỰC HiỆN: TỔ 2 LỚP 10 HOÁ 1
CHÀO MỪNG CÁC BẠN
ĐẾN VỚI PHẦN TRÌNH BÀY
CỦA TỔ 2
Than mỏ
(than béo, than mỡ)
1000oC
Không có không khí
Than cốc
CaC2
CaC2
C2H2
C2H2
C2H2
A. THAN MỎ
I. Khí lò cốc:

là một hỗn hợp khí gồm chủ yếu là hiđrô ( ~ 60%) và metan (~ 25%), còn lại là õit của các bon, một số HC khí khác metan, amoniac, nitơ, hơi benzen chưa ngưng tụ.
- Khí lò cốc được dung làm nhiện liệu cho lò cốc, lò luyện kim, đun nấu… và tổng hợp amoniac.
II. Nhựa than mỏ:
- Nhựa than mỏ và dung dịch amoniac trong nước là phần lỏng tự tách ra thành hai lớp. Lớp nước ( dd amoniac ) có thể đem axit hoá để điều chế phân bón. Lớp nhựa màu đen hoặc nâu sẫm ( nhựa than mỏ) chứa nhiều HC thơm và phenol).
Chưng cất nhựa than mỏ
Dầu nhẹ : benzen, toluen, xilen…
Dầu trung: naphtalen, phenol, piriđin…
Dầu nặng : crezol, xilenol, quinolin…
Dầu antraxen : antraxen, phenantren…
Bã dầu : hắc ín

80 – 170oC
170 - 230oC
230 – 270oC
270 – 350oC
B. DẦU MỎ
I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ – TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN

- Dầu mỏ là chất lỏng sánh, có màu từ nâu đến đen, có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước và không tan trong nước.

- Dầu mỏ được khai thác từ các mỏ dầu dưới lòng đất( trong lục địa cũng như ngoài thềm lục địa)
Đất sét
Đá vôi
Nước
Sa thạch
Dầu
Muối
Ga tự nhiên
Nguồn dầu
Nguồn dầu
Đá vôi
Giàn khoan
ống bùn
Động cơ
Mũi khoan
Máy bơm bùn
Mũi khoan nhỏ
Vỏ bọc
Bàn quay
Chất lỏng truyển lên
II.Thành phần dầu mỏ



-Dầu mỏ là những hỗn hợp phức tạp của hàng trăm hiđrocacbon khác nhau.
-Thành phần nguyên tố của dầu mỏ thừờng như sau: C ( 82 – 87 %) ; H (11 – 14 %) ; S( 0,01 – 7 %) ; O (0,01 – 7%) ; N( 0,01 – 2 %).

-Các hiđrocacbon trong dầu mỏ được chia thành 3 nhóm chính:
+ Các ankan bao gồm metan và các đồng đẳng khác nhau có thể tới C50
+Các xicloankan gồm chủ yếu là những đồng đẳng của xiclopentan và xiclohexan.
+Các aren bao gồm benzen, toluen, xilen, naphtalen, metylnaphtalen….


III. Chưng cất dầu mỏ
và các sản phẩm chưng cất dầu mỏ
1. Chưng cất phân đoạn trong phòng thí nghiệm:


2. Chưng cất phân đoạn dầu mỏ:


CÁC PHÂN ĐOẠN DẦU MỎ THU ĐƯỢC KHI CHƯNG CẤT Ở ÁP SUẤT THƯỜNG
-Phần còn lại sau khi chưng cất ở áp suất thường là một chất lỏng nhớt màu đen nâu ( chiếm 40 – 50 %) gọi là mazut.

-Khi chưng cất mazut dưới áp suất thấp ta còn thu được dầu nhờn ( để bôi trơn máy), vazơlin ( hỗn hợp các hiđrocacbon lỏng và rắn, dùng trong y học) và parafin ( hỗn hợp các hiđrocacbon rắn, dùng làm nến và chất cách điện). Chất bã còn lại là hắc ín ( dùng để tải đường).
* Tất cả quá trình chưng cất dầu mỏ để tách lấy các sản phẩm như trên được gọi là tinh cất, hoặc thông thường gọi là “ lọc dầu”
-Chất lượng của xăng được đánh giá bằng chỉ số octan: chỉ số octan cnàg cao chứng tỏ xăng càng tốt.
Qui ước:
+ 2,2,2 – trimetylpentan ( isooctan) có chỉ số octan la 100
+ n-heptan có chỉ số octan bắng 0
+ một loại xăng nào đó có chỉ số octan là a có giá trị tương đương với loại xăng gồm a% isooctan và ( 100 – a)% n-heptan
*Chỉ số octan của hiđrocacbon giảm dần theo thứ tụ sau:

Aren > Anken có nhánh > Ankan có nhánh > Xicloankan có nhánh > Anken không nhánh > Xicloankan không nhánh > Ankan không nhánh
IV. Chế biến dầu mỏ bằng
các phương pháp hoá học
1. Crakinh :
Crakinh là quá trình bẻ gãy phân tử hiđrocacbon mạch dài thành các phân tử hiđrocacbon ngắn hơn nhờ tác dụng của nhiệt ( crakinh nhiệt ) hoặc của xúc tác và nhiệt ( crakinh xúc tác)
a.Crakinh nhiệt:
Crakinh nhiệt thực hiện ở nhiệt đọc trên 700 – 900 o C chủ yếu nhắm tạo ra eten, propen, buten và penten dùng làm monome để sản xuất polime.
CH3[CH2]4CH3
700-9000C
Crackinh nhiệt
CH4,C2H4,C3H6,C2H6
C3H8 ,C4H8,C4H10
C5H10, C5H12,C6H12,H2
b.Crakinh xúc tác
Crakinh xúc tác chủ yếu nhằm chuyển hiđrocacbon mạch dài của các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao thành xăng nhiên liệu.
C21-C35
Crakinh xúc tác
400-5000C
Aluminosilicat (70 -90% SiO2 , 10 -25%Al2O3) + HF
Khi crakinh:C1-C4
Xăng:C5-C11 , hàm lượng
Ankan có nhanh, xicloankan
Và arencao nên chỉ số octan
cao
Kerosen:C10-C16 và điezen
C16-C21
2.Rifominh:
Rifominh là quá trình dùng xúc tác và nhiệt biến đổi cấu trúc của hiđrocacbon từ không phân nhánh thành phân nhánh, từ không thơm thành thơm.
Trong quá trình rifominh xảy ra 3 loại phản ứng chủ yếu sau đây:
+ Đehiđro hoá xicloankan thành aren.

xt, to



+ Đehiđro hoá đóng vòng ankan thành aren.

CH3 (CH2 )4CH3 xt, to + 4 H2


+ Đồng phân ankan mạch thẳng thành ankan mạch nhánh.

(CH3)2CHCH2CH2CH3
CH3(CH2)4CH3
CH3CH2CH(CH3 )CH2CH3



+ 3H2
C. KHÍ MỎ DẦU VÀ
KHÍ THIÊN NHIÊN


I.Khí mỏ dầu:
Khí mỏ dầu còn gọi là khí đông hành có trong các mỏ dầu, một phần tan
trong dầu mỏ và một phần tách thành lớp khí ở phía trên lớp dầu.

II.Khí thiên nhiên:
Khí thiên nhiên có nhiều trong các mỏ khí, tại đó khí tích tụ trong các lớp
xốp ở những độ sâu khác nhau và được bao bọc bởi các lớp không khí thấm
nước và khí như đất sét


Khí dầu mỏ và khí thiên nhiên
Nhiên liệu
C3H8 , C4H10
Nguyên liệu cho công nghiệp hoá học
CH4 : dùng cho nhà máy điện, sản xuất ancol metylic, anđehit fomic…
C2H6 : điều chế etilen sản xuất nhựa PE
C4H10 : điều chế cao su tổng hợp…