Bài 48. Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên

- 0 / 0
(Tài liệu chưa được thẩm định)
Nguồn: TRẦN HOÀNG YẾN
Người gửi: Mai Yến
Ngày gửi: 16h:19' 26-04-2011
Dung lượng: 10.1 MB
Số lượt tải: 219
Nguồn: TRẦN HOÀNG YẾN
Người gửi: Mai Yến
Ngày gửi: 16h:19' 26-04-2011
Dung lượng: 10.1 MB
Số lượt tải: 219
Số lượt thích:
0 người
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
1
THPT CHUYÊN NGUYỄN DU - DAKLAK
LỚP 11A2 - 2011
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
2
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
3
TRẦN HOÀNG YẾN
TRẦN MINH ĐỨC
TRẦN THỊ PHƯƠNG THẢO
MAI VĂN DŨNG
HỒ LÊ HỒNG THỦY TIÊN
NGUYỄN THỊ THANH THỦY
DANH SÁCH NHÓM
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
4
Bài 48: NGUỒN HIDROCACBON
THIÊN NHIÊN
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
5
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
6
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
7
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
8
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
9
Trữ lượng , phân bố khí mỏ dầu và khí thiên nhiên
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
10
Khí mỏ dầu
Khí thiên nhiên
Than mỏ
Dầu mỏ
Ngu?n hidrocacbon
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
11
A- D?U M?
I/ Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí, thành phần hóa học
Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí
Hỗn hợp lỏng , màu nâu đen, có mùi đặc trưng , nhẹ hơn nước và không tan trong nước.
Được khai thác từ các mỏ dầu dưới lòng đất
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
12
2. Thành phần hóa học:
Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp gồm
Hàng trăm hidrocacbon thuộc các loại
ankan, xicloankan, aren (chiếm số lượng lớn)
Các chất hữu cơ chứa oxi, nito, lưu huỳnh
(chiếm một lượng nhỏ)
Vết các chất vô cơ (một lượng rất ít)
Thành phần nguyên tố
83 – 87% C
11 – 14% H
0.01 – 7% S
0.01 – 7% O
0.01 – 2% N
Phần nhỏ kim loại nặng
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
13
3. Khai thác
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
14
- Muốn khai thaùc dầu mỏ, người ta khoan những lỗ khoan goïi laø giếng dầu.
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
15
- Khi khoan truùng lớp dầu lỏng, dầu tự phun leân do aùp suất cao của khí dầu mỏ.
khí
D?u
Nu?c
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
16
II. Chưng cất dầu mỏ
1. Chưng cất dưới áp suất thường:
a) Chưng cất phân đoạn trong phòng thí nghiệm:
Hỗn hợp hơi càng lên cao càng giàu hợp phần có nhiệt độ sôi cao đã bị ngưng đọng dầu từ dưới lên.
Ống sinh hàn
Hỗn hợp cần phân tách
Cột cất phân đoạn
Nhiệt kế
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
17
b) chưng cất phân đoạn dầu mỏ
Dầu thô sau khi sơ chế loại bỏ nước, muối ? chưng cất ở áp suất thường trong các tháp chưng cất phân đoạn liên tục ? đưa đi sử dụng hoặc được chế biến tiếp
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
18
Các phân đoạn chưng cất dầu mỏ ở áp suất thường
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
19
2. Chưng cất dưới áp suất cao:
Phân đoạn sôi ở nhiệt độ <180oC được chưng cất tiếp ở áp suất cao. Nhờ đó, người ta tách được phân đoạn C1 - C2, C3 - C4 ? nhiên liệu khí hoặc khí hóa lỏng hoặc dẫn sang nhà máy sản xuất hóa chất.
Phân đoạn lỏng (C5 - C6) gọi là ete dầu hỏa
? dung môi hoặc nguyên liệu cho nhà máy hóa chất.
Phân đoạn (C6 - C10) là xăng, nhưng do chất lượng thấp nên phải qua chế hóa bằng phương pháp rifominh
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
20
3. Chưng cất dưới áp suất thấp
Phần còn lại sau khi chưng cất ở áp suất thường (có thể chiếm tới 40% dầu thô) gọi là cặn mazut.
Khi chưng cất căn mazut dưới áp suất thấp, người ta thu được dầu nhờn (để bôi trơn máy), vazelin và parafin (dùng trong y dược, dùng làm nến,.). Cặn đen còn lại gọi là atphan dùng để rải đường
?Tinh cất, hoặc thông thường gọi là "lọc dầu".
- Chế hóa dầu mỏ nhằm:
+ Đáp ứng nhu cầu về số lượng, chất lượng xăng làm nhiên liệu.
+ Đáp ứng nhu cầu về nguyên liệu cho công nghiệp hóa chất.
III/ Chế biến dầu mỏ bằng phương pháp hóa học
Chế biến dầu mỏ bằng phương pháp hoá học: là biến đổi cấu tạo hoá học các hiđrocacbon của dầu mỏ.
CHỈ SỐ OCTAN
Chất lượng của xăng được đo bằng chỉ số octan.
Chỉ số octan càng cao thì khả năng chống kích nổ càng tốt chất lượng xăng càng tốt.
- Chỉ số octan của hiđrocacbon giảm dần theo thứ tự:
Aren > Anken có nhánh > Ankan có nhánh > Xicloankan có nhánh > Anken không nhánh > Xicloankan không nhánh > Ankan không nhánh.
Hai phương pháp chủ yếu chế hoá dầu mỏ là rifominh và crackinh.
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
25
1.Phương pháp rifominh
Rifominh là qua trình dùng chất xúc tác và nhiệt biến đổi cấu trúc của hiđrocacbon từ không nhánh thành phân nhánh ,từ không thơm thành thơm. (CH3)2CHCH2CH(CH3)2
CH3 + H2
t0,xt
CH3[CH2]5CH3 xt,t
+3H2
Sơ đồ rifominh
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
27
t0,xt
- Tách hiđrô – đóng vòng ankan thành xicloankan.
t0,xt
- Tách hiđrô của xicloankan thành hiđôcacbon thơm.
t0,xt
Ví dụ:
n-hexan
2-metylpentan
3-metylpentan
n-hexan
Xiclohexan
Xiclohexan
benzen
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
28
Phân loại :
Crackinh nhiệt
Crackinh xúc tác
crackinh
Phân tử hiđrocacbon
mạch dài
Phân tử hiđrocacbon
mạch gắn hơn
t0
t0, xúc tác
* Crackinh xúc tác
400 - 4500C
Auminosilicat
(75-90% SiO2,
10-25% Al2O3) + HF
C21-C35
CRACKINH XÚC TÁC
- Khí crackinh: C1- C4
- Xăng : C5 - C11, hàm lượng
ankan có nhánh, xicloankan
và aren cao nên chỉ số octan
cao.
Kerosen : C10 – C16 và
điezen : C16 – C21
* Crackinh nhiệt:
CH3[CH2]4CH3
700-9000C
CH4+ CH2= CH2 + CH3CH=CH2
C2H6 + C3H8 + C4H8 + C4H10 +
C5H10+ C5H12 + C6H12 + H2
15%
40%
20%
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
30
Sơ đồ chưng cất, chế hóa và ứng dụng của dầu mỏ
Chưng cất dưới áp suất thấp
Crackinh
Rifominh
Chưng cất dưới áp suất cao
Dầu nhờn
Dầu diezen
Tách tạp chất chứa lưu hùynh
Dầu hỏa
Xăng
Khí
Nhiên liệu khí
Khí hóa lỏng
80°C
180°C
220°C
260°C
300°C
340°C
380°C
Nhựa đường (Atphan)
Chưng cất dưới
áp suất thường
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
31
B. KHÍ THIÊN NHIÊN VÀ KHÍ MỎ DẦU:
1. Nguồn gốc và thành phần:
- Có nhiều trong mỏ khí
- Tích tụ trong các lớp đất, đá xốp ở những độ sâu khác nhau.
-Có trong các mỏ dầu
-1 phần tan trong dầu mỏ, phần lớn được tích tụ lại thành lớp khí phía trên lớp dầu.
- Thành phần chủ yếu là CH4 (95%) và một số đồng đẳng thấp của CH4 như C2H6, C3H8, C4H10, một số khí vô cơ như N2, CO2, H2S, H2,……
- Thành phần gồm CH4 (50%-70%) thể tích) và một số ankan khác với thành phần cao hơn.
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
32
2.CHẾ BIẾN, ỨNG DỤNG CỦA KHÍ THIÊN NHIÊN VÀ KHÍ DẦU MỎ
Khí mỏ dầu
Khí thiên nhiên
Loại bỏ H2S Nén và
Làm lạnh
khí hóa lỏng dùng làm nhiên liệu cho công nghiệp, đời sống
CHẾ BIẾN KHÍ
CH4: dùng cho nhà máy điện, sứ, đạm, sản xuất ancol metylic, anđehit fomic…
C2H6: điều chế etilen để sản xuất nhựa PE.
Ứng dụng
- Khí thiên nhiên và khí mỏ dầu được dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện.
- Khí thiên nhiên và khí mỏ dầu còn là nguồn nguyên liệu và nhiên liệu quan trọng.
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
34
C.THAN MỎ:
-Than mỏ: là phần còn lại của cây cỏ cổ đại đã bị biến hóa.
- Có 3 loại than chính: than gầy, than mỡ và than nâu, trong đó than mỡ được dùng để chế than cốc và cung cấp một lượng nhỏ hiđrocacbon.
Khi nung nóng than đá ở 10000C trong ĐK không có không khí, các hợp chất hữu cơ lẫn trong than bay ra còn lại than cốc
Hơi bay ra khi cốc hoá than đá được ngưng tụ và phân tách thành khí lò cốc và nhựa than đá:
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
35
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
37
1. Chưng khô than béo
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
38
80-1700C
170-2300C
230-2700C
Dầu nhẹ:
benzen,toluen,xilen,…
Dầu trung chứa naphtalen,phenol piridin
Dầu nặng. chứa crezol, xilenol, quinolin,….
2. Chưng cất
Nhựa than đá
Cặn còn lại là hắc ín dùng để rải đường
Mỏ dầu ở Trung Đông
Giàn khoan
Nhà máy lọc dầu
Khu chế biến dầu
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
40
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
1
THPT CHUYÊN NGUYỄN DU - DAKLAK
LỚP 11A2 - 2011
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
2
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
3
TRẦN HOÀNG YẾN
TRẦN MINH ĐỨC
TRẦN THỊ PHƯƠNG THẢO
MAI VĂN DŨNG
HỒ LÊ HỒNG THỦY TIÊN
NGUYỄN THỊ THANH THỦY
DANH SÁCH NHÓM
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
4
Bài 48: NGUỒN HIDROCACBON
THIÊN NHIÊN
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
5
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
6
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
7
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
8
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
9
Trữ lượng , phân bố khí mỏ dầu và khí thiên nhiên
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
10
Khí mỏ dầu
Khí thiên nhiên
Than mỏ
Dầu mỏ
Ngu?n hidrocacbon
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
11
A- D?U M?
I/ Trạng thái tự nhiên, tính chất vật lí, thành phần hóa học
Trạng thái tự nhiên và tính chất vật lí
Hỗn hợp lỏng , màu nâu đen, có mùi đặc trưng , nhẹ hơn nước và không tan trong nước.
Được khai thác từ các mỏ dầu dưới lòng đất
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
12
2. Thành phần hóa học:
Dầu mỏ là một hỗn hợp phức tạp gồm
Hàng trăm hidrocacbon thuộc các loại
ankan, xicloankan, aren (chiếm số lượng lớn)
Các chất hữu cơ chứa oxi, nito, lưu huỳnh
(chiếm một lượng nhỏ)
Vết các chất vô cơ (một lượng rất ít)
Thành phần nguyên tố
83 – 87% C
11 – 14% H
0.01 – 7% S
0.01 – 7% O
0.01 – 2% N
Phần nhỏ kim loại nặng
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
13
3. Khai thác
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
14
- Muốn khai thaùc dầu mỏ, người ta khoan những lỗ khoan goïi laø giếng dầu.
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
15
- Khi khoan truùng lớp dầu lỏng, dầu tự phun leân do aùp suất cao của khí dầu mỏ.
khí
D?u
Nu?c
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
16
II. Chưng cất dầu mỏ
1. Chưng cất dưới áp suất thường:
a) Chưng cất phân đoạn trong phòng thí nghiệm:
Hỗn hợp hơi càng lên cao càng giàu hợp phần có nhiệt độ sôi cao đã bị ngưng đọng dầu từ dưới lên.
Ống sinh hàn
Hỗn hợp cần phân tách
Cột cất phân đoạn
Nhiệt kế
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
17
b) chưng cất phân đoạn dầu mỏ
Dầu thô sau khi sơ chế loại bỏ nước, muối ? chưng cất ở áp suất thường trong các tháp chưng cất phân đoạn liên tục ? đưa đi sử dụng hoặc được chế biến tiếp
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
18
Các phân đoạn chưng cất dầu mỏ ở áp suất thường
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
19
2. Chưng cất dưới áp suất cao:
Phân đoạn sôi ở nhiệt độ <180oC được chưng cất tiếp ở áp suất cao. Nhờ đó, người ta tách được phân đoạn C1 - C2, C3 - C4 ? nhiên liệu khí hoặc khí hóa lỏng hoặc dẫn sang nhà máy sản xuất hóa chất.
Phân đoạn lỏng (C5 - C6) gọi là ete dầu hỏa
? dung môi hoặc nguyên liệu cho nhà máy hóa chất.
Phân đoạn (C6 - C10) là xăng, nhưng do chất lượng thấp nên phải qua chế hóa bằng phương pháp rifominh
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
20
3. Chưng cất dưới áp suất thấp
Phần còn lại sau khi chưng cất ở áp suất thường (có thể chiếm tới 40% dầu thô) gọi là cặn mazut.
Khi chưng cất căn mazut dưới áp suất thấp, người ta thu được dầu nhờn (để bôi trơn máy), vazelin và parafin (dùng trong y dược, dùng làm nến,.). Cặn đen còn lại gọi là atphan dùng để rải đường
?Tinh cất, hoặc thông thường gọi là "lọc dầu".
- Chế hóa dầu mỏ nhằm:
+ Đáp ứng nhu cầu về số lượng, chất lượng xăng làm nhiên liệu.
+ Đáp ứng nhu cầu về nguyên liệu cho công nghiệp hóa chất.
III/ Chế biến dầu mỏ bằng phương pháp hóa học
Chế biến dầu mỏ bằng phương pháp hoá học: là biến đổi cấu tạo hoá học các hiđrocacbon của dầu mỏ.
CHỈ SỐ OCTAN
Chất lượng của xăng được đo bằng chỉ số octan.
Chỉ số octan càng cao thì khả năng chống kích nổ càng tốt chất lượng xăng càng tốt.
- Chỉ số octan của hiđrocacbon giảm dần theo thứ tự:
Aren > Anken có nhánh > Ankan có nhánh > Xicloankan có nhánh > Anken không nhánh > Xicloankan không nhánh > Ankan không nhánh.
Hai phương pháp chủ yếu chế hoá dầu mỏ là rifominh và crackinh.
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
25
1.Phương pháp rifominh
Rifominh là qua trình dùng chất xúc tác và nhiệt biến đổi cấu trúc của hiđrocacbon từ không nhánh thành phân nhánh ,từ không thơm thành thơm. (CH3)2CHCH2CH(CH3)2
CH3 + H2
t0,xt
CH3[CH2]5CH3 xt,t
+3H2
Sơ đồ rifominh
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
27
t0,xt
- Tách hiđrô – đóng vòng ankan thành xicloankan.
t0,xt
- Tách hiđrô của xicloankan thành hiđôcacbon thơm.
t0,xt
Ví dụ:
n-hexan
2-metylpentan
3-metylpentan
n-hexan
Xiclohexan
Xiclohexan
benzen
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
28
Phân loại :
Crackinh nhiệt
Crackinh xúc tác
crackinh
Phân tử hiđrocacbon
mạch dài
Phân tử hiđrocacbon
mạch gắn hơn
t0
t0, xúc tác
* Crackinh xúc tác
400 - 4500C
Auminosilicat
(75-90% SiO2,
10-25% Al2O3) + HF
C21-C35
CRACKINH XÚC TÁC
- Khí crackinh: C1- C4
- Xăng : C5 - C11, hàm lượng
ankan có nhánh, xicloankan
và aren cao nên chỉ số octan
cao.
Kerosen : C10 – C16 và
điezen : C16 – C21
* Crackinh nhiệt:
CH3[CH2]4CH3
700-9000C
CH4+ CH2= CH2 + CH3CH=CH2
C2H6 + C3H8 + C4H8 + C4H10 +
C5H10+ C5H12 + C6H12 + H2
15%
40%
20%
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
30
Sơ đồ chưng cất, chế hóa và ứng dụng của dầu mỏ
Chưng cất dưới áp suất thấp
Crackinh
Rifominh
Chưng cất dưới áp suất cao
Dầu nhờn
Dầu diezen
Tách tạp chất chứa lưu hùynh
Dầu hỏa
Xăng
Khí
Nhiên liệu khí
Khí hóa lỏng
80°C
180°C
220°C
260°C
300°C
340°C
380°C
Nhựa đường (Atphan)
Chưng cất dưới
áp suất thường
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
31
B. KHÍ THIÊN NHIÊN VÀ KHÍ MỎ DẦU:
1. Nguồn gốc và thành phần:
- Có nhiều trong mỏ khí
- Tích tụ trong các lớp đất, đá xốp ở những độ sâu khác nhau.
-Có trong các mỏ dầu
-1 phần tan trong dầu mỏ, phần lớn được tích tụ lại thành lớp khí phía trên lớp dầu.
- Thành phần chủ yếu là CH4 (95%) và một số đồng đẳng thấp của CH4 như C2H6, C3H8, C4H10, một số khí vô cơ như N2, CO2, H2S, H2,……
- Thành phần gồm CH4 (50%-70%) thể tích) và một số ankan khác với thành phần cao hơn.
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
32
2.CHẾ BIẾN, ỨNG DỤNG CỦA KHÍ THIÊN NHIÊN VÀ KHÍ DẦU MỎ
Khí mỏ dầu
Khí thiên nhiên
Loại bỏ H2S Nén và
Làm lạnh
khí hóa lỏng dùng làm nhiên liệu cho công nghiệp, đời sống
CHẾ BIẾN KHÍ
CH4: dùng cho nhà máy điện, sứ, đạm, sản xuất ancol metylic, anđehit fomic…
C2H6: điều chế etilen để sản xuất nhựa PE.
Ứng dụng
- Khí thiên nhiên và khí mỏ dầu được dùng làm nhiên liệu cho các nhà máy nhiệt điện.
- Khí thiên nhiên và khí mỏ dầu còn là nguồn nguyên liệu và nhiên liệu quan trọng.
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
34
C.THAN MỎ:
-Than mỏ: là phần còn lại của cây cỏ cổ đại đã bị biến hóa.
- Có 3 loại than chính: than gầy, than mỡ và than nâu, trong đó than mỡ được dùng để chế than cốc và cung cấp một lượng nhỏ hiđrocacbon.
Khi nung nóng than đá ở 10000C trong ĐK không có không khí, các hợp chất hữu cơ lẫn trong than bay ra còn lại than cốc
Hơi bay ra khi cốc hoá than đá được ngưng tụ và phân tách thành khí lò cốc và nhựa than đá:
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
35
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
37
1. Chưng khô than béo
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
38
80-1700C
170-2300C
230-2700C
Dầu nhẹ:
benzen,toluen,xilen,…
Dầu trung chứa naphtalen,phenol piridin
Dầu nặng. chứa crezol, xilenol, quinolin,….
2. Chưng cất
Nhựa than đá
Cặn còn lại là hắc ín dùng để rải đường
Mỏ dầu ở Trung Đông
Giàn khoan
Nhà máy lọc dầu
Khu chế biến dầu
10/20/2005
BICH HANH.HOANG QUOC VIET
40
 







Các ý kiến mới nhất