Bài giảng Tiết 64: Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên

GIÁO ÁN ĐIỆN TỬGV: VŨ THỊ LENTRƯỜNG THPT CHUYÊN BẮC NINHNGUỒN HIĐROCACBON THIÊN NHIÊNTIẾT 64Dầu mỏKhí dầu mỏThan mỏKhí thiên nhiênNguồn hiđrocacbon thiên nhiênA. Dầu mỏ.I. Trạng thái thiên nhiên, tính chất vật lý, thành phần hoá học.- Dầu mỏ là hỗn hợp lỏng, sánh, màu sẫm mùi đặc trưngLớp khíLớp dầuLớp nước mặnSơ đồ cấu tạo mỏ dầu- Nhẹ hơn nước, không tan trong nước.1.Trạng thái thiên nhiên, tính chất vật lý.1. Iran	4. Arập Saudi	7. Libia	10. Nigiêria	 2. Irac	5. Arập 	8. Venezuela	11. Ecuador3. Kuwait	6. Qatar	9. Angiêria	12. Gabon	13.InđônesiaỞ Việt NamDầu mỏ ở nước ta chủ yếu tập trung ở thềm lục địa phía nam2.Thành phần hoá học của dầu mỏEm hãy cho biết dầu mỏ bao gồm những hợp chất nào?- Dầu mỏHiđrocacbon: ankan, xicloankan, aren (chủ yếu)Chất hữu cơ chứa oxy, nitơ, lưu huỳnh (lượng nhỏ)- Thành phần nguyên tố thường:	83-87%C; 0,01-7%S	11-14%H; 0,01-7% O	0,01-2%N	Ngoài ra còn lượng rất nhỏ kim loại nặngChất vô cơ (rất ít)II. Chưng cất dầu mỏ- Chưng cất dầu mỏ dùng phương pháp chưng cất phân đoạn  tách các chất có tos khác nhau không nhiều.Dầu mỏ (dầu thô)Chưng cất ở p thường* Chưng cất phân đoạn dầu mỏPhân đoạn dầu nhẹ(C1-C10)170-400oCPhân đoạn dầu trung (C10-C30)>400oCPhân đoạn dầu nặng (C>30)30Cặn mazutChưng cất áp suất thấp lấy nguyên liệu cho crăckinh, dầu nhờn, parafin, nhựa rải đường- Đối với phân đoạn tos400oC (chiếm 40% lượng dầu thô): Dùng phương pháp chưng cất phân đoạn ở áp suất thấpC>30 (cặn marut)Phân đoạn linh độngDầu nhờnVazơlin, parafinLàm nhiên liệu crăckinhBôi trơn máyDùng trong y học, nếnAtphan(cặn đen)Rải đườngIII. Chế biến dầu mỏ bằng phương pháp hoá học (chế hoá dầu mỏ).Vì sao phải chế hoá dầu mỏ?1. Mục đíchRifominhCrăckinh* Có hai phương pháp chủ yếu chế hoá dầu mỏ	● Chỉ số octan của hiđrocacbon giảm theo thứ tự sau:	Aren>anken có nhánh>ankan nhánh>xicloankan nhánh>anken 	không nhánh>xicloankan không nhánh>ankan không nhánh. - Đáp ứng nhu cầu nhiên liệu cho công nghiệp hoá chất.- Đáp ứng nhu cầu số lượng, chất lượng xăng làm nhiên liệu (đo bằng chỉ số octan).* Chỉ số octan (Isooctan: 2,2,4- Trimetyl pentan là chất có khả năng chống kích nổ rất tốt, có chỉ số octan=100).	● Chỉ số octan tương đương với % V của Isooctan có trong xăng.2. Các phương phápa. RifominhCH3[CH2]5CH3Heptanxtto(CH3)2CHCH2CH(CH3)2CH3xtto+ 3H2 (Xicloankan Þ aren)xttoCH3[CH2 ]5CH3CH3Rifominh là gì?+ H2+ H2(Chuyển ankan mạch thẳng Þ ankan nhánh + xicloankan)(Chuyển ankan mạch thẳng Þ aren)Ví dụ:C7-C8C6-C7C8Rifominh 500oCBezen C6H6, CH3C6H5Xilen (CH3)2C6H4Stiren CH2=CHC6H5- Rifominh là quá trình dùng xúc tác và to làm biến đổi cấu trúc của hiđrocacbon (từ không nhánh Þ phân nhánh, từ không thơm Þ thơm).Xăng: C5-C11 tăng chỉ số OctanXt: Pt hoặc Ni/ Al2O3* Mục đích: làm tăng chất lượng cho xăng (tăng chỉ số octan)- Crăckinh là quá trình bẻ gãy phân tử hiđrocacbon mạch dài thành hiđrocacbon mạch ngắn hơn dưới tác dụng của nhiệt (crăckinh nhiệt) hoặc của nhiệt và xúc tác (crăckinh xúc tác).a. Crăckinh nhiệt:Chuyển hiđrocacbon mạch dài700 – 900oCEten, Propen, Buten, PentenSản xuất polimeCH4 + CH2=CH2+ CH3CH=CH215% 40% 20%C2H6 + C3H8 +C4H8 + C4H10 +C5H10 + C5H12 + C6H12 + H2CH3[CH2]4CH3700 – 900oCCrăckinh nhiệtChủ yếu2. Crăckinh - Mục đích: b. Crăckinh xúc tác:- Mục đích: Chuyển hiđrocacbon mạch dài thành hiđrocacbon mạch nhánh, vòng  tăng chất lượng xăng.Khí crăckinh C1 – C4Xăng: C5 – C11 (ankan nhánh, xicloankan + aren) -> chỉ số octan caoKerosen: C10 – C16 Điezen: C16 – C21C21 – C35(SiO2 + Al2O3 + HF)400 – 450oCCrăckinh xúc tácEm hãy điền vào bảng so sánh crăckinh nhiệt và crăckinh xúc tác sau:Chỉ tiêu so sánhCrăckinh nhiệtCrăckinh xúc tácMục đích chủ yếuĐiều kiện tiến hànhSản phẩm chủ yếuSản phẩm khácTạo anken, làm monome để sản xuất polimeChuyển hiđrocacbon mạch dài thành hiđrocacbon mạch ngắn  xăng nhiên liệu.Nhiệt độ cao(700-900oC)AnkenAnkan dùng làm nhiên liệu cho crăckinhCó xúc tác (SiO2 + Al2O3 + HFtos thấp hơn (400-450oC)Xăng có chỉ số octan cao  nhiên liệu cho động cơKhí, dầu điêzenEm hãy tóm tắt các công đoạn chính của quá trình sản xuất dầu mỏ trong công nghiệp?Dầu mỏ (dầu thô)Phân đoạn khí và xăngC1-C10Phân đoạn dầu hoảC10-C16Phân đoạn dầu điêzen C16-C21Phân đoạn dầu nhờn C21-C30Cặn marut C>30C1-C2C3-C4C5-C6C6-C10Nhiên liệu phản lực, thắp sáng,Nhiên liệu cho động cơ điêzenSản xuất dầu nhờnNhiên liệu khí hoá lỏng  gasEte dầu hoả, dung môi cho nhà máy hoá chấtXăng cho môtô, taxiPhân đoạn linh độngDầu nhờnVazơlin, ParafinAtphanAnkenAnkan nhánh, xicloankan, arenPolimeTăng chất lượng xăng400oCChưng cất p thườngTách tạp chất STách tạp chất SRifominhBôi trơn máyRải đườngY học, nếnChưng cất p caoChưng cất p thấpCrăckinhSơ đồ chưng cất, chế hóa và ứng dụng của dầu mỏChưng cất dưới áp suất thấpCrackinhRifominhChưng cất dưới áp suất caoDầu nhờnDầu diezenTách tạp chất chứa lưu hùynhDầu hỏaXăngKhí Nhiên liệu khí Khí hóa lỏng80°C180°C220°C260°C300°C340°C380°CNhựa đường (Atphan)Chưng cất dướiáp suất thườngDẦUTHÔKết luận:Chế biến dầu mỏ bao gồm chưng cất dầu mỏ và chế biến bằng phương pháp hoá học thành các sản phẩm có nhiều ứng dụng khác nhau.B. Khí mỏ dầu và khí thiên nhiên- Khí thiên nhiên: Chứa trong các mỏ khí riêng biệt.- Khí mỏ dầu (khí đồng hành) có trong mỏ dầu.Lớp khíLớp dầuLớp nước mặn* Thành phần khí mỏ dầu và khí thiên nhiênCác hợp phầnKhoảng % thể tíchKhí mỏ dầuKhí thiên nhiênMetan50-7070-95Etan202-8Propan112Butan41Pentan21N2, H2, CO2124-20* Chế biến, ứng dụng.Khí mỏ dầuKhí thiên nhiênC3H8, C4H10: Khí hoá lỏng (gas) -> nhiên liệu cho công nghiệp, đời sốngCH4: Dùng cho nhà máy điện, sứ, đạm, sản xuất ancol metylic,C2H6: điều chế etilen -> nhựa PEChế biến khíLoại bỏ H2S Nén và làm lạnhC. Than mỏ (than gầy, than béo, than bùn,...).Than béo (than mỡ)Than cốcDùng cho luyện kimKhí lò cốc(65% H2, 35% CH4,)Lớp nhựa(nhựa than đá)Lớp H2O + NH3Nguyên liệu tổng hợp hữu cơSản xuất phân đạmChưng cất phân đoạnKhí lò cốc 1000oCLàm lạnhDầu nhẹ(Benzen, toluen)Dầu trung(Naphtalen, phenol,)Dầu nặng(crezol, xilenol,)Hắc ín(dùng để rải đường)BÀI TẬPBài 1: Hãy chọn câu đúng trong các câu sau:A. Nhà máy “lọc dầu” là nhà máy chỉ lọc bỏ các tạp chất có trong dầu mỏ.B. Nhà máy “lọc dầu” là nhà máy chỉ sản xuất xăng dầu.C. Nhà máy “lọc dầu” là nhà máy chế biến dầu mỏ thành các sản phẩm khác nhau.D. Sản phẩm của nhà máy “lọc dầu” đều là các chất lỏng.Bài 2: Hãy chọn nguyên liệu (phân đoạn nào, tos) và phương pháp (chưng cất, crăckinh nhiệt, crăckinh xúc tác, rifominh) thích hợp cho mục đích ghi trong bảng sau:Mục đíchNguyên liệu (phân đoạn, tos)Phương phápXăng cho môtô taxiNhiên liệu cho máy bay phản lựcNhiên liệu cho động cơ điêzen.Etilen, propilen Nhựa P.E, P.P,Hỗn hợp benzen, toluen, xilen dung môi quan trọng trong tổng hợp hữu cơDầu mỏ, phân đoạn xăng (<180oC)Dầu mỏ, phân đoạn dầu hoả (tos <170-270oC)Dầu mỏ, phân đoạn dầu điêzen (250-350oC)Dầu mỏ, phân đoạn khí và xăngDầu mỏ, than đá, phân đoạn tos(80-170oC)Chưng cất áp suất cao, rifominh, crăckinh xúc tácChưng cất, tách tạp chất S.Chưng cất, tách tạp chất S.Chưng cất p cao, crăckinh nhiệt.Chưng cất dầu mỏ, than đá, rifominh.BÀI GIẢNG KẾT THÚCXIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN CÁC THẦY CÔ.