Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115 Číslo projektu:
CZ.1.07/1.5.00/34.0410
Číslo šablony:
III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT.
Název materiálu:
Fosilní zdroje uhlovodíků
Ročník:
Septima
Identifikace materiálu:
BJE_32_22_fosilní zdroje uhlovodíků-prezentace
Jméno autora:
Mgr. Blanka Ježková
Předmět:
Chemie
Tématický celek:
Organická chemie
Anotace:
Žáci rozliší principy při zpracování ropy, zemního plynu a uhlí. Uvádí praktické využití zemního plynu, frakcí získaných při destilaci ropy, podílů z karbonizace uhlí.
Datum:
1.10.2013
FOSILNÍ ZDROJE UHLOVODÍKŮ Fosilní suroviny ~ neobnovitelné: ropa, zemní plyn, uhlí vznik: přeměny těl živočichů a rostlin využití: pro energetické účely (80 – 90 %) pro organickou chemii Petrochemie = obor, který se zabývá zpracováním ropy a ZP
ROPA charakteristika: černohnědá hustá kapalina ρropy < ρvody charakteristický zápach složení: směs uhlovodíků s dlouhým řetězcem (alkany, cykloalkany, areny) kromě C a H i příměsi O, S, N látek (H2S, sulfidy, heterocykly)
ZPRACOVÁNÍ ROPY Fyzikální procesy Odsolování, odvodňování, odsiřování, extrakce, adsorpce Frakční destilace Chemické procesy Krakování Reformování
FRAKČNÍ DESTILACE = fyzikální metoda založená na izolaci jednotlivých podílů (frakcí) na základě rozdílných teplot varu
Atmosférická destilace (získáme tzv. světlé frakce) Vakuová destilace (za sníženého tlaku, snižuje se teplota)
ATMOSFÉRICKÁ DESTILACE Podíly (frakce):
→ plynná frakce (C1- C4) hlava kolony chem. surovina (uhlovodíkové plyny, palivo (propan-butan))
→ benzínová frakce (C4- C10) Tv do 200°C palivo do zážehových motorů, rozpouštědla
→ petrolejová frakce (C9- C18) Tv do 300°C palivo letadel, rozpouštědla, výroba benzínu, svícení
→ plynový olej (nafta) (C15- C24) Tv do 400°C palivo pro Dieselovy motory, topivo
→ mazut (zbytek po atmosferické destilaci) k topení (těžký topný olej) nebo se dál destiluje
VAKUOVÁ DESTILACE Podíly (frakce):
→ lehký olej → střední olej → těžký olej → asfalt (zbytek po vakuové destilaci) – úprava vozovek využití olejů: mazadla strojů
KRAKOVÁNÍ zkracování dlouhých uhlovodíkových řetězců vyšší uhlovodíky se štěpí na alkan a alken význam: zvyšuje se výroba benzínu C18H38 → C9H20 + C9H18 tepelné krakování - při t 400 – 500°C, hlavní produkt benzín, plynový olej, koks katalytické krakování - práškový katalyzátor, stejné teploty, ze 70 % se získá benzín
REFORMOVÁNÍ katalytická přeměna méně kvalitních benzínů na kvalitní
význam: zvýšení oktanového čísla (rozvětvené a cyklické 8C sloučeniny mají vysoké OČ)
izomerace – přeměna nerozvětvených řetězců na rozvětvené, katalyzátor Pt (Platforming) n oktan → isooktan (2,2,4 – trimethylpentan)
cyklizace – vznik cyklických rozvětvených uhlovodíků
ZEMNÍ PLYN doprovází ložiska ropy spolu se slanou vodou složení: methan (více než 90 %), ethan propan, butan CO2, H2S, H2O přímesi – N2, He, Ne odorizace: přídavek látky, na kterou je lidský čich citlivý (thioethery), zjištění úniku plynu zpracování: odstranění vody, sulfanu, CO2, N2 rozdělení plynu na frakce: C1 + C2 a C3 + C4
UHLÍ vznik: z pravěkých rostlin jejich zuhelnatěním za nepřístupu vzduchu zpracování uhlí: provádí se v plynárnách a koksárnách hlavní produkt koksáren je kvalitní koks hlavní produkt plynáren je svítiplyn další produkty: čpavková voda, dehet, retortové uhlí, koksárenský plyn Vysokotepelná karbonizace = tepelný rozklad uhlí za nepřístupu vzduchu (t 1000°C)
UHLÍ zpracování vedlejších produktů: 1. koks – palivo, redukční činidlo při výrobě kovů 2. čpavková voda – NH3, (NH4)2SO4 – hnojivo 3. retortové uhlí – C (grafit) – výroba elektrod 4. koksárenský plyn – palivo, zdroj H2, N2 5. dehet – cenná org. sloučenina (zisk aromátů a fenolů) lehký olej (benzen, toluen, fenol) střední olej (naftalen, fenoly, pyridin) těžký olej (vyšší homology naftalenu, fenol) antracenový olej (antracen) zbytek je asfalt
Zdroje: Vacík, Jiří – Přehled středoškolské chemie 3.vyd. Praha: SPN – pedagogické nakladatelství, 1995, 365 s IBSN 80-85937-08-5 Beneš, Pavel - Základy chemie 2 1.vyd. Praha: nakladatelství učebnic FORTUNA, 1995 ISBN 80-7168-205-5
