Gymnázium a Střední odborná škola, Rokycany, Mládežníků 1115 Číslo projektu:
CZ.1.07/1.5.00/34.0410
Číslo šablony:
III/2 Inovace a zkvalitněni výuky prostřednictvím ICT.
Název materiálu:
Zpracování ropy
Ročník:
Kvarta
Identifikace materiálu:
KOH_32_16_zpracování ropy - pracovní list
Jméno autora:
Mgr. Daniel Kohout
Předmět:
Chemie
Tematický celek:
Organická chemie – zdroje uhlovodíků
Anotace:
Žáci si dle shlédnutého videa zopakují postupy při zpracování ropy a úpravě některých jejích produktů. Žáci by měli být schopni vysvětlit atmosférickou a vakuovou destilaci ropy a vyjmenovat její produkty. Měli by být schopni vysvětlit a na rovnici ukázat princip krakování a reformování, vysvětlit posuzování kvality benzinu a popsat zpracování olejů.
Datum:
7. 10. 2013
Jméno:
Datum:
Laboratorní cvičení č.2 Téma: Zpracování ropy Úkoly: 1) Dle shlédnutého filmu odpovězte na následující otázky a splňte uvedené úkoly. Zapište, z jakých hlavních skupin uhlovodíků se skládá ropa?
Jak probíhá atmosférická destilace ropy, jaké má produkty?
Jaké má výhody vakuová destilace oproti atmosférické?
Jaké produkty se získávají vakuovou destilací?
Vysvětlete princip krakování a doplňte, jak by mohlo probíhat krakování dekanu (nazvěte produkty).
H3C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
Zapište rovnici odsiřování. H3C
CH2
CH2
CH2
SH
+
Vysvětli princip zušlechťování benzinu a na příkladech ukažte dva typy chemických reakcí, které se při něm hlavně používají.
H3C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
H3C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
CH3
Vysvětlete princip posuzování kvality benzínu tzv. Oktanovým číslem. (zapište vzorce a názvy látek důležitých pro tuto problematiku)
Vysvětli princip výroby mazacích olejů.
Jméno:
Datum:
Laboratorní cvičení č.2 - řešení Téma: Zpracování ropy Úkoly: 1) Dle shlédnutého filmu odpovězte na následující otázky a splňte uvedené úkoly. Zapište, z jakých hlavních skupin uhlovodíků se skládá ropa? Ropa je směsí uhlovodíků. Obsaženy jsou hlavně: alkany, cykloalkany, areny, nafteny Jak probíhá atmosférická destilace ropy, jaké má produkty? Jednotlivé složky ropy se oddělují ve frakční věži dle rozdílné teploty varu. Celá směs se nejdříve zahřeje na 350 OC ve spodku frakční věže. Uhlovodíky s teplotou varu pod 350 OC přejdou do plynného skupenství a stoupají vzhůru frakční věží. Směrem vzhůru ve věži postupně klesá teplota a v jednotlivých patrech tedy dochází ke zkapalnění látek, jejichž teplota varu je vyšší než teplota v dané části věže. Látky se stejnou nebo velmi podobnou teplotou varu se oddělí společně a tvoří tak jednu frakci. Proto se celý proces nazývá frakční destilací. Produkty jsou dle rostoucí teploty varu: - surový benzin - lehký topný olej - petrolej - plynný olej (lehký a těžký) Jaké má výhody vakuová destilace oproti atmosférické? Při vakuové destilaci dochází ke snížení tlaku v destilační věži. Toto snížení tlaku má za následek snížení teploty varu zbývajících složek směsi, které jinak vřou při teplotě nad 350OC a mohlo by u nich při vyšších teplotách dojít i k destrukci. Za sníženého tlaku je možné tyto výše-vroucí frakce oddělit, aniž bychom je zničili. Jaké produkty se získávají vakuovou destilací? Vakuovou destilací se získává další plynové oleje, různé druhy mazacích olejů, dehet a asfalt. Vysvětlete princip krakování a doplňte, jak by mohlo probíhat krakování dekanu (nazvěte produkty). Při krakování dochází pomocí vysokých teplot k rozštěpení dlouhých uhlovodíky na nižší alkany a alkeny. Z látek těžko zapalitelných a tedy nevhodných do spalovacích motorů (plynové oleje) tak připravujeme látky lépe zapalitelné a tedy vhodné do spalovacích motorů (benziny). H3C
CH2
CH2
CH2
CH3
CH2
CH3
pentan H3C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
+
CH3 H2C
CH
CH2
pent-1-en H3C
CH2
CH2
CH2
CH2
hexan H3C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
+
CH3 H2C
CH
CH2
but-1-en
CH3
CH3
Zapište rovnici odsiřování. H3C
CH2
CH2
CH2
SH
+
H3C
H2
CH2
CH2
CH3
+
H2S
Vysvětli princip zušlechťování benzinu a na příkladech ukažte dva typy chemických reakcí, které se při něm hlavně používají. Při zušlechťování benzinů dochází k přeměně složek benzinu s menší antidetonační stálostí (většinou uhlovodíky s delším lineárním řetězcem) na látky s vysokou antidetonační stálostí (látky s rozvětveným, cyklickým či aromatickým řetězcem). CH3
CH3 H3C
CH2
izomerizace CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
katalyzator (Pt, Ru)
H3C
oktan
CH2
C
CH3
HC isooktan
H3C
2,2,4-trimethylpentan
CH3
H3C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
cyklizace
dehydrogenace
- H2
-3H2
CH3
heptan
toluen
methylcyklohexan
(methylbenzen)
Vysvětlete princip posuzování kvality benzínu tzv. Oktanovým číslem. (zapište vzorce a názvy látek důležitých pro tuto problematiku). Kvalitu benzinu vyjadřuje antidetonační stálost tohoto benzinu (čím vyšší antidetonační stálost – tím menší klepání motoru a méně ztrát energie). Benzin se porovnává se směsí n-heptanu a izooktanu. N-heptan totiž při testech vykazoval nejnižší antidetonační stálost a bylo mu přiřazeno oktanové číslo 0. Isooktan naopak při testech vykazoval nejvyšší antidetonační stálost a bylo mu přiřazeno oktanové číslo 100. Pokud má benzín oktanové číslo například 90, znamená to, že tento benzin vykazoval při testech antidetonační stálosti stejné výsledky jako směs složená z devadesáti objemových procent izooktanu a deseti objemových procent n-heptanu. CH3 H3C
CH2
CH2
CH2
CH2
CH2
CH3
n-heptan
H3C
C H3C
CH3 CH2
HC
CH3
isooktan 2,2,4-trimethylpentan
Vysvětlete princip výroby mazacích olejů. Mazací oleje vyrobené vakuovou destilací obsahují aromáty, které snižují oxidační stálost olejů, a parafíny, které způsobují tuhnutí olejů, proto je nutné tyto látky odstranit. Obě skupiny látek je možné odstranit extrakcí, to znamená rozpuštěním ve vhodném rozpouštědle, ze kterého je možné tyto látky následně oddělit a dále využít.
ZDROJE: obrázky a rovnice vlastní vytvořené v programu ACD/ChemSketch (Freeware) VIDEO Institut für Film und Bild in Wissenschaft und Unterricht gemeinnützige GmbH (1993) Zpracování ropy
