Что значит для нас нефть?

 

 

Содержание.

 

1. Введение.
2. Что значит для нас нефть.
3. Насколько наше будущее связано с нефтью.
4. Откуда берется нефть.
5. Нефть. Что это такое? Как мы ее используем?
6. Переработка «черного золота».
7. Переработка «черного золота».
8. Фракционирование нефти.
9. Молекулы, из которых состоит нефть.
10. Нефть как источник энергии.
11. Энергия: прошлое, настоящее и будущее.
12. Энергия и ископаемые топлива.
13. Изменение молекулярных структуры топлив.
14. Получение из нефти полезных материалов и веществ.
15. Типы молекул, которые служат «кирпичиками» для построения многих полезных материалов.
16. Новые горизонты. Химия нефти и природного газа.
17. Чем можно заменить нефть?
18. Альтернативные источники энергии.
19. Альтернативные источники сырь для химической промышленности.
20. Подведем итоги. Что ожидает нефть в будущем?
21. Нефтепродукты.
22. «Томскнефть» страницы истории(1966-2006).
23. Во имя будущих свершений(1966-1970).
24. Время активных дней(1997-2006).
25. Немного про нашу Западно-Сибирскую провинцию.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

           Практически важные характеристики  нефтей: вязкость, содержание серы, смол, парафинов, выход фракций (химических частей нефти) при различных режимах термообработки.                                                                Без нефти нельзя представить себе современную жизнь человечества. Продукт переработки нефти – бензин – обеспечивает энергией почти каждый из имеющихся в мире автомобилей, которые используются как горючее для обеспечения теплом и электричеством почти каждого дома и большинства промышленных процессов.                                                                            Нефть служит сырьем для получения почти всего того, что мы ежедневно используем. Спор о том, что лучше: сжигать нефть или ее – отражает два важнейших пути ее использования – в качестве горючего и в качестве исходного сырья для получения множества материалов.                         Крайне важно решить, как использовать нефть в будущем. Поскольку ее запасы не пополняются, а потребление нефти все время возрастает, то возникает вопрос: насколько нам ее хватит?                                                        В более широком плане вопрос можно сформулировать так: какие особенности состава и химического строения нефти делают ее настолько не незаменимой? Иначе говоря, должны ли мы как-то по-иному использовать нефть, учитывая то, что это неминуемо повлечет за собой изменение всего нашего образа жизни?

 

 

 

 

 

 

 

 

Что значит нефть для нас?

Изложить все, что производится из нефти, практически невозможно. И  это несмотря на то, что большая  ее часть тратится в виде топлива. Остановимся поэтому только на некоторых  материалах, которые прямо или  косвенно получают из нефти.

 

 

Насколько наше будущее связано  с нефтью?

Из 18 миллионов баррелей нефти. Большую часть всего этого  потребляют промышленность и грузовые перевозки. А не частные лица.                       Большая часть ее попросту как топливо сгорает, превращаясь в тепло и электричество, и используется как топливо в двигателях транспортных средств. Из остальной нефти получают из пластмассы, волокна, синтаксические витамины и многие другие жизненно необходимые вещи. Одним словом, нефть – важнейшая, в настоящее время незаменимое компонента нашего образа жизни. 87% нефти сжигается и 13% - в 6 с лишним раз меньше – идет на другие цели.                                               Дмитрий Иванович Менделеев, русский ученый, приложивший периодическую систему элементов, отмечая исключительную ценность нефти именно как исходного сырья для промышленности, говорил,  что сжигать нефть это все равно, что топить ассигнациями. Однако доступность нефти, легкость ее хранения и использования в качестве горючего привели к тому, что на практике победила другая точка зрения.                                         И все же, несомненно, наступит такое время, когда все мы столкнемся с необходимостью пересмотра существующего положения. Когда это понадобится – зависит от величины запасов, путей использования этого сырья и от того, появятся другие варианты.

 

 

 

 

 

Откуда берется нефть?

Как и большинство других полезных ископаемых, нефть распределена на Земле неравномерно. Она встречается  обычно в виде больших месторождений. Кроме того далеко не всегда распределение  запасов по регионам совпадает с  распределением спроса на нее. Поэтому  различные страны заключают между  собой торговые соглашения, договоры об экспорте и импорте.

 

 

 

Нефть. Что это такое? Как  мы ее используем?

Нефть часто называют «черным  золотом». Основное различие между  алюминиевой, медной, железной руд –  в строении молекул. Нефть – это  смесь сотен веществ обладающих двумя важными общими свойствами. Во-первых, они богаты энергией, которая  высвобождается в результате сжигания. Во-вторых, эти молекулы  можно  химически связывать друг с другом или трансформировать самым различным  образом и получать при этом громадное  множество полезных веществ. Химики получают из небольших молекул нефти  большие молекулы цепочного строения, которые используются для производства пленок, тканей, синтетического каучука, всех видов пластмасс. Также превращает нефть в душистые и взрывчатые вещества, лекарства. Для химиков  нефть всегда была более интересным веществом, чем можно было бы предположить исходя из ее невзрачного вида.

 

 

 

 

 

 

 

Переработка «черного золота».

Нефть, выкачиваемая из Земли, называется «сырой». Это – зеленовато – коричневая или черная жидкость, которая в одних случаях легко  текуча, льется как вода, а в других – весьма вязкая жидкость. Сырую  нефть доставляют на нефтеперерабатывающие  заводы. Здесь ее разделяют на более  простые компоненты, из которых одни используют сразу, а другие подвергают дальнейшей химической переработки.                                                 Из сырой нефти прежде всего удаляют все соли, кислоты и другие ионные соединения, которые в ней могут быть. Большинство оставшихся веществ – это углеводы – соединения, состоящие только из двух элементов – водорода и углерода. Перегонкой нефти углеводороды  разделяют на группы веществ с близкими температурами кипениями.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Разделение смесей путем  перегонки.

Перегонка (дистилляция) –  это метод разделения смеси, основанный на различии в температурах кипения  различных ее составляющих. Пары, выделяющиеся из кипящей смеси, имеют различный  состав в зависимости от температуры  кипения. Их охлаждают и конденсируют по отдельности. В результате получают жидкости, называемые дистиллятами.

 

 

Свойства веществ, которые  могут присутствовать в изучаемой  смеси.

Вещество	Формула (темп. кип., 0С)	Плотность г/мл	Результат реакции с
			I2                         CoCL2                     CuSO4
Ксилол (растворитель)	C8H10 (144)	0,88	Красный раствор	Не растворяется	Окраска раствора не
Вода	H2O (100)	1,00	Слаборастворим, желтый раствор	Розовый раствор	Голубой раствор
Этилен  – гликоль (антифриз)	C2H6O2	1,11	Темно –  желтый раствор	Слаборастворим, кристаллы оранжевого цвета	Окраска не изменяется
Фреон - 113	C2CL3F3 (45,8)	1,58	Фиолетовый  раствор	Не растворим, кристаллы остаются красными

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Фракционирование нефти.

При фракционировании нефть  разделяют на фракции, которые сами представляют собой смеси углеводородов с близкими температурами кипения и др. общими свойствами. Сырая нефть нагревается в печи примерно до 400 ⁰C. Затем она перекачивается в колонну для перегонки. Высота колонны более 30 м.  Внутри ее на различной высоте расположены наборы керамических пластин, называемых тарелками.                                   По мере того как горячая сырая нефть поступает в колонну, молекулы веществ, имеющих более низкую температуру кипения, первыми поднимаются наверх. При этом они остывают. Самые легкокипящие вещества остаются газообразными и попадают на самый верх установки. Остальные попадают на тарелки, расположенные на различной высоте в зависимости от температуры кипения. Здесь они конденсируются и образуют фракции с различными интервалами температуры кипения.                      Наиболее низкокипящие вещества остаются жидкостями, в течение, всего процесса им собирается в самом низу колонны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Молекулы, из которых состоит  нефть.

           Газообразные фракции сырой нефти  состоят из веществ с наименьшими                                  температурами кипения. Эти углеводороды легко испаряются и попадают в виде газов на самый верх колонны для перегонки. Отсюда следует, что их молекулы относительно слабо притягиваются друг к другу и к другим молекулам нефти. Эти газообразные углеводороды содержат от одного до четырех атомов углерода.                                                                                        Те фракции, которые при комнатной температуре представляют собой жидкости, включая бензин, керосин и некоторые масла, состоят из молекул, у которых от 5 до 20 углеродных атомов. Молекулы тяжелых фракции, которая не испаряются даже при самых высоких температурах используемых при перегонки, содержат еще больше атомов углерода в составе своих молекул. Изучение свойств показывает, что с ростом числа углеродных атомов возрастает притяжение молекул друг к другу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Нефть как источник  энергии.

Никто в точности не знает, как образовалась нефть. Наиболее вероятно, что она получалась из останков животных и растительных организмов, обитавших  в древних морях около 500 млн. лет  назад. Эти организмы погибали и  покрывались осадками. Давление, тепло  и микроорганизмы превратили их в  нефть, которая оказалась спрятанной в земной коре. По-видимому, образование  нефти идет непрерывно; должно оно  идти и в наши дни. Но скорость ее образования несоизмеримо мала по сравнению  со скоростью добычи и расходования.                                                                    Нефть начали использовать около 5000 лет назад. В те времена на Ближнем Востоке собирали нефть, просачивающуюся из земли, и использовали для пропитки кораблей и стен каналов, чтобы сделать их водонепроницаемыми. К концу первого тысячелетия н.э. Арабы начали получать из нефти керосин и использовать его для освещения. В 11 веке в Китае добывали нефть с глубины более чем 600 м. Марко Поло (13в.), путешествуя через Персию, описывал добычу нефти в этих местах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергия: прошлое, настоящее  и будущее.

Вся используемая нами энергия  – солнечного происхождения. Путем  фотосинтеза энергия излучения  солнца запасается в виде химической энергией веществ в растениях. Животные питаются этими растениями и сохраняют  энергию в виде биологических  молекул – молекул живых систем. Солнечная энергия и энергия, запасаемая в виде биомолекул, - это основные энергетические источники жизни на нашей планете. Использование различных видов «запасенной» солнечной энергии, ставшая возможным после открытия явления горения, сыграла основополагающую роль в развитии человеческой цивилизации.                                                                     В прошлом у людей были неограниченные запасы дешевой энергии. До 1850г. вода, дерево, ветер и животные целиком удовлетворяли медленно растущие энергетические запросы человека. Древесина – основной источник энергии – всегда была в изобилии: леса вырубались, чтобы постоянно расширять посевные площади. Энергия горящего дерева использовалась для отопления, приготовления пищи и освещения. Вода, ветер и энергия животных приводили в движения общественный транспорт, обеспечивали энергией промышленные процессы и машины.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Энергия и ископаемые топлива.

Энергия горения нефти, природного газа, угля – это, по сути, запасенная энергия солнечных лучей. Ископаемые топлива, судя по всему, образованы из биомолекул доисторических растений и животных. Сохраненная в результате этого энергия, освобождаемая при их сгорании, - это энергия, получившаяся из солнечных лучей при фотосинтезе. В чем-то этот процесс напоминает работу мышеловки.                                                                            В химических соединения запасается химическая энергия. Если происходит перегруппировка атомов, приводящая к более устойчивой структуре, как в случае горения топлив, то некоторое количество заключенной энергии переходит в тепло и свет.                                                                                     При реакциях горения топлива освобождается тепловая энергия, или тепло. Ученые и инженеры сделали этот вид энергии много полезной, создав устройство, способные превращать тепло в другие виды энергии. Большая часть используемой нами энергии претерпевает несколько таких превращений.                                                                                                         Хотя устройства, превращающие один вид энергии в другой, несомненно, повысили потребительские свойства нефти и других видов топлива, некоторое из них породили и свои проблемы. Очень часто превращение энергии сопровождается загрязнением окружающей среды. В более общем виде это значит, что определенное кол-во энергии «теряется» на стадии превращения. Иначе говоря, эффективность превращения энергии никогда не бывает абсолютной, некоторое ее кол-во всегда пропадает, не совершая полезной работы.                                                                                           Поскольку запасы нефти не бесконечны, повышение эффективности использования заключенной в топливе энергии очень важно. Один из способов повышения общей эффективности – уменьшить число стадий, на которых происходит превращение энергии. Другой способ – повысить эффективность превращения на каждой стадии.                                                   К сожалению, устройства, превращающее химическую энергию в теплоту, а затем в механическую энергию, обычно имеют коэффициент полезного действия менее 50%. Солнечные батареи (осуществляющие прямое превращение солнечного света в электричество) или топливные элементы     (непосредственно превращающие электричество химическую энергию)