Phương pháp giải bài tập Hóa 11: Nguồn Hiđrocacbon thiên nhiên

LÝ THUYẾT NGUỒN HIĐROCACBON THIÊN NHIÊNA. DẦU MỎI TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN, TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ THÀNH PHẦN CỦADẦU MỎ1 Trạng thái thiên nhiên và tính chất vật líDầu mỏ là một hỗn hợp lỏng, sánh, màu nâu đen, có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước vàkhông tan trong nước. Dầu mỏ được khai thác từ các mỏ dầu dưới lòng đất (trong lục địacũng như ngoài thềm lục địa).2 Thành phần hóa họcDầu mỏ là một thành phần hóa học phức tạp gồm hàng trăm hiđrocacbon thuộc các loạiankan, xicloankan, aren (hiđrocacbon thơm). Ngoài hiđrocacbon ra, trong dầu mỏ còn cómột lượng nhỏ các chất hữu cơ chứa oxi, nitơ, lưu huỳnh và vết các chất vô cơ.Dầu các mỏ khác nhau thường có thành phần các loại hiđrocacbon và các tạp chất rấtkhác nhau nhưng về thành phần nguyên tố thì thường nhưsau: 83−87%C,11−14%H,0,01−7%S,0,01−7%O,0,01−2%N các loại kim loại nặng vàokhoảng phần triệu đến phần vạn. Dầu mỏ của ta khai thác thềm lục địa phía Nam thể sánh đặc, chứa nhiều ankan cao(parafin) và có ít hợp chất chứa lưu huỳnh (Lưu huỳnh có trong thiên nhiên sẽ gây hạicho động cơ).II- CHƯNG CẤT DẦU MỎ1. Chưng cất dưới áp suất thườnga) Chưng cất phân đoạn trong phòng thí nghiệmĐể phân tách các chất có nhiệt độ sôi khác nhau không nhiều, người ta dùng phươngpháp chưng cất phân đoạn. cột phân đoạn, hỗn hợp hơi càng lên cao càng giàu hợpphần có nhiệt độ sôi thấp, vì hợp phần có nhiệt độ sôi cao đã bị ngưng đọng dần từ dướilên.b) Chưng cất phân đoạn dầu mỏDầu khai thác từ mỏ lên gọi là dầu thô. Dầu thô sau khi sơ chế loại bỏ nước, muối, đượcchưng cất áp suất thường trong các tháp chưng cất phân đoạn liên tục cao vài chục mét.Nhờ vậy, người ta tách được những phân đoạn dầu có nhiệt độ sôi khác nhau. Các phânđoạn đó được đưa đi sử dụng hoặc được chế biến tiếp.2 Chưng cất dưới áp suất caoPhân đoạn sôi nhiệt độ <180 được chưng cất tiếp áp suất cao. Nhờ chưng cất ápsuất cao người ta tách được phân đoạn −C ,C −C dùng làm nhiên liệu khí hoặc khíhóa lỏng hoặc dẫn sang nhà máy sản xuất hóa chất. Phân đoạn lỏng −C gọi là etedầu hỏa được dùng làm dung môi hoặc nguyên liệu cho nhà máy sản xuất hóa chất. Phânđoạn −C 10 là xăng, nhưng thường có chất lượng thấp nên phải qua chế hóa bằngphương pháp rifominh.3 Chưng cất dưới áp suấtPhần còn lại sau khi chưng cất nhiệt độ thường (có thể chiếm tới 40% dầu thô) là một hỗn hợp nhớt đặc, màu đen, gọi là cặn mazut. Khi chưng cất cặn mazut dưới áp suấtthấp, ngoài phân đoạn linh động hơn dùng crackinh người ta thu được dầu nhờn (để bôitrơn máy), vazơlin và parafin (dùng trong dược, dùng làm nến,...). Cặn đen còn lại đượcgọi là atphan dùng để rải đường.Tất cả quá trình chưng cất dầu mỏ đẻ tách lấy các sản phẩm như trình bày trên được gọilà tinh cất, hoặc thông thường còn gọi là " lọc dầu " .III- CHẾ BIẾN DẦU MỎ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌCChế biến dầu mỏ bằng phương pháp hóa học (nói gọn là chế hóa dầu mỏ) là biến đổi cấutạo hóa học các hiđrocacbon cuat dầu mỏ. Chế hóa dầu mỏ nhằm hai mục đích sau.- Đáp ứng nhu cầu về số lượng, chất lượng xăng làm nhiên liệu. Chất lượng của xăngđược đo bằng chỉ số octan. Chỉ số octan càng cao thì xăng càng tốt. Thực nghiệm chothấy chỉ số octan của hiđrocacbon giảm theo trật tự sau:Aren Anken có nhánh Ankan có nhánh Xicloankan có nhánh Anken khôngnhánh Xicloankan không nhánh Ankan không nhánh.- Đáp ứng nhu cầu về nguyên liệu cho công nghiệp hóa chất: Công nghiệp hóa chất cầnnhiều anken, aren để tổng hợp ra polime và các hóa phẩm khác mà trong thành phần củadầu mỏ không có anken, thường có rất ít aren nhẹ.Hai phương pháp chủ yếu chế hóa dầu mỏ là rifominh và crackinh1 RifominhXăng thu được từ chưng cất dầu mỏ chứa chủ yếu là những ankan không nhánh vì vậy cóchỉ số octan thấp. Để tăng chỉ số octan, người ta dùng phương pháp rifominh.Rifominh là quá trình dùng xúc tác và nhiệt biến đổi cấu trúc của hiđrocacbon từ khôngphân nhánh thành phân nhánh, từ không thơm thành thơm.Trong quá trình rifominh xảy ra loại phản ứng chủ yếu sau:* Chuyển ankan mạch thẳng thành ankan mạch nhánh và xicloankan:* Tách hiđro chuyển xicloankan thành aren:* Tách hiđro chuyển ankan thành aren:2 CrăkinhCrăkinh là quá trình bẻ gãy phân tử hiđrocacbon mạch dài thành các phân tử hiđrocacbonmạch ngắn hơn nhờ tác dụng của nhiệt (crăkinh nhiệt) hoặc của xúc tác và nhiệt (crăckinhnhiệt) hoặc của xúc tác và nhiệt (crăkinh xúc tác). Thí dụ:C 16 34 →C 16−m 34−2m +C 2m (m=2−16)a) Crăkinh nhiệtCrăkinh nhiệt thực hiện nhiệt độ trên 700−900 chủ yếu tạo ra eten, propen, buten vàpenten dùng làm monome để sản xuất polime.b) Crăkinh xúc tácCrăkinh xúc tác chủ yếu nhằm chuyển hiđrocacbon cacbon mạch dài của các phân đoạncó nhiệt độ sôi cao thành xăng nhiên liệu.Kết luận: Chế biến dầu mỏ bao gồm chưng cất dầu mỏ và chế biến bằng phương pháphóa học.Kết luận: Chế biến dầu mỏ bao gồm chưng cất dầu mỏ và chế biến bằng phương pháphóa học. Sơ đồ chế biến dầu mỏ thành các sản phẩm được mô tả như hình dưới.B KHÍ MỎ DẦU VÀ KHÍ THIÊN NHIÊNI THÀNH PHẦN KHÍ DẦU MỎ VÀ KHÍ THIÊN NHIÊN* Khí mỏ dầu còn gọi là khí đồng hành. Khí mỏ dầu có trong các mỏ dầu. Khí thiên nhiênlà khí chứa trong các mỏ khí riêng biệt.* Thành phần của khí mỏ dầu và khí thiên nhiên các mỏ khác nhau dao động như các sốliệu bảng bên.II CHẾ BIẾN, ỨNG DỤNG CỦA KHÍ MỎ DẦU VÀ KHÍ THIÊN NHIÊNC THAN MỎTrong các loại than mỏ (than gầy, than béo, than bùn,...) hiện nay chỉ có than béo (thanmỡ) được dùng để chế than cốc và cung cấp một lượng nhỏ hiđrocacbonI- CHƯNG KHÔ THAN BÉOII- CHƯNG CẤT NHỰA THAN BÉONhựa than đá đem chưng cất sẽ thu được các hiđrocacbon thơm, dị vòng thơm và các dẫnxuất của chúng. Thí dụ, các khoảng nhiệt độ tăng dần sẽ thu được các phân đoạn sau:Phân đoạn sôi 80−170 gọi là dầu nhẹ, chứa benzen, toluen, xilen,...Phân đoạn sôi 170−230 gọi là dầu trung, chứa naphtalen, phenol, piriđin,...Phân đoạn sôi 230−270 gọi là dầu nặng, chứa crezol, xilenol, quiolin,...Cặn còn lại gọi là hắc ín dùng để rải đường.Trên đây chỉ là phần trích dẫn 10 trang đầu của tài liệu và có thế hiển thị lỗi font, bạn muốn xem đầyđủ tài liệu gốc thì ấn vào nút Tải về phía dưới.