Bài 48. Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên

Nội dung bài học

A. DẦU MỎ

I - TRẠNG THÁI THIÊN NHIÊN, TÍNH CHẤT VẬT LÍ VÀ THÀNH PHẦN CỦA DẦU MỎ

1. Trạng thái thiên nhiên và tính chất vật lí

Dầu mỏ là một hỗn hợp lỏng, sánh, màu nâu đen, có mùi đặc trưng, nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Dầu mỏ được khai thác từ các mỏ dầu dưới lòng đất (trong lục địa cũng như ngoài thềm lục địa).

2. Thành phần hóa học

Dầu mỏ là một thành phần hóa học phức tạp gồm hàng trăm hiđrocacbon thuộc các loại ankan, xicloankan, aren (hiđrocacbon thơm). Ngoài hiđrocacbon ra, trong dầu mỏ còn có một lượng nhỏ các chất hữu cơ chứa oxi, nitơ, lưu huỳnh và vết các chất vô cơ.

Dầu ở các mỏ khác nhau thường có thành phần  các loại hiđrocacbon và các tạp chất rất khác nhau nhưng về thành phần nguyên tố thì thường như sau: 83−87%C,11−14%H,0,01−7%S,0,01−7%O,0,01−2%N, các loại kim loại nặng vào khoảng phần triệu đến phần vạn.

Dầu mỏ của ta khai thác ở thềm lục địa phía Nam ở thể sánh đặc, chứa nhiều ankan cao (parafin) và có ít hợp chất chứa lưu huỳnh (Lưu huỳnh có trong thiên nhiên sẽ gây hại cho động cơ).

II- CHƯNG CẤT DẦU MỎ

1. Chưng cất dưới áp suất thường

a) Chưng cất phân đoạn trong phòng thí nghiệm

Để phân tách các chất có nhiệt độ sôi khác nhau không nhiều, người ta dùng phương pháp chưng cất phân đoạn. Ở cột phân đoạn, hỗn hợp hơi càng lên cao càng giàu hợp phần có nhiệt độ sôi thấp, vì hợp phần có nhiệt độ sôi cao đã bị ngưng đọng dần từ dưới lên.

b) Chưng cất phân đoạn dầu mỏ

Dầu khai thác từ mỏ lên gọi là dầu thô. Dầu thô sau khi sơ chế loại bỏ nước, muối, được chưng cất ở 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 phân đoạn đó được đưa đi sử dụng hoặc được chế biến tiếp.

2. Chưng cất dưới áp suất cao

Phân đoạn sôi ở nhiệt độ <180^oC được chưng cất tiếp ở áp suất cao. Nhờ chưng cất ở áp suất cao người ta tách được phân đoạn C₁−C₂,C₃−C₄ dùng làm nhiên liệu khí hoặc khí hóa lỏng hoặc dẫn sang nhà máy sản xuất hóa chất. Phân đoạn lỏng (C₅−C₆) gọi là ete dầu hỏa được dùng làm dung môi hoặc nguyên liệu cho nhà máy sản xuất hóa chất. Phân đoạn (C₆−C₁₀) là xăng, nhưng thường có chất lượng thấp nên phải qua chế hóa bằng phương pháp rifominh.

3. Chưng cất dưới áp suất

Phần còn lại sau khi chưng cất ở 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 suất thấp, ngoài phân đoạn linh động hơn dùng crackinh người ta thu được dầu nhờn (để bôi trơn máy), vazơlin và parafin (dùng trong y dược, dùng làm nến,...). Cặn đen còn lại được gọi là atphan dùng để rải đường.

Tất cả quá trình chưng cất dầu mỏ đẻ tách lấy các sản phẩm như trình bày ở trên được gọi là tinh cất, hoặc thông thường còn gọi là " lọc dầu ".

III- CHẾ BIẾN DẦU MỎ BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÓA HỌC

Chế biến dầu mỏ bằng phương pháp hóa học (nói gọn là chế hóa dầu mỏ) là biến đổi cấu tạo 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 xăng được đo bằng chỉ số octan. Chỉ số octan càng cao thì xăng càng tốt. Thực nghiệm cho thấy chỉ số octan của hiđrocacbon giảm theo trật tự sau:

Aren > Anken có nhánh > Ankan có nhánh > Xicloankan có nhánh > Anken không nhánh > Xicloankan không nhánh > Ankan không nhánh.

- Đáp ứng nhu cầu về nguyên liệu cho công nghiệp hóa chất: Công nghiệp hóa chất cần nhiều anken, aren để tổng hợp ra polime và các hóa phẩm khác mà trong thành phần của dầu mỏ không có anken, thường có rất ít aren nhẹ.

Hai phương pháp chủ yếu chế hóa dầu mỏ là rifominh và crackinh

1. Rifominh

Xăng thu được từ chưng cất dầu mỏ chứa chủ yếu là những ankan không nhánh vì vậy có chỉ 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 không phân nhánh thành phân nhánh, từ không thơm thành thơm.

Trong quá trình rifominh xảy ra 3 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. Crăkinh

Crăkinh là quá trình bẻ gãy phân tử hiđrocacbon mạch dài thành các phân tử hiđrocacbon mạch ngắn hơn nhờ tác dụng của nhiệt (crăkinh nhiệt) hoặc của xúc tác và nhiệt (crăckinh nhiệt) hoặc của xúc tác và nhiệt (crăkinh xúc tác). Thí dụ:

C₁₆H₃₄→C_16−mH_34−2m+C_mH_2m(m=2−16)

a) Crăckinh nhiệt

Crăkinh nhiệt thực hiện ở nhiệt độ trên 700−900^oC chủ yếu tạo ra eten, propen, buten và penten dùng làm monome để sản xuất polime.

b) Crăkinh xúc tác

Crăkinh xúc tác chủ yếu nhằm chuyển hiđrocacbon cacbon mạch dài của các phân đoạn có 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 pháp hóa học.

Kết luận: Chế biến dầu mỏ bao gồm chưng cất dầu mỏ và chế biến bằng phương pháp hóa học. Sơ đồ chế biến dầu mỏ thành các sản phẩm được mô tả như hình dưới.

B - KHÍ MỎ DẦU VÀ KHÍ THIÊN NHIÊN

I - 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 nhiên là khí chứa trong các mỏ khí riêng biệt.

* Thành phần của khí mỏ dầu và khí thiên nhiên ở các mỏ khác nhau dao động như các số liệu ở bảng bên.

II - CHẾ BIẾN, ỨNG DỤNG CỦA KHÍ MỎ DẦU VÀ KHÍ THIÊN NHIÊN

C - THAN MỎ

Trong các loại than mỏ (than gầy, than béo, than bùn,...) hiện nay chỉ có than béo (than mỡ) được dùng để chế than cốc và cung cấp một lượng nhỏ hiđrocacbon

I- CHƯNG KHÔ THAN BÉO

II- CHƯNG CẤT NHỰA THAN BÉO

Nhựa than đá đem chưng cất sẽ thu được các hiđrocacbon thơm, dị vòng thơm và các dẫn xuất của chúng. Thí dụ, ở các khoảng nhiệt độ tăng dần sẽ thu được các phân đoạn sau:

Phân đoạn sôi ở 80−170^oC, gọi là dầu nhẹ, chứa benzen, toluen, xilen,...

Phân đoạn sôi ở 170−230^oC, gọi là dầu trung, chứa naphtalen, phenol, piriđin,...

Phân đoạn sôi ở 230−270^oC, gọi là dầu nặng, chứa crezol, xilenol, quiolin,...

Cặn còn lại gọi là hắc ín dùng để rải đường.

Phương trình hóa học

Bài học này không có phương trình hóa học nào liên quan

Xem Sách Giáo Khoa Trực Tuyến

Sách Giáo Khoa Online Lớp 1 Sách Giáo Khoa Online Lớp 2 Sách Giáo Khoa Online Lớp 3 Sách Giáo Khoa Online Lớp 4 Sách Giáo Khoa Online Lớp 5 Sách Giáo Khoa Online Lớp 6 Sách Giáo Khoa Online Lớp 7 Sách Giáo Khoa Online Lớp 8 Sách Giáo Khoa Online Lớp 9 Sách Giáo Khoa Online Lớp 10 Sách Giáo Khoa Online Lớp 11 Sách Giáo Khoa Online Lớp 12

Bài học khác trong Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 11 Nâng Cao

Bài 14. Photpho Chương I. Bài 1. Sự điện li Bài 2. Phân loại các chất điện li Bài 3. Axit, bazơ và muối Bài 4. Sự điện li của nước, pH. Chất chỉ thị axit-bazơ Bài 5. Luyện tập Axit, bazơ và muối Bài 6.Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li Bài 7. Luyện tập Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch các chất điện li Bài 8. Thực hành Tính axit-bazơ - Phản ứng trao đổi ion trong dung dịch Chương II. Nhóm Nito Bài 9. Khái quát về nhớm Nitơ Bài 10. Nitơ Bài 11. Amoniac và muối amoni Bài 12. Axit nitric và muối nitrat Bài 13. Luyện tập Tính chất của nitơ và hợp chất của nitơ Bài 15. Axit photphoric và muối photphat Bài 16. Phân bón hoá học Bài 17. Luyện tập Tính chất của photpho và các hợp chất của photpho Bài 18. Thực hành. TÍnh chất của một số hợp chất nitơ, photpho. Phân biệt một số loại phân bón hóa học. Chương III. Nhóm Cacbon. Bài 19. Khái quát về nhóm cacbon Bài 20. Cacbon Bài 21. Hợp chất của cacbon Bài 22. Silic và hợp chất của silic Bài 23. Công nghiệp silicat Bài 24. Luyện tập Tính chất của cacbon, silic và hợp chất của chúng Chương 4. Đại cương về hóa học hữu cơ. Bài 25. Hoá học hữu cơ và hợp chất hữu cơ Bài 26. Phân loại và gọi tên hợp chất hữu cơ Bài 27. Phân tích nguyên tố Bài 28. Công thức phân tử hợp chất hữu cơ Bài 29. Luyện tập Chất hữu cơ, công thức phân tử Bài 30. Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ Bài 31. Phản ứng hữu cơ Bài 32. Luyện tập Cấu trúc phân tử hợp chất hữu cơ Chương 5. Hidrocacbon no.Bài 33. Ankan Đồng đẳng, đồng phân và danh pháp Bài 34. Ankan Cấu trúc phân tử và tính chất vật lí Bài 35. Ankan Tính chất hoá học, điều chế và ứng dụng Bài 36. Xicloankan Bài 37. Luyện tập Ankan và Xicloankan Bài 38. Thực hành Phân tích định tính Điều chế và tính chất của metan CHƯƠNG 6 HIDROCACBON KHÔNG NO Bài 39 Anken Danh pháp, cấu trúc và đồng phân Bài 40. Anken Tính chất, điều chế và ứng dụng Bài 41. Ankadien Bài 42. Khái niệm về tecpen Bài 43. Ankin Bài 44. Luyện tập Hiđrocacbon không no Bài 45. Thực hành. Tính chất của hiđrocacbon không no Chương 7. Bài 46. Benzen và AnkylBenzen Bài 47. Stiren và naphtalen Bài 48. Nguồn hiđrocacbon thiên nhiên Bài 49. Luyện tập So sánh đặc điểm cấu trúc và tính chất của hiđrocacbon thơm với hiđrocacbon no và không no Bài 50. Thực hành. Tính chất của một số hiđrocacbon thơm Chương 8. Bài 51. Dẫn xuất halogen của hiđrocacbon Bài 52. Luyện tập Dẫn xuất halogen Bài 53. Ancol: Cấu tạo, danh pháp, tính chất vật lí Bài 54. Ancol: Tính chất hoá học, điều chế và ứng dụng Bài 55. Phenol Bài 56. Luyện tập Ancol, phenol Bài 57. Thực hành. Tính chất của một vài dẫn xuất halogen, ancol Và phenol Chương 9. Bài 58. Anđehit và Xeton Bài 59. Luyện tập Anđehit và Xeton Bài 60. Axit cacboxylic: Cấu trúc, danh pháp và tính chất vật lí Bài 61. Axit cacboxylic. tính chất hoá học, điều chế và ứng dụng

Nội dung SGK ở cấp học khác

Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 8 Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 9 Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 10 Cơ Bản Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 11 Cơ Bản Sách Giáo Khoa Hóa Học Lớp 12 Cơ Bản