Bài giảng bài nguồn hiđrocacbon thiên nhiên hóa học 11 (12)

BÀI GIẢNG HÓA HỌC 11


CaC
C
2H2

Than mỏ
(than béo, than mỡ)

1000oC

Than cốc

Không có không khí

CaC2

C2H2


I. Khí lò cốc:
-là một hỗn hợp khí gồm chủ yếu là hiđrô
( ~ 60%) và metan (~ 25%), còn lại là õit
của các bon, một số HC khí khác metan,
amoniac, nitơ, hơi benzen chưa ngưng tụ.
- Khí lò cốc được dung làm nhiện liệu cho
lò cốc, lò luyện kim, đun nấu… và tổng
hợp amoniac.

II. Nhựa than mỏ:

- Nhựa than mỏ và dung dịch amoniac
trong nước là phần lỏng tự tách ra thành
hai lớp. Lớp nước ( dd amoniac ) có thể
đem axit hoá để điều chế phân bón. Lớp
nhựa màu đen hoặc nâu sẫm ( nhựa than
mỏ) chứa nhiều HC thơm và phenol).


Dầu nhẹ : benzen, toluen, xilen…

Dầu trung: naphtalen, phenol, piriđin…

Chưng
cất
nhựa
than
mỏ

Dầu nặng : crezol, xilenol, quinolin…

Dầu antraxen : antraxen, phenantren…

Bã dầu : hắc ín


I. TÍNH CHẤT VẬT LÍ – TRẠNG THÁI TỰ
NHIÊN
- Dầu mỏ là chất lỏng sánh, có màu từ nâu
đến 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)


Đất sét

Sa thạch

Nước

Dầu

Đá vôi


Giàn khoan

ống bùn
Động cơ

Bàn
quay
Muối
Ga tự nhiên

Đá vôi

Mũi
khoan Máy bơm

bùn
Vỏ bọc
Chất lỏng
truyển lên

Mũi khoan nhỏ
Nguồn dầu

Nguồn dầu


-Dầu mỏ là những hỗn hợp phức tạp của hàng trăm hiđrocacbon khác
nhau.
-Thành phần nguyên tố của dầu mỏ thừờng như sau: C ( 82 – 87 %) ;
H (11 – 14 %) ; S( 0,01 – 7 %) ; O (0,01 – 7%) ; N( 0,01 – 2 %).
-Các hiđrocacbon trong dầu mỏ được chia thành 3 nhóm chính:
+ Các ankan bao gồm metan và các đồng đẳng khác nhau có thể
tới C50
+Các xicloankan gồm chủ yếu là những đồng đẳng của
xiclopentan và xiclohexan.
+Các aren bao gồm benzen, toluen, xilen, naphtalen,
metylnaphtalen….


1. Chưng cất phân đoạn trong phòng thí nghiệm:



2. Chưng cất phân đoạn dầu mỏ:
CÁC PHÂN ĐOẠN DẦU MỎ THU ĐƯỢC KHI

CHƯNG CẤT Ở ÁP SUẤT THƯỜNG

Phân đoạn

Nhiệt độ sôi, oC Số nguyên tử C
trong phân tử

Ứng dụng

<40

C1 - C4

Nhiên liệu, nguyên liệu
tổng hợp hữu cơ…

Ete dầu hoả

30 – 70

C5 - C6

Dung môi

Xăng

50 – 200

C5 - C10

Nhiên liệu, dung môi

Dầu thắp

170 – 270

C10 - C15

Nhiên liệu

Dầu điezen

250 - 350

C13 - C30

Nhiên liệu

Khí


-Phần còn lại sau khi chưng cất ở áp suất thường là
một chất lỏng nhớt màu đen nâu ( chiếm 40 – 50 %)
gọi là mazut.
-Khi chưng cất mazut dưới áp suất thấp ta còn thu
được dầu nhờn ( để bôi trơn máy), vazơlin ( hỗn hợp
các hiđrocacbon lỏng và rắn, dùng trong y học) và
parafin ( hỗn hợp các hiđrocacbon rắn, dùng làm nến
và chất cách điện). Chất bã còn lại là hắc ín ( dùng để
tải đường).

* Tất cả quá trình chưng cất dầu mỏ để tách lấy các sản phẩm như
trên được gọi là tinh cất, hoặc thông thường gọi là “ lọc dầu”




-Chất lượng của xăng được đánh giá bằng chỉ số octan: chỉ số octan cnàg cao
chứng tỏ xăng càng tốt.
-Qui ước:
+ 2,2,2 – trimetylpentan ( isooctan) có chỉ số octan la 100
+ n-heptan có chỉ số octan bắng 0
+ một loại xăng nào đó có chỉ số octan là a có giá trị tương đương với loại
xăng gồm a% isooctan và ( 100 – a)% n-heptan

*Chỉ số octan của hiđrocacbon giảm dần theo thứ tụ sau:

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


1. Crakinh :
Crakinh là quá trình bẻ gãy phân tử hiđrocacbon mạch dài
thành các phân tử hiđrocacbon ngắn hơn nhờ tác dụng của
nhiệt ( crakinh nhiệt ) hoặc của xúc tác và nhiệt ( crakinh xúc
tác)
a.Crakinh nhiệt:
Crakinh nhiệt thực hiện ở nhiệt đọc trên 700 – 900 o C chủ

yếu nhắm tạo ra eten, propen, buten và penten dùng làm
monome để sản xuất polime.
Crackinh nhiệt
CH3[CH2]4CH3

700-9000C

CH4,C2H4,C3H6,C2H6
C3H8 ,C4H8,C4H10
C5H10, C5H12,C6H12,H2


b.Crakinh xúc tác
Crakinh xúc tác chủ yếu nhằm chuyển hiđrocacbon
mạch dài của các phân đoạn có nhiệt độ sôi cao thành
xăng nhiên liệu.

Crakinh xúc tác

C21-C35

400-5000C
Aluminosilicat (70 90% SiO2 , 10 25%Al2O3) + HF

Khi crakinh:C1-C4
Xăng:C5-C11 , hàm lượng
Ankan có nhanh, xicloankan
Và arencao nên chỉ số octan
cao
Kerosen:C10-C16 và điezen

C16-C21


2.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 đây:
+ Đehiđro hoá xicloankan thành aren.
xt, to

+ 3H2

+ Đehiđro hoá đóng vòng ankan thành aren.
CH3 (CH2 )4CH3

xt, to

+ 4 H2

+ Đồng phân ankan mạch thẳng thành ankan mạch nhánh.
(CH3)2CHCH2CH2CH3
CH3(CH2)4CH3
CH3CH2CH(CH3 )CH2CH3



I.Khí mỏ dầu:
Khí mỏ dầu còn gọi là khí đông hành có trong các mỏ dầu, một phần tan
trong dầu mỏ và một phần tách thành lớp khí ở phía trên lớp dầu.
II.Khí thiên nhiên:

Khí thiên nhiên có nhiều trong các mỏ khí, tại đó khí tích tụ trong các lớp
xốp ở những độ sâu khác nhau và được bao bọc bởi các lớp không khí thấm
nước và khí như đất sét


Các hợp phần

Khoảng % thể tích
Khí mỏ dầu

Khí thiên nhiên

Metan

50 – 70

70 - 95

Etan

-20

2–8

Propan

-11

-2

Butan

-4

-1

Pentan (khí)

-2

-1

N2 , H2 , H2S, He , CO2

-12

4 – 50


Nhiên liệu
C3H8 , C4H10

Khí
dầu
mỏ và
khí
thiên
nhiên

CH4 : dùng cho nhà máy điện,

sản xuất ancol metylic, anđehit
fomic…

Nguyên liệu cho
công nghiệp hoá
học

C2H6 : điều chế etilen sản
xuất nhựa PE
C4H10 : điều chế cao su
tổng hợp…