Интегрированный урок "Нефтяная и газовая промышленность", 10-й класс. Химия и география

Разделы: Химия

Класс: 10


Цели:

  • Определить роль нефтяной и газовой промышленности в мировом хозяйстве, а также роль нефти и газа в органическом синтезе.
  • Познакомить учащихся с основными крупнейшими нефтегазоносными регионами мира; проблемами и перспективами развития нефтяной и газовой промышленностей.
  • Показать значение природного и попутного нефтяного газов, нефти в органическом синтезе, их энергетическое значение.
  • Развивать кругозор учащихся, логическое мышление, умение анализировать, аргументировано подтверждать выводы.
  • Совершенствовать умение составлять картосхему.
  • Активизировать познавательную деятельность, развивать интерес к предметам.

Оборудование:

  • карта мира полезных ископаемых;
  • карта мира “Энергетика”;
  • таблицы, контурные карты;
  • таблицы “Получение и применение продуктов из нефти и газа”;
  • образец нефти;
  • технологические схемы прямой перегонки нефти и каталитического крекинга.

Ход урока

I. Организационный момент

Мотивация учебной деятельности учащихся. Объявление темы и цели урока.

Запись учащимися в тетрадях темы и плана лекции.

II. Изучение нового материала

План

  1. Значение нефтяной и газовой промышленности в мировом хозяйстве.
  2. Из истории возникновения.
  3. Переработка нефти и газа.
  4. Мировые запасы нефти и газа. Основные нефтегазоносные регионы.
  5. Проблемы и перспективы отрасли.
  6. Практическая работа “Грузопотоки нефти и газа”.

1. Нефть

Слово “нефть” появилось в русском языке в XVII веке и происходит от арабского “нафата”, что означает “извергать”. Так назвали в IV–III тыс. до н.э. жители Двуречья – древнего очага цивилизации – маслянистую через легковоспламеняющуюся жидкость, которая действительно иногда извергается на поверхность земли в виде фонтанов. Сейчас на его территории располагаются крупнейшие нефтеперерабатывающие страны Ирак и Кувейт.

Непременным спутником нефти является горючий природный газ. Древние люди поклонялись “священному огню”. Как божеству, строили рядом храмы. Один из наиболее древних храмов находился близ города Баку в Азербайджане. Промышленное применение природный газ нашел лишь в 20 -30 г. ХХ столетия.

Нефтяная промышленность зародилась в середине ХIХ века. Из нефти получали осветительное масло, названое в России “фотогеном”, а в Америке – “керосином”. Добывалась нефть в небольших количествах в основном из неглубоких колодцев. Промышленная революция и широкое использование паровых машин потребовали более качественного горючего для освещения фабрик, а также смазочных веществ. В практику вошли буровые скважины.

В XX веке ни один другой вид первичных энергоресурсов не оказал столь большого влияния на экономическое и социальное развитие как нефть. Она определяет политику государств, особенно тех, которые природа обделила нефтяными местонахождениями.

Кроме того, что нефть и газ являются основой топливно–энергетического комплекса (ТЭК), это еще и основа сырья для органического синтеза.

2. Переработка нефти и газа.

Природный газ

  • состав природного газа;
  • применение метана и его соединений.

Нефть, состав нефти, физические свойства

Показать пробирку с нефтью.

Плотность = 700 кг/м3, темно-бурого цвета.

Нефть представляет собой сложную смесь веществ – преимущественно жидких углеводородов. Нефть бывает по составу парафиновая, нафтеновая, ароматическая.

Прямая перегонка нефти

  • устройство ректификационной колонны (Н = 50 – 60 м, Д = 3 м);
  • сущность перегонки нефти;
  • продукты перегонки (фракции):

1. Бензиновая – С5 – С12, tє кипения = 40 – 200о С – состав бензина

2. Лигроиновая – С8 – С14, tє кипения = 150 – 250о С – горючее для тракторов

3. Керосиновая – С12 – С18, tє кипения = 180 – 300оС – горючее для тракторов, ракет

4. Дизельная – С12 – С18, tє кипения = 180 – 350оС – дизельное топливо

6. Гудрон – асфальт

Главный недостаток перегонки нефти – малый выход бензина (20 – 30%).

Крекинг термический – 470 – 550о С, р = 2-6 Мпа

С16Н34 — С8Н18 + С8Н16

С8Н18 — С4Н10 + С4Н8

С4Н10 — С2Н6 – С2Н4

Состав бензина – разветвленные углеводороды, непредельные (но их меньше, чем в бензине термического Кретинга).

Пиролиз – высокотемпературный крекинг – 650 – 700о С. Получают непредельные углеводороды.

Риформинг – получение ароматических углеводородов (ароматизация нефти)

Химическая переработка углеводородов нефти позволяет получать не только горюче смазочные материалы, но и целый ряд органических веществ (схема).

3. Мировая добыча нефти и ее распределение по регионам

В начале XIX века нефть добывалась в 19 странах, в основном с помощью колодцев. Главными районами нефтедобычи были Баку в Российской империи, Пенсильвания в США и Индонезия. В настоящее время насчитывается свыше 8о нефтедобывающих стран во всех частях света кроме Антарктиды.

Больше всего нефти сосредоточено в Азии, на Ближнем и Среднем Востоке, в Западной Сибири и Казахстане. Крупнейшее месторождения есть также в Северной и Южной Америке и Северном море у берегов Европы.

РФ

Регион

Нефть Газ
Западная Сибирь Самотлор
Федоровское
Варьеганское
Уренгойское
Арктическое
Заполярное
Волго-Уральский район Ромашкинское (Татария, г. Альметьевск) Саратовская область
Оренбургская область
Северный Прикаспий   Астраханское
Тимано-Печерский регион Усинское Буктыльское
Восточная Сибирь и Енисейско-Анабарское  
Дальний Восток Ленно-Тугуское
Остров Сахалин
 
Предкавказье и Северный Кавказ   Ставропольское

Ближнее Зарубежье

Азербайджан Cтарейший нефтегазоносный район (дно Каспийского моря – 20 месторождений)
Туркменистан Cтарший нефтегазоносный район (дно Каспийского моря – 20 месторождений)
Узбекистан Нефтегазоносный Бухарский район (около р. Аму-Дарьи)

 Ближний и Средний Восток

Саудовская Аравия Самое крупное в мире месторождение нефти Гавар, в Персидское заливе – морское месторождение нефти Сафания-Фаджи.
Ирак Киркук (на севере)
Зубаир (на юге)
Румайла
Иран Ага-Джари, Гечсаран (Персидский залив)
Кувейт Небольшое по площади государство буквально плавает на нефти – 8 месторождений. Большой Бурган.
ОАЭ, Катар, Оман, Сирия, Турция, Афганистан.  

 Северная Америка

Канада Пембина
Ледюк
Редустер
 
США Панхандл-Хьюготон Ист-Техас
Прахо-Бей
Мексика   Реформа-Кампече

Южная Америка

Венесуэла оз.Марахайбо оз.Марахайбо

Африка

Ливия Сарир
Нассер
 
Нигерия    
Алжир Хасси-Месауд Хасси-Рмель

Азия

Китай Дацин
Индонезия Минас
Малайзия Саравах
Бруней

Австралия

Шельф западных берегов

Западная Европа

Нидерланды Слохтерен  

Мировые запасы нефти и газа

Регионы Нефть Газ Месторождения
Россия 4 млрд.т

2 млрд.т

15 трлн.м3

3 трлн. м3

Западно-Сибирское
Волго-Уральский район
Север.Прикасп.
Тишано-Печерский
Восточная Сибирь и Дальний
Восток
Предкавказье

СНГ 20 месторождений
Азербайжан
Туркменистан

     
Узбекистан     Гавар
Ближний и Средний Восток 65 млрд. т 26 трлн. м3 Сафания-Фаджи
Саудовская Аравия 22,5 млрд. т 3 трлн. м3 Киркук
Ирак 4 млрд. т 800 трлн. м3 Ага-Джари
Иран 7,8 млрд. т 13 трлн. м3  
Кувейт 10,7 млрд. т    
ОАЭ 4,3 млрд. т 2,8 трлн. м3  
Катар, Оман, Сирия
Турция. Афганистан
Северная Америка
     
Канада 100 млрд. т    
США 22,5 тыс. нефтяных и 14 тыс.газовых месторождений    
Мексика 7 млрд. т 343 нефтяных и 196 газовых месторожд.  
Южная Америка 735 месторождений 60 месторождений  
Венесуэла 8 млрд. т 1,5 трлн. м3  
Ливия 1 млрд. 200 тыс.т    
Нигерия 3 млрд.т 1,4 трлн. м3  
Алжир 1,2 млрд.т 2,8 трлн. м3  
Египет 514 млн.т 90 трлн. м3  

4. Нефть добывают в 80 странах мира. Но географию этой отрасли определяют страны “первой десятки”, для большинства из которых нефтяная промышленность стала важной, а иногда и единственной отраслью международной специализации (Ирак, ОАЭ, Катар).

Одна из особенностей географии мировой нефтяной промышленности заключается в том, что более 4/5 запасов и около ? добычи нефти приходится на развивающиеся страны. Эти страны, в особенности страны – члены ОПЕК, выступают и в качестве ее главных экспортеров:

ОПЕК: Алжир, Венесуэла, Габон, Индонезия, Ирак, Ирак, Катар, Кувейт, Ливия, Нигерия, ОАЭ, Оман, Саудовская Аравия.

В международную торговлю поступает 40 % всей добываемой нефти. В мировом хозяйстве образовался огромный территориальный разрыв между регионами ее добычи и потребления. Для его преодоления возникли мощные – прежде всего океанские – грузопотоки.

Добыча газа также стала расти в развивающихся странах, которые увеличивают его экспорт как в сниженном виде (на спецтанкерах – метановозах при температуре 165?С), так и по межконтинентальным подводным газопроводам.

Главные из грузопотоков нефти начинаются от крупнейших нефтяных портов в Персидском заливе и идут к Западной Европе и Японии. Меньшие грузопотоки нефти идут от стран латинской Америки (Венесуэла, Мексика) к США и Западной Европе. В нефтеснабжении стран Восточной Европы главную роль играет Россия (нефтепровод “Дружба”).

Больше всего нефти сосредоточено в Азии, на Ближнем и Среднем Востоке, в Западной Сибири и Казахстане. Крупнейшие месторождения есть также в Северной и Южной Америке и Северном море у берегов Европы.

Проблемы

Энергетическая проблема является одной из самых острых. Бурно развивающаяся экономика в ХХI веке требует все больше энергозатрат.

Наука предупреждает, что при современных объемах энергопотребления разведанных запасов органического топлива на Земле хватит примерно на 150 лет, в том числе нефти – на 35, газа – на 50.

Таким образом, ограниченность природных запасов углеводородного сырья составляет сегодня главный стержень глобальной энергопроблемы.

Наступает период энергосберегающих технологий и всемирной экономии энергии.

Пути энергосбережения:

  • выпуск более экономичных автомашин;
  • усовершенствование в коммунальном хозяйстве;
  • структурные изменения в экономике (рост доли менее энергоемких отраслей);
  • развитие атомной энергетики;
  • использование неисчерпаемых природных ресурсов (солнечная радиация, тепло Земли).

Вторая проблема – негативные экологические последствия развития энергетики.

Роль природного газа в энергоснабжении будет возрастать, учитывая обширные запасы этого сырья. А также экологическую чистоту этого топлива.

Высокие мировые цены на нефть способствовали быстрому росту разведки и добычи ее в странах, не входящих, в ОПЕК. Поэтому долгосрочное прогнозирование энергетики в значительной степени зависит от прогнозов цен на нефть на мировом рынке.

Перспективы

В течение ближайших 30–40 лет, возможно, произойдут следующие изменения:

  • стабилизируется рост потребления;
  • увеличится доля новых технологий для производства энергии;
  • увеличатся масштаб и стоимость транспортировки;
  • возрастет эффективность использования;
  • все большее значение будут приобретать трансконтинентальные газопроводы общей протяжностью 26 тыс.км;
  • увеличится доля альтернативных источников энергии (атомная), нетрадиционных ресурсов (солнечная энергия, энергия ветра).

III. Подведение итогов урока:

Проблемные вопросы

1. В России, США, Канаде, главные магистральные трубопроводы большей частью связывают регионы добычи нефти и газа с районами их потребления, в Западной Европе – морские порты с районами потребления, а в развивающих странах, напротив, районы добычи – с морскими портами. Объяснить эти различия.

2. Где развита нефте- и газоперерабатывающая промышленность?

3. Известно, что отрасли ТЭК относятся к “грязным” производствам, но развитие мирового хозяйства обусловливает рост потребности в них. Следовательно, добыча нефти и газа будут расти. Однако условия добычи ухудшаются. Как решить эти противоречия?