Мұнай құрамы

Сабақтың тақырыбы: мұнайды өңдеу және қоршаған ортаны қорғау

Мұнай — табиғи көмірсутектердің ішіндегі ең маңызды сұйық пайдалы қазба. Ол энергия көзі ғана емес, сондай-ақ химия өнеркәсібінің негізгі шикізаты. Алайда мұнайды өндіру, тасымалдау және өңдеу үдерістері дұрыс ұйымдастырылмаса, қоршаған ортаға елеулі зиян келтіреді.

Сабақтың мақсаты

  • Білімділік: мұнайдың құрамы, қасиеттері, қолданылуы, қоршаған ортаға әсері және оны қорғау жолдары туралы түсінік қалыптастыру.
  • Тәрбиелік: жауапкершілікті, өз ісіне баға беруді және экологиялық ойлауды дамыту.
  • Дамытушылық: жаңа және өткен материалды байланыстыру, мәселені шешу жолын іздеу, диалогқа қатысу және тыңдай білу қабілетін жетілдіру.

Әдістері

ізденіс, сұрақ-жауап, баяндау

Сабақ түрі

жаңа материалды меңгерту

Көрнекілік

сызбалар, үлестірмелер, презентация

Ұйымдастыру кезеңі

Оқушылармен сәлемдесу, түгендеу, назарды сабаққа аудару. «Өз орындарыңызға отырыңыздар, сабағымызды бастайық. Бұл сабақ сіздерге жемісті әрі ең бастысы — пайдалы болады деп сенемін».

Үй тапсырмасын тексеру

  1. Көмірсутектердің табиғи көздерін атаңдар.
  2. Тас көмірден алынған өнімдер қайда қолданылады?
  3. Кокстеу дегеніміз не?
  4. Ілеспе газдардан қандай заттар өндіріледі?

Кіріспе

Табиғатың әсем көркем,
Мұнайлы аймақ — бай өлкем.
Байлыққа толы қойнауы,
Мұнайлы өлкем — Қазақстан.

Мұнайдың негізгі қасиеттері

Сыртқы сипаттамасы

  • қара-қоңыр түсті, өзіне тән иісі бар
  • май тәрізді, қоймалжың
  • суда ерімейді
  • органикалық зат

Физикалық қасиеттері

  • тығыздығы шамамен 0,73–0,98 аралығында
  • көптеген органикалық еріткіштерде ериді
  • жанғыш зат

«Мұнай» атауы парсы тіліндегі neft сөзінен шыққан, мағынасы — «тез тұтанатын зат».

Мұнайдың құрамы және жіктелуі

Мұнайдың сапалық және сандық құрамы әртүрлі болады. Ол негізінен көмірсутектерден, сондай-ақ азотты, оттекті, күкіртті қосылыстардан және минералдық тұздардан тұратын күрделі қоспа.

Көмірсутек құрамына қарай мұнай түрлері

  • Парафинді
  • Нафтенді
  • Ароматты

Нафтенді

Ембі, Доссор, Мақат

Парафинді

Өзен, Жетібай

Ароматты

Прорва

Жер қойнауынан өндірілген мұнай құрамында су және қосалқы газдар көп болады. Мұндай мұнай шикі мұнай деп аталады. Оны тазалап, өңдеуге жібереді.

Мұнай өнімдері: ашық және қара түсті

1) Ашық түсті мұнай өнімдері

  • бензин
  • лигроин
  • керосин
  • газойль

2) Қара түсті мұнай өнімі

Мазут — жоғары молекулалы көмірсутектер қоспасы. Ол әрі қарай өңделіп, әртүрлі өнімдер алуға негіз болады.

Мұнайды өңдеу: айдау және фракциялау

Мұнайды өңдеу — оның құрамындағы көмірсутектердің қайнау температураларының айырмашылығына негізделген. Негізгі қондырғы екі бөліктен тұрады:

1) Түтікті пеш

мұнда мұнай шамамен 450–500°C дейін қыздырылады.

2) Ректификациялық колонна

өнімдер қайнау температурасына сәйкес фракцияларға бөлініп, жиналады.

Мұнайдан ашық түсті өнімдер алуға арналған қондырғы атмосфералық қондырғы деп аталады. Дегенмен сұраныс артқан сайын тек айдау арқылы алынған жанармай жеткіліксіз болады. Айдаудың соңғы өнімі — мазут.

Мазутты қайта өңдеу: вакуум және крекинг

Мазут — қара түсті, тұтқыр, қоймалжың масса. Оны қайта өңдеу арқылы жағармайлар, соляр майы, түрлі машина майлары, парафин алынады. Ең соңғы қалдық — гудрон; одан битум және асфальт өндіріледі.

Мазут құрамында ірі молекулалы көмірсутектер көп болғандықтан, оны жоғары температурада вакуумдық қондырғыда өңдейді. Қысым мен температураның әсерінен үлкен молекулалар ұсақталады. Бұл үдеріс крекинг (ағылшынша “cracking” — бөлшектеу) деп аталады.

Крекингтің түрлері

  • Термиялық крекинг: жоғары температура мен қысым арқылы жүргізіледі.
  • Катализдік крекинг: температура мен қысымға қоса катализатор (өршіткі) қолданылады.

Риформинг, детонация және октан саны

Жоғары сапалы бензин алу үшін тиімді катализаторлар пайдаланылады. Мысалы, палладий, платина сияқты асыл металдар қолданылғанда ароматты көмірсутектер үлесі артып, бензин сапасы жақсарады. Бұл үдеріс риформинг деп аталады.

Детонация

Қозғалтқышта бензиннің қопарылыс тәрізді жануы детонация деп аталады (французша “detoner” — жарылу). Бұл кезде жану бірқалыпты жүрмей, дыбыс ырғағы бұзылады.

Октан саны

Бензин сапасы октан санымен анықталады. Ол бензиннің детонацияға төзімділігін сипаттайды. Бензин маркалары (АИ–72, АИ–76, АИ–93, АИ–98) октан санының әртүрлі екенін көрсетеді.

Құрамы тұрғысынан алғанда ароматты және тармақталған көмірсутектер көп болса, бензиннің сапасы жоғары болады; ал ашық тізбекті көмірсутектер басым болса, сапасы төмендейді.

Қазақстандағы мұнай өндірісі және тасымалы

Қазақстанда мұнай қоры мол, еліміз энергия ресурстары бойынша әлемдік нарықта танымал. Көмірсутектерді өндіру 200-ден астам кен орнында жүргізіледі, ал мұнай өндіру көлемі жыл сайын артып келеді.

Маңызды кен орындары

Теңіз, Қарашығанақ, Жетібай, Өзен, Қаламқас, Құмкөл, Қаражамбас және т.б.

Негізгі құбыр бағыттары

  • Каспий мұнай құбыры (жұмыс істейді)
  • Батыс Қазақстан — Баку — Джейхан бағыты
  • Қазақстан — Түрікменстан — Иран бағыты
  • Кеңқияқ — Құмкөл — Қытай бағыты

Дұрыс ұйымдастырылған мұнай-газ өнеркәсібі ұлттық экономиканың өсуіне және халықтың әлеуметтік жағдайының жақсаруына ықпал етеді.

Экологиялық мәселе: мұнайдың қоршаған ортаға әсері

Мұнай — аса құнды ресурс, бірақ оны қауіпсіз пайдаланбаса, тіршілік атаулыға зиян келтіреді. Дүниежүзілік мұхиттарға жыл сайын шамамен 10 миллион тоннадай мұнай өнімдері төгіледі.

Каспий теңізі суының ластануы мен теңіз құстарының қырылуы мұнай төгінділерімен байланысты екені анықталған. Қазақстанда мұнай құрлықта ғана емес, су астында да өндіріледі. Су астындағы өндіріс кезінде құбырдың жарылуы немесе тасымал кезіндегі апаттар мұнайдың суға төгілуіне әкелуі мүмкін. Бұл әсіресе таяз аймақтарда мұнай таситын кемелер апатқа ұшырағанда жиі байқалады.

Құқықтық негіз

Қазақстанда табиғатты қорғауға ерекше көңіл бөлінеді. 1997 жылы «Қоршаған ортаны қорғау туралы» заң қабылданды. Оның мақсаты — табиғатты және ұлттық байлықты болашақ ұрпақ үшін сақтау.

Жаңа ұғымдар

Крекинг Детонация Риформинг Октан саны

Есептер

  1. 2 т октанды крекингтегенде қанша бутан түзіледі?
  2. Массасы 1 кг пентанды (мәтінде формуласы C7H16 деп берілген) жағу үшін оттектің қандай көлемі қажет?
  3. Октанның 5 моль мөлшері жанғанда түзілетін көміртек(IV) оксидінің көлемі және массасы қандай?

Ескерту: Екінші есептегі атау мен формула сәйкестігін (пентан/гептан) тапсырма шартын нақтылау арқылы түзету ұсынылады.

Сабақты пысықтау сұрақтары

  1. Мұнайдың қасиеттері мен құрамы туралы не білдік?
  2. Мұнайды крекингтеу не үшін қажет?
  3. Риформинг деген не?
  4. Бензиннің детонацияға төзімділігі дегеніміз не?
  5. Мұнайдан түскен қаржы қай бағыттарға жұмсалады?
  6. Табиғатты қорғау бойынша қандай ұсыныстар айтар едіңдер?

Қорытындылау, бағалау және үй тапсырмасы

Сабақ соңында негізгі ұғымдар қорытындыланып, оқушылардың белсенділігі мен жауаптары бойынша бағалау жүргізіледі.

Үйге тапсырма

«Мұнай және химия» тақырыбында, сондай-ақ «Тас көмір және оның өнімдері» бойынша реферат жазу.