Ход урока. 
Урок "Природные источники углеводородов. 
Нефть и продукты её переработки"

Этапы урока, время.

Деятельность обучающихся.

1. Организационный момент. (1).

Доброе утро, ребята!

Прозвенел уже звонок, начинается урок.

Если хочешь много знать, Приложи старание.

Эмоциональный настрой на урок.

II этап. Вступительное слово учителя.

1 минута.

Процесс современного производства обеспечивается чёткой, слаженной работой людей. Сегодня проводиться урок — деловая игра по теме: «Природные источники углеводородов: нефть и продукты её переработки». В работе производственного совещания принимают участие: директор нефтеперерабатывающего завода, Генеральный директор «Роснефть», историк, эколог, геолог, сотрудники технологического отдела, сотрудники топливноэнергетического отдела, сотрудники отдела потребления и органического синтеза, сотрудник биохимической лаборатории журналист, экономист. Озвучиваются цели урока. По ходу урока в тетрадях учащихся делаются краткие записи. Первое слово предоставляется учащемуся-историку.

Записывают тему урока в тетради.

II этап.

Изучение нового материала.

Выступление учащегося в роли историка (3мин.) Я расскажу Вам о развитии нефтяной индустрии, которая прошла большой путь.

В 1833 году впервые опыты по перегонке нефти осуществил американец Силлиман. В 1849 году Кайер, житель Питсбурга, владелец соляных источников обнаружил вместо солевого раствора струю чистой нефти. Он решил обратить несчастье в удачу и стал употреблять её в качестве смазочного материала и в лечебных целях. Большого дохода от этого он не получил, тогда он решил перерабатывать нефть и построил перегонный куб и впервые получил керосин, который стали использовать в керосиновых лампах, как источник света.

В 1859 году американец Дрейк впервые пробурил скважину на глубине 20 метров, которая давала 1500 литров нефти в сутки. В Америке началась нефтяная лихорадка.

В 1823 году братья Дубинины на Северном Кавказе в г. Моздоке установили нефтеперегонную установку. Они стали вывозить фотоген (керосин) многими тысячами пудов из Моздока внутрь России. Завод Дубининых был очень прост.

Повышенный спрос на керосин привел к созданию первой в России промышленной установки по переработке нефти в 1845 году на Ухтинском нефтяном промысле.

На Кубани первая нефтяная скважина пробурена в Крымском районе в долине реки Кудако. С 1911 года начали добывать нефть в районе г. Майкопа. С 1956 года на территории Славянского района Краснодарского края начинается промышленная добыча нефти и газа.

Выступление ученика в роли геолога (2 мин) Недра нашей земли богаты нефтью. Россия находиться на первом месте по запасам нефти и на втором месте по её добыче. Нефтяные месторождения находятся: (слайд № 1, географическая карта).

· вдоль Кавказского хребта; Апшеронском полуострове; Северном Кавказе; Западной Украине; между Волгой и Уралом; вдоль Уральских гор; Западная Сибирь (около 4 млрд. тонн нефти).

В Краснодарском крае четыре основных месторождения нефти: Хадыженское, Троицко — Анастасиевское, Абинское, Черноморское и наиболее перспективное СладковскоМорозовское месторождение. геологи ведут поиск и на других площадях Кубани (в Крымском и Славянском районе) (слайд № 2).

В настоящее время развивается добыча нефти в Мировом океане. Первая «морская» скважина была пробурена в 1896 году в Калифорнии (США) и в 1932 году в СССР на Апшеронском полуострове. С 1970;х годов уже 21 страна мира, включая нашу, добывала нефть со дна морей и океанов. Мировой океан отдал людям 630 млн. тонн нефти. В настоящее время добывается около 3 млрд. тонн нефти в год.

Выступает учащийся в роли сотрудника отдела снабжения. (3 мин) Нефть представляет собой смесь 150 углеводородов с примесями других веществ. В зависимости от месторождений нефть имеет различный состав. В составе нефти выделяют три вида углеводородов: алканы (нормального строения), циклоалканы (нафтены) и ароматические углеводороды. Это хорошо видно из таблицы. (слайд № 3).

Итак, мы видим, что:

• · Бакинская нефть богата циклоалканами (до 90%).
• · Грозненская нефть богата предельными углеводородами.
• · Уральская нефть ароматическими углеводородами.

Кроме углеводородов в нефти содержатся и другие органические соединения.

Демонстрирует образцы нефти. (на столах учащихся пробирки с образцами нефти, подписанные) Нефть — маслянистая жидкость от жёлтого до чёрного цвета, с характерным запахом, намного легче воды, практически не растворима в ней. У неё нет определённой температуры кипения. Плотность нефти может быть от 0,65−0,70 г/см 3 — это лёгкая нефть, и от 0,98 до 1,05 г/см 3- это тяжёлая нефть. Начало кипени нефти обычно выше 280 0С, температура застывания колеблется от + 300 до — 600 0 С и зависит от содержания в ней парафина. Теплоёмкость нефти 1,7−2,1 кДж/кг; теплота сгорания 43,7−46,2 мДж/кг. (слайд № 4).

Нефть, добываемую из земных недр, называют сырой. В сыром виде нефть не применяют, её подвергают переработке.

Вопросы для учащихся: 1. Какая формула у нефти?

• 2. Нефть — это однородная или неоднородная смесь?
• 3. Как можно разделить эту смесь?

Выступление учащегося в роли сотрудника технологического отдела. (3 мин.) В лаборатории основными принципами перегонки нефти на фракции являются:

нагревание нефти до температуры кипения;

фракционная отгонка компонентов;

их конденсация;

сбор фракций в приёмники.

Первичная переработка нефти заключается в перегонке нефти. Перегонка (ректификация) — процесс разделения смесей на отдельные фракции на основании различия их температур кипения. Перегонку нефти проводят на нефтеперерабатывающих заводах, (используется фрагмент из электронного учебника «Органическая химия», перегонка нефти + таблица).

Директор завода: Чем лабораторный способ перегонки нефти отличается от промышленного?

• 1-й сотрудник технологического отдела: В лабораторной установке нарушен принцип непрерывности процесса перегонки нефти, это приводит к снижению производительности труда, потерям тепла. В промышленности этот принцип соблюдается, причём конструкция ректификационной колоны такова, что обеспечивает одновременное испарение и конденсацию всех фракций перегонки нефти
• 2-й сотрудник технологического отдела. (6 мин) Продуктами первичной переработки нефти

являются: Бензиновая фракция, лигроиновая фракция, Керосиновая фракция, газойлевая фракция, газовая фракция, мазут.

Используется фрагмент электронного учебника «Органическая химия», перегонка нефти, демонстрируется коллекция «Нефть и продукты её перерабоки» .

Газовая фракция (t кип = 400 С) содержит алканы от СН 4 до С 4Н 10.

Бензиновая фракция (t кип = 40−200 0 С) содержит углеводороды С 5Н 12 — С 11Н 24.

Лигроиновая фракция (t кип = 150−250 0 С) содержит углеводороды С 8Н 18 — С 14Н 30.

Керосиновая фракция (t кип = 180−300 0 С) включает углеводороды состава С 12Н 26 — С 18Н 38.

Газойлевая фракция (t кип = 270−350 0 С) содержит углеводороды С 13Н 28 — С 15Н 32.

При перегонке нефти получают 10−15% бензина и до 75% мазута от массы взятой нефти.

Причём качество этого бензина низкое.

Остаток после перегонки — это мазут.

Экономист. (2 мин) Ребята посчитайте, сколько бензина и мазута можно получить, если перегнать 1 тонну нефти? (1 т———-100%, х ———15%, х= 0,15 т бензина и 0,75 тонн мазута) Стоимость 1л бензина на заправках нашего города составляет 33 рублей, а стоимость мазута 10 рублей. Какая экономическая выгода?

Директор завода: Одним из основных научных принципов производства является технологии безотходного производства и комплексного использования нефтяного сырья и продуктов его переработки. Как можно добиться этого?

3-й сотрудник технологического отдела. (4 мин) Так как при первичной переработки нефти получаем только 10−15% бензина о массы взятой нефти, а мазута до 75%, то возникает потребность во вторичной переработке нефти. Исходным сырьём для вторичной переработки являются мазут, керосин и газойль. Мазут подвергают вакуумной перегонке, после которой получают высокипящую углеводородную фракцию и остаток асфальт. Основным способом переработки высокипящей углеводородной фракции является крекинг.

Учащийся. Изучая алканы, мы с Вами встречались с крекингом предельных УВ. Дайте определение этому процессу.

Изобрёл крекинг русский инженер В. Г. Шухов в 1891 году. Различают термический и каталитический крекинг.

При каталитическом крекинге идут не только реакции расщепления, но и изомеризации углеводородов.

С 16Н 34-> С 8Н 18 + С 8Н 16, СН 3- (СН 2)4- СН 3> СН 3-СН-СН 2-СН 2-СН 3.

Каталитическим крекингом получают бензин с большей детонационной стойкость, и выход составляет от 65−75%.

4-й сотрудник технологического отдела. (3 мин) Каталитический крекинг проводится в присутствии катализатора (синтетического или природного алюмосиликата). При этом крекинг проводят при температуре 450−520 0С (термический при 650−750 0), давлении 2−3 атм. Есть реакционные колонны с неподвижным и подвижным катализатором. Сырьём для каталитического крекинга является керосиновая и газойлевая фракции. При каталитическом крекинге выход бензина составляет 30%, 10−20% газа, 3−6% кокса. Октановое число бензина, полученного каталитическим крекингом, составляет около 90.

Сотрудники топливноэнергетического отдела. (4 мин).

Нефть с высоким содержанием бензиновых фракций должна использоваться для производства высокачественного топлива. Такая нефть добывается в Троицко-Анастасиевском месторождении. Уровень благосостояния любого общества определяется количеством энергии, вырабатываемой на душу населения. Проблемы энергетики заключаются в способности получать энергию экономически рациональным способом. 95% всех энергетических потребностей в мире удовлетворяются за счёт нефти, газа, угля. Бензин, получаемый прямой перегонкой нефти содержит в основном предельные углеводороды, что снижает октановое число, поэтому проводят риформинг. Риформинг — это превращение алканов и в ароматические соединения. Это значительно повышают октановое число.

Мы выделяем три направления рационального использования топлива:

• 1. Поиск и синтез новых энергетических источников, заместителей бензина, например, получение бензина из Газа. Найден способ получения бензина и керосина из отходов производства пластмасс. (выход 90%)
• 2. Совершенствовать конструкции автомобилей с электрои газодвигателями.
• 3. Использовать энергию Солнца.

Сотрудники отдела потребления и органического синтеза. (6 мин) К сожалению, мы услышали традиционную точку зрения на нефть как источник топлива. Но топить печь «черным золотом» — это слишком дорогое удовольствие. В настоящее время на нефтехимические синтезы расходуются 5−6% всей добываемой нефти. В 2010 году она возросла до 15%, но и это слишком мало. Из нефтяного сырья можно получить различные виды пластмасс, каучук.

Слайд № 7 Использование продуктов переработки нефти. (Приложение к уроку № 2).

2-й сотрудник лаборатории органического синтеза.

Почему мы остановились на производстве именно пластмасс? Они обладают широким диапазоном физических свойств, из них легко формовать изделия, они прекрасно заменяют металлы. В нашей стране производят 50 видов пластмасс. Остановимся на формальдегидной. Синтез идёт по схеме:

С 6Н 6———— С 6Н 6-Cl ———- С 6Н 5-ОН———-;

При пропитке хлопчатобумажной ткани пластмассой получили текстолит. Из каждой тонны нефти можно получить 400 кг ВМС.

Экологи: (4 мин) Заслушав сотрудников всех лабораторий, речь пойдёт о защите окружающей среды от воздействия нефти и последствий её переработки. Предлагаем внедрить органические синтезы на нефтеперерабатывающих заводах на основе безотходной технологии. Использовать все компоненты производства и тогда нечем будет загрязнять окружающую среду.

С 1880 года добыча нефти растет по экспоненте, а сегодня извлекают из недр земли 3,2 1012 л. при таких объёмах добычи совершенно не обойтись без потерь. Особенно часто проблемы возникаю при транспортировке нефти. Нефтяное загрязнение особенно опасно для водоёмов. Выделяют пять типов воздействия нефти на водные экосистемы:

• · Непосредственное отравление живых организмов на морские организмы.
• · Нарушение физиологической активности у гидробионтов.
• · Прямое обволакивание нефтепродуктами живого организма.
• · Появление болезней, вызванное попаданием в организм углеводородов.
• · Негативное изменение в среде обитания.

Слайд № 8 Основные пути превращения и перемещения нефти в водоёме (по А. В. Путилову и др.) (Приложение к уроку) Для очищения водоёмов от нефти используют аэробные бактерии, которые окисляют нефть и нефтепродукты до нетоксичных соединений (в конечном итоге до СО 2 и Н 2О). В пресноводных водоёмах летальная концентрация нефтепродуктов для взрослых особей и рыб около 10−15 мг/л, при более низких концентрациях (0,05−1,0 мг/л) гибнут икра и мальки, а также планктон — кормовая база рыб.

Журналист: (1 мин) Первые публикации о крушении супертанкеров датировано 1967 годом, тогда танкер «Тори Каньон» у берегов Англии потерпел крушение, в результате которого в море, вылилось 118 000 т. сырой нефти, в 1989 г у берегов Аляски, где в океан попало 50 млн. л нефти. А вот события нынешнего времени. Слайд № 8.

Экономист. (1 мин) Знакомит учащихся с финансовым планом ОАО «Роснефть — Краснодарнефтегаз» .

Заключительное слово учителя: Сегодня мы заслушали мнения многих специалистов на предмет изучения нефти и продуктов её переработки. Ознакомились с комплексным подходом переработки сырья, затронули экологические проблемы и пути их разрешения. Так же вы встретились с историком, геологом, экономистом, сотрудниками технологического отдела, экологами и т. д. Может эта игра вам поможет выбрать будущую профессию.

По ходу выступления делают краткие записи в тетради.

По ходу выступления делают краткие записи в тетради или составляют кластер с основными моментами изучаемого материала.

Описывают физические свойства нефти, сравнивают.

Предполагаемые ответы:

• 1. «У нефти нет формулы, так как это смесь»
• 2. Однородная.
• 3. Перегонкой, так как составные части нефти имеют разные температуры кипения.

Учащиеся работая с учебником добавляют недостающую информацию о продуктах перегонки нефти.

Решают задачу в тетради, делают вывод об экономической выгоде.

Предполагаемые ответы. Крекинг — расщепление крупных молекул углеводородов на более мелкие. Как мы видим это уже химический процесс.

Записывают уравнения реакции в терадь, дают название УВ.

III. Этап закрепления знаний и способов действий (5).

Выполнение тестовой работы с последующей взаимопроверкой.

Настраиваются на повторение, психологически готовятся к тесту.

IV. Этап подведения итогов (3).

Оцениваются тесовые работы, выставляются оценки всем учащимся, принимавшим участие в уроке.

Подводят итоги, оценивают результаты работы.

V. Этап рефлексии (2).

Сегодня узнал…

Было интересно…

Было трудно…

Я приобрёл…

Я научился…

У меня получилось…

Урок дал мне для жизни…

Мне захотелось…

Высказывают своё мнение.

(1).

У каждого из вас есть смайлики, если урок вам помог узнать много нового и интересного прикрепите на свою карту улыбающегося смайлика, если вы не получили от урока ничего нового — прикрепите грустного смайлика.

Выполняют работу индивидуально.

VI. Д/з.

§ 33 упражнения № 6,7 по учебнику «Органическая химия», 11 класс, авторы И. И. Новошинский, Н.С. Новошинская/.

Хотелось бы закончить урок следующими словами:

Не позволяй душе лениться!

Чтоб в ступе воду не толочь, Душа обязана трудиться И день и ночь, и день и ночь!

Автор: Н. Заболоцкий.

Выполняют работу индивидуально.