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
- Значение нефтяной и газовой промышленности в мировом хозяйстве.
- Из истории возникновения.
- Переработка нефти и газа.
- Мировые запасы нефти и газа. Основные нефтегазоносные регионы.
- Проблемы и перспективы отрасли.
- 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 |
|||
| 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?