Номер 3, страница 141 - гдз по химии 11 класс учебник Еремин, Кузьменко

Параграф 18. Нефть. Глава 4. Научные основы химического производства - номер 3, страница 141.

Условие.

3. Как разделяют нефть на фракции? Что называют мазутом; гудроном?

Решение.

Решение 2.

Как разделяют нефть на фракции?

Разделение нефти на фракции — это основной процесс ее переработки. Главным методом является фракционная перегонка, или ректификация. Этот физический процесс основан на том, что различные углеводороды, входящие в состав нефти, имеют разные температуры кипения.

Процесс происходит в ректификационной колонне — высоком вертикальном аппарате цилиндрической формы, внутри которого на разных уровнях расположены специальные тарелки для контакта пара и жидкости.

1. Сначала сырую нефть нагревают в трубчатой печи до температуры около $350-400^\circ\text{C}$. При этой температуре значительная часть нефти испаряется, образуя парожидкостную смесь.
2. Эта смесь поступает в нижнюю часть ректификационной колонны. Внутри колонны поддерживается градиент температур: внизу — самая высокая температура, вверху — самая низкая.
3. Пары углеводородов начинают подниматься вверх по колонне, постепенно охлаждаясь.
4. При достижении уровня, где температура становится равной или ниже их температуры кипения (конденсации), пары конденсируются на тарелках, превращаясь в жидкость.
5. Таким образом, на разных высотах колонны собираются различные фракции:
   • В самой верхней, наиболее холодной части, отбираются самые легкие фракции с низкой температурой кипения: нефтяные газы (пропан, бутан).
   • Чуть ниже конденсируется бензиновая фракция (используется для производства автомобильного бензина).
   • Еще ниже — лигроиновая и керосиновая фракции (авиационное и тракторное топливо, осветительный керосин).
   • Далее следует дизельная фракция (газойль), используемая как дизельное топливо.
6. В самом низу колонны остается темная, вязкая жидкость, состоящая из наиболее тяжелых углеводородов с самыми высокими температурами кипения (выше $350^\circ\text{C}$). Этот остаток называется мазутом.

Таким образом, фракционная перегонка позволяет разделить сложную смесь углеводородов (нефть) на более простые смеси (фракции), каждая из которых имеет определенный диапазон температур кипения и свое применение.

Ответ: Нефть разделяют на фракции методом фракционной перегонки (ректификации), который основан на различии температур кипения углеводородов, входящих в ее состав. Нефть нагревают и подают в ректификационную колонну, где пары, поднимаясь и охлаждаясь, конденсируются на разных уровнях, образуя фракции: от легких (газы, бензин) вверху до тяжелых (дизельное топливо, мазут) внизу.

Что называют мазутом?

Мазут — это остаток после первичной перегонки нефти, когда из нее уже отобраны светлые нефтепродукты (бензиновые, керосиновые и дизельные фракции). Это тяжелая, вязкая жидкость темного цвета, которая состоит из углеводородов с высокой молекулярной массой и температурой кипения выше $350-360^\circ\text{C}$.

Мазут является ценным продуктом и используется в двух основных направлениях:

1. Как топливо: используется в качестве котельного топлива для промышленных печей, паровых котлов на электростанциях и в котельных, а также как судовое топливо.
2. Как сырье для дальнейшей переработки: мазут направляют на вакуумную дистилляцию для получения из него масляных фракций (основы для смазочных масел) и гудрона, либо на процессы глубокой переработки (например, крекинг) для получения дополнительного количества бензина и дизельного топлива.

Ответ: Мазут — это тяжелый, вязкий остаток первичной перегонки нефти, выкипающий при температурах свыше $350^\circ\text{C}$. Его используют как котельное топливо или как сырье для дальнейшей переработки.

Что называют гудроном?

Гудрон — это остаток, получаемый после вакуумной перегонки мазута. Чтобы выделить из мазута ценные масляные фракции, его подвергают дистилляции при пониженном давлении (в вакууме). Это позволяет снизить температуры кипения тяжелых углеводородов и избежать их термического разложения (крекинга).

После отгонки масляных фракций в кубе вакуумной колонны остается гудрон — самая тяжелая фракция нефти. При нормальных условиях это твердая или очень вязкая масса черного цвета, похожая на смолу. В его состав входят наиболее тяжелые углеводороды, а также смолисто-асфальтеновые вещества.

Гудрон широко используется для:

• Производства дорожных и строительных битумов (асфальта).
• Изготовления кровельных материалов (например, рубероида).
• Получения нефтяного кокса в процессах коксования.
• В качестве компонента некоторых видов топлива и смазочных материалов.

Ответ: Гудрон — это твердый или высоковязкий остаток, образующийся после вакуумной перегонки мазута. Он является самой тяжелой фракцией нефти и используется для производства битумов, кровельных материалов и кокса.