химия в топливе

1. Химия в топливе

ХИМИЯ В
ТОПЛИВЕ
П Р Е З Е Н ТА Ц И Я П О Х И М И И

2. Что такое топливо?

ЧТО ТАКОЕ ТОПЛИВО?
Определение: топливо горючие вещества, используемые для получения т
епла и энергии.
Основные виды:
1) твёрдое (уголь, торф, древесина);
2)
жидкое (нефть, бензин, керосин, дизельное то
пливо);
3)газообразное (природный газ, пропан, бутан,
водород).
Ключевая функция: выделение энергии при сгор
ании.

3. Химический состав топлива: общие компоненты

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТ
АВ ТО П ЛИ ВА: О БЩ И
Е КОМПОНЕНТЫ
•Горючая часть:
углерод (C) —
основной источник энергии;
водород (H) —
повышает теплотворную сп
особность;
сера (S) —
нежелательный компонент,
образует вредные выбросы
.
•Негорючая часть:
кислород (O) и азот (N) —
снижают теплотворную спо
собность;
влага и зола —
балласт, снижает эффектив
ность.

4. Основные фракции нефти и их применение

О С Н О В Н Ы Е Ф РА К Ц И
И НЕФТИ И ИХ ПРИМ
ЕНЕНИЕ
Температурный
диапазон (°C)
Применение
Петролейный эфир
40–70
Растворитель
Бензин
35–195
Топливо для ДВС
Лигроин
120–140
Растворитель в ла
кокрасочной пром
ышленности
Керосин
180–300
Авиационное топл
иво
Дизельное топливо
220–370
Топливо для дизе
льных двигателей
> 300
Котельное топлив
о, сырьё для масе
л
Фракция
Мазут
•Петролейный эфир (40–
70∘C): растворитель.
•Бензин (35–
195∘C): топливо для ДВС.
•Лигроин (120–
140∘C): растворитель в лакокра
сочной промышленности.
•Керосин (180–
300∘C): авиационное топливо.
•Дизельное топливо (220–
370∘C): топливо для дизельных
двигателей.
•Мазут (>300∘C): котельное топ
ливо, сырьё для масел.

5. Химия твёрдого топлива (уголь)

•Стадии
преобразования: тор
ф → бурый уголь →
каменный уголь →
антрацит.
•Теплотворная
способность: 22–
33 МДж/кг.
•Проблемы: высокое
содержание серы и
золы → загрязнение.
Х И М И Я Т В Ё РД О Г О
ТО П Л И ВА ( У Г ОЛ Ь )
•Состав каменного угля:
углерод: до 96% (в
антраците);
водород, кислород, азот,
сера: примеси.

6. Химия газообразного топлива

• Сжиженные газы (пропанбутан): удобны для
транспорта.
• Водород
(H2​): перспективное
экологически чистое топливо.
• Теплотворность: природный
газ — 38 МДж/м3, водород —
142 МДж/кг.
ХИМИЯ
Г А З О О Б РА З Н О Г О
ТО П Л И ВА
•Природный газ:
основной компонент —
метан (CH4​, 70–98%);
примеси: этан (C2​H6​),
пропан (C3​H8​), бутан
(C4​H10​), азот, CO2​.

7.  Реакции горения: химия процесса

РЕАКЦИИ
ГОРЕНИЯ: ХИМИЯ
ПРОЦЕССА
горение метана:
CH4​+2O2​→CO2​+2H2​O+890 кД
ж/моль
горение октана (компонент
бензина):
2C8​H18​+25O2​→16CO2​+18H2​O

8. Экологические аспекты

Пути решения:
• очистка топлива от серы;
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ
АСПЕК ТЫ
•CO2​ — парниковый газ;
• каталитические
нейтрализаторы;
•SO2​ (из серы) — кислотные
дожди;
• переход на водород и
биотопливо.
•сажа и твёрдые частицы —
загрязнение воздуха.
•оксиды азота (NOx) — смог;

9. Итоги и перспективы

ИТОГИ И ПЕРСПЕКТИВЫ
Итоги
• топливо — источник энергии благодаря химическим связям C–H, C–C;
• состав определяет свойства и экологичность;
• переработка нефти даёт множество полезных продуктов.
Перспективы
• развитие синтетического и биотоплива;
• водородная энергетика;
• повышение эффективности и снижение выбросов.

10. Заключение

ЗАКЛЮЧЕНИЕ
химия топлива — основа
современной энергетики и
экологии.

11. Спасибо за внимание!

СПАСИБО ЗА
ВНИМАНИЕ!