Bài giảng: Hóa học dầu mỏ - TS. Nguyễn Thị Phương Phong

Năng lượng dầu mỏ và khí là tài nguyên hóa thạch, là năng lượng không tái tạo (khái niệm năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo). Dầu mỏ đã được sử dụng cách đây 4.000 năm để xây các bức tường của Babylon. Vào thế kỷ thứ tư, người Trung Quốc đã từng khoan những giếng sâu 200m và khai thác dầu thông qua những ống tre.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng: Hóa học dầu mỏ - TS. Nguyễn Thị Phương Phong HÓA HỌC DẦU MỎ PETROCHEMISTRY CHEMISTRY OF PETROLEUM TS. Nguyễn Thị Phương Phong  Chương 1. Dầu mỏ và khí (4 tiết) 1.1.Nguồn gốc dầu mỏ và khí hydrocacbon trong thiên nhiên  1.2. Thành phần hóa học của dầu mỏ và khí 1.3. Phân loại dầu mỏ và khí 1.4. Các đặc trưng hoá lý và sự đánh giá chất lượng dầu mỏ.  Chương 2.Xúc tác cho quá trình chế biến dầu mỏ và khí (10 tiết)  2.1. Quá trình Cracking xúc tác 2.2. Quá trình Reforming xúc tác. 2.3. Quá trình đồng phân hoá. 2.4. Quá trình dehydro hoá  2.5. Quá trình oxi hoá  2.6. Các quá trình khác  Chương 3. Các sản phẩm từ qúa trình chế biến dầu mỏ và khí (8 tiết)  3.1.Các sản phẩm năng lượng  3.2.Các sản phẩm phi năng lượng  3.3.Các sản phẩm hoá học  Chương 4. Dầu khí ở Việt Nam (8 tiết)  4.1. Lịch sử hình thành và phát triển Công nghiệp dầu khí tại Việt Nam  4.2. Sản lượng và tiềm năng khai thác dầu khí ở Việt Nam  4.3. Đặc điểm dầu thô và khí hydrocacbon tại Việt Nam  4.4.Nhu cầu và thị trường các sản phẩm dầu khí TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Chemistry of Petrochemical Processes - Sami Matar 2. Dầu khí và Dầu khí ở Việt Nam – Trần Mạnh Trí (1996) 2. Hóa học dầu mỏ và khí – Đinh Thị Ngọ (2002) 3. Giáo trình Xúc tác dị thể - Hồ Sĩ Thoảng (2009) 4. Năng lượng cho thế kỷ 21- Những thách thức và triển vọng – Hồ Sĩ Thoảng Trần Mạnh Trí (2009)  Năng lượng dầu mỏ và khí là tài nguyên hóa thạch, là năng lượng không tái tạo (khái niệm năng lượng tái tạo và năng lượng không tái tạo).  Dầu mỏ đã được sử dụng cách đây 4.000 năm để xây các bức tường của Babylon.  Vào thế kỷ thứ tư, người Trung Quốc đã từng khoan những giếng sâu 200m và khai thác dầu thông qua những ống tre.  1848 đã có những ống khoan công nghiệp đầu tiên khai thác dầu ở gần Baku (Nga)  Dầu mỏ được khai thác ở Bắc Mỹ và Châu Âu ở độ sâu 40-50m dưới mặt đất.  Từ năm 1859 dầu bắt đầu được khai thác ở Hoa Kỳ, sản phẩm chủ yếu là dầu mỏ dùng để thắp sáng.  Đến đầu thế kỷ 20, lượng dầu khai thác trên toàn thế giới là vài chục tấn.  Công nghiệp dầu mỏ phát triển mạnh mẽ khi các phương tiện xe hơi và máy bay phát triển.  Hiện nay công nghiệp dầu mỏ đã phát triển đến mức độ các sản phẩm dầu khí chiếm 60% năng lượng toàn cầu  Về bản chất hóa học, sự hình thành dầu và khí giống như sự hình thành than, có nguồn gốc từ xác động vật và thực vật và phải trải qua hàng triệu năm trong điều kiện nhiệt độ cao và áp suất cao.  Khác với than có nguồn gốc là xác động vật và thực vật trên đất liền, nguồn gốc của dầu và khí chủ yếu là xác các động vật và thực vật phiêu linh lắng xuống đáy đại dương.  Dầu và khí ở dạng lỏng và khí nên sau khi hình thành phải tìm những chổ trú ẩn được gọi là “bẫy dầu”  Nguồn gốc vô cơ  Cuối thế kỷ 19 nhà hóa học người Nga Dmitri Ivanovich Mendeleev đã đưa ra lý thuyết vô cơ giải thích sự hình thành của dầu mỏ.  Theo lý thuyết này dầu mỏ phát sinh từ phản ứng hóa học giữa cacbua kim loại với nước tại nhiệt độ cao ở sâu trong lòng trái đất tạo thành các hidrocacbon và sau đó bị đẩy lên trên. Theo lý thuyết này dầu mỏ phát sinh từ phản ứng hóa học giữa cacbua kim loại với nước tại nhiệt độ cao ở sâu trong lòng trái đất tạo thành các hidrocacbon và sau đó bị đẩy lên trên. Nguồn gốc vô cơ Năm 1866, Berthelot đã tiến hành quá trình tổng hợp được các hợp chất hydrocacbon thơm từ axtylen ở nhiệt độ cao với sự có mặt của xúc tác. Năm 1901, Sabatier và Sendereus tiến hành phản ứng hydro hoá axetylen trên xúc tác Niken và Sắt ở nhiệt độ trong khoảng 200 đến 300oC, đã thu được một loạt các hydrocacbon tương ứng như thành phần của dầu mỏ. Nguồn gốc vô cơ  Hàm lượng các hợp chất cacbua trong lòng đất thì khá hạn chế trong khi đó thì dầu mỏ ngày càng tìm được với số lượng rất lớn và hầu như có mặt khắp nơi  Các phản ứng tạo hợp chất thơm và các hợp chất có thành phần tương tự như thành phần của dầu mỏ từ CH4 và C2H2 đòi hỏi có nhiệt độ cao trong khi đó thực tế nhiệt độ đạt được trong các mỏ dầu thì ít khi vượt quá 150 đến 200oC Nguồn gốc hữu cơ  Theo giả thiết này thì dầu mỏ được hình thành từ các hợp chất có nguồn gốc hữu cơ, cụ thể là từ xác chết của động thực vật và trải qua một quá trình biến đổi phức tạp trong một thời gian dài (hàng chục đến hàng trăm triệu măn) dưới tác động của nhiều yếu tố khác nhau như vi khuẩn, nhiệt độ, áp suất và xúc tác có sản trong lòng đất và đôi khi còn có sự tác động của các bức xạ do sự phóng xạ ở trong lòng đất. Nguồn gốc hữu cơ Gồm 4 giai đoạn  Tích đọng các vật liệu hữu cơ ban đầu  Biến đổi các chất hữu cơ ban đầu thành dầu khí  Sự di cư của dầu - khí đến các bồn chứa thiên nhiên  Biến đổi tiếp tục trong bồn chứa tự nhiên.  Dầu và khí hydrocacbon trong thiên nhiên đều có cùng một nguồn gốc. Chính vì vậy, nơi nào có dầu cũng sẽ có khí và ngược lại. Tuy nhiên do quá trình di cư có thể khác nhau, nên mặc dù chúng được sinh ra ở một nơi chúng vẫn có thể cư trú ở những nơi khác xa nhau. Vì vậy có thể gặp những “bẫy” chứa khí nằm xa “ bẫy” chứa dầu. Nguồn gốc hữu cơ  Tích đọng các vật liệu hữu cơ ban đầu  Thành phần các xác động thực vật chia làm:  *Các chất hữu cơ như cacbon hydrat (ko bền vững, dưới tác dụng vi khuẩn tạo thành khí và các chất tan trong nước)  *Các chất lipid (bao gồm các acid béo, nhựa, các HC cao phân tử) khó bị phá hủy bởi vi khuẩn.  *Các chất albumin  Trong thành phần chất HC của xác động vật thì xác chất lipid là bền vững nhất, ko bị phân hủy do đó được bảo vệ nguyên vẹn khi lắng đọng nên là chất mẹ đẻ để biến đổi về sau tạo thành dầu khí Nguồn gốc hữu cơ  Biến đổi các chất hữu cơ ban đầu thành dầu khí  Các chất hữu cơ có trong trầm tích chịu nhiều biến đổi h ...