KHTN9-CTST | Bài 23. Nguồn nhiên liệu

MỤC TIÊU

- Nêu được khái niệm, thành phần, trạng thái tự nhiên của dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu.
- Trình bày được phương pháp khai thác dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu; một số sản phẩm chế biến từ dầu mỏ; ứng dụng của dầu mỏ và khí thiên nhiên (là nguồn nhiên liệu và nguyên liệu quý trong công nghiệp).
- Nêu được khái niệm về nhiên liệu, các dạng nhiên liệu phổ biến (rắn, lỏng, khí).
- Trình bày được cách sử dụng nhiên liệu (gas, dầu hoả, than, ...), từ đó có cách ứng xử thích hợp đối với việc sử dụng nhiên liệu (gas, xăng, dầu hoả, than, ...) trong cuộc sống.

TÓM TẮT KIẾN THỨC

Khởi động Dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu đều có thành phần chính là hydrocarbon. Chúng được khai thác như thế nào? Sản phẩm chế biến từ dầu mỏ là gì? Có ứng dụng quan trọng gì trong đời sống?

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào thông tin về nguồn nhiên liệu.
❖ Lời giải chi tiết:
- Cách khai thác
+ Khai thác dầu mỏ: Sử dụng thiết bị khoan sâu, xuyên qua các lớp đá để tiếp cận các nguồn dầu. Dầu mỏ (dầu thô) được khai thác từ giếng dầu, sau đó vận chuyển đến nhà máy lọc dầu để sơ chế, rồi cho qua tháp chưng cất hoặc tháp xử lí hoá học để tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống.
+ Khai thác khí thiên nhiên: Tương tự như việc khai thác dầu mỏ, việc khai thác khí thiên nhiên cũng phức tạp và yêu cầu kĩ thuật cao. Khí thiên nhiên thường được khai thác từ các mỏ khí tự nhiên. Sản phẩm từ khí thiên nhiên là methane và một lượng nhỏ các hydrocarbon khác như ethane, propane, butane, ...
+ Khai thác khí mỏ dầu: Khí mỏ dầu được khai thác cùng với khai thác dầu mỏ (từ cùng một giếng dầu), thành phần chính là methane (có hàm lượng thấp hơn so với khí thiên nhiên) và nhiều khí khác (ethane, propane, ...).
- Sản phẩm chế biến từ dầu mỏ như khí đốt, xăng, dầu thắp, dầu diesel, dầu mazut, nhựa đường, dầu thô.
- Dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu có nhiều ứng dụng quan trọng phục vụ nhu cầu cuộc sống của con người như:
+ Sản phẩm chế biến từ dầu mỏ phục vụ đời sống như: khí đốt (gas), xăng, dầu (dầu hoả, dầu diesel, ...), ..
+ Khí thiên nhiên là nguồn nhiên liệu, nguyên liệu quý giá và có nhiều ứng dụng trong sản xuất điện năng, công nghiệp hoá chất, ...
+ Khí mỏ dầu thường được dùng làm nhiên liệu.

1. KHÁI NIỆM, THÀNH PHẦN, TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN CỦA DẦU MỎ, KHÍ THIÊN NHIÊN VÀ KHÍ MỎ DẦU

➲ 1.1. Trình bày khái niệm, thành phần, trạng thái tự nhiên của dầu mỏ

Dầu mỏ thường có màu nâu đậm, nhẹ hơn nước và không tan trong nước. Dầu mỏ tồn tại trong các lớp đất, đá tại một số nơi trong vỏ Trái Đất, có thành phần chính là các hydrocarbon. Ngoài ra, còn có một lượng nhỏ các chất hữu cơ khác (chứa nitrogen, oxygen, lưu huỳnh, ...) và một lượng rất nhỏ chất vô cơ hoà tan.

➲ 1.2. Trình bày khái niệm, thành phần, trạng thái tự nhiên của khí thiên nhiên và khí mỏ dầu

- Khí thiên nhiên có trong các mỏ khí nằm dưới lòng đất. Thành phần chủ yếu của khí thiên nhiên là methane, ngoài ra còn có một số alkane khác như ethane, propane, butane, ...
- Khí mỏ dầu là khí có từ các mỏ dầu. Thành phần khí mỏ dầu gần giống khí thiên nhiên nhưng hàm lượng methane chiếm tỉ lệ thấp hơn so với khí thiên nhiên.

Thảo luận
Câu hỏi 1. Theo em, khi dầu thô cháy sẽ luôn có những chất gì được tạo ra? Giải thích.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ.
❖ Lời giải chi tiết:
Khi dầu thô cháy sẽ luôn có CO₂ và H₂O do thành phần chính của dầu là các hydrocarbon.

Thảo luận Câu hỏi 2. Vì sao khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu? So sánh thành phần, trạng thái tự nhiên của khí thiên nhiên và khí mỏ dầu.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào phản ứng cháy của hợp chất hữu cơ; thành phần, trạng thái tự nhiên của khí thiên nhiên và khí mỏ dầu..
❖ Lời giải chi tiết:
- Khí thiên nhiên được sử dụng làm nhiên liệu vì dễ cháy, khi cháy tỏa ra lượng nhiệt lớn.
- So sánh:

	Khí thiên nhiên	Khí mỏ dầu
Thành phần	Thành phần chủ yếu là methane, ngoài ra còn có ethane, propane, butane, …	Thành phần chủ yếu là methane nhưng hàm lượng thấp hơn so với khí thiên nhiên.
Trạng thái tự nhiên	Tồn tại trong các mỏ khí dưới lòng đất.	Khí có từ các mỏ dầu.

Ghi nhớ
• Dầu mỏ là hỗn hợp ở thể lỏng, sánh đặc, thường có màu nâu đen, thành phần chủ yếu là các hydrocarbon.
• Khí thiên nhiên và khí mỏ dầu có thành phần chủ yếu là methane.

Mở rộng

Mỏ dầu thường có 3 lớp, theo thứ tự từ trên xuống:
• Lớp 1: Lớp khí, được gọi là khí mỏ đầu hay khí động hành, có thành phần chính là khí methane.
• Lớp 2: Lớp dầu lỏng, là hỗn hợp phức tạp của nhiều loại hydrocarbon và một lượng nhỏ các hợp chất khác.
• Lớp 3: Lớp nước mặn.
Để khai thác dầu thô từ các mỏ dầu, người ta khoan những lỗ khoan gọi là giếng dầu. Khi khoan trúng lớp dầu lỏng, dầu sẽ tự phun lên (do chênh lệch áp suất) hoặc dùng bơm hút dầu lên hoặc bơm nước xuống để dẩy dầu lên. Dầu thu được từ các giếng dầu gọi là dầu thô. Dầu thô sau khi khai thác sẽ qua nhiều công đoạn xử lí (loại bỏ tạp chất) rồi đưa vào tháp chưng cất (nhà máy lọc dầu). Trên tháp chưng cất này, ta thấy có những ống dẫn các sản phẩm khác nhau và tuỳ từng mức nhiệt độ khác nhau sẽ cho các sản phẩm khác nhau (khí dốt, xăng, dầu hoả, dấu dies, ...).

2. KHAI THÁC DẦU MỎ, KHÍ THIÊN NHIÊN VÀ KHÍ MỎ DẦU – SẢN PHẨM VÀ CÁC ỨNG DỤNG

➲ Tìm hiểu phương pháp khai thác dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu – sản phẩm và các ứng dụng

Dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu là nguồn tài nguyên quý của nhân loại. Việc khai thác dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu là một quá trình phức tạp đòi hỏi kĩ thuật cao và công nghệ chuyên dụng. Sản phẩm thu được từ khai thác dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu là nguồn nhiên liệu, nguyên liệu vô cùng quan trọng trong sản xuất và đời sống.
- Khai thác dầu mỏ: Sử dụng thiết bị khoan sâu, xuyên qua các lớp đá để tiếp cận các nguồn dầu. Dầu mỏ (dầu thô) được khai thác từ giếng dầu, sau đó vận chuyển đến nhà máy lọc dầu để sơ chế, rồi cho qua tháp chưng cất hoặc tháp xử lí hoá học để tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống như: khí đốt (gas), xăng, dầu (dầu hoả, dầu diesel, ...), ...
- Khai thác khí thiên nhiên: Tương tự như việc khai thác dầu mỏ, việc khai thác khí thiên nhiên cũng phức tạp và yêu cầu kĩ thuật cao. Khí thiên nhiên thường được khai thác từ các mỏ khí tự nhiên. Sản phẩm từ khí thiên nhiên là methane và một lượng nhỏ các hydrocarbon khác như ethane, propane, butane, Khí thiên nhiên là nguồn nhiên liệu, nguyên liệu quý giá và có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như giao thông, điện năng, công nghiệp hoá chất, ...
- Khai thác khí mỏ dầu: Khí mỏ dầu được khai thác cùng với khai thác dầu mỏ (từ cùng một giếng dầu), thành phần chính là methane (có hàm lượng thấp hơn so với khí thiên nhiên) và nhiều khí khác (ethane, propane, ...). Khí mỏ dầu thường được dùng làm nhiên liệu.

Thảo luận
Câu hỏi 3. Dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu được khai thác như thế nào?

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào phương pháp khai thác dầu mỏ, khí thiên nhiên và khí mỏ dầu – sản phẩm.
❖ Lời giải chi tiết:
- Khai thác dầu mỏ: Sử dụng thiết bị khoan sâu, xuyên qua các lớp đá để tiếp cận các nguồn dầu. Dầu mỏ (dầu thô) được khai thác từ giếng dầu, sau đó vận chuyển đến nhà máy lọc dầu để sơ chế, rồi cho qua tháp chưng cất hoặc tháp xử lí hoá học để tạo ra các sản phẩm phục vụ đời sống.
- Khai thác khí thiên nhiên: Tương tự như việc khai thác dầu mỏ, việc khai thác khí thiên nhiên cũng phức tạp và yêu cầu kĩ thuật cao. Khí thiên nhiên thường được khai thác từ các mỏ khí tự nhiên. Sản phẩm từ khí thiên nhiên là methane và một lượng nhỏ các hydrocarbon khác như ethane, propane, butane, ...
- Khai thác khí mỏ dầu: Khí mỏ dầu được khai thác cùng với khai thác dầu mỏ (từ cùng một giếng dầu), thành phần chính là methane (có hàm lượng thấp hơn so với khí thiên nhiên) và nhiều khí khác (ethane, propane, ...).

Vận dụng kiến thức
Sản phẩm chưng cất dầu mỏ rất đa dạng và có nhiều ứng dụng trong đời sống. Em hãy cho biết một số ứng dụng của sản phẩm chưng cất dầu mỏ.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào ứng dụng.
❖ Lời giải chi tiết:
Một số ứng dụng của sản phẩm chưng cất dầu mỏ như:
- Khí đốt (gas) phục vụ nhu cầu nấu nướng.
- Xăng, dầu cung cấp nhiên liệu cho xe máy, ô tô, máy bay, máy móc hoạt động.
- Nhựa đường dùng để trải đường đi.
- …

✍ Ghi nhớ
• Dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu thường được khai thác bằng các thiết bị và công nghệ khoan sâu. Phương pháp khai thác dầu mỏ: khoan, thu lấy khí và dầu thô, vận chuyển tới nhà máy chế biến.
• Sản phẩm chế biến từ dầu mỏ, khí thiên nhiên, khí mỏ dầu được dùng làm nguyên liệu, nhiên liệu phục vụ cho đời sống, sản xuất.

3. NHIÊN LIỆU

➲ 3.1. Trình bày khái niệm nhiên liệu và các dạng nhiên liệu

- Những chất khi cháy toả nhiệt và phát sáng được gọi là nhiên liệu. Đây là khái niệm nhiên liệu theo nghĩa hẹp, khái niệm nhiên liệu theo nghĩa rộng còn có nhiên liệu hạt nhân,...
- Dựa vào trạng thái, người ta chia làm 3 loại nhiên liệu phổ biến:
+ Nhiên liệu rắn: các loại than (than gỗ, than mỏ, ...), gỗ, củi, ... Loại nhiên liệu này chủ yếu được sử dụng cho các ngành công nghiệp (nhiệt điện, luyện kim, giấy, phân bón, ...), một lượng nhỏ dùng để đun nấu.
+ Nhiên liệu lỏng: xăng, dầu hoả, ... Loại nhiên liệu này chủ yếu phục vụ cho hoạt động của các loại động cơ đốt trong và một phần nhỏ cho việc đun nấu, thắp sáng.
+ Nhiên liệu khí: khí thiên nhiên, khí mỏ dầu, ... Loại này dùng nhiều trong các ngành công nghiệp và trong đời sống.

➲ 3.2. Tìm hiểu về cách sử dụng nhiên liệu

Để tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu, ta nên:
- Cung cấp đủ không khí hoặc oxygen để nhiên liệu cháy hoàn toàn.
- Tăng diện tích tiếp xúc giữa nhiên liệu và không khí.
- Điều chỉnh lượng nhiên liệu để duy trì sự cháy ở mức độ cần thiết, phù hợp với nhu cầu sử dụng, nhằm tận dụng nhiệt lượng do sự cháy toả ra.

Thảo luận
Câu hỏi 4. Theo em, nhiên liệu là gì? Hãy kể tên một số nhiên liệu thường dùng trong đời sống.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào ứng dụng của nhiên liệu.
❖ Lời giải chi tiết:
Nhiên liệu là những chất khi cháy tỏa nhiệt và phát sáng, được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp và trong đời sống.
Một số nhiên liệu thường dùng trong đời sống như gas, xăng, dầu, than, gỗ, củi…

Thảo luận
Câu hỏi 5. Em hãy trình bày cách sử dụng nhiên liệu đạt hiệu quả cao.

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào ứng dụng của nhiên liệu.
❖ Lời giải chi tiết:
Để tăng hiệu quả sử dụng nhiên liệu, ta nên:
- Cung cấp đủ không khí hoặc oxygen để nhiên liệu cháy hoàn toàn.
- Tăng diện tích tiếp xúc giữa nhiên liệu và không khí.
- Điều chỉnh lượng nhiên liệu để duy trì sự cháy ở mức độ cần thiết, phù hợp với nhu cầu sử dụng, nhằm tận dụng nhiệt lượng do sự cháy toả ra.

Củng cố kiến thức
Hiện nay, loại nhiên liệu nào được sử dụng phổ biến nhất cho phương tiện giao thông?

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào khái niệm, tính chất và ứng dụng của alkene.
❖ Lời giải chi tiết:
Hiện nay, nhiên liệu được sử dụng phổ biến nhất cho phương tiện giao thông là xăng RON 95 – V, xăng RON 95 – III, xăng E5 RON 92, dầu diesel.

Vận dụng kiến thức
Trong đời sống và sản xuất, dùng loại nhiên liệu nào (gas, xăng, than) sẽ có ít phát thải khí nhà kính hơn?

❖ Phương pháp giải:
Dựa vào khái niệm, tính chất và ứng dụng của alkene.
❖ Lời giải chi tiết:
Trong đời sống và sản xuất, dùng loại nhiên liệu gas sẽ có ít phát thải khí nhà kính hơn. Vì gas là nhiên liệu khí dễ cháy hoàn toàn hơn.

✍ Ghi nhớ
• Nhiên liệu là những chất khi cháy toả nhiệt và phát sáng, được sử dụng phổ biến trong các ngành công nghiệp và trong đời sống.
• Dựa vào trạng thái, nhiên liệu chia làm 3 loại: rắn, lỏng, khí.
• Sử dụng nhiên liệu đúng cách để tăng hiệu quả và tiết kiệm nhiên liệu.

BÀI TẬP

Đang cập nhật