煤、石油和天然气的综合利用教学ppt课件.ppt

第二节第二节 资源综合利用资源综合利用 环境保环境保护护 （（1 1））南昌二中 陈红云煤煤、、石油和天然气的综合利用石油和天然气的综合利用本节课要学习的主要内容本节课要学习的主要内容煤的综合利用煤的综合利用1 石油石油的综合利用的综合利用 2天然气天然气的综合利用的综合利用 当前地球正面临的严重问题：当前地球正面临的严重问题：v化石能源越来越少化石能源越来越少v环境问题越来越严重环境问题越来越严重v保护环境已成为实现人类社会可保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题持续发展的重要课题 三三 废废 ：：废废 气气 、、 废废 水水 、、 废废 渣渣 煤、石油和天然气煤、石油和天然气仍然是人类使用的仍然是人类使用的主要能源主要能源，也是三种重要的，也是三种重要的化石燃料化石燃料优点优点: : 提供能量、化工原料提供能量、化工原料缺点缺点: : 不可再生、环境污染不可再生、环境污染 煤的结构模型煤的结构模型一、煤、石油和天然气的综合利用一、煤、石油和天然气的综合利用( (一一) )、煤的组成及其综合利用、煤的组成及其综合利用1 1、煤的组成、煤的组成 无机物无机物(少量少量)有机物有机物C 元素元素——大量大量H、、O、、N、、S 等元素等元素 ——少量少量无机盐等无机盐等 污污染染环环境境COx、、NOx、、 SO2 烟尘烟尘煤煤的的组组成成1 1、煤的组成、煤的组成( (一一) )、煤的组成及其综合利用、煤的组成及其综合利用uu煤煤直接作燃料直接作燃料————利用率低并污染环境利用率低并污染环境 煤煤的的综综合合利利用用煤的干馏煤的干馏煤的气化煤的气化煤的液化煤的液化获得洁净的燃料和获得洁净的燃料和多种化工原料多种化工原料——物尽其用，保护环境物尽其用，保护环境2 2、煤的综合利用、煤的综合利用  将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做叫做煤的干馏煤的干馏。

1)(1)煤的干馏煤的干馏煤的煤的干馏装置干馏装置   在一定条件下把煤中的有机物转化在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程为可燃性气体的过程主要反应是：主要反应是：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高温高温(2)(2)煤的气化：煤的气化：CO(gCO(g)+ 3H)+ 3H2 2 CH CH4 4(g) + H(g) + H2 2O(l)O(l)一定一定条件条件u反应原理原理 u煤气的成分、热值煤气的成分、热值 在一定条件下将煤转化为液体燃料的过程在一定条件下将煤转化为液体燃料的过程直接液化：直接液化：间接液化间接液化煤与氢气作用生成液体燃料煤与氢气作用生成液体燃料 先转化为先转化为COCO和和HH2 2，再在催化剂，再在催化剂作用下合成甲醇作用下合成甲醇CO+2H2 CH3OH催化剂催化剂(3)(3)煤的液化：煤的液化：u煤的液化分为直接液化和间接液化煤的液化分为直接液化和间接液化:C(sC(s) + H) + H2 2O O CO(gCO(g) + H) + H2 2(g)(g)高温高温  （二）、天然气的组成及其综合利用（二）、天然气的组成及其综合利用 我国的天然气资源很丰富我国的天然气资源很丰富, ,但分布很不均匀但分布很不均匀, ,为为了改善我国东部的能源结构了改善我国东部的能源结构, ,制定了什么计划？制定了什么计划？ 阜阳市利用阜阳市利用“西气东输西气东输”工程天然气门站鸟瞰图工程天然气门站鸟瞰图 （二）、天然气的组成及其综合利用（二）、天然气的组成及其综合利用 天然气的主要成分是甲烷。

天然气的主要成分是甲烷u 综合利用：综合利用：A A、燃料、燃料————清洁能源清洁能源B B、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物或多碳有机物l 天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成化工原料，作为化工原料，它主要用于合成 和生产和生产 等天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化等天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化学变化形成含两个或多个碳原子的其他有机化合物是一学变化形成含两个或多个碳原子的其他有机化合物是一项具有挑战性的课题项具有挑战性的课题氨氨甲醇甲醇 练习练习1.1.含有碳元素的混合物是含有碳元素的混合物是 （（ ））①①二氧化碳，二氧化碳，②②石灰石，石灰石，③③甲烷，甲烷，④④天然气，天然气，⑤⑤一氧化碳，一氧化碳，⑥⑥石油，石油，⑦⑦乙醇，乙醇，⑧⑧煤，煤，⑨⑨醋醋酸，酸，⑩⑩水煤气A A．．①②③④⑤ ①②③④⑤ B B．．⑥⑦⑧⑨⑩⑥⑦⑧⑨⑩C C．．①③⑤⑦⑨ ①③⑤⑦⑨ D D．．②④⑥⑧⑩②④⑥⑧⑩D2.2.下列燃料燃烧不会造成环境污染的是下列燃料燃烧不会造成环境污染的是 （（ ）） A A．煤．煤 B B．酒精．酒精 C C．汽油．汽油 D D．氢气．氢气B D 3.3.关于焦炭的说法正确的是：关于焦炭的说法正确的是： （（ ））A A．焦炭就是煤．焦炭就是煤B B．焦炭是由煤隔绝空气强热后制得的．焦炭是由煤隔绝空气强热后制得的C C．焦炭是由木材隔绝空气强热后制得的．焦炭是由木材隔绝空气强热后制得的D D．焦炭可用作毒气的吸附剂．焦炭可用作毒气的吸附剂B4.4.下列关于煤的叙述中不正确的是（下列关于煤的叙述中不正确的是（ ））A A．煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源．煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源B B．煤的干馏过程属于化学变化．煤的干馏过程属于化学变化C C．煤是由多种有机物组成的混合物．煤是由多种有机物组成的混合物D D．煤除了主要含有碳元素外，还含有少量的氢、．煤除了主要含有碳元素外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素。

氮、硫、氧等元素C （三）、石油的组成及其综合利用（三）、石油的组成及其综合利用 石油主要是多种碳氢化合物组成的混合石油主要是多种碳氢化合物组成的混合物 (黑色或深棕色粘稠液体，比水稍轻，不黑色或深棕色粘稠液体，比水稍轻，不溶于水，有特殊气味，无固定沸点溶于水，有特殊气味，无固定沸点) )按元素：按元素：碳、氢含量为碳、氢含量为 97% ~ 98%97% ~ 98%按物质：按物质：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物 （（一般石油不含烯烃一般石油不含烯烃））按组成状态：按组成状态：固态、液态、气态大部分是液固态、液态、气态大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃  １．石油的分馏：１．石油的分馏：　　利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程合物分离成较简单和更有用的混合物的过程石油的常压蒸馏产品：石油的常压蒸馏产品：重油的减压蒸馏产品：重油的减压蒸馏产品：石油气石油气C C4 4以下以下汽油汽油C C5 5－－C C8 8煤油煤油C C1111－－C C1616柴油柴油C C1515－－C C1818重油重油C C2020以上以上轻质油轻质油燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青你了解直馏汽油吗？你了解直馏汽油吗？ 比较蒸馏、分馏、干馏比较蒸馏、分馏、干馏蒸馏 分馏干馏操作过程原理目的加热和冷凝加热和冷凝隔绝空气加强热物理变化物理变化复杂的物理变化和化学变化分离精炼加工煤 ２．石油的催化裂化２．石油的催化裂化　在催化剂作用下，将　在催化剂作用下，将含碳含碳原子较多、沸点原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油汽油等。

等C16H34 C8H18+C8H16 催化剂催化剂加热、加压加热、加压催化剂催化剂加热、加压加热、加压 C8H18C4H10+ C4H8 你了解裂化汽油吗？你了解裂化汽油吗？ ３．石油的裂解３．石油的裂解　用　用比比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态烃，碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态烃，获取有机化工原料获取有机化工原料，如乙烯等，如乙烯等催化剂催化剂加热、加压加热、加压CH４４+ C３３H６６ C４４H１０１０C４４H１０１０催化剂催化剂加热、加压加热、加压C２２H４４+ C２２H６６ ４．石油的催化重整：４．石油的催化重整：　在加热和催化剂的作用下，可以通过结　在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯如苯 25%产量提高产量提高原油的分镏及裂化的产品和用途示意图原油的分镏及裂化的产品和用途示意图 过程过程过程过程原理原理原理原理原料原料原料原料产品及用途产品及用途产品及用途产品及用途脱水脱水脱水脱水脱盐脱盐脱盐脱盐分馏分馏分馏分馏催化裂化催化裂化催化裂化催化裂化裂解裂解裂解裂解催化重整催化重整催化重整催化重整除去原油中的盐和水，减少能耗除去原油中的盐和水，减少能耗及对设备的腐蚀。

及对设备的腐蚀利用加热和冷凝，把石油分成利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物不同沸点范围的产物石油气，石油气，汽油，煤油，汽油，煤油，柴油柴油，石蜡油、润滑，石蜡油、润滑油、重油等油、重油等轻质液体燃料轻质液体燃料（裂化汽油）（裂化汽油）在一定条件下使用催化剂并加热，把在一定条件下使用催化剂并加热，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃相对分子质量较小、沸点较低的烃采用比裂化更高的温度，使其中采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子分子乙烯、丙烯、丁乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化二烯等（有机化工的原料）工的原料）重油重油原油原油原油原油燃料油、燃料油、润滑油润滑油石油炼制在加热和催化剂作用下，对直链在加热和催化剂作用下，对直链烷烃的结构进行重新调整，使其烷烃的结构进行重新调整，使其转化成带支链的烷烃或环状烃转化成带支链的烷烃或环状烃燃料油、燃料油、润滑油润滑油苯的同系物及其苯的同系物及其苯的同系物及其苯的同系物及其它芳香烃它芳香烃它芳香烃它芳香烃注：注：石油的分馏是物石油的分馏是物理变化，催化裂理变化，催化裂化、裂解、催化化、裂解、催化重整是化学变化。

重整是化学变化（四）聚乙烯与高分子化合物1 1、聚乙烯的生成、聚乙烯的生成[ CH2—CH2 ]n2 2、高分子化合物及其特征、高分子化合物及其特征 相对分子质量很大相对分子质量很大, ,是混合物是混合物, ,无固定的熔沸点无固定的熔沸点CHCH2 2= =CHCH2 2 + CH+ CH2 2= =CHCH2 2 + CH+ CH2 2= =CHCH2 2 + + …………nCH2=CH2聚乙烯聚乙烯[ CH2—CH2 ]nu乙烯为单体，重复结构单元－乙烯为单体，重复结构单元－CH2－－CH2－称为－称为链节，链节，n为聚合度为聚合度-----表示高分子化合物中所含链节表示高分子化合物中所含链节的数目 加聚反应加聚反应v聚合反应：聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应互相结合成相对分子质量大的高分子的反应v此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维综合利用的意义：综合利用的意义：物尽其用、保护资源，物尽其用、保护资源， 创造出更多产品创造出更多产品 思考与交流思考与交流(P99)1.合成材料的生产和使用与环境保护、协调发展是一合成材料的生产和使用与环境保护、协调发展是一个社会问题，很多具体问题就现实地摆在我们面前，个社会问题，很多具体问题就现实地摆在我们面前，例如，是限制使用聚苯乙烯快餐盒，还是回收利用？例如，是限制使用聚苯乙烯快餐盒，还是回收利用？请根据所学的内容，并搜集必要的资料，就支持和请根据所学的内容，并搜集必要的资料，就支持和反对大量生产和使用合成材料展开讨论或辩论。

可以反对大量生产和使用合成材料展开讨论或辩论可以参考下列正方和反方的一些观点：参考下列正方和反方的一些观点：正方观点举例：正方观点举例：（（1）生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利）生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利用自然资源用自然资源2）生产和使用合成材料可以使利用太阳能变得方）生产和使用合成材料可以使利用太阳能变得方便、经济和实用便、经济和实用 思考与交流思考与交流（（3）用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等，）用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等，有利于生态环境的保护有利于生态环境的保护反方观点举例：反方观点举例：（（1）生产和使用合成材料等自然界原本没有的）生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质，超出环境的自然消化能力，这不是科技的物质，超出环境的自然消化能力，这不是科技的进步，而是异化和倒退进步，而是异化和倒退2）废旧合成材料的回收和利用并不容易，）废旧合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本，经济上考虑根本不合算本，经济上考虑根本不合算3）天然的东西是最好的，我们应该提倡）天然的东西是最好的，我们应该提倡“回归自然回归自然”的绿色生活方式，拒绝生产和使的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。

用合成材料 思考与交流思考与交流(P99)2.2.回收利用废旧合成材料主要有三种途径，回收利用废旧合成材料主要有三种途径，一是通过熔融再生重新做成多种有用的材料；一是通过熔融再生重新做成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用料作为燃料使用  5. 5.关于裂化和裂解的叙述中，不正确的是（关于裂化和裂解的叙述中，不正确的是（ ）） A A．裂解与裂化的产物中都含有不饱和烃．裂解与裂化的产物中都含有不饱和烃 B B．裂解与裂化都是为了得到气态烃．裂解与裂化都是为了得到气态烃 C C．裂解与裂化的原料都是石油分馏产品．裂解与裂化的原料都是石油分馏产品 D D．裂解与裂化都是为了使相对分子质量大的烃断裂．裂解与裂化都是为了使相对分子质量大的烃断裂成相对分子质量小的烃成相对分子质量小的烃 6. 6.下列物质中属于高分子化合物的是（下列物质中属于高分子化合物的是（ ）） ① ①硫化橡胶硫化橡胶 ② ②蔗糖蔗糖 ③ ③油脂油脂 ④ ④酚醛树酯酚醛树酯 ⑤ ⑤蛋白蛋白质质 A A．．①②③④⑤ ①②③④⑤ B B．．①③④⑤ ①③④⑤ C C．．①②④⑤ ①②④⑤ D D．．①④⑤①④⑤BD  。