第二节-资源综合利用环境保护(第1课时-煤1石油和天然气的综合利用)

第二节资源综合利用环境保护

煤.石油和天然气的综合利用

第1课时第四章化学与自然资源的开发利用1、煤的种类与组成一、煤的综合利用

50～60％泥煤

50～70％褐煤

70～80％烟煤

95％无烟煤含C的质量分数

煤的种类(2)煤的元素组成：C、H、O、N、S等(3)煤的成分：多种有机物和无机物所组成的复杂混合物无烟煤泥煤褐煤(1)煤的种类煤的结构模型2．煤的综合利用煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化、和气化，获得洁净的燃料和多种化工原料。（1）煤的干馏--------将煤隔绝空气加强热。产物：煤气、煤焦油、焦炭；煤干馏的主要产品和用途

干馏产品

主要成分

主要用途出炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳

气体燃料、化工原料粗氨水

氨、铵盐

氮肥粗苯

苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医药、农药、合成材料

煤焦油

苯、甲苯、二甲苯

酚类、萘类染料、医药、农药、合成材料

沥青

筑路材料、制碳素电极

焦炭

炭冶金、合成氨造气、电石、燃料CH3甲苯CH3CH3CH3CH3CH3CH3邻二甲苯间二甲苯对二甲苯二甲苯有三种:[思考]以上的三种二甲苯,其苯环上的一氯取代物各有多少种?2种,3种,1种(2)煤的气化

煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，与此同时煤的燃烧效率等也得到提高

.C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)高温（3）煤的液化煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。CO+2H2CH3OH(甲醇)催化剂加热加压二、天然气的组成及其综合利用

天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁燃料，可以直接用作燃料。天然气更是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇及分子内含两个或两个以上碳原子的其他有机化合物。甲烷水合物是由甲烷和水在高压（>100大气压或>10MPa）和低温（0～10℃）条件下合成的一种固态结晶物质，可表示为CH4•8H2O,甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。甲烷水合物多呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，可以象酒精块一样被点燃，故也有人叫它“可燃冰”。甲烷水合物:三、石油的组成及其综合利用古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。组成元素：C、H、S等形成：烷烃、环烷、芳香烃等（一般不含烯烃）所含物质：石油是混合物,无固定的沸点.利用分馏的原理进行石油的分离.1、石油的分馏利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫分馏.原油的预处理---------脱水、脱盐石油的一次加工------分馏设备-------分馏塔.

石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。有常压分馏和减压分馏两种.25%产量提高2.石油的裂化

--------在一定的条件下，将相对分子质量大的烃（重油或石蜡油）断裂成相对分子质量小的烃的过程叫裂化.含有不饱和烃,能使溴水褪色,不能用来萃取溴.C16H34C8H18+C8H16十六烷辛烷辛烯催化剂加热加压成分:目的：-----获得汽油、煤油、柴油等产品。[注意]汽油有直馏汽油和裂化汽油两种.直馏汽油是由石油直接分馏而得的汽油(不含烯烃)；裂化汽油是由重油经裂化而制得的汽油(含有烯烃)。两者成分不同.裂解是深度的裂化.3.石油的裂解:为了获得更多的短链的不饱和烃（如乙烯、丙烯等）

在更高的温度下，使长链烃（石油分馏产物）断裂成乙烯、丙烯等短链烃。目的:原理：C8H18C4H10+C4H8

高温C4H10C3H6+CH4

高温C4H10C2H6+C2H4

高温把链状烃转化成为环状烃的过程.如:苯或甲苯等.4.催化重整:合成材料概况：

随着人类不断的文明和进步，人对天然材料的利用已不能满足很多方面的需要，于是就发生了一场材料的革命－－人工合成材料；塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料；黏合剂、涂料也属于合成材料。5、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料石油产品及用途聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料聚丙烯塑料聚苯乙烯塑料合成纤维——加成聚合反应（即加聚反应）方法：将双键改为单键，双键两段的碳原子连短线并加中括号，将原来连在不饱和碳原子上的其它原子（或原子团）写在链节的上方或下方。聚乙烯nCH2＝CH2[CH2－CH2]n

催化剂实战演练

写出CH3CH=CH2

、CH=CH2发生加聚反应的化学方程式聚酯纤维（涤纶）催化剂nHOOC——COOH+nHOCH2CH2OH—C——C—OCH2CH2O—OOn+2nH2O单体：对苯二甲酸和乙二醇反应类型：缩聚反应缩合聚合反应（简称缩聚反应）也是合成高分子化合物的一类反应。（见课本P98《资料卡片》）[练习1]下列物质加入溴水中，因发生化学反应而使溴水褪色的是()A、己烷B、苯C、直馏汽油D、裂化汽油[练习2]工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯所采用的方法是()A．减压分镏B．常压分镏C．石油裂化D．石油裂解DD[练习3]下列物质属于纯净物的是（）①乙醇②天然气③煤焦油④甲醇⑤煤⑥石油⑦醋酸⑧工业酒精⑨焦炉气⑩汽车废气A．①③④⑨B．①④⑦C．①②④⑦⑨D．②⑤⑦⑧B[练习4]塑料经改造后能像金属一样具有导电性。要使塑料聚合物导电，其内部的碳原子之间必须交替地以单键和双键结合(再经掺杂处理)。目前导电聚合物已成为物理学家和化学家研究的重要领域。由上述分析，下列聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料”的是()B[练习5]丁烷裂解时可有两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为90%，又知裂解生成的两种烯烃的质量相等，那么裂解后所得到的混合气体中，分子量最小的气体占有的体积为分数为（

）A．19%

B．25%

C．36%