煤石油天然气的综合利用

第二节资源综合利用环境保护

第四章化学与自然资源的开发利用废气、废水、废渣

煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料优点:提供能量、化工原料缺点:不可再生、环境污染无机物(少量)有机物C

元素—大量H、O、N、S等元素

—少量无机盐等污染环境COx、NOx、SO2

烟尘煤的组成1、煤的组成及其综合利用一、煤、石油和天然气的综合利用煤的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化获得洁净的燃料和多种化工原料——物尽其用，保护环境煤直接作燃料——利用率低并污染环境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

碳冶金、合成氨造气、电石、燃料(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+2H2

CH3OH(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:3、石油的组成及其综合利用（1）石油的组成：由多种碳氢化合物组成的混合物（2）石油的综合利用气态：石油气液态：汽油、煤油固态：沥青石油的分馏：将化合物按沸点不同经分馏塔分离石油的裂化和裂解：将大分子的重油断裂再分解为小分子的轻油石油的催化重整：将石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃注：石油的分馏是物理变化，裂化、裂解、催化重整是化学变化。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.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.催化重整:石油产品及用途但同时,塑料的大量使用,给环境带来了很大的危害.A下列关于石油的叙述中，不正确的是（）A．石油分馏的各馏分是一种具有固定熔沸点的纯净物B．石油裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量C．石油裂解的原料是石油分馏产物，包括石油气D．石油在催化剂的作用下加热，可以使链状烃转化为环状烃（如苯、甲苯）E．石油属于可再生矿物能源F．石油主要含有碳、氢两种元素G．石油的裂化是物理变化

H．石油产品都可用于聚合反应EGH

下列变化属于物理变化的是（）Ａ、煤的气化Ｂ、石油的分馏Ｃ、石油的裂解Ｄ、煤的干馏B[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比较分馏、蒸馏、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想一想：煤的干馏和石油的分馏有什么区别呢？4、聚乙烯与高分子化合物（1）聚乙烯的生成CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+++……[CH2—CH2

]nnCH2=CH2[CH2—CH2]n聚乙烯加聚反应聚合反应：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。又因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。合成橡胶橡胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶特种橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶聚硫橡胶硅橡胶三大人工合成的高分子材料：塑料、合成橡胶和合成纤维。合成纤维纤维天然纤维化学纤维棉花羊毛木材草类合成纤维：用石油、天然气等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维（如：“六大纶”、碳纤维、光导纤维等）人造纤维：用木材、草类的纤维经化学加工制成。如黏胶纤维等原子经济性反应高选择性反应无毒无害原料可再生资源环境友好产品（安全、能降解可再生利用