资源综合利用环境保护课件

第二节化学与资源综合利用、环境保护第一课时目前一页\总数六十八页\编于四点三废: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、环境污染目前二页\总数六十八页\编于四点煤的结构模型组成元素：组成物质：一、煤的综合利用1.煤的成分主要含有C、S、P、H、N、O有机物、无机物组成的复杂混合物COx、NOx、SO2

烟尘目前三页\总数六十八页\编于四点煤焦炭煤焦油焦炉煤气可燃气体燃料油水煤气液态烃、甲醇等含氧有机物水煤气干馏气化控制燃烧液化H2高温、催化剂H2O(g)高温O2、H2O(g)把煤隔绝空气加强热使它分解的过程煤在氧气不足的情况下部分氧化，使煤中的有机物转化为H2、CH4、CO等气体物质把煤加热裂解，并在催化剂作用下加氢，得到多种燃料油。一、煤的综合利用C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

高温CO+2H2CH3OH催化剂目前四页\总数六十八页\编于四点煤的干馏实验装置图实验装置1实验装置22、煤的综合利用（1）煤的干馏①煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。目前五页\总数六十八页\编于四点表4-2煤干馏的主要产品和用途目前六页\总数六十八页\编于四点目前七页\总数六十八页\编于四点二、石油的综合利用（1）形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的（2）组成元素：C、H还含有少量的O、N、S等元素（3）化学成分：烷烃、环烷烃、芳香烃等，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃（4）物理性质：黑色或深棕色粘稠状液体，有特殊气味，密度小于水，不溶于水，没有固定的熔点和沸点1、石油的存在和组成石油是混合物，无固定的沸点。如何分离？目前八页\总数六十八页\编于四点蒸馏烧瓶冷凝管尾接管

锥形瓶

温度计酒精灯铁架台冷凝水出口冷凝水进口铁圈、石棉网石油蒸馏（分馏）碎瓷片目前九页\总数六十八页\编于四点石油分馏示意图目前十页\总数六十八页\编于四点（1）石油的分馏：2、石油和石油的炼制

石油常压分馏石油气(C1~C4)

低于20℃汽油(C5~C12)20-200℃煤油(C12~C16)175-275℃柴油(C15~C18)

250-400℃重油(C20)以上

润滑油(C16~C20)高于350℃25%75%二、石油的综合利用目前十一页\总数六十八页\编于四点比较蒸馏、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目前十二页\总数六十八页\编于四点

目的：提高汽油等轻质油的产量和质量；裂化原理：在催化剂下，把分子量大,沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃（汽油等）的过程。类型：热裂化（500℃）和催化裂化C16H34

催化剂加热、加压C8H18

辛烷+C8H16

辛烯故裂化汽油中含有不饱和烃。原料：重油或石蜡2、石油和石油的炼制

(2)石油的裂化目前十三页\总数六十八页\编于四点目的：为了获得更多的短链的不饱和气态烃(主要是乙烯)衡量石油化工发展水平的重要标志原理：采用比裂化更高的温度(700℃--1000℃)，把具有长链的分子烃断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃2、石油和石油的炼制

(2)石油的裂解－－深度的裂化目前十四页\总数六十八页\编于四点丁烷丁烯乙烯乙烷甲烷丙烯C4H82C2H4

催化剂加热、加压乙烯C4H10CH4+C3H6

催化剂加热、加压C8H18C4H10+C4H8

催化剂加热、加压C4H10C2H4+C2H6

催化剂加热、加压目前十五页\总数六十八页\编于四点石油分馏产品及用途示意图目前十六页\总数六十八页\编于四点（４）石油的催化重整：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，如苯、甲苯2、石油和石油的炼制

目的：为了提高轻质油（汽油）的质量目前十七页\总数六十八页\编于四点三.天然气的组成及其综合利用

天然气的主要成分是甲烷。

我国的天然气资源很丰富,但分布很不均匀,为了改善我国东部的能源结构,制定了什么计划？综合利用：A、燃料:清洁能源B、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物目前十八页\总数六十八页\编于四点

可燃冰是天然气（甲烷等）的水合物，它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。千年的希望——可燃冰目前十九页\总数六十八页\编于四点四、三大合成材料：塑料、合成橡胶和合成纤维——加成聚合反应（即加聚反应）方法：将双键改为单键，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。nCH2=CH2[CH2—CH2]n（单体）（链节）nCH2=CHCH3催化剂[CH2—CH]nCH3丙烯聚丙烯(n为聚合度)目前二十页\总数六十八页\编于四点聚合反应：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。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。三大合成材料:塑料、合成橡胶、合成纤维综合利用的意义：物尽其用、保护资源，创造出更多产品加聚反应目前二十一页\总数六十八页\编于四点聚丙烯：单体：CH2＝CHCH3目前二十二页\总数六十八页\编于四点聚苯乙烯单体：CH2＝CHC6H5聚苯乙烯泡沫目前二十三页\总数六十八页\编于四点聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）单体：CH2＝CCH3COOCH3目前二十四页\总数六十八页\编于四点聚四氟乙烯单体：CF2＝CF2目前二十五页\总数六十八页\编于四点酚醛塑料单体：苯酚、甲醛目前二十六页\总数六十八页\编于四点酚醛塑料P98资料卡：聚酯纤维2、缩聚反应：单体之间相互形成高分子化合物的同时，还生成小分子化合物（如H2O、NH3、HX等）的聚合反应目前二十七页\总数六十八页\编于四点聚乙烯颗粒

思考：如何处理高分子材料带来的环境污染？目前二十八页\总数六十八页\编于四点白色污染1.由于合成材料的广泛应用和发展，一些塑料制品带来的环境污染就是“白色污染”。2.白色污染的危害；3.白色污染的治理：（1）废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制作单体和燃料油、制作气体等）；（2）制造易降解材料；（3）超市塑料袋有偿使用。目前二十九页\总数六十八页\编于四点思考与交流：1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价。2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。目前三十页\总数六十八页\编于四点1、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作成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，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。目前三十一页\总数六十八页\编于四点原油煤炭天然气水电核能全世界36.8%27.2%23.7%6.2%6.1%中国22.3%69.0%2.5%5.4%0.8%2005年世界及我国能源利用情况表

结论：我国的能源结构不合理，对煤炭能源的依赖过大,新能源的开发和利用不够.思考6：据下表，你能得出什么结论?

目前三十二页\总数六十八页\编于四点练习石油加工的主要目的是（）将石油按其成分的沸点不同加以分离将石油按饱和与不饱和烃加以分离得到碳原子数多的烃类将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开A石油加工的主要目的是（）将石油按其成分的沸点不同加以分离将石油按饱和与不饱和烃加以分离得到碳原子数多的烃类将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开目前三十三页\总数六十八页\编于四点用重油制取丙烯的方法是（）A.减压分馏B.干馏C.裂化D.裂解D用重油制取丙烯的方法是（）A.减压分馏B.干馏C.裂化D.裂解石油裂解的目的是（）提高轻质液体燃料的产量主要提高汽油的产量获得短链不饱和烃改善汽油的质量C石油裂解的目的是（）提高轻质液体燃料的产量主要提高汽油的产量获得短链不饱和烃改善汽油的质量目前三十四页\总数六十八页\编于四点第二课时目前三十五页\总数六十八页\编于四点二、环境保护与绿色化学

环境问题的含义保护环境工作者当前的任务：（1）对环境情况的检测（2）三废的治理（3）寻找源头治理环境的生产工艺要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。生态环境破坏环境污染废气（化学燃料燃烧及工厂废气）废水（工业废水、生活废水等）废渣（工业垃圾、生活垃圾等）目前三十六页\总数六十八页\编于四点

传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头减少和消除污染。目前三十七页\总数六十八页\编于四点绿色化学理念（防治优于治理）核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变反应历程）从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一开始就避免污染物的产生）从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率）热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为100%目前三十八页\总数六十八页\编于四点人类保护伞的洞——臭氧层被破坏空中死神——酸雨全球变暖——温室效应光化学烟雾无形杀手——居室污染环境污染的类别：1、大气污染：来自工业废气，汽车尾气，生活废气（硫与氮的氧化物，碳氧化物，氮氢化物，卤素化合物，放射性）目前三十九页\总数六十八页\编于四点催化剂催化剂催化剂汽车尾气催化转化原理目前四十页\总数六十八页\编于四点2、水污染：来自工业废水、生活废水(无机物,重金属盐类,营养物有机物,洗涤剂,石油)·水体富营养化（N、P、K、S的化合物）·（生活污水、农田排水、化肥、合成洗涤剂、工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖——

赤潮、水华）目前四十一页\总数六十八页\编于四点水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类（如蓝藻、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。目前四十二页\总数六十八页\编于四点赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。返回目前四十三页\总数六十八页\编于四点水！1998摩洛哥干旱羊上树

屡次经受干旱考验的摩洛哥山羊学会了在没有草吃的时候爬上树吃树叶。目前四十四页\总数六十八页\编于四点

重金属污染：如汞、镉、铅、铬、砷猫自杀事件——水俣病（汞污染）骨骼畸形变脆——骨痛病（镉污染）智力发展隐性杀手——铅污染3、土壤污染

来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、农药残留(Cl,P,S)、放射物质残留4、噪声污染5、辐射污染6、食品污染：目前四十五页\总数六十八页\编于四点

2月02日：国际湿地日

3月22日：世界水日

4月22日：地球日

5月31日：世界无烟日

6月05日：世界环境日

6月17日：世界防治荒漠化和干旱日

7月11日：世界人口日

9月16日：国际保护臭氧层日

10月4日：世界动物日

10月16日：世界粮食日

12月29日：国际生物多样性日世

界

环

境

日

把保护生态环境看成自己的神圣使命，正成为世界上越来越多人的共识。请看---目前四十六页\总数六十八页\编于四点太阳能汽车目前四十七页\总数六十八页\编于四点原子利用率=25.4%原子利用率=100%目前四十八页\总数六十八页\编于四点绿色化学绿色化学的核心内容之二：5R原则Reduction——“减量”Reuse——“重复使用”Recycling——“回收”Regeneration——“再生”Rejection

——“拒用”目前四十九页\总数六十八页\编于四点

原子经济性反应高选择性反应反应物无毒无害原料可再生资源反应过程安全的生产工艺提高能源的利用率应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的催化剂产物环境友好产品（安全、能降解、可再利用）绿色化学应用于科学研究1234567目前五十页\总数六十八页\编于四点化学与可持续发展自然资源化学变化获得有用物质获得能量综合利用自然资源环境保护人自然▲人自然▲目前五十一页\总数六十八页\编于四点保护环境

从我做起目前五十二页\总数六十八页\编于四点

第二课时背景知识回顾1、通常所说的三废是指

、

和

。2、绿色食品是指

的食品，白色污染是指

。废渣废气废水塑料垃圾无污染、无公害目前五十三页\总数六十八页\编于四点求知课堂互动一、环境保护1、在环境问题面前，化学工作者所面临的重要问题在环境问题日益突出的今天，化学工作者所面临的重要任务是对

的检测、

的治理、寻找从源头上治理

的生产工艺。2、化学在三废治理过程中的重要作用环境情况三废环境污染目前五十四页\总数六十八页\编于四点二、环境保护与绿色化学1、环境：主要是指人类的生存环境。2、环境问题：主要是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染问题。3、环境污染：人类排放的污染物质超过了环境的自净能力，引起环境质量发生不良变化从而危害人类健康和生存的现象。因此，要随时进行环境监测！！！如：水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾……目前五十五页\总数六十八页\编于四点环境污染的分类：按环境要素：分大气污染、水体污染、土壤污染。按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染。

目前五十六页\总数六十八页\编于四点思考与交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些廉价易得的化学物质发生反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些方法的化学反应原理和类型。酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象，会区域性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动植物和建筑物等的大范围危害。酸雨主要是由化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产和使用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。目前五十七页\总数六十八页\编于四点

利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制酸雨等危害。例如：针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脱硫。

CaO+SO2====CaSO32CaSO3+O2====2CaSO4SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800

℃800

℃目前五十八页\总数六十八页\编于四点再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原，转化为N2、CO2、H2O等无害气体。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃目前五十九页\总数六十八页\编于四点水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类（如蓝藻、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。目前六十页\总数六十八页\编于四点赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。返回目前六十一页\总数六十八页\编于四点绿色化学理念（防治优于治理）核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变反应历程）从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一开始就避免污染物的产生）从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率）热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为100%目前六十二页\总数六十八页\编于四点目前六十三页\总数六十八页\编于四点原子利用率=25.4%原子利用率=100%目前六十四页\总数六十八页\编于四点绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”（原子节约）的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列