煤、石油和天然气的综合利用教学课件

第二节资源综合利用环境保护（1）南昌二中陈红云第四章化学与自然资源的开发利用煤、石油和天然气的综合利用本节课要学习的主要内容煤的综合利用1石油的综合利用

2天然气的综合利用3

当前地球正面临的严重问题：化石能源越来越少环境问题越来越严重保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题

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

煤的结构模型一、煤、石油和天然气的综合利用(一)、煤的组成及其综合利用1、煤的组成

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(一)、煤的组成及其综合利用煤直接作燃料——利用率低并污染环境

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2、煤的综合利用

将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做煤的干馏。(1)煤的干馏煤的干馏装置

在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。主要反应是：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温(2)煤的气化：CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(l)一定条件反应原理

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。直接液化：间接液化煤与氢气作用生成液体燃料先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇CO+2H2CH3OH催化剂(3)煤的液化：煤的液化分为直接液化和间接液化:C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高温

（二）、天然气的组成及其综合利用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？阜阳市利用“西气东输”工程天然气门站鸟瞰图

（二）、天然气的组成及其综合利用天然气的主要成分是甲烷。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

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。氨甲醇

练习1.含有碳元素的混合物是（）①二氧化碳，②石灰石，③甲烷，④天然气，⑤一氧化碳，⑥石油，⑦乙醇，⑧煤，⑨醋酸，⑩水煤气。A．①②③④⑤B．⑥⑦⑧⑨⑩C．①③⑤⑦⑨D．②④⑥⑧⑩D2.下列燃料燃烧不会造成环境污染的是（）A．煤B．酒精C．汽油D．氢气BD

3.关于焦炭的说法正确的是：（）A．焦炭就是煤B．焦炭是由煤隔绝空气强热后制得的C．焦炭是由木材隔绝空气强热后制得的D．焦炭可用作毒气的吸附剂B4.下列关于煤的叙述中不正确的是（）A．煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源B．煤的干馏过程属于化学变化C．煤是由多种有机物组成的混合物D．煤除了主要含有碳元素外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素。C

（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物。(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。)按元素：碳、氢含量为97%~98%按物质：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。（一般石油不含烯烃）按组成状态：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。

１．石油的分馏：

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。石油的常压蒸馏产品：重油的减压蒸馏产品：石油气C4以下汽油C5－C8煤油C11－C16柴油C15－C18重油C20以上轻质油燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青你了解直馏汽油吗？

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．石油的催化裂化在催化剂作用下，将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油等。C16H34

C8H18+C8H16

催化剂加热、加压催化剂加热、加压

C8H18C4H10+C4H8

你了解裂化汽油吗？

３．石油的裂解用比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，获取有机化工原料，如乙烯等催化剂加热、加压CH４+C３H６

C４H１０C４H１０催化剂加热、加压C２H４+C２H６

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

25%产量提高原油的分镏及裂化的产品和用途示意图

过程原理原料产品及用途脱水脱盐分馏催化裂化裂解催化重整除去原油中的盐和水，减少能耗及对设备的腐蚀。利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。石油气，汽油，煤油，柴油，石蜡油、润滑油、重油等。轻质液体燃料（裂化汽油）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较小、沸点较低的烃。采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化工的原料）重油原油原油燃料油、润滑油石油炼制在加热和催化剂作用下，对直链烷烃的结构进行重新调整，使其转化成带支链的烷烃或环状烃。燃料油、润滑油苯的同系物及其它芳香烃注：石油的分馏是物理变化，催化裂化、裂解、催化重整是化学变化。（四）聚乙烯与高分子化合物1、聚乙烯的生成[CH2—CH2

]n2、高分子化合物及其特征相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。CH2=CH2

+CH2=CH2

+CH2=CH2

+……nCH2=CH2聚乙烯[CH2—CH2

]n乙烯为单体，重复结构单元－CH2－CH2－称为链节，n为聚合度-----表示高分子化合物中所含链节的数目。

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。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

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？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。可以参考下列正方和反方的一些观点：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便、经济和实用。

思考与交流（3）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。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。（2）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“回归自然”的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。

思考与交流(P99)2.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；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。

5.关于裂化和裂解的叙述中，不正确的是（）A．裂解与裂化的产物中都含有不饱和烃B．裂解与裂化都是为