煤的综合利用苯教学课件

煤的综合利用煤炭是重要的化石能源和化工原料。本课程将探讨煤的特性、分类、开采及多样化利用方式，重点关注煤焦油苯的应用。我们将深入研究煤炭综合利用的现状和未来发展趋势。煤的化学成分碳元素煤的主要成分，占比50-98%，决定煤的热值和燃烧特性。氢元素含量3-6%，影响煤的粘结性和液化性能。氧元素含量1-20%，降低煤的热值，影响燃烧性能。其他元素硫、氮、磷等，影响煤的环境适用性和化学反应性。煤的基本性质物理性质煤的颜色、密度、硬度和孔隙率等特征。这些性质影响煤的开采、运输和加工。化学性质煤的反应活性、热解特性和吸附性能。这些性质决定了煤的利用方式和效率。煤的分类和等级1无烟煤碳含量最高，热值最大2烟煤最常见，用途广泛3褐煤碳化程度低，含水量高4泥炭煤化初期，有机质含量高煤的形成和地质分布1古生代大规模煤炭形成，主要分布在北美和欧洲。2中生代煤炭形成较少，主要分布在亚洲和南半球。3新生代形成褐煤和泥炭，分布广泛但储量较小。煤的开采和加工勘探地质调查和钻探，确定煤层位置和储量。开采露天或地下开采，采用先进设备和技术。洗选去除杂质，提高煤质，满足不同用途需求。加工破碎、筛分等处理，制成各种规格产品。煤的热利用工业锅炉为工厂提供热能和蒸汽，支持各种工业生产过程。发电煤电厂通过燃烧煤炭产生电力，是主要电力来源之一。民用供暖在一些地区仍用于家庭供暖，但正逐步被清洁能源替代。煤的液化直接液化高温高压下，煤直接转化为液体燃料。效率较高，但工艺复杂。间接液化先气化后合成，可生产多种化学品。工艺灵活，但能量损失较大。产品应用生产汽油、柴油等交通燃料，以及化工原料。煤的气化1原料预处理煤炭粉碎、干燥2气化反应高温下与空气或氧气反应3净化处理去除杂质和有害物质4合成气应用发电或化工原料煤的炼焦1装煤将精选的炼焦煤装入炭化室。2加热在无氧条件下加热至1000-1200℃。3热解煤中挥发分析出，形成焦炭和焦油。4出焦将红热的焦炭推出，冷却后即成焦炭产品。煤焦油的综合利用化工原料提取苯、萘等化学品，用于合成各种有机化合物。道路建设生产沥青，用于道路铺设和防水材料制造。医药原料某些成分可用于生产药物，如退烧药和消毒剂。煤焦油的成分和性质主要成分芳香烃（苯、甲苯、萘等）杂环化合物（吡啶、喹啉等）酚类化合物物理性质黑色粘稠液体密度大于水特殊刺激性气味煤焦油的制品煤焦油苯的分离轻油分离从煤焦油中分离出含苯的轻油组分。精馏利用沸点差异，将苯从轻油中分离出来。萃取用溶剂进一步提纯，去除杂质。精制通过化学处理，得到高纯度的苯产品。煤焦油苯的性质物理性质无色透明液体，特殊芳香气味，熔点5.5℃，沸点80.1℃。化学性质不溶于水，易溶于有机溶剂。具有很强的反应活性。毒性有致癌性，长期接触可导致白血病。使用时需严格防护。煤焦油苯的转化反应取代反应苯环上的氢被其他基团取代，如硝化、磺化、卤化等。加成反应在特定条件下，苯环可发生加成反应，如加氢、加氯等。氧化反应在强氧化剂作用下，苯环可被破坏，生成其他有机化合物。苯的重要衍生物氢化苯的生产1原料准备纯化苯和氢气，去除杂质。2反应在催化剂存在下，苯与氢气反应。3分离将产物与未反应物分离。4精制进一步纯化，得到高纯度环己烷。氢化苯的性质和用途性质无色液体，特殊气味沸点80.7℃，熔点6.5℃不溶于水，溶于有机溶剂用途生产尼龙的原料有机合成中间体溶剂和稀释剂硝化苯的生产原料配制准备浓硫酸和浓硝酸的混合酸。硝化反应在低温下将苯slowly加入混酸中，控制温度。分离反应结束后，将混合物倒入冰水中，分离出硝基苯。纯化洗涤、蒸馏，得到纯硝基苯产品。硝化苯的性质和用途物理性质淡黄色液体，有苦杏仁味，熔点5.7℃，沸点210.9℃。化学性质可还原为苯胺，可进一步硝化生成二硝基苯和三硝基苯。主要用途生产苯胺、农药、染料、炸药和塑料增塑剂的重要原料。氯化苯的生产1原料准备纯化苯和氯气2催化剂添加加入无水氯化铁催化剂3氯化反应控制温度和压力进行反应4分离纯化蒸馏分离得到氯苯产品氯化苯的性质和用途性质无色液体，有芳香气味不溶于水，溶于有机溶剂沸点132℃，熔点-45℃用途农药和医药中间体生产苯酚的原料有机合成溶剂磺化苯的生产1原料准备纯化苯和浓硫酸。2磺化反应在80-100℃下进行苯的磺化反应。3中和用碳酸钠溶液中和过量的硫酸。4分离纯化蒸发结晶，得到苯磺酸钠产品。磺化苯的性质和用途清洁剂作为表面活性剂，用于洗涤剂和清洁产品的生产。纺织助剂用于纺织品的染色和整理过程，改善染色效果。医药中间体用于合成某些药物，如磺胺类抗菌药。煤焦油苯的综合利用前景1高附加值化学品开发新型精细化学品2材料科学应用碳纤维、石墨烯等新材料3环保技术创新开发清洁生产工艺4传统应用优化提高现有产品质量和效率煤的清洁高效利用1煤炭洗选技术去除煤中的硫和灰分，提高燃烧效率，减少污染物排放。2超临界发电技术提高发电效率，降低煤炭消耗和碳排放。3煤炭气化联合循环将煤气化与燃气轮机发电结合，实现高效清洁发电。4碳捕获与封存捕获燃煤过程中产生的二氧化碳，减少温室气体排放。煤的可持续发展利用资源节约提高煤炭开采回收率，发展煤矸石综合利用技术，实现资源的最大化利用。技术创新开发新型煤化工技术，如煤制油、煤制天然气等，拓展煤炭的应用领域。循环经济推动煤炭全产业链的废弃物资源化利用，构建煤炭循环经济体系。煤的环境影响与治理大气污染燃煤排放SO2、NOx和颗粒物，通过脱硫脱硝和除尘技术降低排放。水资源污染煤矿开采影响地下水，采用先进的矿井水处理技术保护水资源。生态破坏露天开采导致植被破坏，实施生态恢复和土地复垦项目。温室气体排放