高中化学第四章化学与自然资源的开发利用4.2.1煤石油天然气的综合利用

煤、石油、天然气综合利用第1页中油网消息：中国国有资产监督管理委员会副主任黄淑和5月25日在北京表示，按当前能源消费方式，年中国原油缺口可能加大到2.57亿吨，中国将面临更大资源环境压力。他称，到年中国需要一次能源32亿吨以上标准煤，能源消费要比年增加2.5倍。怎样实现化石燃料综合利用，提升利用率，降低化石燃料燃烧造成环境污染，是人类面临重大挑战。第2页一、煤组成和综合利用1.煤组成煤组成无机物(少许)无机盐等

有机物C

元素—大量H、O、N、S

等元素

—少许污染环境COx、NOx、SO2

烟尘第3页2.煤综合利用煤直接作燃料——利用率低并污染环境（1）煤干馏①煤干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解过程。煤干馏试验装置图第4页煤干馏主要产品和用途

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、燃料第5页⑵煤气化:在一定条件下把煤中有机物转化为可燃性气体过程。主要反应是：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

高温⑶煤液化:在一定条件下将煤转化为液体燃料直接液化:煤与氢气作用生成液体燃料间接液化:

先转化为CO和H2，再在催化剂作用合成甲醇CO+2H2CH3OH（甲醇）一定条件第6页2025/4/9第7页二、石油组成和综合利用含烃混合物按元素来看：碳、氢含量为97%--98%按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃混合物气态：石油气液态：汽油、煤油固态：沥青由各种碳氢化合物组成混合物1、石油组成第8页(1)．石油分馏

石油分馏主要在分馏塔中进行，经过分馏能够取得汽油、煤油、柴油等轻质油。2、石油综合利用原理：利用原油中各组分沸点不一样，将复杂混合物分离成较简单和更有用混合物过程第9页（2）石油催化裂化

在催化剂作用下，将含碳原子较多、沸点较高烃断裂为含碳原子较少、沸点较低汽油（裂化汽油）等。C16H34

C8H18+C8H16

催化剂加热、加压催化剂加热、加压

C8H18C4H10+C4H8

第10页（3）石油裂解用比裂化更高温度使长链烃分子断裂成碳原子数较少气态烃分子和少许液态，获取有机化工原料，取得工业上“三烯二烷”（乙烯、丙烯，1，3-丁二烯）催化剂加热、加压CH４+C３H６

C４H１０C４H１０催化剂加热、加压C２H４+C２H６

乙烯、丙烯、甲烷等都是经过石油裂化和裂解得到主要化工原料。第11页裂化与裂解区分:裂化:在一定条件下,使相对分子质量大、沸点高烃断裂为相对分子质量小、沸点低烃过程.裂解:比裂化更高温度(700～800℃),使石油分馏产物中长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃加工过程.裂解是一个深度裂化第12页（4）石油催化重整：将石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃石油分馏是物理改变，裂化、裂解、催化重整是化学改变。第13页石油分馏及裂化产品和用途示意图第14页分馏是分离提纯沸点相近混合液体一个方法，它实质上就是屡次蒸馏。如石油分馏。干馏、分馏和蒸馏区分：

干馏是固态物质隔绝空气加强热发生分解反应过程，属于化学反应。如：煤干馏。

蒸馏是液态混合物在不需要隔绝空气情况下加热发生液体气化再冷凝过程。属于物理改变。第15页比较蒸馏、分馏、干馏蒸馏分馏干馏操作过程原理目标加热和冷凝加热和冷凝隔绝空气加强热物理改变物理改变复杂物理改变和化学改变分离精炼加工煤第16页三、天然气组成和综合利用1、天然气组成：主要成份是甲烷2、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液化天然气公交车天然气灶第17页四、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料1、聚合反应：由低分子（相对分子质量小）生成高分子化合物（相对分子质量巨大）反应叫做聚合反应。化石燃料产品——三大合成材料（

塑料、合成橡胶、合成纤维）聚乙烯nCH2＝CH2[CH2－CH2]n

催化剂单体链节聚合度2、聚合物特点：

相对分子质量很大,是混合物,无固定熔沸点。第18页聚氯乙烯nCH2＝CH2

[CH2－CH2]n

催化剂ClClnCH2＝CH2

[CH2－CH2]n

催化剂CH3CH