课题3　石油、煤和天然气的综合利用

1、第二单元化学与资源开发利用 3 石油、煤和天然气的综合利用,重庆市垫江实验中学 唐啟林,1.认识煤、石油、天然气是人类能源的主要来源，能书写简单代表物燃烧方程式。 2.了解煤的成分，知道煤的干馏、液化、气化的作用和意义。 3.了解石油的成分，清楚石油的分馏、裂化、裂解的概念及分类。,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。2018年中国大陆实际“消耗”的煤炭高达38.225亿吨,中国75%的电是火力发电。石油对外依存度70%，天然气对外依存度45.3%,优点:提供能量、化工原料,缺点:不可再生、环境污染,一、石油、天然气的综合利用 1.石油的组成元素:,主要是碳、氢元

2、素,是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）,石油的主要成分：,2.石油的炼制(除水脱盐后),(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：,燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青。,你了解直馏汽油吗？,蒸馏、分馏和干馏,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。,裂化的目的：,提高轻质液体燃料的产量。,(3)石油

3、的裂解（深度的裂化）,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，获取有机化工原料，如乙烯等,裂解的目的： 获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。,乙烯的产量是一个国家石化水平的标志,(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，如使链状烃转化为环状烃，苯,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

4、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。,(1)化石燃料 (2)化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物 (3)可燃冰CH4nH2O， 天然气的重整,天然气的综合利用,二、煤的综合利用,煤的结构模型,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、

5、SO2烟尘,煤的组成,煤的干馏实验装置图,实验装置1,实验装置2,2.煤的综合利用 (1)煤的干馏 煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。,表4-2 煤干馏的主要产品和用途,(2)煤的气化：,将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。,水 煤 气,在一定条件下将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。,(3)煤的液化：,如：,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,概念：一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物（如CO、CH4、CH3OH等）为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。一碳化工可以说是新一代的煤化工和天然气化工。 1、煤汽化的主要反应有：2C+O2=2CO C+H2O=CO+H2 CO+H2O=H2+CO2 2、 天然气的重整,三、煤化工和天然气化工的发展-一碳化学,资源,煤,天然气,化石燃料,石油,干馏,资源的综合利用,气化,液化,化工原料,石油分馏,裂化裂解,催化重整,1.石油加工的主要目的是（ ） A.将石油按其成分的沸点不同加以分离 B.将石油按饱和与不饱和烃加以分离 C.得到碳原子数多的烃类 D.将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开,A,D,3.石油裂解的目的是（