课题3　石油、煤和天然气的综合利用.pptx

1、3 资源综合利用 环境保护,3.1煤、石油和天然气的综合利用,工业“三废”,废气,废水,废渣,污染环境：气候变暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮,如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染。,煤、石油、天然气的综合利用,1.煤的结构 煤的主要组成部分是有机物质，所以煤的分子结构具有明显的有机化合物的特有结构。不同的煤种、不同地区的同种煤、同一地区的不同煤层，煤的结构都有很大的差别。对于煤的分子结构，通过分析和测定，表明煤的结构的基本单元是以缩合芳环为主体的周围连接很多烃类的侧链、“-O-”键和各种官能团的高分子。缩合芳环类似于石墨的结构，碳原子都处在同一个平面上，形成平面

2、的网状结构。侧链和“-O-”键又将碳网在空间以不同的角度互相连接起来，构成煤的复杂的、不规则的空间结构。缩合芳环主要由碳构成，氧、硫、氮、氢等元素主要在侧链上。随着煤变质程度的加深，煤的基本单元结构六碳环平面网变大，排列逐步规则化，侧链逐渐减少、变短。,煤的结构模型,一、煤、石油、天然气的综合利用,主要成分：由有机物、无机物组成混和物,一、煤,组成元素：主要C；次要H、O；少量S、P、N等,一、煤的综合利用,煤的干馏,煤的气化,煤的液化,1、煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业也叫“焦化”，煤的干馏是化学变化。,主要产品：焦炭、煤焦油、焦炉煤气,煤,干馏,气化,液化,H2,高温、催

3、化剂,H2O(g),高温,燃料油,水煤气,液态烃、甲醇等含氧有机物,可燃气体,出炉煤气,煤焦油,焦炭,O2、H2O(g),水煤气,苯、甲苯、 二甲苯、酚类等,煤的综合利用,2、煤的气化 把煤转化为气体，作为燃料或化工原料气 主要产品：CO、H2、CH4等 制备水煤气：,3、煤的液化：把煤转变成液体燃料的过程 主要产品：液体燃料（液态烃、甲醇等）,煤直接液化：煤在氢气和催化剂作用下，加氢裂化裂化转变为液体燃料的过程。,煤间接液化：,CO + 2H2 = CH3OH,2CO + 4H2= C2H5OH + H2O,nCO + (2n+1)H2= CnH2n+2 + nH2O,nCO + (2n)H

4、2= CnH2n + nH2O,煤间接液化：,二、石油综合利用石油炼制,（3）裂解：获得乙烯、丙烯、丁二烯等气态烯烃。,（2）裂化：提高汽油等轻质油的产量。,（1）分馏：获得汽油、煤油、柴油等轻质油。,（4）催化重整：使链状烃变为环状烃。重整的目的有两个，一是提高汽油的辛烷值；二是制取芳香烃。,二、石油综合利用石油炼制,石油分馏,石油分馏产品,汽油 汽油是一种重要燃料，主要用于化油器式发动机。如汽车、摩托车等。在发动机中，汽油应在燃烧冲程燃烧。但有的汽油在压缩过程就燃烧爆炸，不仅影响气缸的正常运行，而且由于强烈地震动，影响发动机的寿命。这种汽油在气缸中的不正常的燃烧现象，称为汽油的爆震性。 汽

5、油的爆震性与汽油的成分有密切的关系，以芳烃的抗震性最好（即爆震性最小），环烷烃和异构烷烃次之，烯烃再次之，烷烃中正构（直链）烷烃的抗震性小。汽油的抗震性能用辛烷值来表示。,提高汽油辛烷值的方法之一，是增加汽油中的芳烃的含量，减少正构烷烃的含量；另一种方法是加入少量的四乙基铅Pb(C2H5)4。一般来说，只要在汽油中加0.2%0.5%（质量分数）的四乙基铅就可以显著地提高汽油的抗震性。但是，在汽油中使用四乙基铅存在着许多的问题。一方面是四乙基铅有毒，只需少量就可以使人体中毒。因此，加入四乙基铅的汽油通常被染成红色或蓝色。另一方面是四乙基铅在气缸中燃烧后，其中的铅会变成氧化铅沉积下来，增加积炭量，引起气缸过热，增大发动机零件的磨损。为了克服这个缺点，通常在四乙基铅中加入一种导出剂，使铅成为挥发性物质从气缸中排出。可是，含铅化合物的排放，造成了一定程度的环境污染。目前，我国的一些城市，如北京、广州已经禁止汽车使用含铅汽油，以减少对大气的污染和对人体健康的危害。,2 以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,加成聚合反应,单体,链节,聚合度,练习：写出下列物质在一定条件下的加聚产物,加温、加压,催化剂,n,n,加温、加压,催化剂,有机玻璃,缩合聚合反应（缩聚反应）,对苯二甲酸,乙二醇,聚酯纤维（涤纶）,小结： 由于人类生产和生活动对我们的生态环境的