高一化學(xué)化學(xué)與資源綜合利用1PPT課件

1、第一課時(shí)煤 、石油、天然氣的綜合利用 第1頁/共50頁背景知識(shí)回顧一、化石燃料煤、石油和天然氣都是古代 經(jīng)過一系列復(fù)雜變化而成的，它們是人們生活中經(jīng)常使用的主要燃料，因此人們常稱它們?yōu)?燃料，是 資源。二、煤、石油燃燒對(duì)環(huán)境的影響1、煤的燃燒對(duì)空氣的影響煤燃燒時(shí)會(huì)排放出 等氣體和一些煙塵，它們都是大氣的污染物。2、用石油作燃料，直接燃燒的是石油的加工產(chǎn)品汽油、煤油、柴油等，它們?nèi)紵龝r(shí)會(huì)排放出 、 、含 化合物、未燃燒的 化合物和煙塵等，它們都是大氣的污染物。動(dòng)植物遺骸化石不可再生SO2、NO2CO氮的氧化物鉛碳?xì)涞?頁/共50頁迄今為止，煤、石油、天然氣仍是人類使用的主要能源，同時(shí)它們也是重要

2、的化工原料。如何實(shí)現(xiàn)化石燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染，是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。第3頁/共50頁第4頁/共50頁 能源能源國家國家石油石油（億噸）（億噸）天然氣天然氣（億立方米）（億立方米）煤炭煤炭（億噸）（億噸）中國中國產(chǎn)量產(chǎn)量1.461175.612.4消費(fèi)量消費(fèi)量1.627175.65.72美美國國產(chǎn)量產(chǎn)量3.8635320.99.35消費(fèi)量消費(fèi)量8.0795924.14.92 1994年中美三大能源產(chǎn)量與消費(fèi)量比較表第5頁/共50頁我國煤的分布圖第6頁/共50頁上京煤礦寧夏優(yōu)質(zhì)無煤 太西煤露天采區(qū) 第7頁/共50頁求知課堂互動(dòng)一、煤的綜合利用1、煤的組成 組

3、成元素:主要是碳元素；（還有少量的H、O、N、P、S、鹵素等）組成成分：是由多種有機(jī)物、無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。煤的結(jié)構(gòu)模型第8頁/共50頁煤的組成無機(jī)物有機(jī)物C 元素大量H 、N、S、O等元素 少量Si 、Al、 Ca、 Fe 污染環(huán)境COx NOx SO2 煙塵煤的組成第9頁/共50頁一、煤的綜合利用： 2、煤的分類腐泥煤腐植煤褐 煤煙 煤泥 煤無煙煤按C%95%以上70%以上60%70%50%60%工業(yè)上煤品質(zhì)的檢測(cè)指標(biāo)：發(fā)熱量、揮發(fā)分、固定碳、水分、灰分等第10頁/共50頁煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)裝置1實(shí)驗(yàn)裝置2一、煤的綜合利用（1）煤的干餾煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程

4、。第11頁/共50頁煤干餾的主要產(chǎn)品和用途第12頁/共50頁（2）煤的氣化： 將煤中的有機(jī)物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。 C(s) + H2O CO(g) + H2(g)高溫CO(g)+ 3H2 CH4(g) + H2O(l)一定條件中熱值氣高熱值氣2CO(g)+ O2 2CO2(g)；H=-566KJ/mol2H2(g)+ O2 2H2O(l)；H=-571KJ/molCH4(g)+ 2O2 CO2(g) + 2H2O(l)H=-890.3KJ/mol第13頁/共50頁煤氣儲(chǔ)氣柜煤碳煤氣化爐宜昌煤制氣廠等離子體輔助煤汽化裝置第14頁/共50頁 將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程。 分為直接液化和間接液化

5、。 一、煤的綜合利用（3）煤的液化：C(s) + H2O CO(g) + H2(g)高溫 CO + 2H2 CH3OH（甲醇）一定條件如：第15頁/共50頁小資料：最近，美、聯(lián)邦德國、日三國正式簽訂協(xié)議合建一個(gè)日處理6000噸煤的溶劑精煉煤(稱SRC方法)的液化示范工廠。用這個(gè)方法，23t煤可以產(chǎn)1t汽油(視煤種而異)，說明這項(xiàng)技術(shù)已發(fā)展到一定的成熟程度。 最近，美國某公司發(fā)表了用分子篩作催化劑把甲醇轉(zhuǎn)化為汽油的專利。這種催化劑能夠有效地控制產(chǎn)物的分子大小的形狀，因此產(chǎn)品中75直接可以用作高級(jí)汽油。第16頁/共50頁第17頁/共50頁比較分餾、蒸餾、干餾蒸餾蒸餾 分餾分餾干餾干餾操作操作過程過

6、程原理原理目的目的加熱和冷加熱和冷凝凝加熱和冷加熱和冷凝凝隔絕空氣加強(qiáng)熱隔絕空氣加強(qiáng)熱物理變化物理變化物理變化物理變化復(fù)雜的物理變化和復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化化學(xué)變化分離分離精煉精煉加工煤加工煤第18頁/共50頁二、石油的綜合利用1、石油的組成元素: 碳、氫含量為97%-98%是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質(zhì)）石油的主要成分：2、石油的煉制(除水脫鹽后)（1）石油的分餾：利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同將復(fù)雜的混合物分離成簡單混合物的過程。第19頁/共50頁石油分餾示意圖第20頁/共50頁第21頁/共50頁3、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：（2）裂化的原理：石油的

7、裂化是 。 在催化劑的作用下將含碳原子多的重油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程。提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。(3)裂解: 深度的裂化。裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的產(chǎn)量是一個(gè)國家石化水平的標(biāo)志第22頁/共50頁25%產(chǎn)量提高第23頁/共50頁4、石油結(jié)構(gòu)的重整石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，是鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯或甲苯等，它們也是重要的化工基本原料。第24頁/共50頁過程過程原理原理原料原料產(chǎn)品及用途產(chǎn)品及用途脫水脫水脫鹽脫鹽分餾分餾裂化裂化催化裂化催化裂化裂解裂解除去原油中的鹽和水，減少對(duì)設(shè)備的腐蝕。利用加熱和冷凝，把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物

8、。石油氣，汽油，煤油，柴油，石蠟油、潤滑油、重油。輕質(zhì)液體燃料（裂化汽油）在一定條件下加熱，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴。輕質(zhì)液體燃料（裂化汽油）在一定條件下使用催化劑并加熱，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴。采用比裂化更高的溫度，使其中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁二烯等（有機(jī)化工的原料）重油原油原油重油直鏈烷烴石油氣石油煉制第25頁/共50頁第26頁/共50頁中海油渤海石油平臺(tái)第27頁/共50頁第28頁/共50頁三、天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用

9、于合成 和生產(chǎn) 等。天然氣化工以含一個(gè)碳原子的甲烷為原料，通過化學(xué)變化形成含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的其他有機(jī)化合物。實(shí)現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的課題。氨甲醇第29頁/共50頁柴達(dá)木盆地天然氣儲(chǔ)量突破3000億立方米第30頁/共50頁珠海振戎公司已經(jīng)與伊朗方面簽署協(xié)議，同意在未來25年向伊朗購買200億美元的液化天然氣亞洲最大的天然氣處理廠第31頁/共50頁阜陽市利用“西氣東輸”工程天然氣門站鳥瞰圖第32頁/共50頁俄天然氣管道通向中國德國天然氣汽車第33頁/共50頁天然氣灶液化天然氣公交車第34頁/共50頁四、合成材料1、原料： 。2、合成材料基本特征： 。3、合成材料的合成原理： 。例如

10、：乙烯合成聚乙烯 ，丙烯合成聚丙烯 。石油、煤、天然氣相對(duì)分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物加聚、縮聚第35頁/共50頁合成材料概況：合成材料概況：隨著人類不斷的文明和進(jìn)步，人對(duì)天然材料的利用已不能滿足很多方面的需要，于是就發(fā)生了一場(chǎng)材料的革命人工合成材料；合成材料的原料豐富、制造加工簡單，性能千變?nèi)f化；塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料；黏合劑、涂料也屬于合成材料。第36頁/共50頁塑料塑料 塑料的主要成分是合成樹脂，其中還添加了某些特定用途的添加劑（如提高塑性的增塑劑、防止老化的防老化劑）；有些熱塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反復(fù)加工，多次使用；有些熱固性塑料（電木），一旦加工成型就不會(huì)受

11、熱熔化。 常見的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）、酚醛塑料（電木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。第37頁/共50頁聚丙烯： 單體：CH2CHCH3第38頁/共50頁聚苯乙烯單體：CH2CHC6H5第39頁/共50頁聚甲基丙烯酸甲酯 （有機(jī)玻璃）單體：CH2CCH3COOCH3第40頁/共50頁酚醛塑料單體：苯酚、甲醛第41頁/共50頁聚四氟乙烯單體：CF2CF2第42頁/共50頁合成纖維合成纖維纖維天然纖維化學(xué)纖維棉花羊毛木材草類合成纖維：用石油、天然氣等為原料制成的單體，再經(jīng)聚合制成的纖維（如：“六大綸”、碳纖維、光導(dǎo)纖維等）人造纖維：用木材、草類的纖維經(jīng)化學(xué)加工制成。如黏膠

12、纖維等第43頁/共50頁合成橡膠合成橡膠橡膠天然橡膠合成橡膠通用橡膠特種橡膠丁苯橡膠順丁橡膠氯丁橡膠聚硫橡膠硅橡膠第44頁/共50頁第45頁/共50頁思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請(qǐng)查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本等方面作出評(píng)價(jià)。2、你認(rèn)為應(yīng)該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請(qǐng)用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。第46頁/共50頁1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通過熔融再生重新作成多種有用的材料；二是采用熱裂解或化學(xué)處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料；三是將廢舊合成材料作為燃料使用。第47頁/共50頁正方觀點(diǎn)舉例：1、生產(chǎn)和使用合成材料可以更加合理的開發(fā)和利用自然資源；2、生產(chǎn)和使用合成材料可以使利用太陽能變的方便、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用；3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡膠等，有利于生態(tài)環(huán)境