煤石油天然氣的綜合利用

第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護

第四章化學與自然資源的開發(fā)利用廢氣、廢水、廢渣

煤、石油和天然氣仍然是人類使用的主要能源，也是三種重要的化石燃料優(yōu)點:提供能量、化工原料缺點:不可再生、環(huán)境污染無機物(少量)有機物C

元素—大量H、O、N、S等元素

—少量無機鹽等污染環(huán)境COx、NOx、SO2

煙塵煤的組成1、煤的組成及其綜合利用一、煤、石油和天然氣的綜合利用煤的綜合利用煤的干餾煤的氣化煤的液化獲得潔凈的燃料和多種化工原料——物盡其用，保護環(huán)境煤直接作燃料——利用率低并污染環(huán)境2、煤的綜合利用煤的綜合利用主要是通過煤的干餾、煤的液化、和氣化，獲得潔凈的燃料和多種化工原料。（1）煤的干餾--------將煤隔絕空氣加強熱產(chǎn)物：煤氣、煤焦油、焦炭煤干餾的主要產(chǎn)品和用途

干餾產(chǎn)品

主要成分

主要用途出爐煤氣焦爐氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳

氣體燃料、化工原料粗氨水

氨、銨鹽

氮肥粗苯

苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

煤焦油

苯、甲苯、二甲苯

酚類、萘類染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

瀝青

筑路材料、制碳素電極

焦炭

碳冶金、合成氨造氣、電石、燃料(2)煤的氣化

煤的汽化和液化就是使煤變成清潔能源的有效途徑，與此同時煤的燃燒效率等也得到提高

.C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)高溫（3）煤的液化煤的直接液化：使煤與氫氣作用生成液體燃料。煤的間接液化：先將煤轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇等。CO+2H2

CH3OH(甲醇)催化劑加熱加壓二、天然氣的組成及其綜合利用天然氣主要成分是甲烷。天然氣是一種清潔燃料，可以直接用作燃料。天然氣更是一種重要的化工原料，主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇及分子內(nèi)含兩個或兩個以上碳原子的其他有機化合物。甲烷水合物是由甲烷和水在高壓（>100大氣壓或>10MPa）和低溫（0～10℃）條件下合成的一種固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)，可表示為CH4?8H2O,甲烷分子處于由多個水分子形成的籠中。甲烷水合物多呈白色或淺灰色晶體，外貌類似冰雪，可以象酒精塊一樣被點燃，故也有人叫它“可燃冰”。甲烷水合物:3、石油的組成及其綜合利用（1）石油的組成：由多種碳氫化合物組成的混合物（2）石油的綜合利用氣態(tài)：石油氣液態(tài)：汽油、煤油固態(tài)：瀝青石油的分餾：將化合物按沸點不同經(jīng)分餾塔分離石油的裂化和裂解：將大分子的重油斷裂再分解為小分子的輕油石油的催化重整：將石油中鏈狀烴重新調(diào)整結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴注：石油的分餾是物理變化，裂化、裂解、催化重整是化學變化。石油分餾主要在分餾塔中進行，通過分餾可以獲得汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油。有常壓分餾和減壓分餾兩種.25%產(chǎn)量提高石油的裂化

--------在一定的條件下，將相對分子質(zhì)量大的烴（重油或石蠟油）斷裂成相對分子質(zhì)量小的烴的過程叫裂化.含有不飽和烴,能使溴水褪色,不能用來萃取溴.C16H34C8H18+C8H16十六烷辛烷辛烯催化劑加熱加壓成分:目的：-----獲得汽油、煤油、柴油等產(chǎn)品。[注意]汽油有直餾汽油和裂化汽油兩種.直餾汽油是由石油直接分餾而得的汽油(不含烯烴)；裂化汽油是由重油經(jīng)裂化而制得的汽油(含有烯烴)。兩者成分不同.裂解是深度的裂化.石油的裂解:為了獲得更多的短鏈的不飽和烴（如乙烯、丙烯等）

在更高的溫度下，使長鏈烴（石油分餾產(chǎn)物）斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴。目的:原理：C8H18C4H10+C4H8

高溫C4H10C3H6+CH4

高溫C4H10C2H6+C2H4

高溫把鏈狀烴轉(zhuǎn)化成為環(huán)狀烴的過程.如:苯或甲苯等.催化重整:石油產(chǎn)品及用途但同時,塑料的大量使用,給環(huán)境帶來了很大的危害.A下列關(guān)于石油的敘述中，不正確的是（）A．石油分餾的各餾分是一種具有固定熔沸點的純凈物B．石油裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量C．石油裂解的原料是石油分餾產(chǎn)物，包括石油氣D．石油在催化劑的作用下加熱，可以使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴（如苯、甲苯）E．石油屬于可再生礦物能源F．石油主要含有碳、氫兩種元素G．石油的裂化是物理變化

H．石油產(chǎn)品都可用于聚合反應EGH

下列變化屬于物理變化的是（）Ａ、煤的氣化Ｂ、石油的分餾Ｃ、石油的裂解Ｄ、煤的干餾B[練習1]下列物質(zhì)加入溴水中，因發(fā)生化學反應而使溴水褪色的是()A、己烷B、苯C、直餾汽油D、裂化汽油[練習2]工業(yè)上獲得大量的乙烯、丙烯、丁二烯所采用的方法是()A．減壓分鎦B．常壓分鎦C．石油裂化D．石油裂解DD[練習3]下列物質(zhì)屬于純凈物的是（）①乙醇②天然氣③煤焦油④甲醇⑤煤⑥石油⑦醋酸⑧工業(yè)酒精⑨焦爐氣⑩汽車廢氣A．①③④⑨B．①④⑦C．①②④⑦⑨D．②⑤⑦⑧B比較分餾、蒸餾、干餾蒸餾分餾干餾操作過程原理目的加熱和冷凝加熱和冷凝隔絕空氣加強熱物理變化物理變化復雜的物理變化和化學變化分離精煉加工煤想一想：煤的干餾和石油的分餾有什么區(qū)別呢？4、聚乙烯與高分子化合物（1）聚乙烯的生成CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+++……[CH2—CH2

]nnCH2=CH2[CH2—CH2]n聚乙烯加聚反應聚合反應：由相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的高分子的反應。又因此反應屬于乙烯的加成反應，所以這種聚合反應又叫加成聚合反應，簡稱加聚反應。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三大人工合成的高分子材料：塑料、合成橡膠和合成纖維。合成纖維纖維天然纖維化學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、光導纖維等）人造纖維：用木材、草類的纖維經(jīng)化學加工制成。如黏膠纖維等原子經(jīng)濟性反應高選擇性反應無毒無害原料可再生資源環(huán)境友好產(chǎn)品（安全、能降解可再生利用