[其它课程]资源利用 环境保护 课堂用.ppt

第二节 资源综合利用 环境保护,第四章 化学与可持续发展,三废:,废气、废水、废渣,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,优点: 提供能量、化工原料,缺点: 不可再生、环境污染,化石燃料的形成：古代动植物经过上万年的复杂变化形成的，属不可再生资源,信息：海洋石油根据石油专家以往的推算 ,地球上石油只能使用 40 50年 ，煤炭还有不到100年,结论：实现煤炭、石油的综合利用，提高他们的利用率减少化石燃料燃烧所造成的环境污染,一、煤、石油、天然气的综合利用,1.煤的综合利用,煤的成分？,煤的综合利用有哪些途径，相应的产物又有哪些？,煤的干馏是物理变化还是化学变化,带着问题来学习,无烟煤,褐煤,泥煤,煤炭的主要组成,一、煤、石油、天然气的综合利用,1.煤的组成及综合利用,煤的组成,无机物(少量),无机盐等,有机物,C 元素大量,H、O、N、S 等元素 少量,污染环境,COx、NOx、 SO2 烟尘,（1）,煤的综合利用,煤的干馏,煤的气化,煤的液化,获得洁净的燃料和多种化工原料物尽其用，保护环境,煤直接作燃料利用率低并污染环境,（2）煤的综合利用,a、煤的干馏,原理：,将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，也叫煤的焦化,主要产物：,焦炉煤气、煤焦油、焦炭,煤干馏的主要产品和用途,b、煤的气化,将其转化为可燃性气体的过程。,c、煤的液化,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,2.天然气的利用,主要成分是甲烷,综合利用：、燃料清洁能源 、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成含 两个或多个碳原子的有机物 （3）可燃冰：CH4nH2O甲烷的水合物,（1）石油的组分主要有哪些？,（3）石油分离的原理和方法是什么？,（4）分馏与蒸馏区别是什么，是物理变化还是化学变化,（5）石油分馏后馏分有哪些，每一种馏分是纯净物还是 混合物,（2）石油的综合利用有哪些途径？,3.石油的组成及综合利用,（1）石油的组成,组成元素：,主要是碳、氢元素,组成成分：,各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物,气态：石油气,液态：汽油、煤油,固态：沥青,按组成状态：,（2）石油的分馏,原理：利用原油中各组分沸点的不同， 进行分离的过程,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,25%,产量提高,（3）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（裂化汽油）等。,裂化目的：提高轻质液体燃料的产量。,（4）石油的裂解,深度裂化叫裂解。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（乙烯、丙烯，甲烷等）,（5）石油的催化重整,使链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯,环状烃,石油的分馏：将化合物按沸点不同经分馏塔分离,石油的裂化和裂解：将大分子的重油断裂再分解为小分子的轻油,石油的催化重整：将石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃,石油的分馏是物理变化，裂化、裂解、催化重整是化学变化。,比较蒸馏、分馏、干馏,（1）以化石燃料为原料的产品 三大合成材料 ：塑料、合成橡胶、合成纤维,加成聚合反应（即加聚反应）,4、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,(2)四个概念,聚丙烯：,单体：,CH2CHCH3,聚苯乙烯,单体：,聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）,单体：,聚四氟乙烯,单体：,CF2CF2,聚氯乙烯塑料,聚乙烯塑料,聚丙烯塑料,聚苯乙烯塑料,合 成 纤 维,1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通过熔融再生重新作成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。,1.下列物质中，有固定熔沸点的是（ ） A汽油 B煤 C苯 D煤焦油,课堂练习,C,2.下列说法错误的是（ ） A石油可以通过分馏得到汽油 B重油经过催化裂化可以得到汽油 C石油的分馏是一个化学过程 D石油裂解得到的裂解气中含不饱和的烯烃,C,3、1moL 某直链烷烃A可以直接裂解成1moL 气态烷烃 B 和 1moL气态烯烃 C，经测定，裂解后混合气体的密度是同温同压下氢气的 14.5倍，试回答： (1)A的式量为 ，结构简式为 . (2)B可能是 ,C可能是 . (3)如果将1moL B完全燃烧需要 2moL 氧气，则C 就是 。该烯烃发生加聚反应的化学方程式为 。,58,CH3CH2CH2CH3,甲烷或乙烷,丙烯或乙烯,丙烯,课堂练习,练习,A,石油加工的主要目的是（ ） 将石油按其成分的沸点不同加以分离 将石油按饱和与不饱和烃加以分离 得到碳原子数多的烃类 将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开,用重油制取丙烯的方法是（ ） A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解,D,石油裂解的目的是（ ） 提高轻质液体燃料的产量 主要提高汽油的产量 获得短链不饱和烃 改善汽油的质量,C,二、环境保护与绿色化学,1、环境问题的含义 2、保护环境工作者当前的任务： （1）对环境情况的监测 （2）三废的治理 （3）寻找源头治理环境污染的生产工艺 要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。,生态环境破坏,环境污染,废气（化学燃料燃烧及工厂废气）,废水（工业废水、生活废水等）,废渣（工业垃圾、生活垃圾等）,绿色化学,核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，实施清洁生产。 1、满足人们的物质需要生产出优质产品 2、合理使用自然资源，能物尽其用，原料尽可能100%成为产品。 3、生产整个过程不污染环境，尽可能使用过的产品可回收利用。,按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。,原子经济性 反应高选择 性反应,反应过程,反应物,反应产物,绿色化学示意图,保护环境, 掺入氧化钙, 合理处理并重复利用各种产物, 湿化,大量燃烧煤燃料，会造成CO2、SO2等污染,煤在运输和使用过程中的煤灰,煤作为化工原料又会引出“三废”废水、废气、废渣,环境保护与绿色化学,将下列环境问题所对应的原因(AF)填在相应的空格中) 环境问题 产生原因 (1)酸雨 A.CO2浓度不断上升 (2)水土流失 B.大量使用塑料包装带 (3)温室效应 C.工业上大量排放SO2 (4)臭氧层被破坏 D.大量使用农药和化肥 (5)白色污染 E.乱砍乱伐森林 (6)土壤污染 F.大量使用氟里昂制品,C,E,A,F,B,D,常见的环境污染及危害,1.酸雨: 起因:空气中的SO2、NO2转化为H2SO4,HNO3 危害:陆地、水域、建筑物和植物等带来严重的危害,3.臭氧空洞,起因:氮的氧化物、氯氟烃(CF2Cl2)排,放到空气中,使平流层的臭氧层变薄 危害:使地面紫外线辐射增强的危害,皮肤病(癌)和其他疾病的发病率将急剧上升.,4.白色污染,起因:废弃塑料制品垃圾难于被生物降解,如一次性使用聚苯乙烯杯、盒等所带来的污染. 危害:此材料可破坏土壤结构,影响市容卫生,且焚烧时产生一级致癌物二垩英. 目前一次性塑料制品逐步被”绿色制品” 聚乳酸代替,这种物质可60天自行降解为CO2和H2O,5.水体富营养化,起因:大量使用氮肥、磷肥、含磷洗涤剂,生活污水中常含有过量的N、P等营养物质.这些物质流入湖泊、海湾,使海水中富集N、P等植物营养物质. 危害:引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖.这些生物集中在水层表面进行光合作用释放O2,使表层海水溶解氧达饱和,从而阻止了大气中的O2溶入海水,而大量死亡的海藻在分解时却要消耗水中的O2,使水中含氧量急剧减少,使鱼类死亡,2月02日：国际湿地日 3月22日：世界水日 4月22日：地球日 5月31日：世界无烟日 6月05日：世界环境日 6月17日：世界防治荒漠化和干旱日 7月11日：世界人口日 9月16日：国际保护臭氧层日 10月4日：世界动物日 10月16日：世界粮食日 12月29日：国际生物多样性日,世 界 环 境 日,把保护生态环境看成自己的神圣使命，正成为世界上越来越多人的共识。请看 -,1、汽油燃烧产生的汽车尾气中，所含的大气污染物主要是 ( ) A、碳的氧化物 B、硫的氧化物 C、氮的氧化物 D、磷的氧化物,练 习,C,2、1moL 某直链烷烃A可以直接裂解成1moL 气态烷烃 B 和 1moL气态烯烃 C，经测定，裂解后混合气体的密度是同温同压下氢气的 14.5倍，试回答： (1)A的式量为 ，结构简式为 . (2)B可能是 ,C可能是 . (3)如果将1moL B完全燃烧需要 2moL 氧气，则C 就是 。该烯烃发生加聚反应的化学方程式为 。,58,CH3CH2CH2CH3,甲烷或乙烷,丙烯或乙烯,丙烯,白色污染,1、由于合成材料的广泛应用和发展，一些塑料制品带来的环境污染就是“白色污染”。,2、白色污染的危害；,3、白色污染的治理： （1）废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制作单体和燃料油、制作气体等）； （2）制造易降解材料； （3）超市塑料袋有偿使用。,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