资源综合利用环境保护2013.ppt

第二节资源综合利用环境保护煤 石油和天然气的综合利用 第四章化学与自然资源的开发利用 1 煤的种类与组成 一 煤的综合利用 2 煤的元素组成 C H N S等 3 煤的成分 多种有机物和无机物所组成的复杂混合物 1 煤的种类 煤的结构模型 2 煤的综合利用 煤的综合利用主要是通过煤的干馏 煤的液化 和气化 获得洁净的燃料和多种化工原料 1 煤的干馏 将煤隔绝空气加强热 产物 煤气 煤焦油 焦炭 煤干馏的主要产品和用途 思考 以上的三种二甲苯 其苯环上的一氯取代物各有多少种 2种 3种 1种 2 煤的气化 煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径 与此同时煤的燃烧效率等也得到提高 3 煤的液化 煤的直接液化 使煤与氢气作用生成液体燃料 煤的间接液化 先将煤转化为CO和H2 再在催化剂作用下合成甲醇等 二 天然气的组成及其综合利用 天然气主要成分是甲烷 天然气是一种清洁燃料 可以直接用作燃料 天然气更是一种重要的化工原料 主要用于合成氨和生产甲醇及分子内含两个或两个以上碳原子的其他有机化合物 甲烷水合物是由甲烷和水在高压 100大气压或 10MPa 和低温 0 10 条件下合成的一种固态结晶物质 可表示为CH4 8H2O 甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中 甲烷水合物多呈白色或浅灰色晶体 外貌类似冰雪 可以象酒精块一样被点燃 故也有人叫它 可燃冰 甲烷水合物 三 石油的组成及其综合利用 古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的 组成元素 C H S等 形成 烷烃 环烷 芳香烃等 一般不含烯烃 所含物质 石油是混合物 无固定的沸点 利用分馏的原理进行石油的分离 1 石油的分馏 利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫分馏 原油的预处理 脱水 脱盐石油的一次加工 分馏设备 分馏塔 石油分馏主要在分馏塔中进行 通过分馏可以获得汽油 煤油 柴油等轻质油 有常压分馏和减压分馏两种 实验室蒸馏石油的装置 温度计 蒸馏烧瓶 冷凝器 接受器 牛角管 碎瓷片 25 产量提高 石油的裂化 在一定的条件下 将相对分子质量大的烃 重油或石蜡油 断裂成相对分子质量小的烃的过程叫裂化 含有不饱和烃 能使溴水褪色 不能用来萃取溴 成分 目的 提高轻质油的产量和质量 获得石油裂化气 注意 汽油有直馏汽油和裂化汽油两种 直馏汽油是由石油直接分馏而得的汽油 不含烯烃 裂化汽油是由重油经裂化而制得的汽油 含有烯烃 两者成分不同 原料 石油分馏产品 重油 裂解是深度的裂化 石油的裂解 为了获得更多的短链的不饱和烃 如乙烯 丙烯 丁烯 丁二烯等 以进行三大合成 在更高的温度下 使长链烃 石油分馏产物 断裂成乙烯 丙烯等短链烃 目的 原理 把链状烃转化成为环状烃的过程 如 苯或甲苯等 催化重整 原料 汽油 n为聚合度 单体 练习 氯乙烯 2 丁烯的加聚反应方程式 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 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 下列变化属于物理变化的是 煤的气化 石油的分馏 石油的裂解 煤的干馏 B 思考与交流 二 环境保护与绿色化学 被污染的小河 乱扔导致的污染 二 环境保护与绿色化学 环境问题的含义保护环境工作者当前的任务 1 对环境情况的检测 2 三废的治理 3 寻找源头治理环境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 传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重 目前世界每年产生的有害废物达3亿吨 4亿吨 给环境造成危害 并威胁着人类的生存 有识之士提出了绿色化学的号召 并立即得到了全世界的积极响应 绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头减少和消除污染 绿色化学理念 防治优于治理 核心 利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染 又称为 环境无害化学 环境友好化学 清洁化学 从学科观点看 是化学基础内容的更新 改变反应历程 从环境观点看 强调从源头上消除污染 从一开始就避免污染物的产生 从经济观点看 它提倡合理利用资源和能源 降低生产成本 尽可能提高原子利用率 热点 原子经济性 反应物原子全部转化为最终的期望产物 原子利用率为100 人类保护伞的洞 臭氧层被破坏 空中死神 酸雨 全球变暖 温室效应 光化学烟雾 无形杀手 居室污染 环境污染的类别 1 大气污染 来自工业废气 汽车尾气 生活废气 硫与氮的氧化物 碳氧化物 氮氢化物 卤素化合物 放射性 催化剂 催化剂 催化剂 汽车尾气催化转化原理 2 水污染 来自工业废水 生活废水 无机物 重金属盐类 营养物有机物 洗涤剂 石油 水体富营养化 N P K S的化合物 生活污水 农田排水 化肥 合成洗涤剂 工业废水引起藻类 浮游生物暴发性繁殖 赤潮 水华 水华是淡水中的一种自然生态现象 是由于水的富营养化引起藻类 如蓝藻 绿藻 硅藻等 的迅猛生长 水一般呈蓝色或绿色 淡水中 水华 造成的最大危害是 饮用水源受到威胁 藻毒素通过食物链影响人类的健康 蓝藻 水华 的次生代谢产物MCRST能损害肝脏 具有促癌效应 直接威胁人类的健康和生存 赤潮是由于海水中浮游藻类 原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象 实际上 赤潮并不一定都是红色的 它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色 返回 水 1998摩洛哥干旱羊上树 屡次经受干旱考验的摩洛哥山羊学会了在没有草吃的时候爬上树吃树叶 重金属污染 如汞 镉 铅 铬 砷 猫自杀事件 水俣病 汞污染 骨骼畸形变脆 骨痛病 镉污染 智力发展隐性杀手 铅污染 3 土壤污染 来自工业垃圾 生活垃圾 废水 化肥 农药残留 Cl P S 放射物质残留 4 噪声污染5 辐射污染 6 食品污染 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 太阳能汽车 绿色化学 绿色化学的核心内容之二 5