石油炼制--乙烯课件-(1).ppt

,石油,工业的血液,第二节石油炼制乙烯,第一单元化石燃料与有机化合物,专题三有机化合物的获得与应用,黑色或暗深棕色粘稠的油状液体，不溶于水，有特殊气味，密度比水小，没有一定的熔点和沸点。形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。,1、元素组成：除C、H元素外，还含有少量的O、N、S等元素,注意：石油的化学成分随产地的不同而不同。,一、石油的组成和物理性质,2、物质组成：烷烃、环烷烃、芳香烃等从所含成分的状态看，大部分是液态烃，同时溶有少量的气态烃、固态烃。,从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫原油,杂质成分：水，氯化钙、氯化镁等盐类,目的：水-浪费燃料盐-腐蚀设备,处理：脱水脱盐,【阅读并思考】石油中含各种C原子数不等的烃,怎样对石油中的各种成分进行分离?,烃的状态规律(通常状况下)碳原子数1451616烃的状态气态液态固态,二、石油的炼制,1、实验室蒸馏石油,石油蒸馏,观察与思考1、蒸馏烧瓶中加入一些沸石或碎瓷片的目的是什么？2、实验中为什么要加入温度计，温度计的水银球位置？3、观察实验中冷凝管内冷凝水的流向，说明原因？4、结合图3-5说明石油分馏收集得到600C-1500C、1500C-3000C时的馏分的主要成分？,防止石油在蒸馏时发生暴沸,控制馏分的温度；在蒸馏烧瓶的支管口处；,水流方向与气流方向相反；冷凝效果更好；,600C-1500C-汽油；1500C-3000C-煤油；,蒸馏：适用于不同物质之间沸点相差较大的混合物的分离，精确蒸馏可得到纯净物。,分馏：适用于不同物质之间沸点相差较为接近的混合物的分离，得到的物质为混合物。,蒸馏与分馏,2、石油的工业炼制,(1).石油的分馏,石油分馏,石油气(C1C4)低于20,汽油(C5C12)20-200,煤油(C12C16)175-275,柴油(C15C18)250-400,重油(C20)以上,润滑油(C16C20)高于350,（常压分馏）,例题1某人看到一辆卡车在起动,刹车时排出黑烟,由此可以推断为这辆卡车所用的燃料是()A.酒精B.汽油C.柴油D.液化石油气,C,【解析】按一般常识,汽车所用燃料为汽油或柴油,且酒精、液化石油气一般不会产生黑烟,所以答案应在B、C中选。汽油主要成分为C5C11的烷烃,柴油的主要成分为C11C16的烷烃,柴油分子中碳原子数多于汽油分子中碳原子数,而碳原子数越多的烷烃,碳元素的质量分数就越大,燃烧时多发生不完全燃烧,生成炭等而产生黑烟,故答案为C。,2、石油的工业炼制,(1).石油的分馏,石油分馏,石油气(C1C4)低于20,汽油(C5C12)20-200,煤油(C12C16)175-275,柴油(C15C18)250-400,重油(C20)以上,润滑油(C16C20)高于350,75%,（常压分馏）,石油的裂化,目的：提高汽油的产量和质量；,原理：在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。,类型：热裂化（500）和催化裂化,故裂化汽油中含有不饱和烃。,原料：重油或石蜡,(2)石油的裂化和裂解,目的：为了获得更多的短链的不饱和气态烃,原理：采用比裂化更高的温度(700-1000)，把石油分馏产物中具有长链的分子烃断裂成各种短链的气态烃的过程。,裂解气的成分：主要是乙烯，还含有丙烯、异丁烯、甲烷、乙烷、异丁烷、硫化氢和碳的氧化物等。,石油的裂解,乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志,丁烷丁烯,乙烯乙烷,甲烷丙烯,乙烯,石油,成分:烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物(主要含碳、氢元素),炼制方法:分馏、裂化、裂解,产品用途:燃料、化工原料等,小结：,B、石油的催化裂化：在加热、加压和催化剂存在下，使相对分子质量较大的、沸点较高的烃断裂成相对分子质量较小的、沸点较低的烃的加工炼制过程叫催化裂化。目的：提高从石油得到的汽油等轻质油的产量和质量,C、石油的裂解：比裂化更高的温度(7000C-8000C，有时甚至高达10000C以上)，使石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙烯(CH2=CH2)、丙烯(CH3-CH=CH2)等气态短链烃的加工炼制过程叫石油的裂解。目的：得到更多的乙烯。,A、石油的分馏：通过加热汽化和冷凝液化，把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物的方法叫石油的分馏。,炼制加工石油的三种常见方法,第二节石油炼制乙烯,第一单元化石燃料与有机化合物,专题三有机化合物的获得与应用,一、乙烯分子的结构,与乙烷相比少两个氢原子，C原子为满足4个价键，碳碳键必须以双键存在。,请书写出乙烯分子的“四式”？,注意结构简式的书写：正：CH2=CH2H2C=CH2误：CH2CH2,结构特点,(1)所有的C、H原子均在同一平面内；键角约为120(2)含有一个C=C双键,双键中有一个共价键较活泼容易断裂,乙烯的分子的空间结构,球棍模型,比例模型,二、乙烯的制法：,1、工业制法：,工业上所用的乙烯，主要是从石油炼制厂和石油化工厂所产生的气体中分离出来的。,2、乙烯的实验室制法,实验室常用加热乙醇和浓硫酸的混合物，使乙醇分解来制取乙烯（CH2=CH2）。,思考以下问题：1、由乙醇变成乙烯，从分子组成的角度看，还应有什么产物？,2、要从乙醇分子中去掉一个水分子，应选用什么试剂？它在反应中起了什么作用？用量又如何呢？,反应的过程为：,浓H2SO4,+,H2O,CH3CH2OHCH2=CH2+H2O,浓H2SO4,反应装置及收集方法：,170C,170C,装置类型：,（1）浓硫酸：催化剂、脱水剂。浓硫酸与乙醇的体积比为3：1，混合时应将浓硫酸缓缓加入乙醇中并不断搅拌。（2）对反应温度的要求：170以下及170以上不能有效脱水，故必须迅速将温度升至170并保持恒温。140时分子间脱水生成乙醚和水；170以上浓硫酸使乙醇脱水而炭化。,制备时需注意的问题：,（3）为了防止溶液剧烈沸腾，需要在混合液中加入少量的碎瓷片。,（5）气体的净化：,（4）用温度计指示反应温度，温度计的水银球在液面以下！,制备时需注意的问题：,三、乙烯的性质：,1、物理性质：,乙烯是无色气体，稍有气味，密度是1.25g/L，比空气略轻（分子量28），难溶于水。,2、化学性质：,（1）、氧化反应：,a、点燃燃烧（被O2氧化）。,CH2=CH2+2O22CO2+2H2O,明亮火焰,少量黑烟.,观察并记录下列实验现象，实验事实说明乙烯有什么性质？实验1：把乙烯气体通入酸性高锰酸钾溶液中。,酸性高锰酸钾溶液褪色,被酸性高锰酸钾氧化,C2H4CO2,KMnO4,活动与探究,2020/5/6,实验2:把乙烯通入到溴水或溴的四氯化碳溶液中,观察实验现象.,溴水或溴的CCl4溶液褪色,活动与探究,反应实质：,乙烯分子的双键C=C里的一个键容易断裂，两个溴原子分别加在碳碳双键两端的碳原子上，生成无色的1，2二溴乙烷,1,2二溴乙烷无色液体,（2）加成反应(与H2、Br2、HX、H2O等)：,CH2=CH2+HHCH3CH3,CH2=CH2+Br-BrCH2BrCH2Br,CH2=CH2+H-ClCH3CH2Cl,CH2=CH2+H-OHCH3CH2OH,加成反应：,有机物分子中双键或叁键两端的碳原子与其他原子或原子团结合生成新的化合物的反应，叫做加成反应。,方法一：由乙烷制备氯乙烷方程式：反应类型：方法二：由乙烯制备氯乙烷方程式：反应类型：讨论哪种方法好？为什么？,CH2=CH2+HClCH3CH2Cl,加成反应,CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl,光照,取代反应,要获得CH3CH2Cl有几种方法？,（3）自身加成加聚反应（加成聚合反应）,即,单体,链节,聚乙烯塑料食品袋、餐具、地膜等聚乙烯纤维无纺布乙醇燃料、化工原料等涤纶纺织材料等洗涤剂、乳化剂、防冻液醋酸纤维、酯类增塑剂植物生长调节剂、杀虫剂聚氯乙烯塑料包装袋、管材等合成润滑剂、高级醇、聚乙二醇,乙烯,四、烯烃：,1、定义：,分子中含有C=C双键的烃叫做烯烃。把分子中含有一个C=C双键的烃叫做单烯烃。,3、烯烃的性质：,(1)请分析表5-3“几种烯烃的物理性质”得出结论。,与烷烃物理性质的变化规律相似。,(2)根据乙烯的分子结构特点及其化学性质,推测烯烃有哪些化学性质?,2、通式：,CnH2n,A、氧化反应：,a、点燃燃烧；,明亮的火焰，少量的黑烟。,b、使酸性KMnO4溶液/溴水褪色。,B、加成反应（与H2、X2、HX、H2O等）：,请写出CH3CH=CH2分别与H2、Br2、HCl、H2O发生加成反应的化学方程式。,C、加聚反应：,溶液褪色,溶液褪色,火焰明亮，有黑烟,乙烯可被酸性KMnO4氧化,乙烯可与Br2发生反应,乙烯中的C含量较高,含有C=C,烷烃只含碳碳单键,火焰明亮并伴有黑烟生成CO2和H2O,淡蓝色火焰生成CO2和H2O,不反应,无现象,不反应,无现象,褪色,发生加成反应,褪色,发生氧化反应,与甲烷的对比:,正四面体,平面型,取代反应:有机物分子中的原子或原子团被其它原子或原子团所替代的反应。加成反应:有机物分子里不饱和的碳原子跟其它原子或原子团直接结合生成别的物质的反应。聚合反应:由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。,三、乙炔的性质,物理性质,纯的乙炔是没有颜色、没有臭味的气体。密度是1.16克/升，比空气稍轻。微溶于水，易溶于有机溶剂。,思考：根据乙炔物理性质如何收集乙炔气体？,乙炔跟空气的混合物遇火会发生爆炸，在生产和使用乙炔时，必须注意安全。,注意,化学性质,甲烷、乙烯、乙炔的燃烧,化学性质,1.氧化反应(1)在空气或在氧气中燃烧C2H2+O2CO2+H2O,(2)被氧化剂氧化使酸性KMnO4溶液褪色,完全氧化,点燃,2.加成反应,1,2二溴乙烯,1,1,2,2四溴乙烷,与