使石油分馏产物.ppt

第二章化学和能源。能量的定义是指能够为人类提供热能、光能和动力等有用能量的任何物质或物质运动。能源是经济发展和社会进步的第一要务。社会越发展，生产力越高，对能源的依赖程度越高，能源的利用水平也越高。能源利用的广度和深度是衡量一个国家生产力水平的重要指标之一。首先，能源利用的历史进程对人类文明的发展做出了重大贡献。人类历史上能源技术的每一次重大突破都引发了生产力的飞跃。人类文明的每一步都与能源的使用密切相关。人类社会的发展史是一部不断向自然索取能量的历史。1.在木柴时代，木柴是人类的第一代主要能源。在人类学会使用火之后，他们首先使用树枝和杂草作为烹饪和取暖的燃料。火给人类带来光明，这样他们就能在夜间活动。火也可以煅烧矿石、冶炼金属和制造工具。恩格斯在评价火的作用时说：“摩擦和火第一次使人主宰了自然力，从而最终把人和动物分开。”在煤炭时代，我国古人在公元前500年发现了“黑石”(煤)。煤被用作燃料已经有1000多年了。17世纪中叶，由于煤炭生产和使用技术的成熟，人类的能源消耗逐渐以煤代替木炭。煤气灯的使用和蒸汽机的发明使煤成为第二代主要能源，并在18世纪创造了工业文明。以煤为燃料的蒸汽机使纺织、冶金、采矿、机械加工等行业迅速发展。与此同时，蒸汽机车和轮船的出现极大地改善了运输业。自19世纪以来，电磁感应现象的发现导致了由汽轮机驱动的发电机的出现。煤作为一种主要能源，已经被转化为一种更便于运输和利用的二次能源电能。在公元前250年的石油时代，中国人首次发现石油是一种易燃液体。从1782年瑞士发明煤油灯到1853年煤油灯在世界上被广泛使用，石油几乎发挥了照明的所有功能。1854年，美国宾夕法尼亚州钻探了世界上第一口油井，开启了石油工业。19世纪末，人们发明了以汽油和柴油为燃料的内燃机。福特成功开发了第一辆汽车。从那以后，汽车、飞机、柴油机、轮船、内燃机车、石油发电等等迅速将人类推向了现代文明时代。石油和天然气的开采和消费已开始大幅增长，并继续以每年2亿吨的速度增长。尽管发生了许多石油危机，而且石油价格很高，但石油消费并没有显示出任何下降的趋势。它现在已经成为第三代主要能源。世界已经进入“石油时代”。核能发展在20世纪30年代，人们开始研究如何从原子核中获取能量。核反应堆建于20世纪40年代和50年代。此后，核能开发技术日益成熟。由于石油危机的影响，核能的使用在20世纪80年代发展最快。据统计，从1980年到1985年，世界核能消耗增加了90%，而前苏联实际上增加了121%。截至2007年12月，世界上有439座反应堆在运行，略低于2002年的444座，但发电量稳步增加，总发电量为37117千兆瓦。世界核能供应已经达到总电力供应的16%，许多国家已经达到总电力供应的1/3。天然气的主要成分是甲烷和少量的乙烷和丙烷。这是一种高质量的能源。现在它发挥了越来越重要的作用。此外，水能、风能和太阳能的利用也受到了更多的关注。能源家族有很多成员，新成员不断加入。只要它能被人类用来获得有用的能量，各种各样的能源就能被加入到能源家族中。能源家族可以从不同的角度划分为不同的成员，从其产生方式和能否再利用的角度可以分为一次能源、二次能源、可再生能源和不可再生能源。根据能源消耗是否造成环境污染，可分为污染能源和清洁能源。根据使用的性质，它可以分为常规能源和新能源。一次能源包括可再生水力资源和不可再生的煤、石油和天然气资源。其中，煤、石油和天然气是当今世界一次能源的三大支柱，构成了全球能源家庭结构的基本框架。此外，一小部分初级能源还包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能源和核能。二次能源包括电力、天然气、汽油、柴油、焦炭、洁净煤、激光、沼气等。污染能源包括煤和石油，而清洁能源包括水力、电力、太阳能、风能和核能。常规能源包括可再生水力资源和不可再生的煤、石油、天然气等一次能源资源。新能源包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能源和用于核能发电的核燃料。根据世界化石燃料的消耗率，人类使用这些能源的时间仍然是大约：对于储量有限的化石燃料，中国的一次能源消耗总量从1978年的5.3亿吨标准煤增加到2002年的14.3亿吨标准煤。2004年，中国的石油消费量达到3亿吨，其中1亿吨是进口的。据估计，到2020年，中国的石油消费量将达到4.5亿吨，其中2.7亿吨将进口。到2050年，中国的石油消费量将达到6亿吨，其中4亿吨将进口，相当于目前美国的石油进口量。从1960年到2002年，大庆油田生产了超过17亿吨原油。27年稳定产量在5000万吨/年以上。1997年最高产量为5600万吨/年，2002年为5013万吨/年，2003年计划产量为4830万吨/年，进入递减开采期。化学新闻2003-1-18-1根据美国石油协会，2050年前世界经济将越来越依赖煤炭。此后，在2250年到2500年之间，煤也将被耗尽，化石燃料供应也将耗尽。一些工业化国家到2020年也将耗尽天然气。到2060年，发展中国家也会出现天然气短缺。3、能量之母太阳能，太阳辐射能量，它是太阳内部连续核聚变反应过程的能量。地球轨道上的平均太阳辐射强度为1367千瓦/平方米。地球赤道的周长是40000公里，因此可以计算出地球获得的能量可以达到1.72 (1017) w。换句话说，太阳每秒照射在地球上的能量相当于500万吨煤。德国大学生开发的风力自行车和水能，(1)间接利用太阳能，(1)通过光合作用利用太阳能，间接利用太阳能，粮食、石油、血液、天然气、天然气、最清洁的化学能、可燃冰、新能源、未来生物质能、前景广阔的绿色能源，(2)直接利用太阳辐射能。与其他能源相比，太阳能具有独特的优势：(1)它不含煤、油等常见化石燃料产生的有害气体和废渣，不污染环境，被称为“清洁能源”。(2)太阳能随处可得，使用方便安全。(3)成本低，可再生。主要的利用方式是光电转换，即直接将太阳能转换成电能。这是目前人们使用太阳能的主要方式之一。太阳能电池属于这种转换类型。传统太阳能电池在太阳下使用高达90%的可见光。(1)利用可见光，太阳能电池，太阳能电池主要是基于半导体材料，利用光产生电子-空穴对，这可以产生光电流和光伏现象(光伏效应)在PN结上实现光电转换。硅是最合适和理想的太阳能电池材料。太阳能电池：“神舟七号”太阳能电池阵列的主要电源由左右翼电池板组成，每翼有4块太阳能电池板，全船使用11690块太阳能电池板，太阳能电池根据使用的材料不同：硅太阳能电池(单晶硅、多晶硅、非晶硅)(光电转换效率高、成本高、制备工艺复杂！(镉：剧毒。铟和硒：稀有元素)染料敏化纳米晶太阳能电池(目前正在开发)由功能高分子材料制成(处于研发初期，转换效率低，使用寿命短)染料敏化纳米晶太阳能电池(目前正在开发)，太阳能电池的发展方向，材料和器件结构的研发各种太阳能电池材料转换效率和稳定性的研究杂质和缺陷影响薄膜技术和剥离技术的使用。大规模生产技术的发展和跟踪，集中储能和并网发电相结合，已占50%的建设多个兆瓦级电站，约100兆瓦的太阳能热电站和建筑物的组合，以建立太阳能电池组件日本：从1994年至2000年，20，000屋顶光伏系统是185兆瓦；70，000屋顶平面图280米美国：1997-2010百万屋顶平面图30，25兆瓦发电成本6美分集成在建筑材料弯曲屋顶瓦片、垂直幕墙、窗户玻璃、太阳能发电站、太阳能光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、储能电池、防充电二极管、充电控制器和逆变器、测量设备等组成。太阳能电站建成后，无需运营投资即可使用，但初期投资相对较高。加利福尼亚太阳能发电站的太阳能反射器。(2)使用红外线的主要方式是光热转换，即直接将太阳能转换成热能。(3)使用紫外线，紫外线有杀菌作用。波长为300纳米的紫外光的光子能量约为399千焦/摩尔，大于细菌蛋白质分子中重要化学键C-C(347千焦/摩尔)、C-N(305千焦/摩尔)和C-S(259千焦/摩尔)的键能，因此紫外光的能量足以破坏这些化学键，从而破坏细菌的蛋白质分子，达到杀菌的目的。3.传统能源煤，石油，天然气，煤现代工业粮食，石油现代工业血液，天然气最清洁的化学能源水可回收资源1。石油1。石油组成原油是各种烷烃、环烷烃和芳烃的复杂混合物，其中大部分是液体，但是液体包含气体和固体物质，例如水(H2O)、氯化钙(氯化钙)、氯化镁(氯化镁)和其他盐。石油是一种粘稠的液体，是古代动植物遗骸经过长期复杂的变化而形成的。原油被称为原油。煤油照明汽油被用作运输燃料来发电。原油在提炼前必须经过脱水、脱盐和其他过程。炼油主要是通过分馏将原油分成不同沸点的蒸馏产品，这些分馏产品称为馏分。轻液体燃料如汽油、煤油和柴油可从石油分馏中获得，约占石油总量的25%。石油是碳氢化合物的混合物，因此没有固定的沸点。碳原子较少的碳氢化合物沸点较低。因此，在加热油时，低沸点的烃在被分离之前被气化、冷凝和液化。随着温度的升高，沸点较高的碳氢化合物在冷凝后被再气化和分离。这样，通过连续加热、蒸发、冷凝和液化，油可以被分成具有不同沸点的产品。这种方法叫做油的分馏。被分馏的各种成分被称为馏分。每一部分仍然是碳氢化合物的混合物。如何评价汽油的质量？汽油发动机在运行过程中经历进气、压缩、点火和排气四个冲程。在气缸中，汽油蒸汽只有在被点燃和燃烧时才能与活塞的运动相协调。如果汽油质量不好，在火焰峰值到来之前发生的自燃将导致压力波动并形成冲击波，这被称为爆燃由于重整，支链异构体增加，芳烃增加，而这些新化合物中的碳原子数仍在汽油的组成范围内，从而大大提高了汽油的辛烷值。原油中C6-C11组分的量不大，所以直接得到的汽油也不大。为了增加汽油的产量，人们切断了一些非汽油组分的长链大分子，以获得更多的汽油组分的碳氢化合物。这是原油的二次加工。分馏塔输出的长链大分子烃可以裂解生产裂解汽油。对于裂化汽油，早期裂化过程是热裂化。也就是说，长链通过直接加热而断裂。选择性非常差，产生许多比汽油组分低的小分子烃，并且效率不高。目前使用的裂化技术是催化裂化。也就是说，重油被催化剂裂化，产物的选择性更好。目前，商品汽油主要是裂解和重整汽油。从原油中获得的其他燃料油包括航空煤油、柴油、煤油、液化石油气和工业燃料油(重油)。裂化：在一定条件下，将较高沸点和较高相对分子质量的烃裂化成较低沸点和较低相对分子质量的烃的过程。裂化：石油分馏产品(包括液化石油气)中的长链烃在比石化生产中的裂化温度更高的温度下(700-800，有时高达1000)裂化成短链烃如乙烯和丙烯的过程。开裂是一种深度开裂。提高汽油辛烷值的方法a:加入抗爆剂：0.1%四乙基铅，使汽油辛烷值提高14-17。混合组分：芳烃(甲苯、异丙苯)、甲醇、甲基叔丁基醚(MTBE) 3%-15%(后两种为含氧汽油)。汽油和汽油的性能表征辛烷值，辛烷值是汽油抗爆性能的间接量度，汽车汽油的等级是根据汽油的辛烷值大小来划分的，例如，90号汽油表示汽油的辛烷值不小于90。含氧有机物的混合辛烷值与煤的结构。具有实用价值的煤的综合利用主要包括煤的碳化、气化和液化。煤的主要用途是直接作为燃料。中国：30%的煤炭消耗用于发电和炼焦。50%的工业锅炉和窑炉；20%的人生活在煤的干馏中：煤的气化是将煤中的有机物转化为可燃气体的过程。如果煤在高温下与水蒸气反应生成水煤气，这种煤气的燃烧热是半水煤气的两倍。煤液化人工石油煤液化是指通过化学加工由煤生产石油产品和石化产品。煤直接液化：煤间接液化：煤、煤粉、煤油浆、加氢裂化、液体油、煤、氧气、水蒸气、H2和一氧化碳的混合气体、天然气、天然气是古生物遗骸长期沉积并通过缓慢转化