2019-2020学年高中化学 第2单元 化学与资源开发利用 课题3 石油、煤和天然气的综合利用课件 新人教版选修2

1、第二单元第二单元 化学与资源开发利用化学与资源开发利用 第二单元第二单元 化学与资源开发利用化学与资源开发利用 一、石油和天然气一、石油和天然气 1.石油的炼制和石油化工石油的炼制和石油化工 石油是烃的混合物石油是烃的混合物，加工前称为加工前称为 ，石油要炼制石油要炼制，其目的其目的 是将混合物进行一定程度的分离是将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用。使之物尽其用。 2.工业上常用工业上常用 分馏和分馏和 分馏的方法把不同沸点的产品 分馏的方法把不同沸点的产品 分离出来。分离出来。 为了提高汽油产量为了提高汽油产量，还可采用还可采用 的方法。如十六烷的方法。如十六烷 分解反应方程式为分解反

2、应方程式为 C16H34C8H18C8H16。 原油原油 常压常压减压减压 催化裂化催化裂化 3.石油不仅是燃料资源石油不仅是燃料资源，还是还是有机化工原料的重要来源。有机化工原料的重要来源。 4.乙烯的生产主要靠石油乙烯的生产主要靠石油 ， 的产量是衡量一个的产量是衡量一个 国家石油化工发展水平的标志。国家石油化工发展水平的标志。 5.天然气的主要用途：天然气的主要用途： 直接作燃料；直接作燃料； ； ； 合成甲醇及其他化工原料。合成甲醇及其他化工原料。 裂解裂解乙烯乙烯 合成氨原料气合成氨原料气(制制H2) 二、煤的综合利用二、煤的综合利用 1.煤与炭的关系煤与炭的关系 木炭、焦炭等是碳的

3、不纯单质木炭、焦炭等是碳的不纯单质，而煤是而煤是 和和 组组 成的复杂混合物。成的复杂混合物。 煤除了主要含碳元素外还含有少量的煤除了主要含碳元素外还含有少量的 S、P、N、H、O 等元素等元素 以及无机矿物质以及无机矿物质(主要有硅、铝、钙、铁等元素主要有硅、铝、钙、铁等元素)。 2.煤的干馏煤的干馏 (1)将煤将煤 加强热使其分解的过程加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏叫做煤的干馏， 也叫煤的焦化。也叫煤的焦化。 (2)工业上炼焦的原理是将煤粉放在工业上炼焦的原理是将煤粉放在 的炼焦炉中加热。的炼焦炉中加热。 有机物有机物无机物无机物 隔绝空气隔绝空气 隔绝空气隔绝空气 3.煤的气化和液化

4、煤的气化和液化 (1)煤的气化是指煤在特定的设备内煤的气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压强下使煤在一定温度及压强下使煤 中有机物与气化剂中有机物与气化剂(如蒸气如蒸气/空气或氧气等空气或氧气等)发生一系列化学反发生一系列化学反 应应，将固体煤转化为含有将固体煤转化为含有 等气体和等气体和 CO2、 N2等非可燃气体的过程。等非可燃气体的过程。 (2)碳与水蒸气的反应式为碳与水蒸气的反应式为_，属属 _反应。反应。 (3)煤的液化：煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程煤的液化：煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程，煤的液煤的液 化分为化分为 液化和液化和 液化。液化。 CO、H2、CH4 CH

5、2O(g)= 高温高温 COH2 吸热吸热 直接直接间接间接 直接液化是把煤炭制成煤浆直接液化是把煤炭制成煤浆， 然后在然后在 、 和和 在在 条件下条件下，通过加氢裂化生成液态碳氢化合物即通过加氢裂化生成液态碳氢化合物即 “合成石油合成石油”。 间接液化是把煤间接液化是把煤炭在高温下与水蒸气作用气化炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气产生合成气 等等，然后合成气通过催化合成生成性能优良的液态醇类、烃类然后合成气通过催化合成生成性能优良的液态醇类、烃类 及化学品等。及化学品等。 三、煤化工和天然气化工的发展三、煤化工和天然气化工的发展一碳化学一碳化学 1.一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化

6、合物一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物(如如 CO、CH4、 CH3OH 等等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。 高温高温高压高压 催化剂催化剂 催化反应催化反应 甲烷甲烷 甲醇甲醇 炼制和炼制和 加加工方工方 法法 分馏分馏裂化裂化 裂解裂解常压常压 分馏分馏 减压减压 分馏分馏 热裂化热裂化 催化催化 裂化裂化 原理原理 用蒸发和冷凝的用蒸发和冷凝的 方法把石油分成方法把石油分成 不同沸点范围的不同沸点范围的 蒸馏产物蒸馏产物 在一定条件下在一定条件下，将将 相对分子质量大、相对分子质量大、 沸点高的烃断裂成沸点高的烃断裂成 小分子的过

7、程小分子的过程 在高于裂化的温度在高于裂化的温度 下，将长链分子断裂下，将长链分子断裂 成短链的气态和少量成短链的气态和少量 液态烃的过程液态烃的过程 炼制和炼制和 加加工方工方 法法 分馏分馏裂化裂化 裂解裂解 常压分馏常压分馏减压分馏减压分馏热裂化热裂化 催化催化 裂化裂化 原料原料 脱水、脱脱水、脱盐的原油盐的原油重油重油重油重油 石油分馏产品石油分馏产品 中的烃中的烃 条件条件常压加热常压加热减压加热减压加热加热加热 催化剂、催化剂、 加热加热 高温高温 目的目的 将原油分离成将原油分离成轻质轻质 油油 将重油充分将重油充分 分离，并防分离，并防 炭化结焦炭化结焦 提高轻质汽油的提高轻

8、质汽油的 产量和质量产量和质量 获取短链气态获取短链气态 不饱和烃不饱和烃 主要主要 产品产品 溶溶剂油剂油(C5C8)， 汽油汽油 (C5C11)， 煤油、柴煤油、柴油、重油油、重油 润滑油、润滑油、凡凡 士林等士林等 汽油等轻质油汽油等轻质油 乙烯、丙烯、乙烯、丙烯、 丁二烯等丁二烯等 原理原理 产品产品 干馏干馏 将煤隔绝空气加强热将煤隔绝空气加强热 使其分解使其分解 焦炭、煤焦油、焦炉气、出炉焦炭、煤焦油、焦炉气、出炉 煤气煤气 气化气化 把煤中的有机物转化把煤中的有机物转化 为可燃性气体为可燃性气体 低热值气低热值气 COCO、H H2 2、相当量的、相当量的 N N2 2， 中热值气， 中热值气 COCO、 H H2 2、 少量、 少量 CHCH4 4， 高热值气高热值气 CHCH4 4 原理原理产品产品 液液 化化 直接液化直接液化 高温、高压和有催化剂条高温、高压和有催化剂条 件下，与溶剂混合，使煤件下，与溶剂混合，使煤 与与H H2 2作用生成液体燃料作用生成液体燃料 优质汽油、柴油、优质汽油、柴油、 芳香烃和副产燃料芳香烃和副产燃料 气、液化石油气等气、液化石油气等 间接液化间接液化 把煤气化成把煤气化成C