资源综合利用环境保护课件

1、第二节第二节 资源综合利用资源综合利用 环境保护环境保护煤煤. .石油和天然气的综合利用石油和天然气的综合利用形成：形成：古代动植物经过上一万年的复杂变化形古代动植物经过上一万年的复杂变化形成的，属不可再生资源成的，属不可再生资源信息：信息：根据石油专家以往的推算根据石油专家以往的推算 , ,地球上石油地球上石油只能使用只能使用 40 5040 50年年 ，煤炭还有不到，煤炭还有不到100100年年结论：结论：实现煤炭、石油的综合利用，提高利用实现煤炭、石油的综合利用，提高利用率率，减少环境污染。减少环境污染。 煤、石油和天然气煤、石油和天然气是人类使用的是人类使用的主要能源主要能源，也是三种

2、重要的，也是三种重要的化石燃化石燃料料优点优点: : 提供能量、化工原料提供能量、化工原料缺点缺点: : 不可再生、环境污染不可再生、环境污染一、煤的综合利用组成成分：是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。组成元素：主要是碳元素；还有少量的H、O、N、P、S、卤素等。 1、煤的组成 无烟煤无烟煤泥煤泥煤褐煤褐煤煤的结构模型煤的结构模型2 2煤的综合利用煤的综合利用获得洁净的燃料和多种化工原料获得洁净的燃料和多种化工原料（1 1）煤的干馏）煤的干馏-将煤隔绝空气加强热。将煤隔绝空气加强热。 产物：煤气、煤焦油、焦炭；产物：煤气、煤焦油、焦炭；煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途CH3甲

3、苯甲苯CH3CH3CH3CH3CH3CH3邻二甲苯邻二甲苯 间二甲苯间二甲苯 对二甲苯对二甲苯二甲苯有三种二甲苯有三种:思考思考以上的三种二甲苯以上的三种二甲苯,其苯环上的一氯取代物其苯环上的一氯取代物各有多少种各有多少种?2种种 , 3种种 , 1种种 将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。 一、煤的综合利用2、煤的气化C(s) + H2O（g） CO(g) + H2(g)高 温发生的主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气（ CO和H2的混合气体）。 将煤转化液体燃料的过程。将煤转化液体燃料的过程。一、煤的综合利用一、煤的综合利用3、煤的液化、煤的液化直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。直

4、接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。间接液化：先转化为间接液化：先转化为COCO和和H H2 2 ，再在催化剂作，再在催化剂作用下合成甲醇等。用下合成甲醇等。 CO + 2H2 CH3OH（甲醇）（甲醇）催化剂催化剂煤煤的组成煤的组成有机物和无机物组成的混合物有机物和无机物组成的混合物主要含碳；还含少量、等主要含碳；还含少量、等煤的综煤的综合利用合利用煤的煤的干馏干馏焦炭焦炭煤焦油煤焦油焦炉煤气焦炉煤气苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯酚、萘酚、萘沥青沥青煤的煤的气化气化煤的煤的液化液化焦炉气焦炉气粗氨水粗氨水粗苯粗苯H2、CH4、C2H4、CO氨、铵盐氨、铵盐苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯

5、高温高温C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)直接液化直接液化间接液化间接液化煤煤氢气氢气液体燃料液体燃料CO、H2CH3OH二、天然气的组成及其综合利用二、天然气的组成及其综合利用 天然气主要成分是甲烷。天然气是一种天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁燃料清洁燃料，可以直接用作燃料。天然气更是一种重要的化工原料，可以直接用作燃料。天然气更是一种重要的化工原料，主要主要用于合成氨和生产甲醇及分子内含两个或两个以上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（甲烷水合物是由甲烷和水在高压（100大气压或大气压或1

6、0MPa）和低温（）和低温（010）条件下合成的一种固态结）条件下合成的一种固态结晶物质，可表示为晶物质，可表示为CH48H2O,甲烷分子处于由多个水分子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，故也有人叫它类似冰雪，可以象酒精块一样被点燃，故也有人叫它“可燃冰可燃冰”。甲烷水合物甲烷水合物 : :组成元素：组成元素： 主要是碳、氢元素主要是碳、氢元素由各种碳氢化合物组成的由各种碳氢化合物组成的混合物混合物主要成分：主要成分：三、石油的综合利用三、石油的综合利用石油的组成石油的组成

7、利用原油中各组分沸点的不同，将利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。复杂的混合物分离成简单混合物的过程。二、石油的综合利用二、石油的综合利用1 1、石油的分馏、石油的分馏 石油分馏主要在分馏塔中进行，通过石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏分馏可可以以获得获得汽油、煤油、柴油汽油、煤油、柴油等等轻质油轻质油。有有 常压分馏常压分馏 和和 减压分馏两种减压分馏两种.实验室蒸馏石油的装置实验室蒸馏石油的装置 温度计温度计蒸馏烧瓶蒸馏烧瓶冷凝器冷凝器接受器（牛角管）接受器（牛角管） 碎瓷片碎瓷片 25%产量提高产量提高蒸馏：蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸把液体加热

8、到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到混合物分离或中沸点较低的组分挥发而达到混合物分离或除杂质的目的。被蒸馏的混合物中至少要有除杂质的目的。被蒸馏的混合物中至少要有一种组分为液体。一种组分为液体。分馏：分馏：对多组分混合物在控温下先后、连续对多组分混合物在控温下先后、连续进行的进行的两次或多次蒸馏两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂质的目的。多种馏分而达到混合物分离或除杂质的目的。蒸馏、分馏

9、和干馏蒸馏、分馏和干馏干馏：干馏：把把固态混合物（如煤、木柴）固态混合物（如煤、木柴）隔绝空隔绝空气加强热使它分解的过程。气加强热使它分解的过程。蒸馏、分馏都属于物理变化，干馏过程往蒸馏、分馏都属于物理变化，干馏过程往往发生复杂的物理、化学变化。干馏的对往发生复杂的物理、化学变化。干馏的对象是固体物质。象是固体物质。液化石油气液化石油气 汽油汽油 煤油煤油 柴油柴油 重油重油 轻质油轻质油（碳原子数少）（碳原子数少）碳原子碳原子数多数多常压分馏得到：常压分馏得到： 减压分馏的减压分馏的原因：原因： 重油沸点范围较高，再进行常压分馏易烧重油沸点范围较高，再进行常压分馏易烧结炭化，故将其减压分馏，

10、使沸点范围降低下结炭化，故将其减压分馏，使沸点范围降低下来。来。 减压分馏的减压分馏的作用：作用： 使重油在较低温度下分馏，并且避免出现使重油在较低温度下分馏，并且避免出现炭化结焦。炭化结焦。 减压分馏的原料：减压分馏的原料：重油重油液化石油气液化石油气 汽油汽油 煤油煤油 柴油柴油 重油重油 轻质油轻质油（碳原子数少）（碳原子数少）碳原子数多润滑油润滑油 燃料油燃料油 石蜡石蜡 沥青沥青减压分馏得到：减压分馏得到：常压分馏得到：常压分馏得到：石石油油分分馏馏石油的裂化：在一定的条件下，将在一定的条件下，将相对分子相对分子质量大质量大的烃（重油或石蜡油）断裂成的烃（重油或石蜡油）断裂成相对分相

11、对分子质量小子质量小的烃的过程的烃的过程。二、石油的综合利用2、石油的裂化石油裂化的目的：提高汽油、煤油、柴油等轻质液体燃料的产量。二、石油的综合利用3、石油的裂解石油的裂解：（深度的裂化）石油裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷、氢气等重要化工原料。重油重油裂化裂化汽油等汽油等裂解裂解化工原料化工原料（液态烃）（液态烃）（气态烃）（气态烃）产量质量提高直馏汽油裂化汽油直馏汽油中没有不饱和烃，裂化汽油中含有不饱和烃。 所以 裂化汽油不能用来做溶剂石油在加热和催化剂的作用下，可以通石油在加热和催化剂的作用下，可以通过过结构的重新调整，使链状烃转化为环结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃状烃，如苯或甲

12、苯等，这个过程叫石油，如苯或甲苯等，这个过程叫石油的催化重整。的催化重整。二、石油的综合利用二、石油的综合利用4 4、石油的催化重整、石油的催化重整石油石油的组成各种烃(烷烃、环烷烃、芳香烃)组成的混合物石油综合利用重油汽油石油气煤油柴油常压分馏减压分馏重柴油燃料油润滑油石蜡沥青催化裂化复杂的物理、化学变化复杂的物理、化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化物理变化物理变化化学变化化学变化化学变化化学变化 化学变化化学变化煤的干馏：煤的干馏：煤的气化：煤的气化：煤的液化：煤的液化：石油的分馏：石油的分馏：石油的裂化：石油的裂化：石油的裂解：石油的裂解：石油的催化重整：石油的催化重整：注意对比区

13、分1、蒸馏、分馏、干馏2、煤的液化、气化，石油的裂化、 碳酸钠晶体的风化蒸馏、分馏是物理变化，其余都是化学变化。分馏、裂化、裂解的对比分馏、裂化、裂解的对比有机高分子材料：用有机高分子化合物制成的材料有机高分子材料：用有机高分子化合物制成的材料有机高分子材料有机高分子材料天然天然有机高分子材料有机高分子材料合成合成有机高分子材料有机高分子材料 （简称合成材料）（简称合成材料）：棉花、羊毛、麻、棉花、羊毛、麻、 天然橡胶等天然橡胶等：塑料、合成纤维、塑料、合成纤维、 合成橡胶合成橡胶四、合成材料四、合成材料煤煤石油石油天然气天然气乙烯、丙烯等乙烯、丙烯等塑料塑料合成橡胶合成橡胶合成纤维合成纤维

14、合成有机合成有机高分子材料高分子材料加聚反应：加聚反应：单体：单体：CH2CH2链节：链节：CH2CH2聚合度：聚合度：n以煤、石油和天然气为原料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料生产合成材料（聚乙烯）（聚乙烯）n CH2 CH2催化剂催化剂 CH2CH2 n n CH2=CH2 CH2-CH2 n 催化剂催化剂聚乙烯塑料聚乙烯塑料 n CH=CH2 CH - CH2 n 催化剂催化剂CH3CH3聚丙烯塑料聚丙烯塑料聚苯乙烯塑料聚苯乙烯塑料 CH CH2 n CH=CH2n催化剂催化剂( (n n 为聚合度为聚合度) )（单体单体）聚氯乙烯塑料聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料聚乙烯塑料聚丙烯塑料聚丙烯

15、塑料聚苯乙烯塑料聚苯乙烯塑料合合成成纤纤维维1、下列说法中，错误的是、下列说法中，错误的是 A. 石油工业可以通过石油的分馏得到汽油石油工业可以通过石油的分馏得到汽油 B. 煤的干馏是化学变化煤的干馏是化学变化 C. 煤中含有较多的苯和甲苯，可以用干馏的煤中含有较多的苯和甲苯，可以用干馏的 方法把它们分离出来方法把它们分离出来 D. 石油催化裂化的目的是提高汽油的产量石油催化裂化的目的是提高汽油的产量2、下列变化中，属于化学变化的是、下列变化中，属于化学变化的是 A. 石油分馏石油分馏 B. 石油的裂解和裂化石油的裂解和裂化 C. 用苯从溴水中萃取溴用苯从溴水中萃取溴 D. 从煤焦油中提取苯、

16、甲苯、二甲苯等产物从煤焦油中提取苯、甲苯、二甲苯等产物3、下列关于煤、石油、天然气的说法正确的是 A. 三者均为可再生资源 B. 石油产品中的乙烷和乙烯都能发生加成反应 C. 天然气的主要成分是甲烷 D. 煤燃烧产生的SO2和CO2都是造成温室效应的主要原因4、下列说法正确的是 A. 石油裂解得到的汽油是纯净物 B. 石油产品都可用于聚合反应 C. 水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料 D. 天然气是一种清洁的化石燃料5、下列物质能使溴的四氯化碳溶液褪色的是、下列物质能使溴的四氯化碳溶液褪色的是 A. 直镏汽油直镏汽油 B. 聚乙烯聚乙烯 C. 石油裂化气石油裂化气 D. 水煤气水煤气6、下列说

17、法中错误的是、下列说法中错误的是 A. 在汽油中加入适量乙醇可减少汽车尾气在汽油中加入适量乙醇可减少汽车尾气 的污染，乙醇汽油是一种新型化合物的污染，乙醇汽油是一种新型化合物 B. 石油的裂解得到乙烯、丙烯、甲烷等重石油的裂解得到乙烯、丙烯、甲烷等重 要的化工原料要的化工原料 C. 石油的催化重整可以获得芳香烃石油的催化重整可以获得芳香烃 D. 石油常压分馏后可得到汽油、煤油、石油常压分馏后可得到汽油、煤油、 柴油、润滑油、沥青等一系列产品柴油、润滑油、沥青等一系列产品二、环境保护与绿色化学二、环境保护与绿色化学被污染的小河被污染的小河乱扔导致乱扔导致的的污染污染 背景知识回顾背景知识回顾1、

18、通常所说的三废是指、通常所说的三废是指 、 和和 。2、绿色食品是指、绿色食品是指 的食品，的食品， 白色污染是指白色污染是指 。废渣废渣废气废气废水废水塑料垃圾塑料垃圾无污染、无公害无污染、无公害人类保护伞的洞人类保护伞的洞臭氧层被破坏臭氧层被破坏空中死神空中死神酸雨酸雨全球变暖全球变暖温室效应温室效应光化学烟雾光化学烟雾无形杀手无形杀手居室污染居室污染环境污染的类别：环境污染的类别：1 1、大气污染：、大气污染：来自工业废气，汽车尾气，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）氢化物，卤素化合物，放射性）

19、 人类过多地使用氯氟烃类化学物质是破坏臭氧层的主要原因。 臭氧层被大量损耗后，吸收紫外辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线B明显增加，给人类健康和生态环境带来多方面的的危害。臭氧层空洞臭氧层空洞 温室效应温室效应加剧主要是由于现代化工业社会燃烧过多煤炭、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。 二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。 光化学烟雾的产生：光化学烟雾的产生：大气中的氮氧化物与碳氢化合物经过紫外线照射发生反应就

20、形成了光化学烟雾。 居室污染居室污染（英文：Indoor Air Pollution）是指来自建筑装潢材料产生的甲醛、苯、氨、氡、TVOC；室内家用电器电磁波以及辐射；煤、液化气、天然气等的燃烧；煎炒烘烤等高温烹调加工过程中产生的烟雾；烟草的燃烧；家宠身上的病毒、细菌等污染物破坏家庭日常生活环境，影响人们健康的现象。 2 2、水污染：、水污染：来自工业废水、生活废水来自工业废水、生活废水( (无无 机物机物, , 重金属盐类重金属盐类, ,营养物有机物营养物有机物, , 洗洗 涤剂涤剂, , 石油石油) )水体富营养化水体富营养化（N N、P P、K K、S S的化合物）的化合物）（生活污水、

21、农田排水、化肥、合成洗涤（生活污水、农田排水、化肥、合成洗涤剂、工业废水引起藻类、浮游生物暴发性剂、工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖繁殖 赤潮、水华赤潮、水华）水华水华是是淡水淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类化引起藻类 （如蓝藻（如蓝藻 、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。水一般呈蓝色或绿色。淡水中淡水中“水华水华”造成的最大危害是：造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻物链影响人类的健康，蓝藻“水华水华”的次生代谢产物的次生代谢

22、产物MCRSTMCRST能损害肝脏，能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。康和生存。赤潮赤潮是由于是由于海水海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖中浮游藻类、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。呈现出不同颜色。 返回返回水！1998摩洛哥干旱羊上树摩洛哥干旱羊上树 屡次经受干旱考验屡次经受干旱考验的摩洛哥山羊学会了的摩洛哥山羊学会了在没有草吃的时候爬在没有草吃

23、的时候爬上树吃树叶。上树吃树叶。 重金属污染：重金属污染：如如 汞、镉、铅、铬、砷汞、镉、铅、铬、砷猫自杀事件猫自杀事件水俣病（汞污染）水俣病（汞污染）骨骼畸形变脆骨骼畸形变脆骨痛病（镉污染）骨痛病（镉污染）智力发展隐性杀手智力发展隐性杀手铅污染铅污染3 3、土壤污染、土壤污染 来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、农药残留农药残留(Cl,P,S)(Cl,P,S)、放射物质残留、放射物质残留4 4、噪声污染、噪声污染 5 5、辐射污染、辐射污染6 6、食品污染：、食品污染： 水俣病（汞污染）是指人或其他动物食用了含有机水银污染的鱼贝类，使有机水银侵入脑神经细胞而引起的一种综合性疾病，是世界上最典型的公害病之一。 由于工厂排放废水，使有机水银经过海生物分级浓缩，最后在人体累积至一定程度而发病。受害的主要器官为大脑皮质，主要症状有隧道视野、运动失调震颤、语言障碍等。19631963年，年，日本九州熊本县水俣镇日本九州熊本县水俣镇发生水俣病发生水俣病患者手足协调失患者手足协调失常，甚至步行困常，甚至步行困难、运动障碍、难、运动障碍、弱智