第二节_资源综合利用环境保护(第1课时--煤[1].石油与天然气的综合利用)

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第第1 1课时课时1 1、煤的种类与组成、煤的种类与组成一、煤的综合利用一、煤的综合利用5060泥煤泥煤5070褐煤褐煤7080烟煤烟煤95无烟煤无烟煤含含C C的质量分数的质量分数煤的种类煤的种类(2)煤的元素组成：煤的元素组成：C、H、O、N、S等等(3)煤的成分：多种有机物和无机物所组成的复杂煤的成分：多种有机物和无机物所组成的复杂 混合物混合物无烟煤无烟煤泥煤泥煤褐煤褐煤(1)煤的种类煤的种类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煤的综合利用主要是通过煤的干馏、

2、煤的液化、和气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。化，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 干干 馏馏 产产 品品 主主 要要 成成 分分 主主 要要 用用 途途出出炉炉煤煤气气焦炉焦炉气气氢气、甲烷、乙烯、氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳一氧化碳 气体燃料、化工原料气体燃料、化工原料粗氨粗氨水水 氨、铵盐氨、铵盐 氮肥氮肥粗苯粗苯 苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医药、农药、炸药、染

3、料、医药、农药、 合成材料合成材料 煤煤 焦焦 油油 苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘类酚类、萘类染料、医药、农药、染料、医药、农药、合成材料合成材料 沥青沥青 筑路材料、制碳素电极筑路材料、制碳素电极 焦焦 炭炭 炭炭冶金、合成氨造气、电石、冶金、合成氨造气、电石、燃料燃料CH3甲苯甲苯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(2)煤的气化煤的气化 煤的汽化和液化就是使煤变成清

4、洁能源的有效途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径，与此同时煤的燃烧效率等也得到提高 .C (s)+HC (s)+H2 2O(g)O(g) CO(g)+HCO(g)+H2 2(g)(g)高温高温（3 3）煤的液化）煤的液化煤的直接液化：煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。使煤与氢气作用生成液体燃料。煤的间接液化：煤的间接液化：先将煤转化为先将煤转化为CO和和H2，再在催，再在催 化剂作用下合成甲醇等。化剂作用下合成甲醇等。CO + 2 H2 CH3OH (甲醇甲醇)催化剂催化剂加热加热 加压加压二、天然气的组成及其综合利用二、天然气的组成及其综

5、合利用 天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁燃料，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，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。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10MPa）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

6、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 : :三、石油的组成及其综合利用三、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。古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。组成元素：组成元素： C、H、S等等形成：形成：烷烃、环烷、芳香烃烷烃、环烷、芳香烃等（一般不含烯烃）等（一般不含烯烃）所含物质：所含物质：石油是混合物石油是混合物,无固定的沸点无固定的沸点.利用分馏的原理进行石油利用分馏的原理进行

7、石油的分离的分离.1、石油的分馏、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. 原油的预处理原油的预处理-脱水、脱盐脱水、脱盐 石油的一次加工石油的一次加工-分馏分馏 设备设备-分馏塔分馏塔. 石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可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。以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。有有 常压分馏常压分馏 和和 减压分馏两种减压分馏两种.25%产量提高产量提高2.石油的裂化石油的裂化 -在一定的条件下，将相对分子质量大的在一定的条件下，将相对分子质量大的烃（重油或石蜡油）断裂成相对分子

8、质量小的烃的过程叫裂化烃（重油或石蜡油）断裂成相对分子质量小的烃的过程叫裂化.含有含有不饱和烃不饱和烃, ,能能使溴水褪色使溴水褪色, ,不能用来萃取溴不能用来萃取溴. .C16H34 C8H18 + C8H16十六烷十六烷辛烷辛烷辛烯辛烯催化剂催化剂加热加压加热加压成分成分: :目的：目的：-获得汽油、煤油、柴油等产品。获得汽油、煤油、柴油等产品。 注意注意 汽油有直馏汽油和裂化汽油两种汽油有直馏汽油和裂化汽油两种. .直馏汽油是由直馏汽油是由石油直接分馏而得的汽油石油直接分馏而得的汽油( (不不含烯烃含烯烃)；裂化汽油是由重；裂化汽油是由重油经裂化而制得的汽油油经裂化而制得的汽油( (含有

9、烯烃含有烯烃)。两者成分不同。两者成分不同. .裂解是深度的裂化裂解是深度的裂化.3.石油的裂解石油的裂解:为了获得更多的短链的不饱和烃（如乙烯、丙烯等）为了获得更多的短链的不饱和烃（如乙烯、丙烯等） 在更高的温度下，使长链烃（石油分馏产物）断裂成在更高的温度下，使长链烃（石油分馏产物）断裂成乙烯、丙烯等短链烃。乙烯、丙烯等短链烃。目的目的: :原理：原理：C8H18 C4H10 + C4H8 高温高温C4H10 C3H6 + CH4 高温高温C4H10 C2H6 + C2H4 高温高温把链状烃转化成为环状烃的过程把链状烃转化成为环状烃的过程.如如:苯或甲苯等苯或甲苯等.4.催化重整催化重整:

10、合成材料概况：合成材料概况： 随着人类不断的文明和进步，人对天然材料随着人类不断的文明和进步，人对天然材料的利用已不能满足很多方面的需要，于是就发的利用已不能满足很多方面的需要，于是就发生了一场材料的革命人工合成材料；生了一场材料的革命人工合成材料； 塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材称为三大合成材料；黏合剂、涂料也属于合成材料。料；黏合剂、涂料也属于合成材料。5、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料石油产品及用途石油产品及用途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塑料聚苯乙烯塑料聚苯乙烯塑料合合成成纤纤维

11、维加成聚合反应（即加聚反应）加成聚合反应（即加聚反应）方法：将方法：将双键双键改为改为单键单键，双键两段的碳原子连短，双键两段的碳原子连短线并加中括号，将原来连在线并加中括号，将原来连在不饱和碳原子上的其不饱和碳原子上的其它原子（或原子团）它原子（或原子团）写在链节的上方或下方。写在链节的上方或下方。聚乙烯聚乙烯nCH2CH2 CH2CH2 n 催化剂催化剂实战演练 写出写出CH3 CH=CH2 、 CH=CH2发生加聚反应的化学方程式发生加聚反应的化学方程式聚酯纤维（涤纶）聚酯纤维（涤纶）催化剂催化剂nHOOC COOH+nHOCH2CH2OHC COCH2CH2OOOn+2nH2O单体：对

12、苯二甲酸和乙二醇单体：对苯二甲酸和乙二醇反应类型：缩聚反应反应类型：缩聚反应缩合聚合反应（简称缩聚反应）缩合聚合反应（简称缩聚反应）也是合成高也是合成高分子化合物的一类反应。分子化合物的一类反应。（见课本（见课本P98资料卡片资料卡片） 练习练习1 1 下列物质加入溴水中，因发生化学反应而下列物质加入溴水中，因发生化学反应而使溴水褪色的是使溴水褪色的是( )( )A A、己烷、己烷 B B、苯、苯 C C、直馏汽油、直馏汽油 D D、裂化汽油、裂化汽油 练习练习2 2 工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯所工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯所采用的方法是采用的方法是( )( )A A减压分镏减压

13、分镏 B B常压分镏常压分镏 C C石油裂化石油裂化 D D石油裂解石油裂解DD练习练习3 下列物质属于纯净物的是（下列物质属于纯净物的是（ ）乙醇天然气煤焦油甲醇煤石乙醇天然气煤焦油甲醇煤石油醋酸工业酒精焦炉气汽车废气油醋酸工业酒精焦炉气汽车废气A B C DB练习练习4 塑料经改造后能像金属一样具有导电性。要使塑料经改造后能像金属一样具有导电性。要使塑料聚合物导电，其内部的碳原子之间必须交替地以单塑料聚合物导电，其内部的碳原子之间必须交替地以单键和双键结合键和双键结合(再经掺杂处理再经掺杂处理)。目前导电聚合物已成为。目前导电聚合物已成为物理学家和化学家研究的重要领域。由上述分析，下列物理学家和化学家研究的重要领域。由上述分析，下列聚合物经掺杂处理后可以制成聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料导电塑料”的是的是( )B练习练习5 丁烷裂解时可有两种方式断裂，生成丁烷裂解时可有两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为90%，又知裂解生成的两种烯烃的质量相等，那么裂又知裂解生成的两种烯烃的质量相