高一化学煤石油和天然气的综合利用

高一化学煤石油和天然气的综合利用4.2.1《煤、石油和天然气的综合利用》

第四章化学与可持续发展

第二节《化学与资源综合利用、环境保护》

第１课时第2页,共54页，2024年2月25日，星期天教学目标知识与技能：知道化石燃料是重要的自然资源，了解化石燃料燃烧对环境的影响，懂得选择对环境污染较小的燃料，认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。过程与方法：通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量实验，使学生学会解决物质（气体）检验的一般方法。情感态度与价值观：知道学好化学等科学知识，为保护环境，解决能源危机作出贡献。教学重点：化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。教学难点：化石燃料的综合利用教具准备：多媒体、投影仪、焦炭、氨水、苯、甲苯第3页,共54页，2024年2月25日，星期天第一课时4.2.1《煤、石油和天然气的综合利用》

第4页,共54页，2024年2月25日，星期天背景知识回顾一、化石燃料煤、石油和天然气都是古代

经过一系列复杂变化而成的，它们是人们生活中经常使用的主要燃料，因此人们常称它们为

燃料，是

资源。二、煤、石油燃烧对环境的影响1、煤的燃烧对空气的影响煤燃烧时会排放出

等气体和一些烟尘，它们都是大气的污染物。2、用石油作燃料，直接燃烧的是石油的加工产品——汽油、煤油、柴油等，它们燃烧时会排放出

、

、含

化合物、未燃烧的

化合物和烟尘等，它们都是大气的污染物。动植物遗骸化石不可再生SO2、NO2CO氮的氧化物铅碳氢第5页,共54页，2024年2月25日，星期天迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。第6页,共54页，2024年2月25日，星期天第7页,共54页，2024年2月25日，星期天

能源国家石油（亿吨）天然气（亿立方米）煤炭（亿吨）中国产量1.461175.612.4消费量1.627175.65.72美国产量3.8635320.99.35消费量8.0795924.14.92

1994年中美三大能源产量与消费量比较表第8页,共54页，2024年2月25日，星期天我国煤的分布图第9页,共54页，2024年2月25日，星期天上京煤矿宁夏优质无煤—太西煤露天采区第10页,共54页，2024年2月25日，星期天求知课堂互动一、煤的综合利用1、煤的组成组成元素:主要是碳元素；（还有少量的H、O、N、P、S、卤素等）组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。煤的结构模型第11页,共54页，2024年2月25日，星期天一、煤的综合利用：2、煤的分类腐泥煤腐植煤褐煤烟煤泥煤无烟煤按C%95%以上70%以上60%~70%50%~60%工业上煤品质的检测指标：发热量、挥发分、固定碳、水分、灰分等第12页,共54页，2024年2月25日，星期天煤的干馏实验装置图实验装置1实验装置2一、煤的综合利用（1）煤的干馏①煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。第13页,共54页，2024年2月25日，星期天②煤干馏的主要产品和用途第14页,共54页，2024年2月25日，星期天（2）煤的气化：

将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高温CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(l)一定条件中热值气高热值气2CO(g)+O22CO2(g)；△H=-566KJ/mol2H2(g)+O22H2O(l)；△H=-571KJ/molCH4(g)+2O2CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol第15页,共54页，2024年2月25日，星期天煤气储气柜煤碳煤气化炉宜昌煤制气厂等离子体辅助煤汽化装置第16页,共54页，2024年2月25日，星期天

将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。一、煤的综合利用（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高温CO+2H2CH3OH（甲醇）一定条件如：第17页,共54页，2024年2月25日，星期天小资料：最近，美、联邦德国、日三国正式签订协议合建一个日处理6000吨煤的溶剂精炼煤(称SRC—Ⅱ方法)的液化示范工厂。用这个方法，2～3t煤可以产1t汽油(视煤种而异)，说明这项技术已发展到一定的成熟程度。

最近，美国某公司发表了用分子筛作催化剂把甲醇转化为汽油的专利。这种催化剂能够有效地控制产物的分子大小的形状，因此产品中75％直接可以用作高级汽油。第18页,共54页，2024年2月25日，星期天煤液化装置纳米级煤液化油煤液化烘干机液化氣罐煤氣灶第19页,共54页，2024年2月25日，星期天第20页,共54页，2024年2月25日，星期天二、石油的综合利用1、石油的组成元素:主要是碳、氢元素是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）石油的主要成分：2、石油的炼制(除水脱盐后)（1）石油的分馏：利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。第21页,共54页，2024年2月25日，星期天石油分馏示意图第22页,共54页，2024年2月25日，星期天第23页,共54页，2024年2月25日，星期天3、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：（2）裂化的原理：石油的裂化是

。

在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。提高轻质液体燃料的产量。(3)裂解:

深度的裂化。裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的产量是一个国家石化水平的标志第24页,共54页，2024年2月25日，星期天25%产量提高第25页,共54页，2024年2月25日，星期天4、石油结构的重整石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，是链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯等，它们也是重要的化工基本原料。第26页,共54页，2024年2月25日，星期天第27页,共54页，2024年2月25日，星期天中海油渤海石油平台第28页,共54页，2024年2月25日，星期天第29页,共54页，2024年2月25日，星期天三、天然气的综合利用天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成

和生产

等。天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化学变化形成含两个或多个碳原子的其他有机化合物。实现天然气的有效转化是一项具有挑战性的课题。氨甲醇第30页,共54页，2024年2月25日，星期天柴达木盆地天然气储量突破3000亿立方米第31页,共54页，2024年2月25日，星期天珠海振戎公司已经与伊朗方面签署协议，同意在未来25年向伊朗购买200亿美元的液化天然气亚洲最大的天然气处理厂第32页,共54页，2024年2月25日，星期天阜阳市利用“西气东输”工程天然气门站鸟瞰图第33页,共54页，2024年2月25日，星期天俄天然气管道通向中国德国天然气汽车第34页,共54页，2024年2月25日，星期天天然气灶液化天然气公交车第35页,共54页，2024年2月25日，星期天四、合成材料1、原料：

。2、合成材料基本特征：

。3、合成材料的合成原理：

。例如：乙烯合成聚乙烯

，丙烯合成聚丙烯

。石油、煤、天然气相对分子质量很大，属于高分子化合物加聚、缩聚第36页,共54页，2024年2月25日，星期天合成材料概况：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，于是就发生了一场材料的革命－－人工合成材料；合成材料的原料丰富、制造加工简单，性能千变万化；

塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料；黏合剂、涂料也属于合成材料。第37页,共54页，2024年2月25日，星期天塑料

塑料的主要成分是合成树脂，其中还添加了某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂）；有些热塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反复加工，多次使用；有些热固性塑料（电木），一旦加工成型就不会受热熔化。常见的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛塑料（电木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。第38页,共54页，2024年2月25日，星期天聚丙烯：

单体：CH2＝CHCH3第39页,共54页，2024年2月25日，星期天聚苯乙烯单体：CH2＝CHC6H5第40页,共54页，2024年2月25日，星期天聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）单体：CH2＝CCH3COOCH3第41页,共54页，2024年2月25日，星期天酚醛塑料单体：苯酚、甲醛第42页,共54页，2024年2月25日，星期天聚四氟乙烯单体：CF2＝CF2第43页,共54页，2024年2月25日，星期天合成纤维纤维天然纤维化学纤维棉花羊毛木材草类合成纤维：用石油、天然气等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维（如：“六大纶”、碳纤维、光导纤维等）人造纤维：用木材、草类的纤维经化学加工制成。如黏胶纤维等第44页,共54页，2024年2月25日，星期天合成橡胶橡胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶特种橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶聚硫橡胶硅橡胶第45页,共54页，2024年2月25日，星期天第46页,共54页，2024年2月25日，星期天思考与交流：1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价。2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。第47页,共54页，2024年2月