最新人教版高中化学石油、煤和天然气的综合利用 (1)

（1）汽化 煤的汽化就是将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。煤汽化 的主要化反应是指碳和水蒸气的反应。 C+H2O === CO＋H2
这是一个吸热反应，所需热量一般都由同时进行的碳的燃烧反应 来提供。 C＋O2 ===CO2 碳燃烧时可以使用空气，也可以使用氧气，但得到的煤气成分、 热值及用途都不同，分别叫低热值气和中热值气。中热值气在适当 催化剂的作用下，又可以转变成高热值气。即把中热值煤气里的CO 和H2用催化剂合成甲烷。 CO＋3H2 →CH4＋H2O
裂化就是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的 烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。例如，在加热、 加压和催化剂存在的条件下，十六烷裂化为辛烷和辛烯：
裂化有热裂化和催化裂化。
目的:提高汽油的产量
热裂化
缺点：温度过高，发生结焦现象
目的:提高汽子筛 （铝硅酸盐） 实验
间接液化的气化-液化法 首先把煤气化为H2、CO和CH4。用催 化剂把气态物质转变为液态。 nCO＋2nH2→(CH2)n＋nH2O 2nCO＋nH2→(CH2)n＋nCO2 煤的液化是否能得到发展，决定于石油是否能满足不断增长的需 要、煤跟石油的比价以及煤的液化技术的成熟程度。从世界范围来 看，由于石油价格的增长，液化技术的日臻成熟，煤液化工业的再 度兴起是可能的。对我国来说，目前汽油和煤的比价比国外更有利 于发展以合成高级汽油为主要目的的煤的液化。在有煤地区发展煤 的液化还是可以探索的。
分馏
裂化
热裂 催化 化 裂化
在加热或催化剂存在 的条件下，把相对分 子质量大，沸点高的 烃断裂成相对分子质 量小，沸点低的烃
石油的裂解
在高温下，把石油产 品中具有长链分子的 烃断裂 成为各种短链 的气态烃或液态烃。
原油 溶剂油 汽油 煤油 柴油 重油
重油 润滑油 凡士林 石蜡 沥青 石油焦
重油
含直链烷烃的石 油 分馏产品（含 石油气）
石油化工厂的景观
阅读课本40页第二段，说 出煤的主要元素，目前煤的 综合利用方法。
煤除了主要含碳外还含有少量的 S、P、N、H、O等元素以及无机 矿物质（主要有硅、铝、钙、铁等 元素）煤是有机物和无机物组成的 复杂混合物
无 烟 煤
泥煤
褐 煤
1 、煤的干馏—— （ 把煤隔绝空气加强热使它分解 叫煤的干馏。是一个（ 化学变化 石油的分馏和煤的干馏的区别：
定义：使具有长链分子的烃在700度以 上高温时断裂成短链的烃的过程叫裂解 目的：生产短链不饱和烃如工业“三烯”
裂解
乙烯的产量作为衡量石油化工发展水 平的标志
用途：合成纤维，塑料，橡胶等
裂化、催化裂化、裂解的对比
石油的炼 制 方法 常压 减压 原理 主要原料
用蒸发冷凝的方法把 石油分成不同沸点范 围的蒸馏产物
新课标人教版课件系列
《高中化学》
选修2
2.3《石油、煤和天然气 的综合利用》
教学目标
• 知识与能力 • 1.掌握煤、石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。 • 2.通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。 3.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类 和发展概况。 教学重点、难点： • 煤、石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。 • 探究建议： • 1.收集资料：海水、煤、石油和天然气等资源的综合利用。 2.绘制图表：石油化工或其他化工的主要原料、过程和产品 3.讨论：资源的循环利用、能源的优化应用、环境的源头治 理对可持续发展的意 义。 4.调查当地固体废弃物（如粉煤灰）的回收和利用情况， 讨论存在问题的解决途径。 • 课时划分：一课时
主要产品
抗震性能好的气 油和甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丁 丙烷、丁烷、乙 二烯 烯、丙烯等
结合在必修化学所学内容，与同学交流：以乙烯为原料合成那 些产品：体会乙烯在工业合成中的价值。
合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等 学习第40页第一自然段回答：天然气的来源用途。 2、天然气的利用 合成氨所需的氢气、制乙烯 、制甲醇、合成液体燃料、
必修2内容： 石油主要是由各种烷烃、环烷烃和环烷烃 所组成的混合物。石油的大部分是液态烃，同时在液态烃 里溶有少量的气态烃和固态烃。石油主要含有碳和氢两种 元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。
一方面是将石油中的混合物进行一定程度的分离 使它们物尽其用；另一方面。将含碳原子数较多的烃 转变为含碳原子数较少的烃作为化工原料，以提高石 油的利用价值。
石油气 C4以下
原油 常 压 蒸 馏 塔
Liquid petroleum gas LPG
催 化 裂 化
润滑油
汽油 C5~C11
煤油 C11~C16
柴油 C15~C18
重油 C20以上
沥青 减压蒸馏塔
燃料油 石蜡
石油通过分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油的产量比较 低，仅占石油总产量的25％左右。但社会需求量大的正是这些轻 质油，为了提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量，还可以 采用裂化的方法从重油中获取轻质油。
为获得有机化工的基本原料。在石油化工生产过程里，常用石 油分馏产品（包括石油气）作原料，采用比裂化更高的温度 （700～800℃，有时甚至高达1000℃以上），使具有长链分子的烃 断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，以提供有机化工原料。工 业上把这种方法叫做石油的裂解。所以说裂解就是深度裂化，以获 得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。石油裂解的化学过程 是比较复杂的，生成的裂解气是一种复杂的混合气体，它除了主要 含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃外，还含有甲烷、乙烷、氢气、 硫化氢等。裂解气里烯烃含量比较高。因此，常把乙烯的产量作为 衡量石油化工发展水平的标志。把裂解产物进行分离，就可以得到 所需的多种原料。这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业 等方面得到广泛应用。
） 的过程 ）过程 。
石油的分馏是物理变化、煤的干馏是化 学变化过程。
2、煤的汽化与液化 为了预防或减少煤燃料对环境和人体健康带来 的危害，近二三十年来，世界各国大力开展了对煤 利用新技术的研究，其中主要包括对煤的液化和汽 化技术。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
(2)液化 煤的液化是将煤转化为液体燃料的过程。煤的 液化可以分为直接和间接两个途径。
把煤粉和煤液化过程中产生的油跟氢气混合，在高 温下经催化剂催化，进行加氢解聚反应，同时脱去硫、 氮、氧等原子，生成固-液混合物的油、液化的煤以及 含有未液化的煤和炭等固态物质。经过分离可以得到油， 成为低氢、低硫的重质液体燃料。