煤石油天然气的综合利用
合集下载
高中化学人教版(2019)必修第2册8.1.第2课时 煤、石油、天然气的综合利用
2.化学中“两裂”的比较
名称
定义
目的
裂化
在一定条件下,把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相 提高轻质油的产量,特别是提高汽油
对分子质量小、沸点低的烃
的产量
裂解
在高温下,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
获得短链不饱和烃
3.化学“六气”的主要成分
高炉 煤气
水煤气
主
要 成
CO、CO2
直馏汽油和裂化汽油有什么区别? 提示:直馏汽油和裂化汽油的成分不同,性质有明显的区别,直馏汽油的成分为饱 和烃,裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物,故裂化汽油可以发生加成反应,可 使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。
【典例示范】 【典例】如图是实验室干馏煤的装置图,根据图示回答下列问题。
(1)指出图中仪器名称:b________;d________。 (2)装置c的作用是____ ____, d中的液体有____ __和__ ____。煤焦油可以通 过________的方法使其中的重要成分分离出来。 (3)e处点燃的气体是________,火焰的颜色是________色。 (4)下列叙述错误的是________。 A.煤发生了化学变化 B.d中液体的pH>7 C.d中液体只有一层 D.e处的气体可以还原氧化铜,可以使溴水褪色
3.气体产品作为现代工业重要的基础原料,应用范围十分广泛,例如冶金、钢铁、
石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材等行业。以下气体不是从煤炭或
石油工业获得的是
()
A.水煤气
B.裂解气
C.焦炉气
D.氧气
【解析】选D。水煤气是煤气化得到的,焦炉气是煤干馏得到的,裂解气是石油裂
解得到的。
4.煤是“工业的粮食”,石油是“工业的血液”,有关煤和石油加工的说法正确 的是 ( ) A.煤的干馏产物主要是各类有机物 B.石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化 C.煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等,说明煤中含有苯和甲苯 D.石油的裂化,说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃
四章化学与自然资源开发利用
（）
（1）CH2＝CH2 + H2O→CH3CH2OH （2）CH3COOC2H5 + H2O→CH3COOH + CH3CH2OH （3）CH3CH2Br + H2O→CH3CH2OH + HBr
91页
1、安全的生产工艺
4、提高能源的利用率
原子利用
率100%
无毒无害 原料
可再生资源
原子经济 性反应
高选择性 反应
环境友好产品 （安全、能降解 可再生利用）
2、应用无毒无害的催化剂 3、应用无毒无害的溶剂
理想的化学生产方式（原子经济）： 使反应物的原子完全转化为期望的最终产物
课堂 练习
原子利用率=
• 又因此反应属于乙烯的加成反应，所以 这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称 加聚反应。
（2）高分子化合物及其特征
相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。
知识扩展
涤纶、锦纶、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂等 合成高分子化合物都是由缩聚反应制得
O
O
n HO
C
C OH + n HO H2C CH2 OH
在加热和催化剂作用下，石油可通过结构的重新调整， 使链状烃转化为环状烃
目前，绝大部分石油作为燃料使用
比较分馏、蒸馏、干馏
操作 过程 原理
目的
蒸馏 加热和冷 凝 物理变化
分离
分馏 加热和冷 凝 物理变化
精炼
干馏 隔绝空气加强热
复杂的物理变化和 化学变化 加工煤
2、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
SO2、NO、NO2、H2S、CxHy、颗粒物、 氟化物（F）、铅及其化合物（Pb）、
来源:
酸雨是指PH≤5.6的酸性降水
【新教材】煤、石油和天然气的综合利用
【新教材】煤、石油和天然气的综合利用【学习目标】1、认识三大化石原料及其组成2、掌握石油的分馏、裂化和裂解的含义及煤的干馏、气化和液化的含义 【主干知识梳理】 一、煤的综合利用 1、煤的组成(1)物质组成：有机物和少量无机物组成的复杂混合物(2)元素组成：主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素 2、煤的综合利用 (1)煤的干馏①概念：煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使煤中的有机物分解的过程，工业上也叫煤的焦化②发生的变化：煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过程 ③煤干馏的产品及用途——煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 氨、铵盐 ①煤的干馏必须隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧②煤的干馏能够减少燃烧污染，提高燃煤的热效率，且能从煤中提取有价值的化工原料 ③煤的干馏过程中发生的主要是化学变化，而蒸馏的过程发生的是物理变化 ④化学“三馏”的比较(2)①概念：将煤转化为可燃性气体②主要反应：C(s)＋H 2O(g)=====高温CO(g)＋H 2(g)③发生的变化：化学变化 (3)煤的液化①概念：把煤转化成液体燃料的过程 ②发生的变化：化学变化 ③分类：直接液化和间接液化a.直接液化：把煤炭制成煤浆，然后在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物 即：煤＋H 2―→液体燃料b.间接液化：把煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO 、H 2等，然后在催化剂作用下合成甲醇等即：煤−−→−气化CO ＋H 2−−→−催化剂甲醇 【对点训练1】1、下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是( )A ．图示实验中发生了化学变化B ．实验后水溶液的pH>7，溶液Y 是黑色黏稠的煤焦油，上层X 是粗苯等C ．气体Z 易燃，可以还原氧化铜D ．液体Y 是一种纯净物 2、下列属于物理变化的是( )①石油的分馏 ②煤的干馏 ③石油的裂化 ④铝热反应 ⑤由乙烯制备聚乙烯 ⑥将氧气转化为臭氧 ⑦乙烯催熟果实 ⑧将苯加入溴水中 ⑨海水蒸馏制取淡水 A ．①②③④ B ．①②⑤⑦ C ．①⑧⑨ D ．①②⑥⑨ 二、石油的综合利用 1、石油的形成及成分(1)形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的 (2)元素组成：碳、氢、硫、氧、氮等(3)物质组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般石油不含烯烃，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃(4)物理性质：黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点 2、石油的炼制石油炼制的意义从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫做原油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。
煤、石油和天然气的综合利用
n CH2=CH－CH=CH2一定条件 CH2 CH CH CH2 n
CH2=CH-CH=CH2＋CH2= CH2 一定条件 [ CH2CH=CH(CH2)2-CH ]n
高强纤维: Kevlar 含有“凯夫拉尔”的高分 子聚合塑料，硬度比普通 钢铁高40%。
练习
1、写出下列高分子化合物相对应的单体。 (1)工程塑料ABS CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH CH2 n CN (2)新型弹性材料丁苯吡橡胶：
缺点: 不可再生、环境污染 废气、 废水、 废渣
优点: 提供能量、化工原料
一、煤、石油和天然气的综合利用
一、煤、石油和天然气的综合利用
1、煤的组成及其综合利用
无机物(少量) 无机盐等
煤的组成
C 元素(大量)
有机物
H、O、N、S 等元素(少量)
煤直接作燃料——利用率低并污染环境
煤的综合利用 煤的干馏
煤的气化 获得洁净的燃料和多种化工原料
煤的液化
物尽其用，保护环境
煤的干馏: 将煤隔绝空气加热使其分解的过程
目的:提高汽油的质量和产量 催化裂化 催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）
石油的裂解：采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成 乙烯、丙烯、1，3 -丁二烯等小分子
目的：生产短链不饱和烃作为有机化工原料， 裂解是深度裂化 用途：合成纤维，塑料，橡胶等
乙烯的产量是一个国家石化工业水平的标志
能用于萃取溴水吗？
原理
物理变化 物理变化
干馏
隔绝空气加强热
复杂的物理变化 和化学变化
石油炼制
过程
原理
原料
产品及用途
脱水 脱盐
除去原油中的盐和水，减少能耗
CH2=CH-CH=CH2＋CH2= CH2 一定条件 [ CH2CH=CH(CH2)2-CH ]n
高强纤维: Kevlar 含有“凯夫拉尔”的高分 子聚合塑料，硬度比普通 钢铁高40%。
练习
1、写出下列高分子化合物相对应的单体。 (1)工程塑料ABS CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH CH2 n CN (2)新型弹性材料丁苯吡橡胶：
缺点: 不可再生、环境污染 废气、 废水、 废渣
优点: 提供能量、化工原料
一、煤、石油和天然气的综合利用
一、煤、石油和天然气的综合利用
1、煤的组成及其综合利用
无机物(少量) 无机盐等
煤的组成
C 元素(大量)
有机物
H、O、N、S 等元素(少量)
煤直接作燃料——利用率低并污染环境
煤的综合利用 煤的干馏
煤的气化 获得洁净的燃料和多种化工原料
煤的液化
物尽其用，保护环境
煤的干馏: 将煤隔绝空气加热使其分解的过程
目的:提高汽油的质量和产量 催化裂化 催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）
石油的裂解：采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成 乙烯、丙烯、1，3 -丁二烯等小分子
目的：生产短链不饱和烃作为有机化工原料， 裂解是深度裂化 用途：合成纤维，塑料，橡胶等
乙烯的产量是一个国家石化工业水平的标志
能用于萃取溴水吗？
原理
物理变化 物理变化
干馏
隔绝空气加强热
复杂的物理变化 和化学变化
石油炼制
过程
原理
原料
产品及用途
脱水 脱盐
除去原油中的盐和水，减少能耗
资源的综合利用
煤
气化
将煤转化成可燃性气体的过程
主要反应:
直接液化：煤与H2作用生成液体燃料
液化
间接液化：煤先转化成CO和H2，再 在催化剂作用下合成甲醇。
2、天然气的综合利用
组成：主要成分CH4
天然气 利用 用于合成氨、甲醇等 用作燃料
3、石油的综合利用
石油是由多种
碳氢化合物
组成的混合物。 主要由烷
烃、环烷烃及少量的芳香烃组成。
(4)四个概念
小分子化合物 CH2 = CH2 最小重复结构单元 —CH2—CH2— 链节的数目 n
【随堂练习】
石油催化裂化的目的是( ) A、把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 B、把直链烃转化为芳香烃 C、除去含碳杂质 D、提高汽油的质量和产量
下列说法中正确的是( ) A、将煤加强热使它分解的过程叫干馏 B、煤经过干馏, 可生产出焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等 C、石油经过减压分馏, 可以得到更多的汽油 D石油通过裂化, 可以获得汽油、煤油、润滑油、凡士林和石蜡等
下列变化华 D．煤燃烧
LOGO
原油中各组分沸点的不同
链状烃
环状烃
4．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料 (1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维素。 (2)聚合反应：一定条件下，由小分子单体合成高分子的 反应。包括加聚反应和缩聚反应。 (3)加聚反应： 在适当温度、 压强和催化剂存在的条件下， 不饱和化合物发生自身加成反应，形成相对分子质量巨大的 高分子化合物的反应。 (4)缩聚反应：在适当温度和催化剂存在的条件下，由小 分子化合物形成相对分子质量巨大的高分子化合物，同时还 有小分子化合物生成。 (5)实例：制取聚乙烯反应的化学方程式为：
绿色通道高考化学 112资源综合利用 环境保护总复习课件 新人教
2．几种常见的环境污染与成因
(1)酸雨：与SO2及NOx有关． (2)温室效应：与CO2有关． (3)光化学烟雾：与NOx及碳氢化合物有关． (4)臭氧层破坏：与NOx及氟氯烃有关． (5)赤潮、水华：与含氮、磷的大量污水有关．
[例题2] 保护环境已成为人类的共识，人类应以可持
续发展的方式使用资源，以合理的方式对废物进行处理并
③把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈 的高度，放好石棉网．
④向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，再用漏斗向烧瓶中 加入原油，塞好带温度计的橡皮塞，把连接器连接在冷凝 器的末端，并伸入接收装置(如锥形瓶中)．
⑤检查气密性(利用给固定装置微热的方法) .
请完成以下题目： (1)上述实验正确的操作顺序是________(填序号)． (2)所用的主要仪器有 _____________________________________． (3)冷凝管里水流的方向与蒸气的流向________填(“相 同”或“相反”)． (4)温度计的水银球应放在________位置，以测量 ________的温度． (5)蒸馏烧瓶中放几片碎瓷片的目的是________．
③在加热时，应在蒸馏烧瓶中放入少许碎瓷片或沸 石，以防暴沸．
实验设计 有人设计了一套实验，分馏原油的五个步骤： ①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上塞好带 温度计的橡皮塞． ②连接好冷凝管。把冷凝管固定在铁架台上，将冷凝 管进水口的橡皮管的另一端和水龙头连结，将和出水口相 接的橡皮管的另一端放在水槽中．
低的烃的过程．
B．裂化是 化学
过程．
C．裂化的目的：提高轻质油的产量．
D．写出十六烷裂化为辛烷和辛烯的化学反应：
十六烷
辛烷 辛烯 ．
④裂解
煤、天然气和石油的综合利用课件下学期高一化学人教版必修第二册
②煤的气化和液化 煤的气化：将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水
蒸气反应生成水煤气（CO、H2 )。
C(s)＋H2O(g) 高温 CO(g)＋H2(g)
直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料。 煤的液化
间接液化：煤→CO + H2 催化剂 甲醇。 主要目的：通过煤的气化和液化可以实现煤的清洁利用，还可
若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛，充分反应，甲醛的氧化产物不是甲酸
化肥、炸药、染料、医药、农药、
粗苯 苯、甲苯、二甲苯
合成材料
煤焦油
苯、甲苯、二甲苯
酚类、萘
染料、医药、农药、合成材料
沥青
筑路材料、碳素电极
【思考】“煤中含有甲苯、二甲苯等芳香烃，通过煤的干馏可以 得到它们”，这句话对吗？为什么？ 【提示】错误，煤中没有甲苯、二甲苯，通过煤的干馏这种复杂 的化学变化可以得到它们。
煤的综合利用方式
概念 ①干馏
将煤隔绝空气加强热使其分解的过程
主要产品 焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气 晶胞结构示意图，对比(a)和(c)的差异可知，(a)图所示的LiFePO4的晶胞中，小
中物质主要是水,则淡水的出口为b出口,故C正确;根据B项的分析,戊室收集到
③NO2、NO、O2表示的反应速率比为2：2：1的状态
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
第2课时 煤、石油和天然气的综合利用
【情境思考】
迄今为止，煤、石油和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。
煤
石油
天然气
了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。
通用版小学生命-生态-安全课件(二)11 综合资源利用 环境保护
天然气水合物（Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate）是分布于深海 沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的 结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”或 者“固体瓦斯”和“气冰”。
天然气水合物甲烷含量占80%～99.9%,燃烧污染比煤、石油、天然气 都小得多,而且储量丰富,全球储量足够人类使用1000年,因而被各国视为未来 石油天然气的替代能源。
d、石油催化重整
通过结构的重新调整,使链状烃转化为环状烃
（3）生产合成材料—塑料、合成橡胶、合成纤维
①原料: 石油、煤、天然气 ②合成材料基本特征：
相对分子质量很大,属于高分子化合物
③合成材料的合成原理： 加聚、缩聚
例如：乙烯合成聚乙烯 丙烯合成聚丙烯
加成聚合反应（加聚反应）
CH2 =CH2 +
OH O
n + n H-C-H
苯酚
甲醛
OH H
C + n H2O Hn
酚醛树脂
二、环境保护与绿色化学
“三废”污染及其防治（废气、废水、废 渣） 大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程 中产生的废气及其携带的颗粒物。
工业生产中的废水往往含有复杂的成分,任意排放会 导致土壤、水源的污染,需要经过多步处理才能达到 排放标准。
CH2 =CH2 + CH2 =CH2 + ……
[ CH2—CH2 ]n
（聚乙烯）
nCH2=CH2 催化剂
[ CH2—CH2 ]n
（单体）
（链节） (n 为聚合度)
nCH2=CHCH3 催化剂 [ CH2—CH ]n
丙烯
聚丙烯 CH3
天然气水合物甲烷含量占80%～99.9%,燃烧污染比煤、石油、天然气 都小得多,而且储量丰富,全球储量足够人类使用1000年,因而被各国视为未来 石油天然气的替代能源。
d、石油催化重整
通过结构的重新调整,使链状烃转化为环状烃
（3）生产合成材料—塑料、合成橡胶、合成纤维
①原料: 石油、煤、天然气 ②合成材料基本特征：
相对分子质量很大,属于高分子化合物
③合成材料的合成原理： 加聚、缩聚
例如：乙烯合成聚乙烯 丙烯合成聚丙烯
加成聚合反应（加聚反应）
CH2 =CH2 +
OH O
n + n H-C-H
苯酚
甲醛
OH H
C + n H2O Hn
酚醛树脂
二、环境保护与绿色化学
“三废”污染及其防治（废气、废水、废 渣） 大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程 中产生的废气及其携带的颗粒物。
工业生产中的废水往往含有复杂的成分,任意排放会 导致土壤、水源的污染,需要经过多步处理才能达到 排放标准。
CH2 =CH2 + CH2 =CH2 + ……
[ CH2—CH2 ]n
（聚乙烯）
nCH2=CH2 催化剂
[ CH2—CH2 ]n
（单体）
（链节） (n 为聚合度)
nCH2=CHCH3 催化剂 [ CH2—CH ]n
丙烯
聚丙烯 CH3
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
物理变化的是
（B ）
Ａ、煤的气化 Ｃ、石油的裂解
Ｂ、石油的分馏 Ｄ、煤的干馏
能够使溴水褪色的是（ C ） A、直馏汽油 B、石油 C、裂化汽油 D、天然气
COx、NOx、 SO2 烟尘
煤直接作燃料——利用率低并污染环境
煤 的 综 合 利 用
煤的干馏 煤的气化 煤的液化
获得洁净的燃料和 多种化工原料——
物尽其用，保护环境
石油的成分：
• 含烃的混合物 • 按元素来看：碳、氢含量为97%--98% • 按物质来看： 1-50个碳原子的烷烃、环 烷烃的混合物
煤、石油和天然气仍然是人类 使用的主要能源，也是三种重要的 化石燃料 优点: 提供能量、化工原料
缺点: 不可再生、环境污染 废气、废水、废渣
一、煤、石油和天然气的综合利用
1、煤的组成及其综合利用 无机物(少量) 无机盐等 煤 的 H、O、N、S 等元素 组 成 —少量 有机物 污 染 环 境
C 元素—大量
• 3、石油的组成及其综合利用
• （1）石油的组成：
气态：石油气
• 由多种碳氢化合物组成的混合物
液态：汽油、煤油 固态：沥青
注： 石油的分馏 是物理变化， • （2）石油的综合利用 裂化、裂解、 催化重整是 化学变化。
石油的分馏：将化合物按沸点不 同经分馏塔分离 石油的裂化和裂解：将大分子的 重油断裂再分解为小分子的轻油 石油的催化重整：将石油中链状 烃重新调整结构转化为环状烃
（B ）
Ａ、煤的气化 Ｃ、石油的裂解
Ｂ、石油的分馏 Ｄ、煤的干馏
能够使溴水褪色的是（ C ） A、直馏汽油 B、石油 C、裂化汽油 D、天然气
COx、NOx、 SO2 烟尘
煤直接作燃料——利用率低并污染环境
煤 的 综 合 利 用
煤的干馏 煤的气化 煤的液化
获得洁净的燃料和 多种化工原料——
物尽其用，保护环境
石油的成分：
• 含烃的混合物 • 按元素来看：碳、氢含量为97%--98% • 按物质来看： 1-50个碳原子的烷烃、环 烷烃的混合物
煤、石油和天然气仍然是人类 使用的主要能源，也是三种重要的 化石燃料 优点: 提供能量、化工原料
缺点: 不可再生、环境污染 废气、废水、废渣
一、煤、石油和天然气的综合利用
1、煤的组成及其综合利用 无机物(少量) 无机盐等 煤 的 H、O、N、S 等元素 组 成 —少量 有机物 污 染 环 境
C 元素—大量
• 3、石油的组成及其综合利用
• （1）石油的组成：
气态：石油气
• 由多种碳氢化合物组成的混合物
液态：汽油、煤油 固态：沥青
注： 石油的分馏 是物理变化， • （2）石油的综合利用 裂化、裂解、 催化重整是 化学变化。
石油的分馏：将化合物按沸点不 同经分馏塔分离 石油的裂化和裂解：将大分子的 重油断裂再分解为小分子的轻油 石油的催化重整：将石油中链状 烃重新调整结构转化为环状烃