天然气与煤化工72页PPT
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煤、石油和天然气的综合利用ppt课件
(4)煤的气化和液化均属于物理变化。
化学变化
×( ) ×( )
实战演练
1．从有利于实现“碳中和”的角度考虑，下列燃
料中较理想的是( D )
A．煤
B．汽油
C．天然气
D．氢气
煤、汽油、天然气燃烧时都有二氧化碳生成，不 利于碳中和的实现，氢气燃烧只生成水，没有二 氧化碳生成，有利于碳中和的实现
实战演练
催化剂 高温
CO+3H2
CO + 2H2 催化剂 CH3OH（甲醇）
天然气灶
液化天然气公交车
归纳总结
化学“六气”的主要成分
液化石
高炉煤气 水煤气 天然气
焦炉气
油气
裂解气
主要 CO、
成分
CO2、 N2
H2、 CO
CH4
C3H8、 C 4H 10
高温 C+O2==CO2↑
高温 CO2+C==2CO
高温 Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2↑
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧 瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温度
2．重油裂化的主要目的是( B )
A．获得短链气态烃 B．生产更多的汽油
C．提高汽油品质
D．将直链烃转化为芳香烃
石油裂化的目的是提高轻质液体燃料(汽油、煤油、 柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量
实战演练
3．石油是重要的工业原料，被称为“现代工业的血
液”。下列有关说法正确的是( C )
①石油裂解得到的汽油可与溴水反应 ②石油的分馏是化学变化 物理变化 ③石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下， 因为它测的是混合液的温度 ④石油分馏得到的汽油仍是混合物
化学变化
×( ) ×( )
实战演练
1．从有利于实现“碳中和”的角度考虑，下列燃
料中较理想的是( D )
A．煤
B．汽油
C．天然气
D．氢气
煤、汽油、天然气燃烧时都有二氧化碳生成，不 利于碳中和的实现，氢气燃烧只生成水，没有二 氧化碳生成，有利于碳中和的实现
实战演练
催化剂 高温
CO+3H2
CO + 2H2 催化剂 CH3OH（甲醇）
天然气灶
液化天然气公交车
归纳总结
化学“六气”的主要成分
液化石
高炉煤气 水煤气 天然气
焦炉气
油气
裂解气
主要 CO、
成分
CO2、 N2
H2、 CO
CH4
C3H8、 C 4H 10
高温 C+O2==CO2↑
高温 CO2+C==2CO
高温 Fe2O3+3CO===2Fe+3CO2↑
A．①③ B．②④ C．①④ D．②③
石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧 瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温度
2．重油裂化的主要目的是( B )
A．获得短链气态烃 B．生产更多的汽油
C．提高汽油品质
D．将直链烃转化为芳香烃
石油裂化的目的是提高轻质液体燃料(汽油、煤油、 柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量
实战演练
3．石油是重要的工业原料，被称为“现代工业的血
液”。下列有关说法正确的是( C )
①石油裂解得到的汽油可与溴水反应 ②石油的分馏是化学变化 物理变化 ③石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下， 因为它测的是混合液的温度 ④石油分馏得到的汽油仍是混合物
天然气及其化工利用专业教材教学课件
和应用领域。
介绍其他由天然气转化而来 的化工产品，如乙炔、丙烷、
丁烷等。
分析这些产品的工艺流程和 特点，包括原料气制备、压
缩、净化和转化等环节。
阐述这些化工产品在化学工 业、医药、农业等领域的应
用情况和市场前景。
谢谢
THANKS
天然气的开采与运
天然气的开采方式主要有自喷 开采和排水采气等，开采过程 中需要处理大量的水和气。
天然气运输主要通过管道和液 化天然气（LNG）方式进行， 管道运输成本较低，而LNG运 输灵活方便。
天然气的储存通常采用地下储 气库和液化天然气储罐等方式， 以满足不同用户的需求。
02 天然气化工利用技术
天然气化工污染物排放控制
介绍天然气化工生产过程中应采取的污染物排放控制措施，如废气、 废水、固体废物的处理和处置等。
天然气化工环保管理要求
介绍天然气化工生产过程中应加强的环保管理措施，如环境监测、环 境影响评价、环保设施运行管理等。
天然气化工环保法律法规要求
介绍相关的环保法律法规和标准，如《环境保护法》、《大气污染防 治法》、《水污染防治法》等。
清洁生产与可持续发展
分析清洁生产对实现可持续发 展的作用和意义，以及在天然 气化工行业的未来发展方向。
05 天然气化工利用实践与案例分析
CHAPTER
天然气合成氨生产实践
总结词
合成氨是天然气化工利用的重要领域，通过实践操作，学 生可以了解合成氨的工艺流程、设备操作和生产管理等方 面的知识。
设备操作
重点讲解合成氨生产中的关键设备，如压缩机、合成塔、 冷却器等，以及设备的结构、工作原理和操作注意事项。
工艺流程
介绍合成氨的工艺流程，包括原料气制备、压缩、净化和 合成等环节，以及各环节的原理和设备操作要点。
介绍其他由天然气转化而来 的化工产品，如乙炔、丙烷、
丁烷等。
分析这些产品的工艺流程和 特点，包括原料气制备、压
缩、净化和转化等环节。
阐述这些化工产品在化学工 业、医药、农业等领域的应
用情况和市场前景。
谢谢
THANKS
天然气的开采与运
天然气的开采方式主要有自喷 开采和排水采气等，开采过程 中需要处理大量的水和气。
天然气运输主要通过管道和液 化天然气（LNG）方式进行， 管道运输成本较低，而LNG运 输灵活方便。
天然气的储存通常采用地下储 气库和液化天然气储罐等方式， 以满足不同用户的需求。
02 天然气化工利用技术
天然气化工污染物排放控制
介绍天然气化工生产过程中应采取的污染物排放控制措施，如废气、 废水、固体废物的处理和处置等。
天然气化工环保管理要求
介绍天然气化工生产过程中应加强的环保管理措施，如环境监测、环 境影响评价、环保设施运行管理等。
天然气化工环保法律法规要求
介绍相关的环保法律法规和标准，如《环境保护法》、《大气污染防 治法》、《水污染防治法》等。
清洁生产与可持续发展
分析清洁生产对实现可持续发 展的作用和意义，以及在天然 气化工行业的未来发展方向。
05 天然气化工利用实践与案例分析
CHAPTER
天然气合成氨生产实践
总结词
合成氨是天然气化工利用的重要领域，通过实践操作，学 生可以了解合成氨的工艺流程、设备操作和生产管理等方 面的知识。
设备操作
重点讲解合成氨生产中的关键设备，如压缩机、合成塔、 冷却器等，以及设备的结构、工作原理和操作注意事项。
工艺流程
介绍合成氨的工艺流程，包括原料气制备、压缩、净化和 合成等环节，以及各环节的原理和设备操作要点。
华师大版科学九年级上册煤、石油和天然气(课件共24张)
煤气化的主要反应：
2C＋O2 =2CO C+H2O =CO＋H2 CO+H2O =CO2＋H2
天然气重整：
CH4＋H2O高=温= CO＋3H2
由CO加氢合成一系列化合物的化学称合成气化学 由甲烷直接合成的称甲烷化学 由甲醇为原料直接合成一系列产品的为甲醇化学
练习： 1、C8H18在一定条件下受热裂化，可生 成CH4、C2H6、C2H4、C3H6、C4H8五种 混合气体，此混合气体的平均分子量为 （） A、14 B、57 C、38 D、无定值
②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基本有机化工 原料，以提高石油的利用价值。
⑶石油炼制和加工的方法
① 分馏：利用原油中各组分的沸点不同进
行分离（蒸发冷凝）的过程。 所得馏分仍为 混合物。 分馏---物理变化！
●常压分馏：以原油为原料，产品为石油
气、汽油、煤油、柴油、重油等含碳原子少 的轻质油。
煤、石油和天然气
煤的成分
●组成元素：主要含碳
外还含有少量的S、P、
无
N、H、O等元素以及无
烟 煤
机矿物质（主要有硅、
铝、钙、铁等元素）
●组成物类别：煤是有
机物和无机物组成的复
褐 煤
杂混合物
泥煤
1 、煤的干馏
将煤隔绝空气加强热使其分解的过程叫 煤的干馏。是一个化学变化过程 。
（1）石油的分馏和煤的干馏的区分？
石油化工厂的景观
三、天然气
天然气的来源？请列举出一些天然气的用途。
作燃料、化工生产的原料。例如，合成氨 所需的氢气、制乙烯、制甲醇、合成液体 燃料、）
煤化工和天然气化工的发展 — 一碳化学
一碳化学：以分子中只含一个碳原子的化合物 (如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)为原 料来合成一系列化工原料和燃料的化学。
石油煤和天然气的综合利用.ppt
煤的干馏.swf
2、煤的气化和液化
（1）、煤的气化 空气中---低热值气：CO、H2
煤气化 氧气中---CO、H2、少量CH4
CO+3H2 → CH4来自H2O（2）煤的液化直接液化---与氢气反应：优质汽油、柴油、 芳香烃和其他化工原料。
间接液化---煤制油
三、煤化工和天然气化工的发展 ——碳化学
一、石油和天然气
1、石油的冶炼和石油化工 石油的成分
烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物
石油的冶炼
（1）常压、减压蒸馏-------汽油、煤油、 柴油等 （2）催化裂化-----汽油（辛烷）
（3）裂解----乙烯、丙烯、丁烯等
2、天然气的利用-----燃料 其他：制氢气、甲醇
二、煤的综合利用
1、煤的干馏 隔绝空气加强热使其分解的过程 产物： 煤焦油、焦炉气、焦炭、粗氨水
2C+O2===2CO C+H2O===CO+H2 CO+H2O===H2+CO2
高温
CH4+H2O===CO+3H2
一碳化工产品合成途径
2、煤的气化和液化
（1）、煤的气化 空气中---低热值气：CO、H2
煤气化 氧气中---CO、H2、少量CH4
CO+3H2 → CH4来自H2O（2）煤的液化直接液化---与氢气反应：优质汽油、柴油、 芳香烃和其他化工原料。
间接液化---煤制油
三、煤化工和天然气化工的发展 ——碳化学
一、石油和天然气
1、石油的冶炼和石油化工 石油的成分
烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物
石油的冶炼
（1）常压、减压蒸馏-------汽油、煤油、 柴油等 （2）催化裂化-----汽油（辛烷）
（3）裂解----乙烯、丙烯、丁烯等
2、天然气的利用-----燃料 其他：制氢气、甲醇
二、煤的综合利用
1、煤的干馏 隔绝空气加强热使其分解的过程 产物： 煤焦油、焦炉气、焦炭、粗氨水
2C+O2===2CO C+H2O===CO+H2 CO+H2O===H2+CO2
高温
CH4+H2O===CO+3H2
一碳化工产品合成途径
天然气与煤化工
13
14
15
4.2 天然气化工
16
2006年我国能源生产结构中煤炭、石油和天然气合计 占我国全部一次能源生产221056万吨标准煤的92.1%， 其余水电、核电、风电合计占7.9%。
源自中国经济网 2008年02月21日
17
• 天然气和煤均是重要的能源。 • 由于中国是以煤为主的能源结构，造成较严重的环
时期（公元前206年至公元25年）人们已开始地下采煤， 并用于冶铁。
9
• 煤类型划分: 按照成因分类法分为腐殖煤、腐泥煤 和腐殖腐泥煤。按煤化程度可分为褐煤、烟煤和 无烟煤。
10
褐煤
弱黏结煤
瘦煤
长焰煤
气煤
肥煤
焦煤
贫煤
无烟煤 11
4.1.2 煤资源与组成
• 煤（coal）是蕴藏在地下的固态有机可燃矿物， 经过复杂的生物化学、物理化学和地球化学作用 和漫长地质年代的天然煤化作用而生成的。
生物加工 单细胞蛋白
天然气化工的主要领域是天然气制合成氨和甲醇。
19
4.2.1 甲烷经合成气的化学转化与系列产品
• 天然气化工利用中最主要的方法是在催化剂作用下 经高温水蒸气转化或经部分氧化制合成气（指各种 不同比例CO和H2组成的气体混合物），然后进一步 合成甲醇、氨、尿素、汽油、柴油等液体燃料及其 他化工产品。
境污染和较低的能源利用效率。 • 天然气目前的最大用途是用作工业加热燃料和家用
燃料。由于天然气的热值高、污染少，是一种清洁 能源，因此在能源结构中的比例逐年提高。
18
炭黑生产装置
各种牌号炭黑
甲烷转化装置 合成气
乙炔装置
乙炔＋合成气
CH4
氧化 HCN和HCHO
14
15
4.2 天然气化工
16
2006年我国能源生产结构中煤炭、石油和天然气合计 占我国全部一次能源生产221056万吨标准煤的92.1%， 其余水电、核电、风电合计占7.9%。
源自中国经济网 2008年02月21日
17
• 天然气和煤均是重要的能源。 • 由于中国是以煤为主的能源结构，造成较严重的环
时期（公元前206年至公元25年）人们已开始地下采煤， 并用于冶铁。
9
• 煤类型划分: 按照成因分类法分为腐殖煤、腐泥煤 和腐殖腐泥煤。按煤化程度可分为褐煤、烟煤和 无烟煤。
10
褐煤
弱黏结煤
瘦煤
长焰煤
气煤
肥煤
焦煤
贫煤
无烟煤 11
4.1.2 煤资源与组成
• 煤（coal）是蕴藏在地下的固态有机可燃矿物， 经过复杂的生物化学、物理化学和地球化学作用 和漫长地质年代的天然煤化作用而生成的。
生物加工 单细胞蛋白
天然气化工的主要领域是天然气制合成氨和甲醇。
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4.2.1 甲烷经合成气的化学转化与系列产品
• 天然气化工利用中最主要的方法是在催化剂作用下 经高温水蒸气转化或经部分氧化制合成气（指各种 不同比例CO和H2组成的气体混合物），然后进一步 合成甲醇、氨、尿素、汽油、柴油等液体燃料及其 他化工产品。
境污染和较低的能源利用效率。 • 天然气目前的最大用途是用作工业加热燃料和家用
燃料。由于天然气的热值高、污染少，是一种清洁 能源，因此在能源结构中的比例逐年提高。
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炭黑生产装置
各种牌号炭黑
甲烷转化装置 合成气
乙炔装置
乙炔＋合成气
CH4
氧化 HCN和HCHO
煤石油和天然气-完整版课件
煤直接作燃料——利用率低并污染环境
煤 煤的干馏 的 综 煤的气化 合 利 用 煤的液化
获得洁净的燃料和 多种化工原料——物
尽其用ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
• 3、石油的组成及其综合利用
下列变化属于物理变化的是 （ 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
• （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， • （裂2化）石、油裂的解综、合利用 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
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
煤 无机物(少量) 无机盐等
的
组
H、O、N、S 等元素
成 有机物 —少量
污 染 环 境
C 元素—大量
COx、NOx、 SO2 烟尘
《化工工艺学》第6章 天然气化工.ppt
17
《化工工艺学》第6章 天然气化工
溶剂吸收法 该法使用较普遍，关键是选择脱水剂。 天然气脱水深度(程度)一般用露点降表示。 露点降即脱水装置操作温度与脱水后干气露点温度
之差。一般用它来评价脱水剂的脱水效率。 常用的溶剂有： 甘醇溶液和金属氯化物溶液。 不同脱水剂的效果和适用性不同，具体情况见表6.5.
重力分离法
分离方法： 旋风分离法
其它分离法
6.2.1.1. 重力分离
重力分离器工作3个主要步骤：
(1) 沿切线进入分离器时有部分液、固体由 于离心力作用可进行初步离心分离。
9
《化工工艺学》第6章 天然气化工
(2) 由于重力作用进行沉降分 离(主要分离阶段)。
(3) 除雾(上部设除雾器除去雾 滴)。
18
《化工工艺学》第6章 天然气化工
表 6.5 不同脱水剂的比较
甘醇脱 水使用 最多
19
《化工工艺学》第6章 天然气化工
(1) 甘醇脱水工艺流程 三甘醇溶液使用更广泛，其露点降较大，但粘度大，吸
收塔的操作温度不宜低于10C. 流程由吸收和再生两部分构成。 再生方法主要有蒸馏和汽提。 汽提原理在前面化学肥料一章中已讲。(化学平衡移动
为有效吸收温度。 同时由于出塔气体不可能达到平衡，所以根据经验选
取它与平衡温度的差值为811C,由此算出平衡温度， 再查图6.11得出所需甘醇溶液的浓度。
te = t-t
平衡温度
气体真实温度
平衡温距
22
《化工工艺学》第6章 天然气化工
入塔t(横轴) 出塔t→te
进塔贫三 甘醇Leabharlann 度图 6.11 吸收塔操作温度(横轴)，进塔贫三甘醇浓度(斜线)
截止2009年，亚太地域探明自然气(NG)储量国排名如 下：印度尼西亚(110), 马来西亚(85), 中国(80)。
《化工工艺学》第6章 天然气化工
溶剂吸收法 该法使用较普遍，关键是选择脱水剂。 天然气脱水深度(程度)一般用露点降表示。 露点降即脱水装置操作温度与脱水后干气露点温度
之差。一般用它来评价脱水剂的脱水效率。 常用的溶剂有： 甘醇溶液和金属氯化物溶液。 不同脱水剂的效果和适用性不同，具体情况见表6.5.
重力分离法
分离方法： 旋风分离法
其它分离法
6.2.1.1. 重力分离
重力分离器工作3个主要步骤：
(1) 沿切线进入分离器时有部分液、固体由 于离心力作用可进行初步离心分离。
9
《化工工艺学》第6章 天然气化工
(2) 由于重力作用进行沉降分 离(主要分离阶段)。
(3) 除雾(上部设除雾器除去雾 滴)。
18
《化工工艺学》第6章 天然气化工
表 6.5 不同脱水剂的比较
甘醇脱 水使用 最多
19
《化工工艺学》第6章 天然气化工
(1) 甘醇脱水工艺流程 三甘醇溶液使用更广泛，其露点降较大，但粘度大，吸
收塔的操作温度不宜低于10C. 流程由吸收和再生两部分构成。 再生方法主要有蒸馏和汽提。 汽提原理在前面化学肥料一章中已讲。(化学平衡移动
为有效吸收温度。 同时由于出塔气体不可能达到平衡，所以根据经验选
取它与平衡温度的差值为811C,由此算出平衡温度， 再查图6.11得出所需甘醇溶液的浓度。
te = t-t
平衡温度
气体真实温度
平衡温距
22
《化工工艺学》第6章 天然气化工
入塔t(横轴) 出塔t→te
进塔贫三 甘醇Leabharlann 度图 6.11 吸收塔操作温度(横轴)，进塔贫三甘醇浓度(斜线)
截止2009年，亚太地域探明自然气(NG)储量国排名如 下：印度尼西亚(110), 马来西亚(85), 中国(80)。
四、天然气与煤化工
6.4 煤化工的发展方向
煤的洁净化已经成为21世纪解决能源、环境问题， 发展煤化工的主导技术。它是以煤炭洗选为源头，以煤 炭气化为先导，以煤炭高效、洁净燃烧与发电为核心， 以煤炭转化和污染控制为重要内容的技术体系。其基本 框架是：煤炭加工（选煤、型煤、水煤浆）等；煤炭燃 烧（流态化燃烧、高效低污染粉煤燃烧、燃煤联合循环 发电等）；煤炭转化（气化、液化、燃料电池）等；污 染排放控制与废弃物管理（烟气净化、水的治理），实质是在煤加工的各个环节减少污染和 提高效率。
一. 煤气化原理
气化过程是煤炭的一个热化学加工过程。它是以煤 或煤焦为原料，以氧（空气、富氧或工业纯氧）、水蒸 气作为气化剂，在高温高压下通过化学反应将煤或煤焦 中的可燃部分转化为可燃性气体的工艺过程。气化时所
得的可燃气体为煤气，对于做化工原料用的煤气一般称 为合成气，进行气化的设备称为煤气发生炉或气化炉。
我国的煤炭利用
我们国家能源现在70%还是要靠煤（我国煤94％
集中在大别山～秦岭～昆仑山一线以北地区）。但是我 国在煤炭开采这个领域问题相当严重，煤开采过程中造 成环境的破坏、资源的浪费、人员的伤亡。煤炭利用效 率低、污染严重。要改变这个状态，一方面要在煤的先 进发电方面做工作，另一个方面就是把煤转化成其他的 东西，比如转化成油，转化成化工产品。
碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。
不同煤的元素组成和发热值
燃料 碳／％ 氢／％ 氧和氮／％ 低发热量
泥煤 60-70 5-6
26-38
838010500
褐煤 70-80 5-6
16-27
1050016700
烟煤 80-90
4-5
6.2-16.7
2090029300
无烟煤 90-98 1-3