石油煤和天然氣的綜合利用培訓(xùn)課件

1、核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案知能優(yōu)化訓(xùn)練知能優(yōu)化訓(xùn)練課題課題3課題課題3石油、煤和天然氣的綜合利用石油、煤和天然氣的綜合利用學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解石油的分餾及其產(chǎn)品和用途，了解石油的了解石油的分餾及其產(chǎn)品和用途，了解石油的裂化和裂解。裂化和裂解。2.了解煤的干餾和綜合利用。了解煤的干餾和綜合利用。3.了解煤化工和天然氣化工的發(fā)展。了解煤化工和天然氣化工的發(fā)展。課前自主學(xué)案課前自主學(xué)案一、石油和天然氣一、石油和天然氣1石油的煉制和石化工業(yè)石油的煉制和石化工業(yè)石油是石油是_，加工前稱為原油，石油要，加工前稱為原油，石油要煉制，其目的是將

2、混合物進(jìn)行一定程度的煉制，其目的是將混合物進(jìn)行一定程度的_，使之物盡其用，另一方面，將含碳原子較多的烴轉(zhuǎn)使之物盡其用，另一方面，將含碳原子較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚虞^少的烴，作為基本變?yōu)楹荚虞^少的烴，作為基本_原原料。料。2工業(yè)上常用工業(yè)上常用_分餾和分餾和_分餾的方法把分餾的方法把不同沸點(diǎn)的產(chǎn)品分離出來。不同沸點(diǎn)的產(chǎn)品分離出來。烴的混合物烴的混合物分離分離有機(jī)化工有機(jī)化工常壓常壓減壓減壓為了提高汽油產(chǎn)量，還可采用為了提高汽油產(chǎn)量，還可采用_的方法。的方法。如十六烷分解反應(yīng)方程式為如十六烷分解反應(yīng)方程式為c16h34c8h18c8h16。3石油不僅是燃料資源，還是石油不僅是燃料資源，還是_的的

3、重要來源。重要來源。5乙烯的生產(chǎn)主要靠乙烯的生產(chǎn)主要靠_，乙烯的產(chǎn)量，乙烯的產(chǎn)量是衡量一個(gè)國家是衡量一個(gè)國家_化工發(fā)展水平的標(biāo)志?；ぐl(fā)展水平的標(biāo)志。催化裂化催化裂化有機(jī)化工原料有機(jī)化工原料ch3ch=ch2其他其他石油裂解石油裂解石油石油6天然氣的利用天然氣的利用天然氣的主要用途：天然氣的主要用途：直接作燃料；直接作燃料；合成氨原合成氨原料氣料氣(制制h2)；合成甲醇及其他化工原料。合成甲醇及其他化工原料。二、煤的綜合利用二、煤的綜合利用1煤與炭有何關(guān)系？煤與炭有何關(guān)系？木炭、焦炭等是碳的不純單質(zhì)，而煤是有機(jī)物和木炭、焦炭等是碳的不純單質(zhì)，而煤是有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。無機(jī)物組成的復(fù)

4、雜混合物。煤除了主要含碳元素外還含有少量的煤除了主要含碳元素外還含有少量的s、p、n、h、o等元素以及無機(jī)礦物質(zhì)等元素以及無機(jī)礦物質(zhì)(主要有硅、鋁、鈣、鐵主要有硅、鋁、鈣、鐵等元素等元素)。2煤的干餾煤的干餾(1)將煤隔絕空氣將煤隔絕空氣_的過程，叫做的過程，叫做煤的干餾，也叫煤的焦化。煤的干餾，也叫煤的焦化。(2)工業(yè)上煉焦的原理是將煤粉放在隔絕空氣的煉工業(yè)上煉焦的原理是將煤粉放在隔絕空氣的煉焦?fàn)t中加熱，煤粉分解得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣焦?fàn)t中加熱，煤粉分解得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣(可燃燒可燃燒)、粗氨水和粗苯等。這些產(chǎn)物可用于生產(chǎn)、粗氨水和粗苯等。這些產(chǎn)物可用于生產(chǎn)化肥、塑料、合成橡膠、合成

5、纖維、炸藥、染料、化肥、塑料、合成橡膠、合成纖維、炸藥、染料、醫(yī)藥等。醫(yī)藥等。加強(qiáng)熱使其分解加強(qiáng)熱使其分解3煤的氣化和液化煤的氣化和液化(1)煤的氣化是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度煤的氣化是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度及壓強(qiáng)下使煤中及壓強(qiáng)下使煤中_與氣化劑與氣化劑(如蒸氣如蒸氣/空氣空氣或氧氣等或氧氣等)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為含有含有co、h2、ch4等氣體和等氣體和co2、n2等非可燃?xì)獾确强扇細(xì)怏w的過程。煤炭氣化時(shí)，必須具備三個(gè)條件，即氣體的過程。煤炭氣化時(shí)，必須具備三個(gè)條件，即氣化爐、氣化劑、供給熱量，三者缺一不可?；癄t、氣化劑、供給熱量

6、，三者缺一不可。(2)碳與水蒸氣的反應(yīng)式為碳與水蒸氣的反應(yīng)式為 _，屬屬_反應(yīng)。反應(yīng)。有機(jī)物有機(jī)物吸熱吸熱ch2o=coh2(3)煤的液化：煤的液化是把煤轉(zhuǎn)化成煤的液化：煤的液化是把煤轉(zhuǎn)化成_的過程，煤的液化分為直接液化和間接液化。的過程，煤的液化分為直接液化和間接液化。直接液化是把煤炭制成煤漿，然后在直接液化是把煤炭制成煤漿，然后在_、_和在和在_條件下，通過加氫裂化生條件下，通過加氫裂化生成液態(tài)碳?xì)浠衔锛闯梢簯B(tài)碳?xì)浠衔锛础昂铣墒秃铣墒汀保苯右夯?，直接液化的效率約為效率約為65%75%，每噸煤可生產(chǎn)，每噸煤可生產(chǎn)0.30.4t液液化油。主要產(chǎn)品有汽油、柴油、芳香烴和其他化油。主要

7、產(chǎn)品有汽油、柴油、芳香烴和其他_。副產(chǎn)品有液化石油氣、硫黃和氨。副產(chǎn)品有液化石油氣、硫黃和氨氣等。氣等。液體燃料液體燃料高溫高溫高壓高壓催化劑催化劑化工原料化工原料間接液化是把煤炭在高溫下與水蒸氣作用氣化，間接液化是把煤炭在高溫下與水蒸氣作用氣化，產(chǎn)生合成氣等，然后合成氣通過產(chǎn)生合成氣等，然后合成氣通過_生成性生成性能優(yōu)良的液態(tài)醇類、烴類及能優(yōu)良的液態(tài)醇類、烴類及_等。間接液等。間接液化的效率一般較低。化的效率一般較低。三、煤化工和天然氣化工的發(fā)展三、煤化工和天然氣化工的發(fā)展一碳化學(xué)一碳化學(xué)1一碳化學(xué)是以分子中只含一個(gè)碳原子的化合物一碳化學(xué)是以分子中只含一個(gè)碳原子的化合物(如如co、ch4、c

8、h3oh等等)為原料來合成一系列為原料來合成一系列_和和_的化學(xué)。的化學(xué)。催化合成催化合成化學(xué)品化學(xué)品化工原料化工原料燃料燃料3使用不同的催化劑，可以從合成氣制出不同的使用不同的催化劑，可以從合成氣制出不同的產(chǎn)物，這就是產(chǎn)物，這就是_化學(xué)，由化學(xué)，由ch4、ch3oh等等含一個(gè)碳原子的分子，通過含一個(gè)碳原子的分子，通過_直接生直接生成新的化合物，叫成新的化合物，叫_化學(xué)和化學(xué)和_化學(xué)?；瘜W(xué)。合成氣合成氣催化反應(yīng)催化反應(yīng)甲烷甲烷甲醇甲醇核心要點(diǎn)突破核心要點(diǎn)突破一、石油的煉制一、石油的煉制方方法法原料原料原理原理目的目的分分餾餾原油原油(常常壓分餾壓分餾) 重油重油(減減壓分餾壓分餾)根據(jù)石油各組

9、分根據(jù)石油各組分沸點(diǎn)高低不同，沸點(diǎn)高低不同，利用加熱汽化、利用加熱汽化、冷凝、回流，把冷凝、回流，把石油分成不同沸石油分成不同沸點(diǎn)范圍的組分點(diǎn)范圍的組分得到不同沸點(diǎn)范得到不同沸點(diǎn)范圍的分餾產(chǎn)物圍的分餾產(chǎn)物汽油、煤油、汽油、煤油、柴油、重油等柴油、重油等方法方法原料原料原理原理目的目的裂化裂化重油、石重油、石蠟蠟在一定條件下，在一定條件下，把相對分子質(zhì)量把相對分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對分子斷裂為相對分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴的烴提高輕質(zhì)液體燃提高輕質(zhì)液體燃料油的產(chǎn)量，特料油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的別是提高汽油的產(chǎn)量產(chǎn)量裂解裂解(深度深度裂化裂化)石油分餾石油分餾產(chǎn)品

10、產(chǎn)品(包括包括石油氣石油氣)在高溫下，使具在高溫下，使具有長鏈分子的烴有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴液態(tài)烴獲得短鏈不飽和獲得短鏈不飽和烴，如乙烯、丙烴，如乙烯、丙烯、丁二烯等烯、丁二烯等二、煤的綜合利用二、煤的綜合利用課堂互動(dòng)講練課堂互動(dòng)講練煤、石油和天然氣的綜合利用煤、石油和天然氣的綜合利用1煤的干餾煤的干餾(1)原理：將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程，原理：將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程，煤的干餾是一個(gè)復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化過煤的干餾是一個(gè)復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化過程。程。(2)煤的干餾產(chǎn)物煤的干餾產(chǎn)物固態(tài)物質(zhì)固態(tài)物質(zhì)焦炭。用途：冶金工業(yè)、

11、制造焦炭。用途：冶金工業(yè)、制造電石。電石。液態(tài)物質(zhì)液態(tài)物質(zhì)煤焦油：芳香烴煤焦油：芳香烴(苯的同系物、萘、蒽苯的同系物、萘、蒽)、酚和瀝青、酚和瀝青等。等。粗氨水：氨和銨鹽。用途：可作氮肥。粗氨水：氨和銨鹽。用途：可作氮肥。粗苯：苯的同系物。粗苯：苯的同系物。氣態(tài)物質(zhì)氣態(tài)物質(zhì)焦?fàn)t氣焦?fàn)t氣(h2、ch4、c2h4、co)。2煤的氣化煤的氣化將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，目前將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，目前主要方法是碳和水蒸氣反應(yīng)制水煤氣：主要方法是碳和水蒸氣反應(yīng)制水煤氣：4天然氣的主要成分是天然氣的主要成分是ch4，甲烷經(jīng)化學(xué)變化形，甲烷經(jīng)化學(xué)變化形成含兩個(gè)碳或多個(gè)碳的其他有機(jī)物

12、。成含兩個(gè)碳或多個(gè)碳的其他有機(jī)物。5石油的分餾石油的分餾利用石油中各種烴的沸點(diǎn)不同，逐步升溫使烴汽化，利用石油中各種烴的沸點(diǎn)不同，逐步升溫使烴汽化，再經(jīng)冷凝后將烴分離成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物的過程再經(jīng)冷凝后將烴分離成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物的過程叫做分餾。叫做分餾。其主要目的是得到汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油。其主要目的是得到汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油。6石油的裂化石油的裂化通過催化劑催化、高溫等手段將含碳原子較多、沸通過催化劑催化、高溫等手段將含碳原子較多、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的汽油點(diǎn)較高的烴斷裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的汽油等的過程，叫裂化。例如：等的過程，叫裂化。例如：主要目的是提高

13、輕質(zhì)燃料油的含量，所得輕質(zhì)油主要目的是提高輕質(zhì)燃料油的含量，所得輕質(zhì)油和直接分餾所得輕質(zhì)油的區(qū)別是前者含有不飽和和直接分餾所得輕質(zhì)油的區(qū)別是前者含有不飽和烯烴，因此裂化汽油可使溴水、酸性烯烴，因此裂化汽油可使溴水、酸性kmno4溶溶液褪色。液褪色。7石油的裂解石油的裂解石油在更高的溫度下發(fā)生深度裂化，石油中的烴石油在更高的溫度下發(fā)生深度裂化，石油中的烴分子斷裂成以乙烯為主的小分子的過程叫裂解。分子斷裂成以乙烯為主的小分子的過程叫裂解。裂解的目的是獲得重要化工原料乙烯等氣態(tài)不飽裂解的目的是獲得重要化工原料乙烯等氣態(tài)不飽和烴。和烴。8乙烯的聚合反應(yīng)乙烯的聚合反應(yīng)例例 (2011年廣州高二檢測年廣州

14、高二檢測)如何從石油中獲得更如何從石油中獲得更多的輕質(zhì)燃油一直是化學(xué)家探索的課題，將石油分多的輕質(zhì)燃油一直是化學(xué)家探索的課題，將石油分餾得到的重油進(jìn)行裂化可以獲得更多的輕質(zhì)燃油。餾得到的重油進(jìn)行裂化可以獲得更多的輕質(zhì)燃油。資料資料1：石蠟是含有：石蠟是含有2030個(gè)碳原子的烷烴的混合個(gè)碳原子的烷烴的混合物，常溫下呈固態(tài)。物，常溫下呈固態(tài)。資料資料2：石油催化裂化中通常使用：石油催化裂化中通常使用al2o3作催化劑。作催化劑。某研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬石油的催化裂某研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬石油的催化裂化，裝置如圖：實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到燒瓶化，裝置如圖：實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到燒瓶中固中固體石蠟先

15、熔化，試管體石蠟先熔化，試管中有少量液體凝結(jié)，試管中有少量液體凝結(jié)，試管中酸性高錳酸鉀溶液褪色，實(shí)驗(yàn)后聞試管中酸性高錳酸鉀溶液褪色，實(shí)驗(yàn)后聞試管中中液體氣味，具有汽油的氣味。液體氣味，具有汽油的氣味。(1)該裝置儀器連接的順序應(yīng)遵循的原則為該裝置儀器連接的順序應(yīng)遵循的原則為_，為保證實(shí)驗(yàn)成功，實(shí)驗(yàn)前，為保證實(shí)驗(yàn)成功，實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的操作是必須進(jìn)行的操作是_，裝置中較，裝置中較長導(dǎo)管的作用是長導(dǎo)管的作用是_；(2)試管試管中少量液體凝結(jié)說明了中少量液體凝結(jié)說明了_；(3)試管試管中溶液褪色說明了中溶液褪色說明了_；(4)能否用試管能否用試管中的液體萃取溴水中的溴，理由中的液體萃取溴水中的溴，理由

16、是是_。(5)寫出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化學(xué)方程式寫出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化學(xué)方程式_。(6)石油裂化的重要意義是石油裂化的重要意義是_?！窘馕鼋馕觥績x器連接的順序應(yīng)遵循從下往上，儀器連接的順序應(yīng)遵循從下往上，從左到右的原則，裝入藥品之前要檢驗(yàn)裝置的從左到右的原則，裝入藥品之前要檢驗(yàn)裝置的氣密性。依據(jù)石油分餾工業(yè)的分餾塔原理，設(shè)氣密性。依據(jù)石油分餾工業(yè)的分餾塔原理，設(shè)置了長導(dǎo)管，其作用除導(dǎo)氣外，兼起冷凝氣體置了長導(dǎo)管，其作用除導(dǎo)氣外，兼起冷凝氣體的作用；依據(jù)催化裂化原理，下列反應(yīng)皆有可的作用；依據(jù)催化裂化原理，下列反應(yīng)皆有可能發(fā)生：能發(fā)生：其中，其中，d易溶于水，且與易溶于水，且與c

17、h3cooh互為同分異構(gòu)互為同分異構(gòu)體，體，f分子中的碳原子數(shù)是分子中的碳原子數(shù)是d中的中的3倍，倍，h經(jīng)催化氧經(jīng)催化氧化可得到化可得到g。請回答下列問題：。請回答下列問題：(1)寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式：寫出下列物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式：a_，h_；指出；指出a和和h的關(guān)系：的關(guān)系：_。(2)利用合成氣利用合成氣(h2co)生產(chǎn)汽油、甲醇和氨等已生產(chǎn)汽油、甲醇和氨等已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，合成氣也可合成醛、酸、酯等經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化，合成氣也可合成醛、酸、酯等多種產(chǎn)物，下列表述正確的是多種產(chǎn)物，下列表述正確的是_。以合成氣為原料的反應(yīng)都是化合反應(yīng)以合成氣為原料的反應(yīng)都是化合反應(yīng)改變合成氣中改變合成氣中co與與h2

18、的體積比，可得到不同的的體積比，可得到不同的產(chǎn)物產(chǎn)物合成氣的轉(zhuǎn)化反應(yīng)需在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪簭?qiáng)下通過合成氣的轉(zhuǎn)化反應(yīng)需在適當(dāng)?shù)臏囟群蛪簭?qiáng)下通過催化完成催化完成從合成氣出發(fā)生成氣態(tài)烴或醇類有機(jī)物是實(shí)現(xiàn)從合成氣出發(fā)生成氣態(tài)烴或醇類有機(jī)物是實(shí)現(xiàn)“煤變油煤變油”的有效途徑的有效途徑以合成氣為原料的反應(yīng)產(chǎn)物中不可能有烯烴或水以合成氣為原料的反應(yīng)產(chǎn)物中不可能有烯烴或水a(chǎn)bc d(3)寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式：ch3coohef：_；d與新制氫氧化銅加熱：與新制氫氧化銅加熱：_。解析：解析：本題以能源為載體考查烴的衍生物的性質(zhì)，本題以能源為載體考查烴的衍生物的性質(zhì)，命題著眼點(diǎn)在于煤的氣化和液化，同時(shí)它又結(jié)合有命題著眼點(diǎn)在于煤的氣化和液化，同時(shí)它又結(jié)合有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型，要求整合新信息得出結(jié)論。機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型，要求整合新信息得出結(jié)論。(1)由題