煤、石油、天然氣的綜合利用課件

第一課時煤、石油、天然氣的綜合利用

背景知識回顧一、化石燃料煤、石油和天然氣都是古代

經(jīng)過一系列復雜變化而成的，它們是人們生活中經(jīng)常使用的主要燃料，因此人們常稱它們?yōu)?/p>

燃料，是

資源。二、煤、石油燃燒對環(huán)境的影響1、煤的燃燒對空氣的影響煤燃燒時會排放出

等氣體和一些煙塵，它們都是大氣的污染物。2、用石油作燃料，直接燃燒的是石油的加工產(chǎn)品——汽油、煤油、柴油等，它們?nèi)紵龝r會排放出

、

、含

化合物、未燃燒的

化合物和煙塵等，它們都是大氣的污染物。動植物遺骸化石不可再生SO2、NO2CO氮的氧化物鉛碳氫迄今為止，煤、石油、天然氣仍是人類使用的主要能源，同時它們也是重要的化工原料。如何實現(xiàn)化石燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染，是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。求知課堂互動一、煤的綜合利用1、煤的組成組成元素:主要是碳元素；（還有少量的H、O、N、P、S、鹵素等）組成成分：是由多種有機物、無機物組成的復雜混合物。煤的結(jié)構模型一、煤的綜合利用：

2、煤的分類腐泥煤腐植煤褐煤煙煤泥煤無煙煤按C%95%以上70%以上60%~70%50%~60%工業(yè)上煤品質(zhì)的檢測指標：發(fā)熱量、揮發(fā)分、固定碳、水分、灰分等煤的干餾實驗裝置圖實驗裝置1實驗裝置2一、煤的綜合利用（1）煤的干餾①煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。（2）煤的氣化：

將煤中的有機物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(l)一定條件中熱值氣高熱值氣2CO(g)+O22CO2(g)；△H=-566KJ/mol2H2(g)+O22H2O(l)；△H=-571KJ/molCH4(g)+2O2CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程。分為直接液化和間接液化。一、煤的綜合利用（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫

CO+2H2CH3OH（甲醇）一定條件如：石油分餾示意圖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

。

在催化劑的作用下將含碳原子多的重油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程。提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。(3)裂解:

深度的裂化。裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的產(chǎn)量是一個國家石化水平的標志25%產(chǎn)量提高三、天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用于合成

和生產(chǎn)

等。天然氣化工以含一個碳原子的甲烷為原料，通過化學變化形成含兩個或多個碳原子的其他有機化合物。實現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項具有挑戰(zhàn)性的課題。氨甲醇柴達木盆地天然氣儲量突破3000億立方米俄天然氣管道通向中國德國天然氣汽車天然氣灶液化天然氣公交車四、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、天然氣相對分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物加聚、縮聚塑料

塑料的主要成分是合成樹脂，其中還添加了某些特定用途的添加劑（如提高塑性的增塑劑、防止老化的防老化劑）；有些熱塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反復加工，多次使用；有些熱固性塑料（電木），一旦加工成型就不會受熱熔化。常見的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機玻璃）、酚醛塑料（電木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。聚丙烯：單體：CH2＝CHCH3酚醛塑料單體：苯酚、甲醛聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2合成纖維纖維天然纖維化學纖維棉花羊毛木材草類合成纖維：用石油、天然氣等為原料制成的單體，再經(jīng)聚合制成的纖維（如：“六大綸”、碳纖維、光導纖維等）人造纖維：用木材、草類的纖維經(jīng)化學加工制成。如黏膠纖維等合成橡膠橡膠天然橡膠合成橡膠通用橡膠特種橡膠丁苯橡膠順丁橡膠氯丁橡膠聚硫橡膠硅橡膠思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環(huán)境保護和經(jīng)濟成本等方面作出評價。2、你認為應該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通過熔融再生重新作成多種有用的材料；二是采用熱裂解或化學處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料；三是將廢舊合成材料作為燃料使用。第二課時

第二課時背景知識回顧1、通常所說的三廢是指

、

和

。2、綠色食品是指

的食品，白色污染是指

。廢渣廢氣廢水塑料垃圾無污染、無公害求知課堂互動一、環(huán)境保護1、在環(huán)境問題面前，化學工作者所面臨的重要問題在環(huán)境問題日益突出的今天，化學工作者所面臨的重要任務是對

的檢測、

的治理、尋找從源頭上治理

的生產(chǎn)工藝。2、化學在三廢治理過程中的重要作用環(huán)境情況三廢環(huán)境污染二、環(huán)境保護與綠色化學1、環(huán)境：主要是指人類的生存環(huán)境。2、環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理開發(fā)和利用自然資源而造成生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染問題。3、環(huán)境污染：人類排放的污染物質(zhì)超過了環(huán)境的自凈能力，引起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生不良變化從而危害人類健康和生存的現(xiàn)象。因此，要隨時進行環(huán)境監(jiān)測?。?！如：水華、赤潮、酸雨、光化學煙霧……水華

目前,全球有三大塊酸雨地區(qū)：西歐,北美和東南亞。我國長江以南也存在連片的酸雨區(qū)域。在酸雨區(qū)域內(nèi),湖泊酸化,漁業(yè)減產(chǎn),森林衰退,土壤貧脊,糧菜減產(chǎn),建筑物腐蝕,文物面目皆非。

光化學煙霧大氣污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳氫化合物在太陽光紫外線的照射下，在低空大氣中發(fā)生復雜的光化學反應（大氣中的氧氣也參加了反應），形成白色或淺蘭色有特殊氣味的光化學煙霧。光化學煙霧中主要含二次污染物如醛類、酮類、臭氧、過氧硝酸、乙酰酯等。光化學煙霧嚴重危害人體健康，損害植物及橡膠制品等。環(huán)境污染的分類：按環(huán)境要素：分大氣污染、水體污染、土壤污染。按人類活動分：工業(yè)環(huán)境污染、城市環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。按造成污染的性質(zhì)、來源分：化學污染、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電磁波等）、固體廢物污染、能源污染。

思考與交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)。工業(yè)上常利用它們與一些廉價易得的化學物質(zhì)發(fā)生反應加以控制、消除或回收利用。請舉例說明這些方法的化學反應原理和類型。酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴重的大氣污染現(xiàn)象，會區(qū)域性或隨風漂移形成對土壤肥力、森林、水生動植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產(chǎn)和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。利用化學方法可以控制硫和氮氧化物，進而控制酸雨等危害。例如：針對我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點，主要采取燃料預脫煤、爐內(nèi)脫硫和煙囪排氣除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脫硫。

CaO+SO2====CaSO32CaSO3+O2====2CaSO4SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800

℃800

℃再如，機動車輛的尾氣排放也同樣需要控制，其中的氮氧化物還是光化學污染的主要成因，它比硫氧化物的消除難度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物還原，轉(zhuǎn)化為N2、CO2、H2O等無害氣體。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃2、含氮、磷的大量污水任意排向湖泊、水庫和近海海域，會出現(xiàn)水華、赤潮等水體污染問題。你認為在農(nóng)村和城市造成的這種水體污染各有什么特點，并請查閱資料了解有關的污染及治理情況。工業(yè)廢水和污水的不適當排放、化肥的不合理使用以及生活污水的任意排放會造成嚴重水體和水源污染。例如，含有大量氮、磷的污水排向湖泊、水庫和近海海域，造成了水體的富營養(yǎng)化，出現(xiàn)藻類大量繁殖形成赤潮、水華等嚴重污染問題。我們?nèi)粘Ｊ褂玫暮铣上礈靹┏Ｓ枚嗑哿姿猁}作為助洗劑，在水體中經(jīng)藻類的微生物催化后，容易水解為磷酸鹽，成為引起水體富營養(yǎng)化的污染物。綠色化學理念（防治優(yōu)于治理）核心：利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學”、“環(huán)境友好化學”、“清潔化學”。從學科觀點看：是化學基礎內(nèi)容的更新。（改變反應歷程）從環(huán)境觀點看：強調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）從經(jīng)濟觀點看：它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率）熱點：原子經(jīng)濟性——反應物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物，原子利用率為100%91頁原子經(jīng)濟性反應高選擇性反應無毒無害原料可再生資源環(huán)境友好產(chǎn)品（安全、能降解可再生利用）1、安全的生產(chǎn)工藝2、應用無毒無害的催化劑3、應用無毒無害的溶劑4、提高能源的利用率原子利用率100%原子利用率=25.4%原子利用率=100%海底石油:1350億噸天然氣：140萬億立方米鎂、鉀、鈾、鍶等礦物：5億億噸（液體礦山）錳結(jié)核：3萬億噸;魚蝦貝藻：6億噸/年，現(xiàn)在捕撈量9000萬噸/年波浪能：700億千瓦潮汐能：27億千瓦重水：200萬噸水：13億億噸資料:海水：名副其實的液體資源寶庫!海水中資源的分類:海水資源水資源化學資源生物資源能源……….海水資源的分布特點：1、海水資源的廣闊性2、海水資源的多樣性3、海水資源的分散性總之，海洋是一個遠未完全開發(fā)的巨大化學資源寶庫?。?！一、水資源的開發(fā)利用：水資源的利用直接利用海水淡化設計1：設計實驗進行海水的淡化。海水的淡化：與能源技術相結(jié)合,能解決成本問題:其他淡化技術：1、電滲析法+-2、離子交換法陽離子交換樹脂:HR+Na+=NaR+H+