化學(xué)與常規(guī)能源課件

化學(xué)與常規(guī)能源

10/7/20231化學(xué)與常規(guī)能源化學(xué)與常規(guī)能源10/6/20231化學(xué)與常規(guī)能源主要內(nèi)容柴薪(生物質(zhì)能)——第一代主體能源煤——最主要的固體燃料石油和天然氣化學(xué)電池能源利用的化學(xué)本質(zhì)10/7/20232化學(xué)與常規(guī)能源主要內(nèi)容柴薪(生物質(zhì)能)——第一代主體能源10/6/2023什么是能源？能源是提供能量的自然資源。能量是一切運(yùn)動(dòng)的源泉。沒(méi)有能量就沒(méi)有生命運(yùn)動(dòng)，生命運(yùn)動(dòng)的停止意味著生命的死亡；沒(méi)有能量就沒(méi)有化學(xué)反應(yīng)，所有形式的生命都不能維持。能源是宇宙的推動(dòng)力，是系統(tǒng)作功能力的量化特性，能源可以是動(dòng)能、位能、熱能。能源的形式有很多(例如熱力、電力等)，而且一種能源形式可以轉(zhuǎn)化成另一種形式。10/7/20233化學(xué)與常規(guī)能源什么是能源？能源是提供能量的自然資源。10/6/20233化能源結(jié)構(gòu)：石油仍居主導(dǎo)地位，占能源消費(fèi)總量的36.8％，煤炭次之，占27.2％，天然氣發(fā)展較快，已占23.7％，有三足鼎立之勢(shì)。而水電與核能則相對(duì)勢(shì)微，分別僅占6.2％和6.1％。10/7/20234化學(xué)與常規(guī)能源能源結(jié)構(gòu)：石油仍居主導(dǎo)地位，占能源消費(fèi)總量的36.8％，煤

目前，我國(guó)能源利用效率為33%，比發(fā)達(dá)國(guó)家低10個(gè)百分點(diǎn)；單位產(chǎn)值能耗是世界平均水平的2倍多，比美國(guó)、歐盟、日本、印度分別高2.5倍、4.9倍、8.7倍和43%；我國(guó)8個(gè)行業(yè)（石化、電力、鋼鐵、有色、建材、化工、輕工、紡織）主要產(chǎn)品單位能耗平均比國(guó)際先進(jìn)水平高40%；燃煤工業(yè)鍋爐平均運(yùn)行效率比國(guó)際先進(jìn)水平低15-20%；機(jī)動(dòng)車百公里油耗比歐洲高25%，比日本高20%。能源利用效率10/7/20235化學(xué)與常規(guī)能源

目前，我國(guó)能源利用效率為33%，比發(fā)達(dá)國(guó)家低10個(gè)百能源的分類能源按其來(lái)源不同可以分類四類：太陽(yáng)能：除太陽(yáng)輻射能以外，還包括煤、石油、天然氣等化石燃料，以及生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、海洋能等間接來(lái)自太陽(yáng)能的能源。地?zé)崮埽喝绲叵聼崴?、地下蒸氣、干熱巖體。核裂變資源和核聚變資源：如鈾、釷等核裂變和氘、氚、鋰等核聚變資源。月球、太陽(yáng)等星體對(duì)地球的引力為主產(chǎn)生的能源：如以月球引力為主產(chǎn)生的潮汐能。10/7/20236化學(xué)與常規(guī)能源能源的分類能源按其來(lái)源不同可以分類四類：10/6/20236按能源工作者的分類一次能源：可從自然界取得而不改變其基本形態(tài)的能源。常規(guī)能源：已被人們廣泛應(yīng)用的能源，如水能、煤、石油、核裂變材料等新能源：采用新的先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)而被廣泛應(yīng)用的能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、核聚變材料二次能源：由一次能源加工或轉(zhuǎn)換而轉(zhuǎn)變了形態(tài)的能源稱為二次能源。煤制品石油制品電能、沼氣、蒸汽等。能源的分類10/7/20237化學(xué)與常規(guī)能源按能源工作者的分類能源的分類10/6/20237化學(xué)與常規(guī)能一次能源二次能源再生能源非再生能源太陽(yáng)能、水力、風(fēng)力、生物質(zhì)能、波浪能、潮汐能、海洋溫差能、地?zé)嵩?、原油、天然氣、油?yè)巖、核能電力、蒸汽、煤氣、汽油、柴油、重油、液化石油氣、酒精、沼氣、氫氣和焦炭能源的分類10/7/20238化學(xué)與常規(guī)能源一次能源二次能源再生能源非再生能源太陽(yáng)能、水力、風(fēng)力、生物質(zhì)直接利用太陽(yáng)能光合作用空氣、地表吸熱煤炭食物中的化學(xué)能空氣變熱形成風(fēng)水蒸氣形成雨雪10/7/20239化學(xué)與常規(guī)能源直接利用太陽(yáng)能光合作用空氣、地表吸熱煤炭食物中的化學(xué)能空氣變

Ⅰ.柴薪(生物質(zhì)能)

——第一代主體能源柴薪是人類第一代主體能源柴薪也可稱為生物質(zhì)能,它是光合作用的產(chǎn)物,是太陽(yáng)能的間接利用植物的葉綠體通過(guò)光合作用，利用太陽(yáng)的能量，將CO2和H2O合成為有機(jī)物并放出O2,在燃燒時(shí)，這些有機(jī)物又與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)變?yōu)镃O2和H2O,同時(shí)釋放出能量。10/7/202310化學(xué)與常規(guī)能源Ⅰ.柴薪(生物質(zhì)能)

——第水+二氧化碳----->有機(jī)體+氧植物太陽(yáng)能生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物中的一種能量形式，一種以生物質(zhì)為載體的能量，它直接或間接地來(lái)源于植物的光合作用，在各種可再生能源中，生物質(zhì)是獨(dú)特的，它是貯存的太陽(yáng)能，更是一種唯一可再生的碳源。生物質(zhì)資源數(shù)量龐大，形式繁多，其中包括柴薪，農(nóng)林作物，尤其是為了生產(chǎn)能源而種植的能源作物，農(nóng)業(yè)和林業(yè)殘剩物，食品加工和林產(chǎn)品加工的下腳料，城市固體廢棄物，生活污水和水生植物等等（中國(guó)生物質(zhì)資源主要是農(nóng)業(yè)廢棄物及農(nóng)林產(chǎn)品加工業(yè)廢棄物、薪柴、人畜糞便、城鎮(zhèn)生活垃圾等四個(gè)方面）。10/7/202311化學(xué)與常規(guī)能源水+二氧化碳----->有機(jī)體+氧植物太陽(yáng)能生生物能具備下列優(yōu)點(diǎn)：

*提供低硫燃料；

*提供廉價(jià)能源(於某些條件下)；

*將有機(jī)物轉(zhuǎn)化成燃料可減少環(huán)境公害(例如，垃圾燃料)；

*與其他非傳統(tǒng)性能源相比較，技術(shù)上的難題較少。其缺點(diǎn)有:

*小規(guī)模利用；

*植物僅能將極少量的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化成有機(jī)物；

*單位土地面的有機(jī)物能量偏低；

*缺乏適合栽種植物的土地；

*有機(jī)物的水分偏多(50%～95%)。

生物能的優(yōu)缺點(diǎn)10/7/202312化學(xué)與常規(guī)能源生物能具備下列優(yōu)點(diǎn)：

*提供低硫燃料；

*提據(jù)統(tǒng)計(jì)：世界每年約產(chǎn)出1.7×1011噸干生物量，利用量?jī)H為1.3×108噸，不足總量的1%；生物質(zhì)向人類提供了世界能源消費(fèi)總量的15%,僅次于石油、煤碳和天然氣（生物能是第四大能源）；我國(guó)利用的生物質(zhì)能約為2.6×108噸標(biāo)準(zhǔn)煤，占農(nóng)村能源消費(fèi)的70%左右。10/7/202313化學(xué)與常規(guī)能源據(jù)統(tǒng)計(jì)：世界每年約產(chǎn)出1.7×1011噸干生物量，利用量?jī)H為傳統(tǒng)能源使用的新方式柴薪的傳統(tǒng)使用方法是直接燃燒，其熱利用率很低，為15%左右，即使用新式節(jié)柴灶，也最多能提高到25%左右，而且直接燃燒還會(huì)造成環(huán)境污染。總體思路：將固態(tài)的柴薪通過(guò)化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為可燃性液態(tài)或氣態(tài)化合物，即將生物能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，然后再燃燒放熱。氣態(tài)燃料：沼氣液態(tài)燃料：甲醇、乙醇10/7/202314化學(xué)與常規(guī)能源傳統(tǒng)能源使用的新方式柴薪的傳統(tǒng)使用方法是直接燃燒，其熱利用率一、氣體燃料—沼氣生物質(zhì)在厭氧條件下可生成沼氣,其主要成份是甲烷(CH4),甲烷燃燒熱值高,而且干凈,因此被稱為清潔燃料。另外，生成沼氣的殘?jiān)?、殘液是?yōu)質(zhì)的速效肥料。沼氣的原料可以是有機(jī)垃圾，既處理了生活垃圾的一部分又清潔了環(huán)境，所以建設(shè)大型沼氣池可同時(shí)處理城市垃圾，還可以用于發(fā)電。到2000年底，我國(guó)共建成了1000座工業(yè)廢水和畜禽糞便沼氣工程形成了每年約6億立方米沼氣生產(chǎn)能力。我國(guó)農(nóng)村有500多萬(wàn)小型沼氣池作為家用能源。10/7/202315化學(xué)與常規(guī)能源一、氣體燃料—沼氣生物質(zhì)在厭氧條件下可生成沼氣,其主要成份是二、液體燃料生物質(zhì)經(jīng)過(guò)發(fā)酵或高溫?zé)岱纸獾确椒芍圃旒状?、乙醇等干凈的液態(tài)燃料。許多歐美國(guó)家已經(jīng)普及使用了乙醇或含乙醇的汽油做汽車燃料。歐洲已有多家由木屑生產(chǎn)甲醇的工廠。除利用農(nóng)牧業(yè)的廢料，科學(xué)家們成功地培植了一些速生樹(shù)木等高產(chǎn)作物以獲取生物能源。巴西：香膠樹(shù)（又稱石油樹(shù)）每株每年產(chǎn)50KG左右與石油成份相近的膠質(zhì)。美國(guó)：黃鼠草，每公頃年產(chǎn)6000kg石油；巨型海藻，提煉類似柴油的燃料油。10/7/202316化學(xué)與常規(guī)能源二、液體燃料生物質(zhì)經(jīng)過(guò)發(fā)酵或高溫?zé)岱纸獾确椒芍圃旒状?、乙醇生物能的開(kāi)發(fā)和利用具有巨大的潛力

直接燃燒生物質(zhì)來(lái)產(chǎn)生熱能、蒸汽或電能。利用能源作物生產(chǎn)液體燃料。目前具有發(fā)展?jié)摿Φ哪茉醋魑铮ǎ嚎焖俪砷L(zhǎng)作物樹(shù)木、糖與淀粉作物（供制造乙醇）、含有碳氧化的合作物、草本作物、水生植物。生產(chǎn)木炭和炭。生物質(zhì)（熱解）氣化后用于電力生產(chǎn)，如集成式生物質(zhì)氣化器和噴氣式蒸汽燃?xì)廨啓C(jī)（BIG/STIG）聯(lián)合發(fā)電裝置。對(duì)農(nóng)業(yè)廢棄物、糞便、污水或城市固體廢物等進(jìn)行厭氧消化，以生產(chǎn)沼氣和避免用錯(cuò)誤的方法處置這些物質(zhì)，以免引起環(huán)境危害。10/7/202317化學(xué)與常規(guī)能源生物能的開(kāi)發(fā)和利用具有巨大的潛力直接燃燒生物質(zhì)來(lái)產(chǎn)生熱能、

根據(jù)生物質(zhì)能的作用和我國(guó)的現(xiàn)狀，目前重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)目如下：（1）近期優(yōu)先發(fā)展項(xiàng)目·

生物質(zhì)氣化供氣·

生物質(zhì)氣化發(fā)電·

大型沼氣工程·

生物質(zhì)直接燃燒供熱（2）中長(zhǎng)期化發(fā)展項(xiàng)目·

生物質(zhì)高度氣化發(fā)電項(xiàng)目（BIG/CC）·

生物質(zhì)制氫等優(yōu)質(zhì)燃?xì)狻?/p>

生物質(zhì)熱解液化制油10/7/202318化學(xué)與常規(guī)能源根據(jù)生物質(zhì)能的作用和我國(guó)的現(xiàn)狀，目前重點(diǎn)發(fā)展的項(xiàng)Ⅱ.煤——最主要的固體燃料概述煤是我國(guó)的主要能源煤的來(lái)源及形成煤的化學(xué)組成煤的利用方式直接燃燒綜合利用煤的氣化煤的干餾煤的液化10/7/202319化學(xué)與常規(guī)能源Ⅱ.煤——最主要的固體燃料概述10/6/202319化學(xué)與常煤是我國(guó)的主要能源中國(guó)最早使用煤，700多年前，馬可波羅看到中國(guó)人燒煤，這是他第一次見(jiàn)識(shí)到一種可以燃燒的“黑石頭”最早大規(guī)模使用煤的是英國(guó)：英國(guó)森林資源有限，而英國(guó)又是產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)源地，隨著蒸汽機(jī)的發(fā)明和推廣，煤逐漸成為能源主角。世界能源消費(fèi)：20世紀(jì)70年代石油超過(guò)了煤。發(fā)展中國(guó)家仍以煤為主要能源。中國(guó)的能源消費(fèi)構(gòu)成：煤所占比例為：1960年94%；1970年81%;1990年76%；2000年68%10/7/202320化學(xué)與常規(guī)能源煤是我國(guó)的主要能源中國(guó)最早使用煤，700多年前，馬可波羅看到煤的來(lái)源（形成）煤、石油和天然氣是上億年前的植物或動(dòng)物變來(lái)的，故被稱為“化石能源”。它的主要演變過(guò)程為：約3億年前的古生代——泥煤形成隨著地殼下降，下有地?zé)幔嫌型潦瘔毫Α置盒纬傻貧だ^續(xù)下降，較深的地方，壓力繼續(xù)增大，地?zé)釡囟瓤蛇_(dá)20000C左右，形成煙煤，最后變成無(wú)煙煤。

煤因此被稱為化石能源10/7/202321化學(xué)與常規(guī)能源煤的來(lái)源（形成）煤、石油和天然氣是上億年前的植物或動(dòng)物變來(lái)的煤的化學(xué)組成因產(chǎn)地而異。目前公認(rèn)的平均組成含C、H、O、N、S分別為85.0%，5.0%，7.6%，0.7%，1.7%，可折成原子比來(lái)表示：C135H96O9NS此外還含有其他的金屬和非金屬元素。10/7/202322化學(xué)與常規(guī)能源煤的化學(xué)組成因產(chǎn)地而異。目前公認(rèn)的平均組成含C、H、O、N、10/7/202323化學(xué)與常規(guī)能源10/6/202323化學(xué)與常規(guī)能源10/7/202324化學(xué)與常規(guī)能源10/6/202324化學(xué)與常規(guī)能源煤的利用方式

——直接燃燒我國(guó)是一個(gè)燃煤大國(guó)。年消費(fèi)量在10億噸以上。其中30%用于火力發(fā)電，煉焦；50%用于各種工業(yè)鍋爐、窯爐；20%的用于生活?？梢?jiàn)，絕大部分是直接燒掉。直接燃燒的弊端：熱效率低；化學(xué)利用率低；嚴(yán)重污染環(huán)境。10/7/202325化學(xué)與常規(guī)能源煤的利用方式

——直接燃燒我10/7/202326化學(xué)與常規(guī)能源10/6/202326化學(xué)與常規(guī)能源煤的綜合利用

——煤的干餾（煤的焦化）即隔絕空氣加熱，使煤分解生成：焦?fàn)t氣（氣體），煤焦油（液體），焦炭（固體）煤隔絕空氣：控制干餾的溫度可以得到不同的產(chǎn)品。焦?fàn)t氣中除可燃?xì)怏wCO，H2，CH4外，還有乙烯、苯、氨等。煤焦油可提煉苯、酚、萘、蒽、菲等環(huán)狀化合物，它們是醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥、染料行業(yè)的重要原料，此外還可分離出吡啶、喹啉、機(jī)油、瀝青等400多種化合物；焦炭的主要用途是煉鐵，還可制成電石，電極等10/7/202327化學(xué)與常規(guī)能源煤的綜合利用

——煤的干餾（煤的焦化）即隔絕空氣煤的綜合利用

——煤的氣化讓煤在氧氣不足的情況下，進(jìn)行部分氧化，使煤中的有機(jī)物部分分轉(zhuǎn)化。氣化的主要目的有二個(gè)：產(chǎn)生氣體燃料，便于管道輸送（車間、實(shí)驗(yàn)室、廚房）氣化的過(guò)程涉及10個(gè)左右的基本化學(xué)反應(yīng)，根據(jù)不同需要作不同的條件控制，產(chǎn)物的成分和比例不同。10/7/202328化學(xué)與常規(guī)能源煤的綜合利用

——煤的氣化讓煤在氧氣不足的情煤的綜合利用

——煤的液化(在研究過(guò)程中)煤與石油有著相似的“成長(zhǎng)經(jīng)歷”，有著近似的“基因”，有可能通過(guò)一定化學(xué)反應(yīng)，將煤轉(zhuǎn)化為石油。煤炭液化油可稱為人造石油。煤的液化可分為直接和間接液化10/7/202329化學(xué)與常規(guī)能源煤的綜合利用

——煤的液化(在研究過(guò)直接液化：2.3噸煤可以液化為一噸油，但不能直接用于汽油。加H2，重整后可用于汽油，但成本加大間接液化：5-6噸煤可以液化為1噸油，品位較純，符合環(huán)保要求10/7/202330化學(xué)與常規(guī)能源直接液化：2.3噸煤可以液化為一噸油，但不能直接用于汽油。加一碳化學(xué)隨著煤的氣化和液化技術(shù)的重大突破，以煤為原料的C1化學(xué)可望在今后形成一個(gè)新體系。C1化學(xué)：以分子中含一個(gè)碳原子的化合物（如：CH3OH、CO、CH4等）為原料來(lái)合成化工產(chǎn)品的化學(xué)體系。C1化學(xué)的發(fā)展對(duì)煤礦資源豐富的我國(guó)十分重要。10/7/202331化學(xué)與常規(guī)能源一碳化學(xué)隨著煤的氣化和液化技術(shù)的重大突破，以煤為原料的C1化Ⅲ.石油和天燃?xì)馐偷挠蓙?lái)與分布石油的組成與利用石油的伴生物——天然氣10/7/202332化學(xué)與常規(guī)能源Ⅲ.石油和天燃?xì)馐偷挠蓙?lái)與分布10/6/202332化學(xué)與石油的由來(lái)石油在世界能源消耗結(jié)構(gòu)中雄居首位，同時(shí)是化工生產(chǎn)最主要的原料來(lái)源——被稱為“工業(yè)的血液”。關(guān)于石油的成因，現(xiàn)在較為一致的觀點(diǎn)：石油是遠(yuǎn)古時(shí)代海洋或湖泊中動(dòng)植遺體，在地下經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的復(fù)雜變化而形成的棕黑色黏稠液態(tài)混合物。10/7/202333化學(xué)與常規(guī)能源石油的由來(lái)石油在世界能源消耗結(jié)構(gòu)中雄居首位，同時(shí)是化工生產(chǎn)最石油的分布未經(jīng)處理的石油叫原油。目前查明儲(chǔ)量最大的產(chǎn)油帶有兩個(gè)，這兩個(gè)都曾是海槽，因此有“海相成油”學(xué)說(shuō)。長(zhǎng)科迪勒地帶：北起阿拉斯加和加拿大，經(jīng)美國(guó)西海岸，到南美委內(nèi)瑞拉、阿根挺特提斯地帶：從地中海起經(jīng)中東到印尼我國(guó)已經(jīng)開(kāi)發(fā)的大小油田有160多個(gè)：大慶、勝利、中原、華北、大港等。我國(guó)還有大量的油氣資源（大陸架）10/7/202334化學(xué)與常規(guī)能源石油的分布未經(jīng)處理的石油叫原油。目前查明儲(chǔ)量最大的產(chǎn)油帶有兩石油的組成與利用石油是極其龐雜的混合物，其中絕大多數(shù)是碳?xì)浠衔?。（C元素與H元素的化合物→烴）200年前，人類開(kāi)始用蒸餾方法提煉石油最先出來(lái)的沸點(diǎn)最低：汽油其次是煤油剩在鍋里的是重油：柴油、潤(rùn)滑油、凡士林、石蠟、瀝青10/7/202335化學(xué)與常規(guī)能源石油的組成與利用石油是極其龐雜的混合物，其中絕大多數(shù)是碳?xì)浠偷慕M成與利用最初，人們利用煤油照明，汽油和重油是副產(chǎn)品。19世紀(jì)80年代：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)問(wèn)世，汽油的產(chǎn)量超過(guò)煤油。柴油機(jī)的發(fā)明、內(nèi)燃機(jī)的普及使工業(yè)對(duì)石油的需求量直線上升。至此，石油方成為工業(yè)的血液。10/7/202336化學(xué)與常規(guī)能源石油的組成與利用最初，人們利用煤油照明，汽油和重油是副產(chǎn)品。10/7/202337化學(xué)與常規(guī)能源10/6/202337化學(xué)與常規(guī)能源10/7/202338化學(xué)與常規(guī)能源10/6/202338化學(xué)與常規(guī)能源10/7/202339化學(xué)與常規(guī)能源10/6/202339化學(xué)與常規(guī)能源石油的組成與利用當(dāng)今社會(huì)，隨著汽車的普及，汽油用量遠(yuǎn)大于煤油。能否將煤油變成汽油呢？怎樣提高汽油的性能和品質(zhì)呢？熱裂法（催化裂解法制汽油）催化重整法加氫精制10/7/202340化學(xué)與常規(guī)能源石油的組成與利用當(dāng)今社會(huì)，隨著汽車的普及，汽油用量遠(yuǎn)大于煤油煤油變汽油——熱裂法經(jīng)測(cè)定，汽油的主要成分是7~8個(gè)C原子的烷烴，而煤油為含10~15個(gè)C原子的烷烴。在加熱加壓條件下，通過(guò)催化劑，大分子分裂為小分子，煤油變成汽油。經(jīng)催化裂化，從重油中能獲得更多乙烯、丙烯、丁烯等化工原料，也能獲得較多較好的汽油。10/7/202341化學(xué)與常規(guī)能源煤油變汽油——熱裂法經(jīng)測(cè)定，汽油的主要成分是7~8個(gè)C原子的提高汽油性能——催化重整法提高汽油的辛烷值（汽油性能的表征）

辛烷值：汽油中異辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）的含量，用以衡量汽油抗震性的高低。人們把抗震性最差的正庚烷的辛烷值定為0（自燃點(diǎn)：2230C），抗震性較好的異辛烷的辛烷值定為100（自燃點(diǎn)：4180C）。10/7/202342化學(xué)與常規(guī)能源提高汽油性能——催化重整法提高汽油的辛烷值（汽油性能的表征）

辛烷值常用來(lái)衡量汽油的抗震程度，把抗震性較好的異辛烷(2，2，4一三甲基戊烷)的辛烷值定為l00，爆震性極強(qiáng)的正庚烷的辛烷值定為零，把汽油的抗震性和這兩種烴的不同比例的混合物進(jìn)行比較，就可以得到該汽油的相對(duì)辛烷值。目前，我國(guó)使用的車用汽油標(biāo)號(hào)就是按照汽油的辛烷值大小劃分的，例如90號(hào)汽油表示該汽油的辛烷值不低于90。為了提高汽油的辛烷值，過(guò)去廣泛使用的一種方法是在汽油中添加少量抗震劑—四乙基鉛（汽油精）；現(xiàn)在為了提高汽油的辛烷值，一般采用甲基叔丁基醚[CH3—O—C(CH3)3，又名MTBE]作為高辛烷值組分。汽油和汽油的標(biāo)號(hào)10/7/202343化學(xué)與常規(guī)能源辛烷值常用來(lái)衡量汽油的抗震程度，把抗震性較好的異辛烷(2這是石油工業(yè)中另外一個(gè)重要過(guò)程。在一定的溫度壓力下，汽油中的直鏈烴在催化劑表面上進(jìn)行結(jié)構(gòu)的“重新調(diào)整”，轉(zhuǎn)化為帶支鏈的烷烴異構(gòu)體，這就能有效地提高汽油的辛烷值，同時(shí)還可得到一部分芳香烴，這是原油中含量很少而只靠從煤焦油中提取不能滿足生產(chǎn)需要的化工原料，可以說(shuō)是一舉兩得。現(xiàn)用催化劑是貴金屬鉑（Pt）、銥（Ir）和錸（Re）等，它們的價(jià)格比黃金貴得多，化學(xué)家們巧妙地選用便宜的多孔性氧化鋁或氧化硅為載體，在表面上浸漬0.1％的貴金屬，汽油在催化劑表面只要20～30s就能完成重整反應(yīng)。提高油品質(zhì)量——催化重整法10/7/202344化學(xué)與常規(guī)能源這是石油工業(yè)中另外一個(gè)重要過(guò)程。在一定的溫度壓力下，汽油中的提高油品質(zhì)量——加氫精制法蒸餾和裂解所得的汽油、煤油、柴油中都混有少量含N或含S的雜環(huán)有機(jī)物，在燃燒過(guò)程中會(huì)生成NOx及SO2等酸性氧化物污染空氣，當(dāng)環(huán)保問(wèn)題日益受關(guān)注時(shí)，對(duì)油品中N，S含量的限制也就更加嚴(yán)格?，F(xiàn)行的辦法是用催化劑在一定溫度和壓力下使H2和這些雜環(huán)有機(jī)物起反應(yīng)生成NH3或H2S而分離，留在油品中的只是碳?xì)浠衔?。?0年代末開(kāi)始，石油化工科學(xué)研究院針對(duì)我國(guó)油品特點(diǎn)，開(kāi)展了大量基礎(chǔ)研究工作，開(kāi)發(fā)出多種加氫催化劑，基本滿足了國(guó)內(nèi)煉油工業(yè)的需要，并有出口。這類催化劑以Al2O3為載體，活性組分有鈷－鉬（Co－Mo）、鎳－鉬（Ni－Mo）、鎳－鎢（Ni－W）等體系。10/7/202345化學(xué)與常規(guī)能源提高油品質(zhì)量——加氫精制法蒸餾和裂解所得的汽油、煤油、柴油中天然氣（與石油伴生）天然氣可分為兩種：干天然氣（含甲烷80-90%），難液化，常用于燃料。我國(guó)天然氣多為干天然氣濕天然氣，加壓降溫時(shí)易液化，常作裂解氣原料，制取乙烯。我國(guó)是最早利用天然氣的國(guó)家。比西方早1300年。在晉朝初年開(kāi)始利用，宋朝時(shí)已經(jīng)大規(guī)模用于熬制井鹽。陸上資源主要集中在四川盆地、陜甘寧地區(qū)、塔里木盆地和青海，海上資源集中在南海和東海。此外，在渤海、華北等地區(qū)還有部分資源可利用。10/7/202346化學(xué)與常規(guī)能源天然氣（與石油伴生）天然氣可分為兩種：10/6/202346化學(xué)電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置，分為原電池和蓄電池。原電池原電池通常由正極、負(fù)極、電解液以及容器和隔膜等組成，它可表示為：負(fù)極/電解液/正極。Ⅳ.化學(xué)電池原電池示意圖10/7/202347化學(xué)與常規(guī)能源化學(xué)電池是一種將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能的裝置，分為原電池和蓄電干電池

1800年伏打首先制成了伏打電池。1836年英國(guó)化學(xué)家發(fā)明了古典原電池。1865年法國(guó)化學(xué)家勒克朗斯發(fā)明了第—個(gè)干電池，現(xiàn)代的干電池不過(guò)是其改進(jìn)。

10/7/202348化學(xué)與常規(guī)能源干電池1800年伏打首先制成了伏打電池。1836年英鋅錳干電池結(jié)構(gòu)圖

10/7/202349化學(xué)與常規(guī)能源鋅錳干電池結(jié)構(gòu)圖10/6/202349化學(xué)與常規(guī)能源(2)堿性干電池用氫氧化鉀代替氯化鋅和氯化銨作電解質(zhì)，在這種電池里，電解質(zhì)為堿溶液，有良好的導(dǎo)電性能，比糊狀的氯化銨溶液導(dǎo)電速度快得多；鋅皮改為鋅粉，反應(yīng)的面積要比鋅皮大得多，因此可做到連續(xù)大容量放電；外殼另有做成封閉型的鐵皮，以防電解液滲漏。

10/7/202350化學(xué)與常規(guī)能源(2)堿性干電池用氫氧化鉀代替氯化鋅和氯化銨作電解銀鋅鈕扣電池

鈕扣式電池中常見(jiàn)的為銀鋅電池。銀鋅電池體積小、重量輕，可大電流放電，放電電壓平穩(wěn)，工作電壓是1.6伏，廣泛應(yīng)用于對(duì)體積和重量有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合，但價(jià)格昂貴。

10/7/202351化學(xué)與常規(guī)能源銀鋅鈕扣電池鈕扣式電池中常見(jiàn)的為銀鋅電池。銀鋅電池蓄電池

蓄電池也稱二次電池，是指放電后能充電復(fù)原繼續(xù)使用的化學(xué)電池。(1)鉛蓄電池由金屬鉛板(負(fù)極)和緊附著二氧化鉛的鉛板(正極)浸入30％（密度為1.2—1.3g/cm3）的硫酸水溶液所組成。鉛蓄電池充電后電壓可達(dá)2.2伏；放電后電壓下降，當(dāng)電壓降至l.25伏時(shí)(這時(shí)溶液密度為1.05g/cm3)不能再使用，必須充電。鉛蓄電池用于汽車、小型電動(dòng)機(jī)車作為啟動(dòng)電源，用于實(shí)驗(yàn)室作為常用電源，還廣泛用于飛機(jī)、汽車、拖拉機(jī)、坦克的照明光源。

10/7/202352化學(xué)與常規(guī)能源蓄電池蓄電池也稱二次電池，是指放電后能充電復(fù)原繼續(xù)使用鉛蓄電池的電極反應(yīng)10/7/202353化學(xué)與常規(guī)能源鉛蓄電池的電極反應(yīng)10/6/202353化學(xué)與常規(guī)能源堿式鎳鎘蓄電池10/7/202354化學(xué)與常規(guī)能源堿式鎳鎘蓄電池10/6/202354化學(xué)與常規(guī)能源銀鋅電池10/7/202355化學(xué)與常規(guī)能源銀鋅電池10/6/202355化學(xué)與常規(guī)能源發(fā)展中的新型電池1、氫鎳電池氫鎳電池是新型的蓄電池，其正極為氧化鎳，負(fù)極為氫電極（其內(nèi)部氣體壓力可達(dá)4MP）。它的工作狀態(tài)可劃分為3種：正常工作狀態(tài)、過(guò)充電狀態(tài)和過(guò)放電狀態(tài)。氫鎳電池的電極反應(yīng)及對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位10/7/202356化學(xué)與常規(guī)能源發(fā)展中的新型電池1、氫鎳電池氫鎳電池的電極反應(yīng)及對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電氫鎳電池的電極反應(yīng)及對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位氫鎳電池的的突出優(yōu)點(diǎn)是循環(huán)壽命長(zhǎng)，1977年起在地球同步軌道條件下壽命超過(guò)10年。此外，它承受過(guò)充電和過(guò)放電的能力很強(qiáng)。但其成本較高，電池放電速度較大，以及有爆炸的可能性。盡管如此，氫鎳電池的前景十分樂(lè)觀，最終將在航天領(lǐng)域內(nèi)全面取代鎘鎳電池。10/7/202357化學(xué)與常規(guī)能源氫鎳電池的電極反應(yīng)及對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)電位氫鎳電池的的突出優(yōu)2、鋰電池鋰是自然界電池最輕的金屬元素，同時(shí)它又具有最低的