化學與資源綜合利用環(huán)境保護.ppt

1、,第四章,第二節(jié),資源綜合利用 環(huán)境保護,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)?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、NO2,CO,氮的氧化物,鉛,碳氫,迄今為止，煤、石油、天然

2、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)。,1994年中美三大能源產(chǎn)量與消費量比較表,我國煤的分布圖,上京煤礦,寧夏優(yōu)質無煤 太西煤露天采區(qū),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)上煤品質的檢測指標：,發(fā)熱

3、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 煤的干餾原理： 把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。,煤干餾的主要產(chǎn)品和用途,（2）煤的氣化：,將煤中的有機物及碳轉化為可燃性氣體的過程。,中熱值氣,高熱值氣,煤氣儲氣柜,煤碳煤氣化爐,宜昌煤制氣廠,等離子體輔助煤汽化裝置,將煤轉化液體燃料的過程。 分為直接液化和間接液化。,一、煤的綜合利用 （3）煤的液化：,如：,小資料：,最近，美、聯(lián)邦德國、日三國正式簽訂協(xié)議合建一個日處理6000噸煤的溶劑精煉煤(稱SRC方法)的液化示范工廠。用這個方法，23t煤可以產(chǎn)1t汽油(視煤種而異)，說明

4、這項技術已發(fā)展到一定的成熟程度。,最近，美國某公司發(fā)表了用分子篩作催化劑把甲醇轉化為汽油的專利。這種催化劑能夠有效地控制產(chǎn)物的分子大小的形狀，因此產(chǎn)品中75直接可以用作高級汽油。,煤液化 裝置,納米級煤液化油,煤 液化烘干機,液化氣罐 煤氣灶,二、石油的綜合利用 1、石油的組成元素:,主要是碳、氫元素,是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質）,石油的主要成分：,2、石油的煉制(除水脫鹽后),（1）石油的分餾：,利用原油中各組分的沸點不同將復雜的混合物分離成簡單混合物的過程。,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 。

5、,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,4、石油結構的重整 石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結構的重新調(diào)整，是鏈狀烴轉化為環(huán)狀烴，如苯或甲苯等，它們也是重要的化工基本原料。,中海油渤海石油平臺,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

6、。實現(xiàn)天然氣的有效轉化是一項具有挑戰(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,珠海振戎公司已經(jīng)與伊朗方面簽署協(xié)議，同意在未來25年向伊朗購買200億美元的液化天然氣,亞洲最大的天然氣處理廠,阜陽市利用“西氣東輸”工程天然氣門站鳥瞰圖,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,相對分子質量很大，屬于高分子化合物,加聚、縮聚,合成材料概況：,隨著人類不斷的文明和進步，人對天然材料的利用已不能滿足很多方面

7、的需要，于是就發(fā)生了一場材料的革命人工合成材料； 合成材料的原料豐富、制造加工簡單，性能千變?nèi)f化； 塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料； 黏合劑、涂料也屬于合成材料。,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：,CH2CHCH3,聚苯乙烯,單體：,聚甲基丙烯酸甲酯 （有機玻璃）,單體：,酚醛塑料,單

8、體：,苯酚、甲醛,聚四氟乙烯,單體：,CF2CF2,合成纖維,合成橡膠,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。,正方觀點舉例： 1、生產(chǎn)和使用合成材料可以更加合理的開發(fā)和利用自然資源； 2、生產(chǎn)和使用合成材料可以使利用太陽能變的方便、經(jīng)濟和實用；

9、 3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡膠等，有利于生態(tài)環(huán)境的保護。,反方觀點舉例： 1、生產(chǎn)和使用合成材料等自然界原本沒有的物質，超出環(huán)境的自然消化能力，這不是科技的進步，而是異化和倒退。 2、廢舊合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本，經(jīng)濟上考慮根本不合算。 3、天然的東西是最好的，我們應該提倡“回歸自然”的綠色生活方式，拒絕生產(chǎn)和使用合成材料。,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

10、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超過了環(huán)境的自凈能力，引起環(huán)境質量發(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

11、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、來源分：化

12、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 。工業(yè)上常利用它們與一些廉價易得的化學 物質發(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PH5.6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。,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

13、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