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1、第二节第二节 资源综合利用资源综合利用 环境保护环境保护一、煤、石油、天然气的综合利用一、煤、石油、天然气的综合利用中油网消息：中国国有资产监督管理委员会副主任黄淑和中油网消息：中国国有资产监督管理委员会副主任黄淑和5 5月月2525日日在北京表示，按目前能源消费方式，在北京表示，按目前能源消费方式，20202020年中国原油缺口可能加大年中国原油缺口可能加大到到2.572.57亿吨，中国将面临更大的资源环境压力。他称，到亿吨，中国将面临更大的资源环境压力。他称，到20202020年中年中国需要一次能源国需要一次能源3232亿吨以上标准煤，能源消费要比亿吨以上标准煤，能源消费要比2000200
2、0年增长年增长2.52.5倍。倍。中国正在积极从国外进口石油。中国正在积极从国外进口石油。 近年来，每年中国从俄罗斯进口原油超过近年来，每年中国从俄罗斯进口原油超过12001200万吨，大约占到万吨，大约占到了中国石油进口总量的了中国石油进口总量的10%10%。随着中国经济的快速向前发展，所需。随着中国经济的快速向前发展，所需要的能源消耗也越来越多，因此中国必须要正确制定能源战略，积要的能源消耗也越来越多，因此中国必须要正确制定能源战略，积极与多个国家进行能源合作。极与多个国家进行能源合作。中国正在积极寻找能源合作者中国正在积极寻找能源合作者1 1）煤的主要成分？）煤的主要成分？2）煤综合利用
3、的途径有哪些？相应的产物又有哪些？）煤综合利用的途径有哪些？相应的产物又有哪些？煤的综合利用煤的综合利用1、从煤、石油和天然气中获得基本化工原料、从煤、石油和天然气中获得基本化工原料煤炭的主要组成煤炭的主要组成煤的综合利用煤的综合利用 （三（三种方法均为化学变化）种方法均为化学变化） 干馏：干馏： 液化：液化： 气化：气化：将其转化为可燃性将其转化为可燃性气体气体的过程的过程 煤煤隔绝空气隔绝空气加强热使之加强热使之分解分解的过程。的过程。 产品：产品：焦炭、煤焦油、焦炉煤气焦炭、煤焦油、焦炉煤气 煤的组成：有机物和少量无机物复杂的混合煤的组成：有机物和少量无机物复杂的混合物，含有物，含有C、
4、 H、 O 、N、S等元素。等元素。C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)高温高温直接液化：煤与氢气生成液体燃料直接液化：煤与氢气生成液体燃料间接液化：煤间接液化：煤CO + H2甲醇甲醇水水 煤煤 气气煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途煤炭开采煤炭开采天然气的综合利用天然气的综合利用用途：用途：（1）化石燃料）化石燃料 （2）化工原料：合成）化工原料：合成氨氨、生产、生产甲醇甲醇、合成多个碳原子的有机化合物、合成多个碳原子的有机化合物 （3）可燃可燃冰冰CH4nH2O天然气作为化工原料模拟示意图天然气作为化工原料模拟示意图石油的综合利用石油的综合利用（2）实验室根据石油各组分沸
5、点的不同用分馏的）实验室根据石油各组分沸点的不同用分馏的方法分离原油，思考分馏和蒸馏的异同方法分离原油，思考分馏和蒸馏的异同?（1）石油的组分主要有哪些？）石油的组分主要有哪些？分馏：利用沸点不同从而将复杂的混合物分离成分馏：利用沸点不同从而将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。较简单和更有用的混合物的过程。思考：思考：石油分石油分馏的产馏的产品有哪品有哪些及其些及其用途？用途？石油的成分石油的成分：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。（无固定熔沸点无固定熔沸点）分馏：分馏： 原理：利用原油中各组分原理：利用原油中各组分沸点不同沸点不同进行分离进行分离馏分：
6、汽油轻质油和重油。（都是馏分：汽油轻质油和重油。（都是混合物混合物）裂化：裂化：裂化重油裂化重油 将相对质量大、沸点高的烃断将相对质量大、沸点高的烃断裂成相对质量小、沸点低的烃。提高轻质裂成相对质量小、沸点低的烃。提高轻质液体燃料液体燃料( (汽油、煤油、柴油等汽油、煤油、柴油等) )的产量。的产量。原料原料: 石油分馏产品石油分馏产品(即轻质油包括石油气即轻质油包括石油气) 目的：获得目的：获得乙烯、丙烯乙烯、丙烯等化工原料（深度等化工原料（深度裂化）裂化）在加热和催化剂作用下，链状烃转化为在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。环状烃。裂解：裂解：重整重整：C C1616H H34 34
7、 C C8 8H H1818 C C8 8H H1616催化剂催化剂加热、加压加热、加压C C8 8H H18 18 C C4 4H H1010 C C4 4H H8 8催化剂催化剂加热、加压加热、加压C C4 4H H10 10 CHCH4 4 C C3 3H H6 6催化剂催化剂加热、加压加热、加压C C4 4H H10 10 C C2 2H H4 4 C C2 2H H6 6催化剂催化剂加热、加压加热、加压前两个为石油的裂化，得到裂化汽油和直馏汽油，前两个为石油的裂化，得到裂化汽油和直馏汽油，后两个为石油的裂解后两个为石油的裂解化石燃料的产品化石燃料的产品三大合成材料三大合成材料 塑料、
8、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维加成聚合反应（即加聚反应）加成聚合反应（即加聚反应）单体：生成高聚物的小分子物质。单体：生成高聚物的小分子物质。链节：高聚物中重复的结构单元。链节：高聚物中重复的结构单元。聚合度：高聚物分子所含链节的数目。聚合度：高聚物分子所含链节的数目。聚乙烯聚乙烯nCH2CH2 CH2CH2 n 催化剂催化剂2、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料加聚反应聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。特点：1、单体与链节组成相同 2、产物只有高分子 3、碳碳双键上所连原子或原子团均作支链 4、混
9、合物无固定熔沸点 聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料聚乙烯塑料聚丙烯塑料聚丙烯塑料聚苯乙烯塑料聚苯乙烯塑料聚聚四四氟氟乙乙烯烯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃有机玻璃酚酚醛醛塑塑料料合合成成纤纤维维科学视野：壁虎的脚与胶黏剂科学视野：壁虎的脚与胶黏剂焚烧垃圾烟蹿焚烧垃圾烟蹿1515米米 河水污染导致大量鱼类死亡河水污染导致大量鱼类死亡天通苑居民受垃圾烟困天通苑居民受垃圾烟困扰扰20042004年年4 4月月7 7日日朝阳公园朝阳公园 20062006年年4 4月月1717日北京海淀日北京海淀二、环境保护与绿色化学1、环境问题的含义2、保护环境工作者当前的任务：（1）对环境情况的监测（2）三废的治理
10、（3）寻找源头治理环境污染的生产工艺 要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。生态环境破坏生态环境破坏环境污染环境污染废气（化学燃料燃烧及工厂废气）废气（化学燃料燃烧及工厂废气）废水（工业废水、生活废水等）废水（工业废水、生活废水等）废渣（工业垃圾、生活垃圾等）废渣（工业垃圾、生活垃圾等）一、大气污染一、大气污染二、水污染二、水污染三、居室污染三、居室污染我们身边的环境问题我们身边的环境问题四、食品污染四、食品污染绿色化学核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，实施清洁生产。1、满足人们的物质需要生产出优质产品2、合理使用自然资源，能物尽其用，原料尽可能100%成为产品。3、
11、生产整个过程不污染环境，尽可能使用过的产品可回收利用。 按照绿色化学的原则，最理想的按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济原子经济”就是反应物就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%100%。 原子经济性原子经济性反应高选择反应高选择性反应性反应 绿色化学示意图绿色化学示意图无毒无害原料无毒无害原料可再生资源可再生资源安全的生产工艺安全的生产工艺提高能源的利用率提高能源的利用率应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的催化剂应用无毒无害的催化剂环境友好产品环境友好产品（安全、能降（安全、能降解、可再利用解、可再利用）