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1、第八章 化学与可持续发展第3课时 煤、石油和天然气的综合利用第一节 自然资源的开发利用1. 煤的种类与组成组成元素： C (主要)、H、N、S 等多种有机物和无机物所组成的复杂混合物无烟煤无烟煤泥煤泥煤褐煤褐煤一、煤2. 煤的综合利用通过煤的干馏、煤的液化和气化，获得洁净的燃料和多种化工原料。 煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。化学变化煤干馏煤干馏焦炭焦炭煤气煤气同时却生成一种黑糊糊，粘乎乎有特殊臭味的油状液体！同时却生成一种黑糊糊，粘乎乎有特殊臭味的油状液体！ 煤焦油煤焦油分离出了以分离出了以芳香烃芳香烃为主的为主的多种重要芳香族化合物多种重要芳香族化合物合成了多种染料、合成了
2、多种染料、药品、香料、炸药药品、香料、炸药回顾历回顾历史史焦炉气、粗氨水、粗苯苯、甲苯、二甲苯煤干馏出炉煤气煤焦油焦炭分馏酚类、萘沥青煤干馏的主要产品：煤干馏的主要产品和用途 干馏产品 主 要 成 分 主 要 用 途出炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料粗氨水 氨、铵盐 氮肥粗 苯 苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医药、农药、 合成材料 煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘类染料、医药、农药、合成材料 沥青 筑路材料、制碳素电极 焦 炭 炭冶金、合成氨造气、电石、燃料 煤的干馏 煤的气化将煤转化为可燃性气体的过程C (s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)高温 煤的液化在高
3、温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液体燃料先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。间接液化：污染物：煤渣、COx NOx SO2 等烟尘CO + 2H2 CH3OH催化剂都属于化学变化直接液化：水煤气1、组成和成分组成元素： C、H（主）O、S、N（次）总量达95%99% 组成物质：烷烃（主）环烷烃芳香烃烃类化合物超过425种混合物二、石油石油是一种黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。成分汽油煤油柴油重油润滑油渣油沸点/ 35190190260260320320360360530530采用什么操作，可将各成分分离？石油主要成分及沸点 石油的分馏物
4、理变化利用原油中各组分的沸点不同进行分离的过程2. 石油的综合利用蒸馏 分馏蒸馏分馏适用沸点相差适用沸点相差较大较大的物质的物质适用沸点较为适用沸点较为接近接近的物质的物质得到得到纯净物纯净物得到得到混合物混合物 蒸馏和分馏的原理是一致的，都是物理变化混合物混合物加热加热气化气化气体气体冷凝冷凝液体液体概念辨析1/32/3加碎瓷片加碎瓷片防止液体防止液体暴沸暴沸水银球水银球位于蒸馏烧瓶位于蒸馏烧瓶支管口处支管口处（测出口（测出口馏分馏分蒸气蒸气的温度）的温度）下口进 上口出分馏出来的各分馏出来的各种成分叫种成分叫馏分馏分石油的蒸馏每一种馏分每一种馏分仍然是多种仍然是多种烃的烃的石油的常压蒸馏石
5、油的常压蒸馏石油气石油气溶剂油溶剂油汽油汽油煤油煤油柴油柴油石油石油重油重油 石油的催化裂化将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为 含碳原子较少、沸点较低的汽油的过程 裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量。 C16H34 C8H18+C8H16C8H18 C4H10+ C4H8C4H10 C2H6+C2H4C4H10 CH4+C3H6石油的裂解裂解: 深度的裂化。获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料 石油结构的重整在加热和催化剂的作用下，通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯等化学变化裂解的目的:1、石油的分馏、裂化、裂解、催化重整属于物理变化还是化学变化？ 分馏属于物理变化，裂化、裂解、催化重整属于化学变化2、直馏汽油是纯净物吗？由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物3、直馏汽油、裂化汽油能否使溴水/酸性高锰酸钾溶液褪色？直馏汽油的成分为饱和烃，裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应，可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色三、天然气的组成及其综合利用1天然气的组成：天然气的主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。2天然气的综合利用（1）天然气是一种清洁的化石燃料，可以直接用作燃料；（2）重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇。