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1、天津大学现代化功与高新技术天津大学现代化功与高新技术课件第课件第5章章-化工与高科技化工与高科技第第5 5章章 天然气化工与煤化工天然气化工与煤化工 5.1 5.1 天然气与煤天然气与煤5.2 5.2 天然气化工天然气化工5.3 5.3 煤的化工利用煤的化工利用5.4 5.4 煤化工发展方向煤化工发展方向5.5 5.5 温室气体的化学利用温室气体的化学利用 煤的种类煤的种类元素分析元素分析C（%）H（%）O（%）泥泥 煤煤褐褐 煤煤烟烟 煤煤无烟煤无烟煤60-7070-8080-9090-985-65-64-51-323-3515-255-151-3表表5-5 5-5 煤的元素组成煤的元素组成
2、 煤中有机质主要由五种元素组成，以碳、氢、氧为主，煤中有机质主要由五种元素组成，以碳、氢、氧为主，总和占煤中有机质的总和占煤中有机质的95%以上，其次是氮和硫以上，其次是氮和硫。5.1.3天然气与煤的能源利用天然气与煤的能源利用n n天然气和煤均是重要的能源。天然气和煤均是重要的能源。天然气和煤均是重要的能源。天然气和煤均是重要的能源。n n煤多油少是我国能源资源的现状煤多油少是我国能源资源的现状煤多油少是我国能源资源的现状煤多油少是我国能源资源的现状，在中国现今能，在中国现今能，在中国现今能，在中国现今能源资源结构中，煤炭占到源资源结构中，煤炭占到源资源结构中，煤炭占到源资源结构中，煤炭占到
3、73.4%73.4%，水力占，水力占，水力占，水力占22.2%22.2%，石油和天然气仅为，石油和天然气仅为，石油和天然气仅为，石油和天然气仅为4.4%.4.4%.n n由于中国以煤为主的能源结构，造成较严重的环由于中国以煤为主的能源结构，造成较严重的环由于中国以煤为主的能源结构，造成较严重的环由于中国以煤为主的能源结构，造成较严重的环境污染和较低的能源利用效率。境污染和较低的能源利用效率。境污染和较低的能源利用效率。境污染和较低的能源利用效率。n n天然气目前的最大用途是用作工业加热燃料和家天然气目前的最大用途是用作工业加热燃料和家天然气目前的最大用途是用作工业加热燃料和家天然气目前的最大用
4、途是用作工业加热燃料和家用燃料。用燃料。用燃料。用燃料。由于由于由于由于天然气的热值高、污染少，是一种天然气的热值高、污染少，是一种天然气的热值高、污染少，是一种天然气的热值高、污染少，是一种清洁能源清洁能源清洁能源清洁能源5.25.2 天然气化工天然气化工5.2.1 5.2.1 概述概述n n甲烷堪称化学结构最为稳定的有机分子，故甲烷化学转化甲烷堪称化学结构最为稳定的有机分子，故甲烷化学转化要比石油困难得多。要比石油困难得多。n n一般一般C-HC-H键平均键能为键平均键能为99 Kcal/mol99 Kcal/mol99 Kcal/mol99 Kcal/mol，而甲烷中而甲烷中CH3-H
5、CH3-H 的离的离解能高达解能高达104 Kcal/mol104 Kcal/mol104 Kcal/mol104 Kcal/mol。采用常规技术难以使甲烷进行有。采用常规技术难以使甲烷进行有效的化学转化。效的化学转化。n n天然气化工产品的经济成本一般远高于石油化工产品。天然气化工产品的经济成本一般远高于石油化工产品。一碳化工-研究热点n n一碳化工一碳化工:指将含有一个碳原子的化合物，通过指将含有一个碳原子的化合物，通过化学加工合成含有两个或两个以上碳原子的化工化学加工合成含有两个或两个以上碳原子的化工技术。技术。n n天然气（天然气（CH4CH4）和煤（）和煤（C C）的化学转化是一碳化
6、工）的化学转化是一碳化工中的重要研究课题。中的重要研究课题。n n合成气系统产品（包括以甲醇和合成气系统产品（包括以甲醇和COCO为原料的产品）为原料的产品），及，及CO2CO2的化学转化等也是一碳化学与化工进行研的化学转化等也是一碳化学与化工进行研发的重要内容。发的重要内容。天然气(甲烷)的三类化工利用途径n n合成气路线:由甲烷先制合成气，然后进一步合成甲醇、高级醇、氨、尿素、汽油、柴油等液体燃料以及其它化工产品(主要途径，后续详细介绍)。n n乙炔路线:通过热裂解部分氧化先制造乙炔，然后通过乙炔进一步合成其他系列化工产品.n n通过氯化、硝化、氨氧化和硫化等可分别制得甲烷的各种衍生物.5
7、.2.2 5.2.2 甲烷经合成气的化学转化与系列产品甲烷经合成气的化学转化与系列产品n n水蒸气重整制合成气水蒸气重整制合成气水蒸气重整制合成气水蒸气重整制合成气 (（CO+HCO+H2 2）已工业化已工业化已工业化已工业化)CH CH CH CH4 4 4 4+H+H+H+H2 2 2 2O O O O CO+3 H CO+3 H CO+3 H CO+3 H2 2 2 2 （H=227 KJ/molH=227 KJ/molH=227 KJ/molH=227 KJ/mol）强吸热反应强吸热反应 反应温度反应温度反应温度反应温度=900=900=900=900o o o oC C C C 反反
8、反反应应应应炉炉炉炉要要要要燃燃燃燃烧烧烧烧一一一一定定定定量量量量的的的的天天天天然然然然气气气气，同同同同时时时时，反反反反应应应应过过过过程程程程必必必必须须须须使使使使用用用用过过过过量量量量的水以阻止催化剂失活。的水以阻止催化剂失活。的水以阻止催化剂失活。的水以阻止催化剂失活。n n天然气直接部分氧化制合成气天然气直接部分氧化制合成气天然气直接部分氧化制合成气天然气直接部分氧化制合成气 (研究研究研究研究):):):):CH CH CH CH4 4 4 4+1/2O+1/2O+1/2O+1/2O2 2 2 2 CO+2H CO+2H CO+2H CO+2H2 2 2 2 （H=H=H
9、=H=35.5 KJ35.5 KJ35.5 KJ35.5 KJ/mol/mol/mol/mol）放放热反应热反应n n从合成气合成氨与尿素从合成气合成氨与尿素从合成气合成氨与尿素从合成气合成氨与尿素:l合成氨与尿素是当今世界上产量最大的化工产品之一。目前中国开采的天然气中有一半以上用于制造氮肥。l氨也是制造硝酸及许多无机和有机化合物的原料。合成气生成甲醇：合成气生成甲醇：合成气生成甲醇：合成气生成甲醇：n n天天然然气气合合成成气气（CO+HCO+H2 2）甲甲醇醇:开开创创了了廉廉价价制制取取甲甲醇醇的的生生产产路线。路线。n n甲醇用途极广，可合成汽油、柴油等液体燃料和甲酸、醋酸、甲甲醇用
10、途极广，可合成汽油、柴油等液体燃料和甲酸、醋酸、甲醛、甲基叔丁基醚等一系列化工产品。醛、甲基叔丁基醚等一系列化工产品。n n问题问题:催化体系的活性温度较高催化体系的活性温度较高n n进进展展:国国内内外外正正致致力力于于开开发发具具有有低低活活性性温温度度、高高活活性性、高高选选择择性、无过热问题的新型催化剂体系。性、无过热问题的新型催化剂体系。n n由由合成气制甲酸合成气制甲酸：CHCH3 3OH+CO OH+CO HCOOCH HCOOCH3 3 HCOOCH HCOOCH3 3+H+H2 2OO HCOOH+CH HCOOH+CH3 3OH OH（水解）（水解）总反应：总反应：CO+H
11、CO+H2 2O O HCOOH HCOOH n n由合成气经改良费托合成制汽油、煤油、柴油由合成气经改良费托合成制汽油、煤油、柴油已建一已建一定规模的工厂。定规模的工厂。厂厂 名名产产 品品名名 称称生产能生产能力力10104t/a厂厂 名名产产 品品名名 称称生产生产能力能力10104t/a四川化工厂（四川）四川化工厂（四川）沧州化肥厂（河北）沧州化肥厂（河北）辽河化肥厂（辽宁）辽河化肥厂（辽宁）大庆化肥厂大庆化肥厂沪州天然气化工厂（四川）沪州天然气化工厂（四川）赤水天然气化工厂（贵州）赤水天然气化工厂（贵州）四川天然气化工厂（四川）四川天然气化工厂（四川）新疆泽普化工厂（新疆）新疆泽普化
12、工厂（新疆）乌鲁木齐化工厂（新疆）乌鲁木齐化工厂（新疆）培陵建峰化工厂（四川）培陵建峰化工厂（四川）中原化肥厂（河南）中原化肥厂（河南）大庆甲醇厂大庆甲醇厂海南天然气化工厂（海南）海南天然气化工厂（海南）大庆乙烯指挥部大庆乙烯指挥部合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨合成氨甲醇甲醇合成氨合成氨乙烯乙烯503030304530306303030663030锦西化工厂（辽宁）锦西化工厂（辽宁）齐鲁化工厂（山东）齐鲁化工厂（山东）云南天然气化工厂（云南）云南天然气化工厂（云南）自贡鸿鹤化工厂（四川）
13、自贡鸿鹤化工厂（四川）榆林天然气化工厂（陕西）榆林天然气化工厂（陕西）川西北矿区化工厂（四川）川西北矿区化工厂（四川）长庆油田甲醇厂（陕西）长庆油田甲醇厂（陕西）四川维尼伦厂（重庆）四川维尼伦厂（重庆）伊伊克克昭昭盟盟化化工工总总公公司司（内内蒙）蒙）合成氨合成氨合成氨合成氨甲醇甲醇合成氨合成氨甲醇甲醇合成氨合成氨氯甲烷氯甲烷甲醇甲醇甲醇甲醇甲醇甲醇甲醇甲醇乙炔乙炔醋酸醋酸甲醇甲醇303010303815.5591010202.8156表表5-6 5-6 我国主要天然气化工厂及其产品我国主要天然气化工厂及其产品5.2.3 5.2.3 甲烷的直接化学转化甲烷的直接化学转化 甲烷氧化偶联制碳二烃甲
14、烷氧化偶联制碳二烃甲烷氧化偶联制碳二烃甲烷氧化偶联制碳二烃:2CH2CH4 4+O+O2 2 C C2 2HH4 4+2H+2H2 2OO 2CH 2CH4 4+1/2O+1/2O2 2 C C2 2HH6 6+H+H2 2OOn n19861986年由联合碳公司首先报道年由联合碳公司首先报道年由联合碳公司首先报道年由联合碳公司首先报道,目前目前目前目前C2C2烃的收率仅在约烃的收率仅在约烃的收率仅在约烃的收率仅在约20%20%左右，专家估计单程收率左右，专家估计单程收率左右，专家估计单程收率左右，专家估计单程收率35%35%才有经济性。才有经济性。才有经济性。才有经济性。n n为获取高收率，
15、采用了其他多种活化方法为获取高收率，采用了其他多种活化方法为获取高收率，采用了其他多种活化方法为获取高收率，采用了其他多种活化方法:采用采用采用采用等离子体技等离子体技等离子体技等离子体技术，电场技术，激光促进催化，膜催化，生物方法（酶催化）术，电场技术，激光促进催化，膜催化，生物方法（酶催化）术，电场技术，激光促进催化，膜催化，生物方法（酶催化）术，电场技术，激光促进催化，膜催化，生物方法（酶催化）等，以上这些技术都是有目的的使甲烷生成等，以上这些技术都是有目的的使甲烷生成等，以上这些技术都是有目的的使甲烷生成等，以上这些技术都是有目的的使甲烷生成CHCH3 3 自由基然后自由基然后自由基然
16、后自由基然后再进一步偶联。再进一步偶联。再进一步偶联。再进一步偶联。n n天津大学天津大学天津大学天津大学在采用交流或直流电场进行等离子体催化合成在采用交流或直流电场进行等离子体催化合成在采用交流或直流电场进行等离子体催化合成在采用交流或直流电场进行等离子体催化合成C C2 2烃烃烃烃方面进行了大量工作，并取得了一定进展。方面进行了大量工作，并取得了一定进展。方面进行了大量工作，并取得了一定进展。方面进行了大量工作，并取得了一定进展。甲烷直接合成含氧化合物n n 甲烷直接合成甲醛甲烷直接合成甲醛甲烷直接合成甲醛甲烷直接合成甲醛 CHCH4 4+O+O2 2 HCHO+HHCHO+H2 2OO
17、近近年年来来采采用用固固体体催催化化剂剂得得到到单单程程收收率率58%58%的的甲甲醛醛。如如果果能能将将收收率率提高到提高到20%20%或单程收率达或单程收率达10%10%，那么这个过程将具有重要意义。，那么这个过程将具有重要意义。n n甲烷直接氧化制甲醇甲烷直接氧化制甲醇甲烷直接氧化制甲醇甲烷直接氧化制甲醇 2CH2CH4 4+O+O2 2 2 2 CHCH3 3OH OH 多多种种催催化化剂剂已已被被实实验验，结结果果都都不不理理想想，目目前前最最好好的的结结果果仍仍是是无无催催化化剂剂的的均均相相反反应应，俄俄罗罗斯斯的的一一位位学学者者进进行行了了中中试，得到试，得到60%60%的选
18、择性和的选择性和4%4%的转化率。的转化率。n n甲烷无氧脱氢芳构化甲烷无氧脱氢芳构化 已已报报道道的的催催化化剂剂多多为为以以Hzsm-5Hzsm-5分分子子筛筛为为载载体体的的过过渡渡金金属（属（PdPd，PtPt等）或过渡金属的氧化物。等）或过渡金属的氧化物。大大连连化化物物所所使使用用该该催催化化剂剂，700700时时CHCH4 4转转化化率率6.7%6.7%，选选择择性性近近80%80%以以上上，收收率率可可达达5%5%，这这非非常常值值得得研研究究，是是很很有有希希望工业化的一条路线。望工业化的一条路线。n n合成液体燃料合成液体燃料 合合成成油油有有望望部部分分代代替替原原油油，
19、各各国国对对该该技技术术非非常常重重视视。改改进进催催化化剂剂，提提高高反反应应的的选选择择性性，增增加加目目的的产产物物的的收收率率，一一直是直是F-TF-T合成研究的重点。合成研究的重点。5.35.3煤的化工利用煤的化工利用 主要包括三个利用途径：煤的干馏；煤的气化制合成气；煤经电石路线再分解得到乙炔，从而可得 到乙炔下游系列产品。5.3.1煤的干馏煤的干馏组 分含量%（体积）组 分含量%（体积）氢甲烷乙烯及少量高碳数烯烃乙烷及少量高碳数烷烃546320320.953.20.52.2一氧化碳氮二氧化碳582823表表5-7 焦炉煤气组成焦炉煤气组成 煤干馏:指在隔绝空气条件下加热煤，使其分
20、解生成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程。三种(按加热终点温度不同)：高温干馏(900-1100oC)；中温干馏(700-900oC)；低温干馏(500-600oC)。表表5-85-8粗苯的粗苯的组成组成组分（芳香烃组分（芳香烃及不饱和烃）及不饱和烃）含量，%组分（硫化物组分（硫化物及其他夹杂物）及其他夹杂物）含量，%苯甲苯二甲苯三甲苯乙苯戊烯环戊二烯苯乙烯茚5070122226260.51.00.50.80.51.00.51.01.52.5二硫化碳硫化氢酚萘吡啶甲基吡啶噻吩、甲基噻吩二甲基噻吩其它0.31.50.10.20.10.40.52.00.10.50.21.0表表5-9煤焦油精馏所得各
21、馏分煤焦油精馏所得各馏分馏分沸点范围，oC含量，%（质量）主要组分可获产品轻油36054565.3.2煤的气化煤的气化（1 1 1 1）碳与水蒸气反应碳与水蒸气反应(吸热吸热)C+H C+H2 2O O CO+H CO+H2 2 C+2H C+2H2 2O O CO CO2 2+2 H+2 H2 2 （2 2）碳与）碳与COCO2 2 的反应的反应(吸热吸热)CO CO2 2 +C+C 2 CO 2 CO （3 3）变换反应变换反应 (350-400(350-400O OC)C)CO CO2 2 +C+C 2 CO 2 CO CO+H CO+H2 2O O CO CO2 2+H+H2 2（4
22、4）燃烧反应燃烧反应 (放热放热)C+1/2 O C+1/2 O2 2 CO CO C+O C+O2 2 CO CO2 2 l 煤气化是指在高温（煤气化是指在高温（900 900 1300 1300）常压或加压条）常压或加压条件下使煤、焦炭或半焦等件下使煤、焦炭或半焦等固体燃料与气化剂固体燃料与气化剂（水蒸水蒸气、空气或氧气气、空气或氧气）反应，反应，转化成主要含有氢、一氧转化成主要含有氢、一氧化碳等气体的过程。化碳等气体的过程。煤的气化煤的气化(2)n n其其其其中中中中所所所所含含含含的的的的COCO2 2可可可可通通通通过过过过高高高高压压压压水水水水吸吸吸吸收收收收等等等等方方方方法法
23、法法除除除除去去去去。剩剩剩剩下下下下的的的的主要组分主要组分主要组分主要组分HH2 2和和和和COCO称合成气。称合成气。称合成气。称合成气。n n煤制合成气（煤制合成气（煤制合成气（煤制合成气（CO+HCO+H2 2）的工）的工）的工）的工艺和天然气化工中制合成气艺和天然气化工中制合成气艺和天然气化工中制合成气艺和天然气化工中制合成气工艺相似工艺相似工艺相似工艺相似.n n煤化学转化为合成气的工艺煤化学转化为合成气的工艺煤化学转化为合成气的工艺煤化学转化为合成气的工艺过程技术经济不如石油化工过程技术经济不如石油化工过程技术经济不如石油化工过程技术经济不如石油化工和天然气化工，难于大规模和天
24、然气化工，难于大规模和天然气化工，难于大规模和天然气化工，难于大规模生产生产生产生产.气体组成随固体燃气体组成随固体燃料性质、气化剂种料性质、气化剂种类、气化方法、气类、气化方法、气化条件的不同而有化条件的不同而有差别。差别。水煤气水煤气水煤气水煤气(代表性组成代表性组成代表性组成代表性组成)H H2 2 48.4%48.4%CO 38.5%CO 38.5%COCO2 2 6.0%6.0%N N2 2 6.4%6.4%CHCH4 4 0.5%0.5%OO2 2 0.2%0.2%。由煤生产电石由煤生产电石n n生生石石灰灰与与焦焦炭炭或或无无烟烟煤煤在在电电炉炉内内于于22002200o oC
25、C反反应应而制得。而制得。CaO+3 C CaO+3 C CaC CaC2 2+CO +CO n n电电石石是是生生产产乙乙炔炔的的重重要要原原料料，将将电电石石用用水水分分解解即可制得乙炔。即可制得乙炔。CaCCaCCaCCaC2 2 2 2+2H+2H+2H+2H2 2 2 2O O O O C C C C2 2 2 2H H H H2 2 2 2+Ca+Ca+Ca+Ca(OH)OH)OH)OH)2 2 2 2 缺点缺点:电石生产乙炔耗电量大电石生产乙炔耗电量大!(!(每公斤乙炔约每公斤乙炔约需耗电需耗电10KWH10KWH左右左右)。图图5-6 5-6 乙炔及电石的用途乙炔及电石的用途5
26、.4 5.4 煤化工的发展方向煤化工的发展方向uu煤层气利用煤层气利用uu煤的拔头工艺生产液体燃料煤的拔头工艺生产液体燃料 uu 煤的液化煤的液化 uu 煤制氢煤制氢uu合成气用于合成液体燃料和发电合成气用于合成液体燃料和发电 uu清洁能源战略清洁能源战略 煤的液化煤的液化-间接液化n n先将煤气化，生成H2和CO合成气，再由合成气合成为甲醇：CO+2H2 CH3OHn n甲醇脱水后可获得DEM（二甲乙醚），制成代用柴油.2CH3OH CH3-O-CH3+H2O5.4.6 5.4.6 清洁能源战略清洁能源战略清洁能源战略清洁能源战略 图图5-8 1995 年大气污染浓度远远超过国际标准的主要城
27、市年大气污染浓度远远超过国际标准的主要城市解决问题根本的途径还在于采用清洁能源来代替目前大量使解决问题根本的途径还在于采用清洁能源来代替目前大量使用的煤炭的直接燃烧。用的煤炭的直接燃烧。5.55.5温室气体的化学利用温室气体的化学利用n n温室效应温室效应温室效应温室效应:全球的气候主要受太阳辐射的影响。全球的气候主要受太阳辐射的影响。全球的气候主要受太阳辐射的影响。全球的气候主要受太阳辐射的影响。太阳辐射穿过地球表面的大气层进入地球，一部太阳辐射穿过地球表面的大气层进入地球，一部太阳辐射穿过地球表面的大气层进入地球，一部太阳辐射穿过地球表面的大气层进入地球，一部分辐射能量会被地球所吸收，同时
28、地球也向外辐分辐射能量会被地球所吸收，同时地球也向外辐分辐射能量会被地球所吸收，同时地球也向外辐分辐射能量会被地球所吸收，同时地球也向外辐射以红外部分为主的能量。然而射以红外部分为主的能量。然而射以红外部分为主的能量。然而射以红外部分为主的能量。然而在大气层中有一在大气层中有一在大气层中有一在大气层中有一些气体具有反射红外辐射的特性，使地球向外辐些气体具有反射红外辐射的特性，使地球向外辐些气体具有反射红外辐射的特性，使地球向外辐些气体具有反射红外辐射的特性，使地球向外辐射的部分红外辐射受阻，结果使地球吸收的能量射的部分红外辐射受阻，结果使地球吸收的能量射的部分红外辐射受阻，结果使地球吸收的能量
29、射的部分红外辐射受阻，结果使地球吸收的能量比向外辐射的能量多，造成地球变暖，比向外辐射的能量多，造成地球变暖，比向外辐射的能量多，造成地球变暖，比向外辐射的能量多，造成地球变暖，称为温室称为温室称为温室称为温室效应效应效应效应.n n温室气体温室气体温室气体温室气体:大气中影响地球向外辐射的气体大气中影响地球向外辐射的气体大气中影响地球向外辐射的气体大气中影响地球向外辐射的气体温室气体n n温室气体温室气体:二氧化碳、甲烷二氧化碳、甲烷、氧化亚氮、臭氧、氧化亚氮、臭氧和氟氯烃等。和氟氯烃等。n nCOCO2 2 和和CHCH4 4是两个影响最大的人为温室气体，是两个影响最大的人为温室气体，尤其
30、尤其COCO2 2是当前增强温度效应的主要责任者。是当前增强温度效应的主要责任者。n n目前全球大气中目前全球大气中COCO2 2浓度继续上升。解决浓度继续上升。解决COCO2 2问题刻不容缓。问题刻不容缓。n n19971997年年1212月月1 1日至日至1111日在日本京都召开了公日在日本京都召开了公约第三次缔约方大会（约第三次缔约方大会（COP3COP3），），会议通过一会议通过一项具有法律约束的、有明确数量和时间规定的项具有法律约束的、有明确数量和时间规定的温室气体减排指标的议定书。温室气体减排指标的议定书。5.5.1CO2的收集和贮存的收集和贮存在在能能源源转转换换过过程程中中，从
31、从排排放放的的尾尾气气中中将将CO2分离出来加以收集分离出来加以收集n n将将CO2注注入入到到地地下下，并并永永久久保保持持贮贮存存在在地地下，防止它重新释放进入到大气中。下，防止它重新释放进入到大气中。5.5.2CO2的化学利用的化学利用n n COCOCOCO2 2 2 2 加氢转化为碳材料加氢转化为碳材料加氢转化为碳材料加氢转化为碳材料,n n CO CO CO CO2 2 2 2 转化为甲醇或一氧化碳转化为甲醇或一氧化碳转化为甲醇或一氧化碳转化为甲醇或一氧化碳n n COCOCOCO2 2 2 2 转化为甲烷转化为甲烷转化为甲烷转化为甲烷n n COCOCOCO2 2 2 2 与与与
32、与H H H H2 2 2 2合成碳二烯烃或烷烃合成碳二烯烃或烷烃合成碳二烯烃或烷烃合成碳二烯烃或烷烃n n COCOCOCO2 2 2 2 与与与与CHCHCHCH4 4 4 4反应生成合成气反应生成合成气反应生成合成气反应生成合成气n n COCOCOCO2 2 2 2 合成含醇类或酯类含氧化合物合成含醇类或酯类含氧化合物合成含醇类或酯类含氧化合物合成含醇类或酯类含氧化合物n n CHCHCHCH4 4 4 4与与与与COCOCOCO2 2 2 2转化为醋酸转化为醋酸转化为醋酸转化为醋酸n n COCOCOCO2 2 2 2 合成碳酸二甲酯合成碳酸二甲酯合成碳酸二甲酯合成碳酸二甲酯 n n
33、 COCOCOCO2 2 2 2 合成高分子化合物合成高分子化合物合成高分子化合物合成高分子化合物n n CO2的化学利用的化学利用1 1COCO2 2加氢还原反应加氢还原反应加氢还原反应加氢还原反应（1 1）COCO2 2转化为碳材料转化为碳材料 在在19901990年年NatureNature杂杂志志上上发发表表了了COCO2 2 与与氢氢反反应应使使COCO2 2 转转化为碳材料的研究文章：化为碳材料的研究文章：COCO2 2+2H+2H2 2 C+2 HC+2 H2 2OO（2 2）COCO2 2转化为甲醇或一氧化碳：转化为甲醇或一氧化碳：COCO2 2 +3 H+3 H2 2 CH
34、CH3 3OH +HOH +H2 2O O CO CO2 2+H+H2 2 CO +H CO +H2 2O O 通通过过使使用用Cu-ZnCu-Zn系系主主体体催催化化剂剂并并进进行行改改型型，可可使使COCO2 2 在在加氢过程转化为甲醇或一氧化碳。加氢过程转化为甲醇或一氧化碳。CO2的化学利用举例的化学利用举例 CHCH4 4和和COCO2 2重整合成重整合成C C2 2烃烃 n n 是研究的热点。是研究的热点。n n COCO2 2 +2+2 CHCH4 4 CCCC2 2 2 2O O O O6 6 6 6+CO+H+CO+H+CO+H+CO+H2 2 2 2O O O O 2CO 2
35、CO2 2 +2CH2CH4 4 CCCC2 2 2 2O O O O4 4 4 4+2CO +2H+2CO +2H+2CO +2H+2CO +2H2 2 2 2O O O O n n选择负载型金属氧化物作为选择负载型金属氧化物作为CHCH4 4/CO/CO2 2一步合成一步合成C C2 2烃的催化剂烃的催化剂 n n采用冷等离子体活化法采用冷等离子体活化法 CO2的化学利用举例的化学利用举例CH4与CO2转化为醋酸CH4+CO2 CH3COOH第第5章章1.煤的化学成分中煤含有哪些主要化学元素？煤的化学成分中煤含有哪些主要化学元素？2.煤的高温干馏后的主要产品有哪四种？煤的高温干馏后的主要产
36、品有哪四种？3.指出由煤制取合成氨的主要步骤。指出由煤制取合成氨的主要步骤。4.天然气资源的四种蕴藏形式的简单名称各是什么？天然气资源的四种蕴藏形式的简单名称各是什么？5.指出天然气在化学工业中上的主要用途。指出天然气在化学工业中上的主要用途。6.试写出反应式说明甲烷经合成气化学转化生成的三试写出反应式说明甲烷经合成气化学转化生成的三种化学品。种化学品。7.至少指出最常见的两种温室气体，并说明它们最大至少指出最常见的两种温室气体，并说明它们最大的危害是什么？的危害是什么？8.温室气体的最大危害是什么？试列举两种最常见的温室气体的最大危害是什么？试列举两种最常见的温室气体，并说明它们在化工生产中
37、有何用途（各温室气体，并说明它们在化工生产中有何用途（各举两例）？举两例）？第一章化工的地位与发展史(思考题)n n解释中文解释中文解释中文解释中文“化工化工化工化工”的含义，它包括哪些内容？的含义，它包括哪些内容？的含义，它包括哪些内容？的含义，它包括哪些内容？n n化学与化工的区别与联系化学与化工的区别与联系化学与化工的区别与联系化学与化工的区别与联系.n n按现行学科的分类，一级学科按现行学科的分类，一级学科按现行学科的分类，一级学科按现行学科的分类，一级学科化学工程与技术化学工程与技术化学工程与技术化学工程与技术下分哪下分哪下分哪下分哪些二级学科？它们的关系如何？些二级学科？它们的关系
38、如何？些二级学科？它们的关系如何？些二级学科？它们的关系如何？n n简述化学工程与化学工艺的各自的学科定义与研究内容？简述化学工程与化学工艺的各自的学科定义与研究内容？简述化学工程与化学工艺的各自的学科定义与研究内容？简述化学工程与化学工艺的各自的学科定义与研究内容？n n化学工业按原料、产品吨位和化学特性各如何分类？化学工业按原料、产品吨位和化学特性各如何分类？化学工业按原料、产品吨位和化学特性各如何分类？化学工业按原料、产品吨位和化学特性各如何分类？n n简述化工的特点是什么？简述化工的特点是什么？简述化工的特点是什么？简述化工的特点是什么？n n化学工业中的基本原料包括哪些？化学工业中的
39、基本原料包括哪些？化学工业中的基本原料包括哪些？化学工业中的基本原料包括哪些？n n化学工业在国民经济中起什么作用？举例说明化学工业在国民经济中起什么作用？举例说明化学工业在国民经济中起什么作用？举例说明化学工业在国民经济中起什么作用？举例说明.n n重要的能源有几种？其中有哪些是可再生的？重要的能源有几种？其中有哪些是可再生的？重要的能源有几种？其中有哪些是可再生的？重要的能源有几种？其中有哪些是可再生的？n n 一次能源与二次能源的定义？一次能源与二次能源的定义？一次能源与二次能源的定义？一次能源与二次能源的定义？各包括哪些种类？各包括哪些种类？各包括哪些种类？各包括哪些种类？n n简述化工与能源的关系。它们之间应如何配合？试举例说简述化工与能源的关系。它们之间应如何配合？试举例说简述化工与能源的关系。它们之间应如何配合？试举例说简述化工与能源的关系。它们之间应如何配合？试举例说明。明。明。明。结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！42