高中人教版化學(xué)選修2課件：第2單元 課題3 石油、煤和天然氣的綜合利用23張

1、石油、煤和天然氣的綜合利用,第二單元 課題三,石油主要是由各種烷烴、環(huán)烷烴和環(huán)烷烴所組成的混合物。石油的大部分是液態(tài)烴，同時(shí)在液態(tài)烴里溶有少量的氣態(tài)烴和固態(tài)烴。石油主要含有碳和氫兩種元素，同時(shí)還含有少量的硫、氧、氮等元素,思考與交流,石油煉制的目的是什么,一方面是將石油中的混合物進(jìn)行一定程度的分離使它們物盡其用；另一方面。將含碳原子數(shù)較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚訑?shù)較少的烴作為化工原料，以提高石油的利用價(jià)值,汽油 C5C11,煤油 C11C16,柴油 C15C18,常壓蒸餾塔,重油 C20以上,減壓蒸餾塔,燃料油,瀝青,石蠟,潤滑油,催化裂化,石油氣 C4以下,Liquid petroleum gas

2、,LPG,原油,石油通過分餾獲得的汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量比較低，僅占石油總產(chǎn)量的25左右。但社會需求量大的正是這些輕質(zhì)油，為了提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量，還可以采用裂化的方法從重油中獲取輕質(zhì)油,裂化就是在一定的條件下，將相對分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴的過程。例如，在加熱、加壓和催化劑存在的條件下，十六烷裂化為辛烷和辛烯,裂化有熱裂化和催化裂化,熱裂化,催化裂化,目的:提高汽油的質(zhì)量和產(chǎn)量,目的:提高汽油的產(chǎn)量,缺點(diǎn)：溫度過高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象,催化劑：硅酸鋁，分子篩（鋁硅酸鹽,實(shí)驗(yàn),為獲得有機(jī)化工的基本原料。在石油化工生產(chǎn)過程里，常用石油分餾

3、產(chǎn)品（包括石油氣）作原料，采用比裂化更高的溫度（700800，有時(shí)甚至高達(dá)1000以上），使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴，以提供有機(jī)化工原料。工業(yè)上把這種方法叫做石油的裂解。所以說裂解就是深度裂化，以獲得短鏈不飽和烴為主要成分的石油加工過程。石油裂解的化學(xué)過程是比較復(fù)雜的，生成的裂解氣是一種復(fù)雜的混合氣體，它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不飽和烴外，還含有甲烷、乙烷、氫氣、硫化氫等。裂解氣里烯烴含量比較高。因此，常把乙烯的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志。把裂解產(chǎn)物進(jìn)行分離，就可以得到所需的多種原料。這些原料在合成纖維工業(yè)、塑料工業(yè)、橡膠工業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用,閱讀,

4、裂解,定義：使具有長鏈分子的烴在700度以上高溫時(shí)斷裂成短鏈的烴的過程叫裂解,目的：生產(chǎn)短鏈不飽和烴如工業(yè)“三烯,乙烯的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志,用途：合成纖維，塑料，橡膠等,總結(jié),裂化、催化裂化、裂解的對比,歸納,思考與交流,結(jié)合在必修化學(xué)所學(xué)內(nèi)容，與同學(xué)交流：以乙烯為原料合成那些產(chǎn)品：體會乙烯在工業(yè)合成中的價(jià)值,合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等,學(xué)習(xí)第40頁第一自然段回答：天然氣的來源用途,2、天然氣的利用 合成氨所需的氫氣、制乙烯 、制甲醇、合成液體燃料,石油化工廠的景觀,二、煤的綜合利用,無煙煤,泥煤,褐煤,思考與交流,閱讀課本40頁第二段，說出煤的主要元

5、素，目前煤的綜合利用方法,煤除了主要含碳外還含有少量的S、P、N、H、O等元素以及無機(jī)礦物質(zhì)（主要有硅、鋁、鈣、鐵等元素）煤是有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物,1 、煤的干餾 （ ） 的過程叫煤的干餾。是一個(gè)（ ）過程,把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解,石油的分餾是物理變化、煤的干餾是化學(xué)變化過程,化學(xué)變化,石油的分餾和煤的干餾的區(qū)別,為了預(yù)防或減少煤燃料對環(huán)境和人體健康帶來的危害，近二三十年來，世界各國大力開展了對煤利用新技術(shù)的研究，其中主要包括對煤的液化和汽化技術(shù)。煤的汽化和液化就是使煤變成清潔能源的有效途徑，與此同時(shí)煤的燃燒效率等也得到提高,2、煤的汽化與液化,1）汽化 煤的汽化就是將煤中的有機(jī)

6、物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。煤汽化的主要化反應(yīng)是指碳和水蒸氣的反應(yīng)。 C+H2O = COH2 這是一個(gè)吸熱反應(yīng)，所需熱量一般都由同時(shí)進(jìn)行的碳的燃燒反應(yīng)來提供。 CO2 =CO2 碳燃燒時(shí)可以使用空氣，也可以使用氧氣，但得到的煤氣成分、熱值及用途都不同，分別叫低熱值氣和中熱值氣。中熱值氣在適當(dāng)催化劑的作用下，又可以轉(zhuǎn)變成高熱值氣。即把中熱值煤氣里的CO和H2用催化劑合成甲烷。 CO3H2 CH4H2O,把煤粉和煤液化過程中產(chǎn)生的油跟氫氣混合，在高溫下經(jīng)催化劑催化，進(jìn)行加氫解聚反應(yīng)，同時(shí)脫去硫、氮、氧等原子，生成固-液混合物的油、液化的煤以及含有未液化的煤和炭等固態(tài)物質(zhì)。經(jīng)過分離可以得到油，成為低

7、氫、低硫的重質(zhì)液體燃料,2)液化 煤的液化是將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。煤的液化可以分為直接和間接兩個(gè)途徑,間接液化的氣化-液化法 首先把煤氣化為H2、CO和CH4。用催化劑把氣態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。 nCO2nH2(CH2)nnH2O 2nCOnH2(CH2)nnCO2 煤的液化是否能得到發(fā)展，決定于石油是否能滿足不斷增長的需要、煤跟石油的比價(jià)以及煤的液化技術(shù)的成熟程度。從世界范圍來看，由于石油價(jià)格的增長，液化技術(shù)的日臻成熟，煤液化工業(yè)的再度興起是可能的。對我國來說，目前汽油和煤的比價(jià)比國外更有利于發(fā)展以合成高級汽油為主要目的的煤的液化。在有煤地區(qū)發(fā)展煤的液化還是可以探索的,碳化學(xué)是指以分子中只含

8、一個(gè)碳原子的化合物如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)為原料，用化工的方法制造一系列化工原料和燃料的化學(xué),2 CO =2CO C+H2O = COH2 CO+H2O = CO2H2,高溫條件，天然氣重整： CH4H2O = CO3H2,煤汽化的主要反應(yīng),三、煤化工和天然氣化工的發(fā)展碳化學(xué),典型例題,例1：工業(yè)上合成氨的原料氣之一H2有一種來源是取自石油氣，如丙烷。 （1）有人設(shè)計(jì)了以下反應(yīng)途徑（假設(shè)反應(yīng)都能進(jìn)行），你認(rèn)為最合理的是 A、 D、 B、 C、 （2）按照所選反應(yīng)途徑，理論上用1mol丙烷最多可制得氨 A、4mol B、4.7mol C、10mol D、2.7mol,3）所選反應(yīng)途徑最顯著的特點(diǎn)是 A.簡單易行 B.所得H2純度高 C.所得H2產(chǎn)量高 D.可獲得大量熱能,例2：如何用