煤的綜合利用苯教學(xué)課件

煤的綜合利用煤炭是重要的化石能源和化工原料。本課程將探討煤的特性、分類、開采及多樣化利用方式，重點(diǎn)關(guān)注煤焦油苯的應(yīng)用。我們將深入研究煤炭綜合利用的現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢(shì)。煤的化學(xué)成分碳元素煤的主要成分，占比50-98%，決定煤的熱值和燃燒特性。氫元素含量3-6%，影響煤的粘結(jié)性和液化性能。氧元素含量1-20%，降低煤的熱值，影響燃燒性能。其他元素硫、氮、磷等，影響煤的環(huán)境適用性和化學(xué)反應(yīng)性。煤的基本性質(zhì)物理性質(zhì)煤的顏色、密度、硬度和孔隙率等特征。這些性質(zhì)影響煤的開采、運(yùn)輸和加工?；瘜W(xué)性質(zhì)煤的反應(yīng)活性、熱解特性和吸附性能。這些性質(zhì)決定了煤的利用方式和效率。煤的分類和等級(jí)1無煙煤碳含量最高，熱值最大2煙煤最常見，用途廣泛3褐煤碳化程度低，含水量高4泥炭煤化初期，有機(jī)質(zhì)含量高煤的形成和地質(zhì)分布1古生代大規(guī)模煤炭形成，主要分布在北美和歐洲。2中生代煤炭形成較少，主要分布在亞洲和南半球。3新生代形成褐煤和泥炭，分布廣泛但儲(chǔ)量較小。煤的開采和加工勘探地質(zhì)調(diào)查和鉆探，確定煤層位置和儲(chǔ)量。開采露天或地下開采，采用先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)。洗選去除雜質(zhì)，提高煤質(zhì)，滿足不同用途需求。加工破碎、篩分等處理，制成各種規(guī)格產(chǎn)品。煤的熱利用工業(yè)鍋爐為工廠提供熱能和蒸汽，支持各種工業(yè)生產(chǎn)過程。發(fā)電煤電廠通過燃燒煤炭產(chǎn)生電力，是主要電力來源之一。民用供暖在一些地區(qū)仍用于家庭供暖，但正逐步被清潔能源替代。煤的液化直接液化高溫高壓下，煤直接轉(zhuǎn)化為液體燃料。效率較高，但工藝復(fù)雜。間接液化先氣化后合成，可生產(chǎn)多種化學(xué)品。工藝靈活，但能量損失較大。產(chǎn)品應(yīng)用生產(chǎn)汽油、柴油等交通燃料，以及化工原料。煤的氣化1原料預(yù)處理煤炭粉碎、干燥2氣化反應(yīng)高溫下與空氣或氧氣反應(yīng)3凈化處理去除雜質(zhì)和有害物質(zhì)4合成氣應(yīng)用發(fā)電或化工原料煤的煉焦1裝煤將精選的煉焦煤裝入炭化室。2加熱在無氧條件下加熱至1000-1200℃。3熱解煤中揮發(fā)分析出，形成焦炭和焦油。4出焦將紅熱的焦炭推出，冷卻后即成焦炭產(chǎn)品。煤焦油的綜合利用化工原料提取苯、萘等化學(xué)品，用于合成各種有機(jī)化合物。道路建設(shè)生產(chǎn)瀝青，用于道路鋪設(shè)和防水材料制造。醫(yī)藥原料某些成分可用于生產(chǎn)藥物，如退燒藥和消毒劑。煤焦油的成分和性質(zhì)主要成分芳香烴（苯、甲苯、萘等）雜環(huán)化合物（吡啶、喹啉等）酚類化合物物理性質(zhì)黑色粘稠液體密度大于水特殊刺激性氣味煤焦油的制品煤焦油苯的分離輕油分離從煤焦油中分離出含苯的輕油組分。精餾利用沸點(diǎn)差異，將苯從輕油中分離出來。萃取用溶劑進(jìn)一步提純，去除雜質(zhì)。精制通過化學(xué)處理，得到高純度的苯產(chǎn)品。煤焦油苯的性質(zhì)物理性質(zhì)無色透明液體，特殊芳香氣味，熔點(diǎn)5.5℃，沸點(diǎn)80.1℃?；瘜W(xué)性質(zhì)不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。具有很強(qiáng)的反應(yīng)活性。毒性有致癌性，長期接觸可導(dǎo)致白血病。使用時(shí)需嚴(yán)格防護(hù)。煤焦油苯的轉(zhuǎn)化反應(yīng)取代反應(yīng)苯環(huán)上的氫被其他基團(tuán)取代，如硝化、磺化、鹵化等。加成反應(yīng)在特定條件下，苯環(huán)可發(fā)生加成反應(yīng)，如加氫、加氯等。氧化反應(yīng)在強(qiáng)氧化劑作用下，苯環(huán)可被破壞，生成其他有機(jī)化合物。苯的重要衍生物氫化苯的生產(chǎn)1原料準(zhǔn)備純化苯和氫氣，去除雜質(zhì)。2反應(yīng)在催化劑存在下，苯與氫氣反應(yīng)。3分離將產(chǎn)物與未反應(yīng)物分離。4精制進(jìn)一步純化，得到高純度環(huán)己烷。氫化苯的性質(zhì)和用途性質(zhì)無色液體，特殊氣味沸點(diǎn)80.7℃，熔點(diǎn)6.5℃不溶于水，溶于有機(jī)溶劑用途生產(chǎn)尼龍的原料有機(jī)合成中間體溶劑和稀釋劑硝化苯的生產(chǎn)原料配制準(zhǔn)備濃硫酸和濃硝酸的混合酸。硝化反應(yīng)在低溫下將苯slowly加入混酸中，控制溫度。分離反應(yīng)結(jié)束后，將混合物倒入冰水中，分離出硝基苯。純化洗滌、蒸餾，得到純硝基苯產(chǎn)品。硝化苯的性質(zhì)和用途物理性質(zhì)淡黃色液體，有苦杏仁味，熔點(diǎn)5.7℃，沸點(diǎn)210.9℃?；瘜W(xué)性質(zhì)可還原為苯胺，可進(jìn)一步硝化生成二硝基苯和三硝基苯。主要用途生產(chǎn)苯胺、農(nóng)藥、染料、炸藥和塑料增塑劑的重要原料。氯化苯的生產(chǎn)1原料準(zhǔn)備純化苯和氯氣2催化劑添加加入無水氯化鐵催化劑3氯化反應(yīng)控制溫度和壓力進(jìn)行反應(yīng)4分離純化蒸餾分離得到氯苯產(chǎn)品氯化苯的性質(zhì)和用途性質(zhì)無色液體，有芳香氣味不溶于水，溶于有機(jī)溶劑沸點(diǎn)132℃，熔點(diǎn)-45℃用途農(nóng)藥和醫(yī)藥中間體生產(chǎn)苯酚的原料有機(jī)合成溶劑磺化苯的生產(chǎn)1原料準(zhǔn)備純化苯和濃硫酸。2磺化反應(yīng)在80-100℃下進(jìn)行苯的磺化反應(yīng)。3中和用碳酸鈉溶液中和過量的硫酸。4分離純化蒸發(fā)結(jié)晶，得到苯磺酸鈉產(chǎn)品?；腔降男再|(zhì)和用途清潔劑作為表面活性劑，用于洗滌劑和清潔產(chǎn)品的生產(chǎn)。紡織助劑用于紡織品的染色和整理過程，改善染色效果。醫(yī)藥中間體用于合成某些藥物，如磺胺類抗菌藥。煤焦油苯的綜合利用前景1高附加值化學(xué)品開發(fā)新型精細(xì)化學(xué)品2材料科學(xué)應(yīng)用碳纖維、石墨烯等新材料3環(huán)保技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)清潔生產(chǎn)工藝4傳統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)化提高現(xiàn)有產(chǎn)品質(zhì)量和效率煤的清潔高效利用1煤炭洗選技術(shù)去除煤中的硫和灰分，提高燃燒效率，減少污染物排放。2超臨界發(fā)電技術(shù)提高發(fā)電效率，降低煤炭消耗和碳排放。3煤炭氣化聯(lián)合循環(huán)將煤氣化與燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電結(jié)合，實(shí)現(xiàn)高效清潔發(fā)電。4碳捕獲與封存捕獲燃煤過程中產(chǎn)生的二氧化碳，減少溫室氣體排放。煤的可持續(xù)發(fā)展利用資源節(jié)約提高煤炭開采回收率，發(fā)展煤矸石綜合利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)資源的最大化利用。技術(shù)創(chuàng)新開發(fā)新型煤化工技術(shù)，如煤制油、煤制天然氣等，拓展煤炭的應(yīng)用領(lǐng)域。循環(huán)經(jīng)濟(jì)推動(dòng)煤炭全產(chǎn)業(yè)鏈的廢棄物資源化利用，構(gòu)建煤炭循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系。煤的環(huán)境影響與治理大氣污染燃煤排放SO2、NOx和顆粒物，通過脫硫脫硝和除塵技術(shù)降低排放。水資源污染煤礦開采影響地下水，采用先進(jìn)的礦井水處理技術(shù)保護(hù)水資源。生態(tài)破壞露天開采導(dǎo)致植被破壞，實(shí)施生態(tài)恢復(fù)和土地復(fù)墾項(xiàng)目。溫室氣體排放