第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 课时3 1.知道煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。 2.知道煤综合利用的几种途径。 3.理解石油分馏的原理，能够用简单的化学反应解释催化裂化和催化重整的原理。 煤 石 油 天然气 目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料。 化石燃料 煤：工业的“粮食” 石油：工业的“血液” 天然气：清洁能源 知识点一：煤的综合利用 1.煤的组成与分类 成分：多种有机物、无机物组成的复杂混合物 元素：主要是C元素，还有少量H、O、N、P、S卤素等元素。 分为腐植煤和腐泥煤；按含碳量又分为无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤。 腐植煤 褐煤 腐泥煤 无烟煤 烟煤 泥煤 煤的综合利用主要途径：煤的干馏、煤的气化、煤的液化 2.煤的干馏-焦化 概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。 工业上煤的干馏也叫煤的焦化。 煤的干馏实验装置图 焦炉气 煤焦油 焦炭 视频：煤的干馏 煤干馏的主要产品和用途 {5FD0F851-EC5A-4D38-B0AD-8093EC10F338}产品 出炉煤气 煤焦油 焦炭 焦炉气 粗氨水 粗苯 主要 成分 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 氨、铵盐 苯、甲苯、二甲苯 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 沥青 碳 用途 气体燃料、化工原料 化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料 染料、医药、农药、合成材料 筑路材料、制碳素电极 冶金、合成氨造气、电石、燃料 3.煤的气化和液化 煤的气化概念：将煤转化为可燃性气体的过程。 C(s)+H2O CO(g)+H2(g) 高温 中热值气 CO(s)+3H2 CH4(g)+H2O(l) 一定条件 高热值气 工业制水煤气的方法 直接液化：将煤与氢气在一定条件下反应，生成液体燃料。 间接液化：将煤先转化为CO和H2，生成液体燃料，再在催化剂的作用下合成甲醇。 煤的液化 煤焦油 隔绝空气加强热之它分解 焦炉气 可燃性气体 C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g) 高温 都 是 化 学 变 化 知识点二：天然气的综合利用 1.天然气的主要成分 天然———主要成分CH4 海底可燃冰：CH4·nH2O 2.天然气水合物 日常生活中，用作燃料； 化工生产中，用于合成氨和生产甲醇。 知识点三：石油的综合利用 1.石油的组成 成分：各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物 元素：碳、氢含量为97%~98% 天然石油一般不含烯烃 石油炼制的主要方法：分馏、裂化、重整 随着碳原子数(相对分子量)增多,熔沸点升高 2.石油的分馏 利用原油中各组分的沸点不同，将复杂的混合物分离成简单混合物。 概念：通过加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。 分馏产物： 石油气(C4以下) 汽油(C5~C11) 煤油(C10~C16) 柴油(C15~C18) 重油(C20以上) 思考：如何才能将过剩的重油变成轻质油？ 轻质油 催化裂化的目的：提高轻质油（特别是汽油）的产量。 裂解: 深度的裂化。获得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料。 3.石油的裂化和裂解 C16H34 C8H18 + C8H16 催化剂 加热、加压 十六烷 辛烷 辛烯 C8H18 C4H10 + C4H8 催化剂 加 热、加压 丁烷 丁烯 辛烷 催化剂 C4H10 CH4 + C3H6 甲烷 丙烯 丁烷 加热、加压 C4H10 C2H6 + C2H4 乙烷 乙烯 丁烷 催化剂 加热、加压 分馏与裂化、裂解的对比 方法 石油的分馏 石油的裂化 石油的裂解 主要 原料 原油 重油、石蜡 石油分馏产品（包括石油气） 主要 产品 石油气、汽油、煤油、柴油及重油等 抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等 乙烯、丙烯等 主要反应类型 物理变化 化学变化 化学变化 炼制主要目的 制得不同用途的石油分馏产品 提高轻质液体燃料的产量和质量 将长链断裂成小分子烃用作有机化工原料 备注 它们得到的产物仍是混合物 干馏、蒸馏、分馏的比较 {5FD0F851-EC5A-4D38-B0AD-8093EC10F338}名称 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气、高温下使物质分解的过程 根据液态混合物中各成分沸点的不同，加热使某一组分蒸发进行分离 ... ...
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