课时3 煤、石油和天然气的综合利用 一、煤的综合利用 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。煤的综合利用可获得洁净的燃料和多种化工原料,主要方法如下: 1 煤的干馏 煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,也叫煤的焦化。煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应,从煤干馏产物中可获得重要的化工原料。煤的干馏产品: 煤的 干馏 2 煤的气化 将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程,主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气(CO和H2的混合气体),反应的化学方程式为 C (s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 3 煤的液化 ①煤的直接液化:使煤与氢气作用生成液体燃料。 ②煤的间接液化:先将煤转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醇等。 二、石油的综合利用 从组成元素上看,石油的主要成分是 和 ,从组成物质上看,石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。 1 分馏 石油分馏是利用原油中各组分 的不同,将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。石油分馏在分馏塔中进行,可分为常压蒸馏和减压蒸馏,分馏产品及用途如下: 2 催化裂化 石油的催化裂化是将含碳原子较 、沸点较 的烃断裂为含碳原子较 、沸点较 的烃的过程。石油裂化的产品再经过进一步裂解,可以获得很多重要的化工原料。例如: C16H34C8H18+C8H16 C8H18C4H10+ C4H8 C4H10C2H6+C2H4 C4H10CH4+C3H6 乙烯、丙烯、甲烷等都是通过石油裂化和裂解得到的重要化工原料,常把乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。 石油的综合利用方法归纳如表: 方法 原理 原料 目的 主要产品 分馏 常压 利用加热和冷凝,把石油分成不同 范围的蒸馏产物 得到不同 范围 的蒸馏产 品 溶剂油、汽油、煤油、柴油、重油 减压 润滑油、凡士林、石蜡、沥青、石油焦 裂化 热裂化 在一定条件下,把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高汽油 的产量 汽油和甲烷、乙烷、乙烯和丙烯 催化裂化 裂解 (深度 裂化) 在高温下,把长链分子的烃断裂为各种短链的 态烃和液态烃 含直链烷 烃的石油 分馏产品 获得短链 不饱和烃 乙烯、丙烯、丁二烯 三、天然气的综合利用 天然气主要是气态烃,其中最主要的是 。 天然气燃烧生成二氧化碳和水,它是一种清洁燃料,可以直接用作燃料,也是一种重要的化工原料,用于制备合成氨所需的氢气和生产甲醇等物质。 例题1 下列关于煤和石油的说法正确的是( ) A.含有碳原子数大于20的烷烃的重油经过裂化可得到汽油 B.煤中含有甲苯和苯,可用先干馏后分馏的方法将它们分离出来 C.神舟十八号载人飞船返回舱的烧蚀防热涂层以苯基橡胶为基体,工业上制备苯基橡胶的原料苯可来自煤的干馏或石油的分馏 D.石蜡油分解是石油减压蒸馏的一种方式 例题2 下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( ) A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭 B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料 C.将石油裂解制得乙烯等化工原料 D.将煤块粉碎后加工成煤饼作燃料 例题3 用石油裂化和裂解过程得到的乙烯、丙烯来合成丙烯酸乙酯的路线如下: 关于对上述过程的叙述正确的是( ) A.由CH2=CH2制取有机物A属于取代反应 B.有机物C的结构简式为 CH2=CHCOOH C.丙烯酸乙酯在氢氧化钠溶液中可水解成有机物A和C D.图中所有有机物均能发生加聚反应 例题4———碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施能促进碳中和最直接有效的是( ) A.将重质油裂解为轻质油作为燃料 B.大规模开采可燃冰作为新能源 C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D.研发催化剂将CO2还原为甲醇 例题5 下列有关煤的综合利用和石油化工的说法错误的是( ) A. ... ...
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