2.3 石油、煤和天然气的综合利用 教案 (1)

第二单元 走进化学工业 教案 课题3 石油、煤和天然气的综合利用 【教学目标】 1.了解介绍石油的分馏及其产品和用途，了解石油的裂化和裂解。 2.了解煤的干馏和综合利用。 3.了解煤化工和天然气化工的发展。 【教学过程】 一、石油和天然气 1.石油的炼制和石油化工 （1）认识石油 形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。 元素组成：C、H、S等 物质组成：烷烃、环烷、芳香烃等，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。 物理性质：黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。 【思考】石油是纯净物还是混合物？有无固定的沸点？ 答案：混合物 无固定的沸点 （2）原油： 从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油 出卷网，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。要炼制，其目的是将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用，另一方面，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃，做为基础有机化工原料。 （3）石油的分馏 工业上常用常压分馏和减压分馏的方法把不同沸点的产品分离出来，为了提高汽油产量，还可采用催化裂化的方法。如十六烷分解反应方程式为：C16H34 C8H18＋C8H16。 ①常压分馏：将石油分成轻质油和重油。 常压分馏主要产品：轻质油:溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等 ②减压分馏：将重油再进一步分成各种馏分。 重油进行减压分馏的产物主要有：重柴油、润滑油、凡士林、石 蜡、沥青等。 【思考】为什么要减压分馏？ 【师、生】若要将重油进一步分离，则要在更高 出卷网的温度，而在高温下，高沸点的烃会分解，更严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正常生产。由于同一种物质，在不同的压强下，沸点不同。因为外界压强越大，物质沸点就越高；外界压强越小，物质沸点就越低。因此要将重油进行减压分馏。 （4）石油的裂化和裂解 ①石油裂化有热裂化和催化裂化两种 热裂化：目的:提高汽油的产量 缺点：温度过高，发生结焦现象 催化裂化：目的:提高汽油的质量和产量 催化剂:硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐） ②裂解：即深度裂化，使长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃，目的：制取短链烯烃 如：己烷裂解反应 C6H14 CH4＋CH2═CH2＋CH3CH═CH2＋其他 15% 40% 20% 25% 2、天然气的利用 （1）天然气的来源 天然气（natural gas）又 出卷网称油田气、石油气、石油伴生气。开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6～0.8g/cm3，比空气轻。通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。 （2）天然气的主要用途 用作燃料；制造炭黑、合成氨、合成石油、甲醇和其他许多有机化合物的原料。 （3）天然气化工 　　以天然气为原料的化学工 出卷网业简称天然气化工。其主要内容有：①天然气制碳黑；②天然气提取氦气；③天然气制氢；④天然气制氨；⑤天然气制甲醇；⑥天然气制乙炔；⑦天然气制氯甲烷；⑧天然气制四氯化碳；⑨天然气制硝基甲烷；⑩天然气制二硫化碳；天然气制乙烯；天然气制硫磺等 二、煤的综合利用 1、煤的干馏 ⑴定义：煤的干馏，也叫煤的焦化，是指将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。 ⑵煤干馏的产品及用途 干 馏 产 品 主 要 成 分 主 要 用 途 出炉煤气 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料 粗氨水 氨、铵盐 氮肥 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、 合成材料 煤 焦 油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘类 染料、医药、农药、合成材料 沥青 筑路材料、制碳素电极 焦 炭 炭 冶 ... ...