1、1第三節第三節石油、煤和天然氣的石油、煤和天然氣的綜合利用綜合利用2 石油主要是由各種烷烴、環烷烴和環石油主要是由各種烷烴、環烷烴和環烷烴所組成的混合物。石油的大部分是烷烴所組成的混合物。石油的大部分是液態烴，同時在液態烴里溶有少量的氣液態烴，同時在液態烴里溶有少量的氣態烴和固態烴。石油主要含有碳和氫兩態烴和固態烴。石油主要含有碳和氫兩種元素，同時還含有少量的硫、氧、氮種元素，同時還含有少量的硫、氧、氮等元素等元素。思考思考: :石油的主要成分石油的主要成分? ?煉制的主要方法煉制的主要方法? ?一、石油和天然氣一、石油和天然氣1 1、石油的煉制和石油化工、石油的煉制和石油化工3 一方面是將石

2、油中的混合物進行一定一方面是將石油中的混合物進行一定程度的分離使它們物盡其用；另一方面。程度的分離使它們物盡其用；另一方面。將含碳原子數較多的烴轉變為含碳原子數將含碳原子數較多的烴轉變為含碳原子數較少的烴作為化工原料，以提高石油的利較少的烴作為化工原料，以提高石油的利用價值。用價值。45交流思考交流思考: :1 1、談談石油分餾的主要產品有那、談談石油分餾的主要產品有那些？其主要用途是什么？些？其主要用途是什么？2 2、寫出表示己烷裂解反應的方程、寫出表示己烷裂解反應的方程式：式：6汽油汽油 C5C11煤油煤油 C11C16柴油柴油 C15C18常壓蒸餾塔常壓蒸餾塔重油重油 C20以上以上減壓

3、蒸餾塔減壓蒸餾塔燃料油燃料油瀝青瀝青石蠟石蠟潤滑油潤滑油燃料油燃料油石蠟石蠟潤滑油潤滑油燃料油燃料油石蠟石蠟潤滑油潤滑油催化裂化催化裂化石油氣石油氣 C4以下以下LPG原油原油7 裂化就是在一定的條件下，將相對分子質裂化就是在一定的條件下，將相對分子質量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較小、沸點較低的烴的過程。小、沸點較低的烴的過程。裂化有熱裂化和催化裂化裂化有熱裂化和催化裂化8熱裂化熱裂化催化裂化催化裂化目的目的:提高汽油的質量和產量提高汽油的質量和產量目的目的:提高汽油的產量提高汽油的產量缺點：溫度過高，發生結焦現象缺點：溫度過高，發生結焦現象催

4、化劑：硅酸鋁，分子篩催化劑：硅酸鋁，分子篩（鋁硅酸鹽）（鋁硅酸鹽）9裂解裂解定義：使具有長鏈分子的烴在定義：使具有長鏈分子的烴在700度以度以上高溫時斷裂成短鏈的烴的過程叫裂解上高溫時斷裂成短鏈的烴的過程叫裂解目的：生產短鏈不飽和烴如工業目的：生產短鏈不飽和烴如工業“三烯三烯”乙烯的產量作為衡量石油化工發展水乙烯的產量作為衡量石油化工發展水平的標志平的標志用途：合成纖維，塑料，橡膠等用途：合成纖維，塑料，橡膠等10裂化、催化裂化、裂解的對比裂化、催化裂化、裂解的對比石油的煉石油的煉 制方法制方法分餾分餾裂化裂化石油的裂解石油的裂解常壓常壓 減壓減壓熱裂熱裂化化催化催化裂化裂化原理原理用蒸發冷凝

5、的方法把用蒸發冷凝的方法把石油分成不同沸點范石油分成不同沸點范圍的蒸餾產物圍的蒸餾產物在加熱或催化劑存在在加熱或催化劑存在的條件下，把相對分的條件下，把相對分子質量大，沸點高的子質量大，沸點高的烴斷裂成相對分子質烴斷裂成相對分子質量小，沸點低的烴量小，沸點低的烴在高溫下，把石油產在高溫下，把石油產品中具有長鏈分子的品中具有長鏈分子的烴斷裂烴斷裂 成為各種短成為各種短鏈的氣態烴或液態烴。鏈的氣態烴或液態烴。主要原料主要原料原油原油重油重油重油重油含直鏈烷烴的石含直鏈烷烴的石油油 分餾產品（含分餾產品（含石油氣）石油氣）主要產品主要產品溶劑油溶劑油汽油汽油煤油煤油柴油柴油重油重油潤滑油潤滑油凡士林

6、凡士林石蠟石蠟瀝青瀝青石油焦石油焦抗震性能好的氣抗震性能好的氣油和甲烷、乙烷、油和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙丙烷、丁烷、乙烯、丙烯等烯、丙烯等乙烯、丙烯、丁乙烯、丙烯、丁二烯二烯11 結合在必修化學所學內容，與同學交流：結合在必修化學所學內容，與同學交流：以乙烯為原料合成那些產品？以乙烯為原料合成那些產品？合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等乙烯等等2 2、天然氣的利用、天然氣的利用12石油化工廠的景觀13無無煙煙煤煤泥煤泥煤褐褐煤煤 閱讀課本閱讀課本4040頁第二段，說頁第二段，說出煤的主要元素，目前煤的出煤的主要元素，目前煤的綜合

7、利用方法。綜合利用方法。 煤除了主要含碳外還含有煤除了主要含碳外還含有少量的少量的S、P、N、H、O等元等元素以及無機礦物質。煤是有素以及無機礦物質。煤是有機物和無機物組成的復雜混機物和無機物組成的復雜混合物合物二、煤的綜合利用二、煤的綜合利用14 1 、煤的干餾、煤的干餾 把煤隔絕空氣加強熱使它分解把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程叫煤的過程叫煤的干餾。是一個化學變化過程干餾。是一個化學變化過程 。 石油的分餾是物理變化、煤的干餾是化石油的分餾是物理變化、煤的干餾是化學變化過程。學變化過程。石油的分餾和煤的干餾的區別：石油的分餾和煤的干餾的區別： 15煤的干餾實驗裝置圖煤的干餾實驗裝置圖161

8、7 為了預防或減少煤燃料對環境和人體健為了預防或減少煤燃料對環境和人體健康帶來的危害，近二三十年來，世界各國大康帶來的危害，近二三十年來，世界各國大力開展了對煤利用新技術的研究，其中主要力開展了對煤利用新技術的研究，其中主要包括對煤的液化和汽化技術。煤的汽化和液包括對煤的液化和汽化技術。煤的汽化和液化就是使煤變成清潔能源的有效途徑，與此化就是使煤變成清潔能源的有效途徑，與此同時煤的燃燒效率等也得到提高同時煤的燃燒效率等也得到提高 2 2、煤的汽化與液化、煤的汽化與液化18（1 1）汽化）汽化 煤的汽化就是將煤中的有機物轉化為可燃性氣體煤的汽化就是將煤中的有機物轉化為可燃性氣體的過程。煤汽化的主

9、要化反應是指碳和水蒸氣的反的過程。煤汽化的主要化反應是指碳和水蒸氣的反應。應。 C+H C+H2 2O = COO = COH H2 2 碳燃燒時可以使用空氣，也可以使用氧氣，但得碳燃燒時可以使用空氣，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。中熱值氣在適當催化劑的作用下，氣和中熱值氣。中熱值氣在適當催化劑的作用下，又可以轉變成高熱值氣。即把中熱值煤氣里的又可以轉變成高熱值氣。即把中熱值煤氣里的COCO和和H H2 2用催化劑合成甲烷。用催化劑合成甲烷。 CO CO3H3H2 2 CH CH4 4H H2 2O O

10、19 把煤粉和煤液化過程中產生的油跟氫氣混合，把煤粉和煤液化過程中產生的油跟氫氣混合，在高溫下經催化劑催化，進行加氫解聚反應，同時在高溫下經催化劑催化，進行加氫解聚反應，同時脫去硫、氮、氧等原子，生成固脫去硫、氮、氧等原子，生成固- -液混合物的油、液混合物的油、液化的煤以及含有未液化的煤和炭等固態物質。經液化的煤以及含有未液化的煤和炭等固態物質。經過分離可以得到油，成為低氫、低硫的重質液體燃過分離可以得到油，成為低氫、低硫的重質液體燃料。料。 (2)(2)液化液化 煤的液化是將煤轉化為液體燃料的過程。煤煤的液化是將煤轉化為液體燃料的過程。煤的液化可以分為直接和間接兩個途徑。的液化可以分為直接

11、和間接兩個途徑。 20 間接液化的氣化間接液化的氣化- -液化法液化法 首先把煤氣化為首先把煤氣化為H H2 2、COCO和和CH4CH4。用催化劑把。用催化劑把氣態物質轉變為液態。氣態物質轉變為液態。 nCO nCO2nH2nH2 2(CH(CH2 2)n)nnHnH2 2O O 2nCO 2nCOnHnH2 2(CH(CH2 2)n)nnCOnCO2 2 21 碳化學是指以分子中只含一個碳原子的化合物如碳化學是指以分子中只含一個碳原子的化合物如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等) )為原料，用化為原料，用化工的方法制造一系列化工原料和燃料的化學。工的方法制造一

12、系列化工原料和燃料的化學。 2 CO =2COC+H2O = COH2CO+H2O = CO2H2 高溫條件，天然氣重整：高溫條件，天然氣重整： CH4H2O = CO3H2煤汽化的主要反應：煤汽化的主要反應：三、煤化工和天然氣化工的發展三、煤化工和天然氣化工的發展一碳化學一碳化學22由由COCO加氫合成一系列化合物的化學稱合成氣化學加氫合成一系列化合物的化學稱合成氣化學 由甲烷直接合成的稱甲烷化學由甲烷直接合成的稱甲烷化學 由甲醇為原料合成一系列下游產品的為甲醇化學由甲醇為原料合成一系列下游產品的為甲醇化學23課堂練習課堂練習: : 如何用化學方法檢驗一瓶裂化汽油里是如何用化學方法檢驗一瓶裂化汽油里是否含有甲苯、二甲苯等芳香烴？寫出實否含有甲苯、二甲苯等芳香烴？寫出實驗步驟。驗步驟