煤石油天然氣的綜合利用第1頁/共65頁背景知識回顧一、化石燃料煤、石油和天然氣都是古代

經過一系列復雜變化而成的，它們是人們生活中經常使用的主要燃料，因此人們常稱它們為

燃料，是

資源。二、煤、石油燃燒對環境的影響1、煤的燃燒對空氣的影響煤燃燒時會排放出

等氣體和一些煙塵，它們都是大氣的污染物。2、用石油作燃料，直接燃燒的是石油的加工產品——汽油、煤油、柴油等，它們燃燒時會排放出

、

、含

化合物、未燃燒的

化合物和煙塵等，它們都是大氣的污染物。動植物遺骸化石不可再生SO2、NO2CO氮的氧化物鉛碳氫第2頁/共65頁迄今為止，煤、石油、天然氣仍是人類使用的主要能源，同時它們也是重要的化工原料。如何實現化石燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環境污染，是人類面臨的重大挑戰。第3頁/共65頁我國煤的分布圖第4頁/共65頁求知課堂互動一、煤的綜合利用1、煤的組成組成元素:主要是碳元素；（還有少量的H、O、N、P、S、鹵素等）組成成分：是由多種有機物、無機物組成的復雜混合物。煤的結構模型第5頁/共65頁一、煤的綜合利用：

2、煤的分類腐泥煤腐植煤褐煤煙煤泥煤無煙煤按C%95%以上70%以上60%~70%50%~60%工業上煤品質的檢測指標：發熱量、揮發分、固定碳、水分、灰分等第6頁/共65頁煤的干餾實驗裝置圖實驗裝置1實驗裝置2一、煤的綜合利用（1）煤的干餾①煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。第7頁/共65頁②煤干餾的主要產品和用途第8頁/共65頁（2）煤的氣化：

將煤中的有機物及碳轉化為可燃性氣體的過程。C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(l)一定條件中熱值氣高熱值氣2CO(g)+O22CO2(g)；△H=-566KJ/mol2H2(g)+O22H2O(l)；△H=-571KJ/molCH4(g)+2O2CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol第9頁/共65頁將煤轉化液體燃料的過程。分為直接液化和間接液化。一、煤的綜合利用（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫

CO+2H2CH3OH（甲醇）一定條件如：第10頁/共65頁第11頁/共65頁二、石油的綜合利用1、石油的組成元素:

主要是碳、氫元素是由各種烷烴、環烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質）石油的主要成分：2、石油的煉制(除水脫鹽后)（1）石油的分餾：利用原油中各組分的沸點不同將復雜的混合物分離成簡單混合物的過程。第12頁/共65頁石油分餾示意圖第13頁/共65頁3、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：（2）裂化的原理：石油的裂化是

。

在催化劑的作用下將含碳原子多的重油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程。提高輕質液體燃料的產量。(3)裂解:

深度的裂化。裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的產量是一個國家石化水平的標志第14頁/共65頁25%產量提高第15頁/共65頁4、石油結構的重整石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結構的重新調整，是鏈狀烴轉化為環狀烴，如苯或甲苯等，它們也是重要的化工基本原料。第16頁/共65頁第17頁/共65頁三、天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用于合成

和生產

等。天然氣化工以含一個碳原子的甲烷為原料，通過化學變化形成含兩個或多個碳原子的其他有機化合物。實現天然氣的有效轉化是一項具有挑戰性的課題。氨甲醇第18頁/共65頁柴達木盆地天然氣儲量突破3000億立方米第19頁/共65頁阜陽市利用“西氣東輸”工程天然氣門站鳥瞰圖第20頁/共65頁俄天然氣管道通向中國德國天然氣汽車第21頁/共65頁天然氣灶液化天然氣公交車第22頁/共65頁四、合成材料1、原料：

。2、合成材料基本特征：

。3、合成材料的合成原理：

。例如：乙烯合成聚乙烯

，丙烯合成聚丙烯

。石油、煤、天然氣相對分子質量很大，屬于高分子化合物加聚、縮聚第23頁/共65頁合成材料概況：隨著人類不斷的文明和進步，人對天然材料的利用已不能滿足很多方面的需要，于是就發生了一場材料的革命－－人工合成材料；合成材料的原料豐富、制造加工簡單，性能千變萬化；

塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料；黏合劑、涂料也屬于合成材料。第24頁/共65頁塑料

塑料的主要成分是合成樹脂，其中還添加了某些特定用途的添加劑（如提高塑性的增塑劑、防止老化的防老化劑）；有些熱塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反復加工，多次使用；有些熱固性塑料（電木），一旦加工成型就不會受熱熔化。常見的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機玻璃）、酚醛塑料（電木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。第25頁/共65頁聚丙烯：單體：CH2＝CHCH3第26頁/共65頁聚苯乙烯單體：CH2＝CHC6H5第27頁/共65頁聚甲基丙烯酸甲酯（有機玻璃）單體：CH2＝CCH3COOCH3第28頁/共65頁酚醛塑料單體：苯酚、甲醛第29頁/共65頁聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2第30頁/共65頁合成纖維纖維天然纖維化學纖維棉花羊毛木材草類合成纖維：用石油、天然氣等為原料制成的單體，再經聚合制成的纖維（如：“六大綸”、碳纖維、光導纖維等）人造纖維：用木材、草類的纖維經化學加工制成。如黏膠纖維等第31頁/共65頁合成橡膠橡膠天然橡膠合成橡膠通用橡膠特種橡膠丁苯橡膠順丁橡膠氯丁橡膠聚硫橡膠硅橡膠第32頁/共65頁第33頁/共65頁思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環境保護和經濟成本等方面作出評價。2、你認為應該限制生產、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請用必要資料和數據作為論據。第34頁/共65頁1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通過熔融再生重新作成多種有用的材料；二是采用熱裂解或化學處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料；三是將廢舊合成材料作為燃料使用。第35頁/共65頁第二課時第36頁/共65頁

第二課時背景知識回顧1、通常所說的三廢是指

、

和

。2、綠色食品是指

的食品，白色污染是指

。廢渣廢氣廢水塑料垃圾無污染、無公害第37頁/共65頁求知課堂互動一、環境保護1、在環境問題面前，化學工作者所面臨的重要問題在環境問題日益突出的今天，化學工作者所面臨的重要任務是對

的檢測、

的治理、尋找從源頭上治理

的生產工藝。2、化學在三廢治理過程中的重要作用環境情況三廢環境污染第38頁/共65頁二、環境保護與綠色化學1、環境：主要是指人類的生存環境。2、環境問題：主要是指由于人類不合理開發和利用自然資源而造成生態環境的破壞，以及工農業生產和人類生活所造成的環境污染問題。3、環境污染：人類排放的污染物質超過了環境的自凈能力，引起環境質量發生不良變化從而危害人類健康和生存的現象。因此，要隨時進行環境監測！！！如：水華、赤潮、酸雨、光化學煙霧……第39頁/共65頁水華第40頁/共65頁

目前,全球有三大塊酸雨地區：西歐,北美和東南亞。我國長江以南也存在連片的酸雨區域。在酸雨區域內,湖泊酸化,漁業減產,森林衰退,土壤貧脊,糧菜減產,建筑物腐蝕,文物面目皆非。

第41頁/共65頁光化學煙霧大氣污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳氫化合物在太陽光紫外線的照射下，在低空大氣中發生復雜的光化學反應（大氣中的氧氣也參加了反應），形成白色或淺蘭色有特殊氣味的光化學煙霧。光化學煙霧中主要含二次污染物如醛類、酮類、臭氧、過氧硝酸、乙酰酯等。光化學煙霧嚴重危害人體健康，損害植物及橡膠制品等。第42頁/共65頁環境污染的分類：按環境要素：分大氣污染、水體污染、土壤污染。按人類活動分：工業環境污染、城市環境污染、農業環境污染。按造成污染的性質、來源分：化學污染、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電磁波等）、固體廢物污染、能源污染。

第43頁/共65頁思考與交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質。工業上常利用它們與一些廉價易得的化學物質發生反應加以控制、消除或回收利用。請舉例說明這些方法的化學反應原理和類型。酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴重的大氣污染現象，會區域性或隨風漂移形成對土壤肥力、森林、水生動植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。第44頁/共65頁利用化學方法可以控制硫和氮氧化物，進而控制酸雨等危害。例如：針對我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點，主要采取燃料預脫煤、爐內脫硫和煙囪排氣除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脫硫。

CaO+SO2====CaSO32CaSO3+O2====2CaSO4SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800

℃800

℃第45頁/共65頁再如，機動車輛的尾氣排放也同樣需要控制，其中的氮氧化物還是光化學污染的主要成因，它比硫氧化物的消除難度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物還原，轉化為N2、CO2、H2O等無害氣體。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃第46頁/共65頁2、含氮、磷的大量污水任意排向湖泊、水庫和近海海域，會出現水華、赤潮等水體污染問題。你認為在農村和城市造成的這種水體污染各有什么特點，并請查閱資料了解有關的污染及治理情況。工業廢水和污水的不適當排放、化肥的不合理使用以及生活污水的任意排放會造成嚴重水體和水源污染。例如，含有大量氮、磷的污水排向湖泊、水庫和近海海域，造成了水體的富營養化，出現藻類大量繁殖形成赤潮、水華等嚴重污染問題。我們日常使用的合成洗滌劑常用多聚磷酸鹽作為助洗劑，在水體中經藻類的微生物催化后，容易水解為磷酸鹽，成為引起水體富營養化的污染物。第47頁/共65頁綠色化學理念（防治優于治理）核心：利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境造成的污染。又稱為“環境無害化學”、“環境友好化學”、“清潔化學”。從學科觀點看：是化學基礎內容的更新。（改變反應歷程）從環境觀點看：強調從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產生）從經濟觀點看：它提倡合理利用資源和能源，降低生產成本。（盡可能提高原子利用率）熱點：原子經濟性——反應物原子全部轉化為最終的期望產物，原子利用率為100%第48頁/共65頁91頁原子經濟性反應高選擇性反應無毒無害原料可再生資源環境友好產品（安全、能降解可再生利用）1、安全的生產工藝2、應用無毒無害的催化劑3、應用無毒無害的溶劑4、提高能源的利用率原子利用率100%第49頁/共65頁原子利用率=25.4%原子利用率=100%第50頁/共65頁海底石油:1350億噸天然氣：140萬億立方米鎂、鉀、鈾、鍶等礦物：5億億噸（液體礦山）錳結核：3萬億噸;魚蝦貝藻：6億噸/年，現在捕撈量9000萬噸/年波浪能：700億千瓦潮汐能：27億千瓦重水：200萬噸水：13億億噸資料:第51頁/共65頁海水：名副其實的液體資源寶庫!第52頁/共65頁海水中資源的分類:海水資源水資源化學資源生物