4.2资源综合利用环境保护-课件(新人教版必修2).ppt

1、4第四章第四章 第二节第二节资源综合利用环境保护资源综合利用环境保护 第一课时第一课时无机物无机物(少量少量)C 元素（大量）元素（大量）H、O、N、S 等等元素（少量）元素（少量）COx、NOxSO2、烟尘、烟尘煤的煤的 组成组成有机物有机物污染环境污染环境燃烧燃烧混合物混合物煤的组成煤的组成无烟煤无烟煤褐煤褐煤 烟煤烟煤煤的种类煤的种类煤是含有碳元素的有机物和无机物组成的煤是含有碳元素的有机物和无机物组成的混合物混合物炭指的是木炭或焦炭，含有碳元素的炭指的是木炭或焦炭，含有碳元素的非纯单质非纯单质碳是元素的名称，或者单质碳碳是元素的名称，或者单质碳。煤、炭、碳之间的区别煤、炭、碳之间的区别

2、煤煤直接作燃料直接作燃料利用率低并污染环境利用率低并污染环境 将煤隔绝空气加强热使之分解的过将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做程，叫做煤的干馏，煤的干馏，工业上也叫工业上也叫煤的焦化煤的焦化。1、煤的干馏、煤的干馏视频视频焦炉气焦炉气煤焦油煤焦油焦炭焦炭粗苯粗苯化学变化化学变化干馏的条件干馏的条件表表4-2 煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途产品产品主要成分主要成分用途用途出出炉炉煤煤气气焦炉气焦炉气 氢气、甲烷、氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳乙烯、一氧化碳气体燃料、气体燃料、化工原料化工原料粗氨水粗氨水 氨、铵盐氨、铵盐炸药、染料、医药、炸药、染料、医药、农药、合成材料农药、合成材

3、料 粗苯粗苯苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油煤焦油苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘酚类、萘染料、医药、农药、染料、医药、农药、合成材料合成材料 沥青沥青筑路材料、制碳素电极筑路材料、制碳素电极焦炭焦炭 碳碳冶金、合成氨造气、冶金、合成氨造气、电石、燃料电石、燃料在一定条件下将煤转化为在一定条件下将煤转化为液体液体燃料。燃料。直接液化：直接液化：间接液化：间接液化：煤与煤与氢气氢气作用生成液体燃料作用生成液体燃料先转化为先转化为CO和和H2，再在，再在催化剂作用下合成催化剂作用下合成甲醇甲醇 CO +2 H2 CH3OH (甲醇甲醇)催化剂催化剂加热加热 加压加压在一定条件下把煤

4、中的有机物转化为可燃性气体的过程在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程2、煤的气化、煤的气化3、煤的液化、煤的液化 C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温高温优点：优点：变成清洁能源变成清洁能源提高燃烧效率提高燃烧效率得到化工原料得到化工原料水煤气水煤气煤的干馏煤的干馏 煤的气化煤的气化煤的液化煤的液化 直接液化直接液化 间接液化间接液化 原原理理 产产品品 将 煤 隔 绝将 煤 隔 绝空 气 加 强空 气 加 强热 使 其 分热 使 其 分解解把煤中的有把煤中的有机物转化为机物转化为可燃性气体可燃性气体 煤与煤与H2作用作用生成液体燃生成液体燃料料 先气化成先气化成CO、

5、H2，再催化合再催化合成成 CH3OH焦炭焦炭煤焦油煤焦油焦炉气焦炉气出炉煤气出炉煤气CO、H2液体燃料液体燃料合成甲醇合成甲醇等液体燃等液体燃料料 煤是工业的粮食煤是工业的粮食 石油主要是多种石油主要是多种碳氢化合物碳氢化合物组成的组成的混合物混合物。元素：元素：碳、氢碳、氢含量为含量为 97%-98%，还有，还有N、O、物质：物质：烷烃、环烷烃、芳香烃烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。的混合物。（一般石油不含烯烃）（一般石油不含烯烃）组成状态：组成状态：固态、液态、气态固态、液态、气态。大部分是液态烃，。大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。思考：

6、思考：石油的分馏是物理变化还是化学变化石油的分馏是物理变化还是化学变化原理：利用原油中各种成分沸点的不同，原理：利用原油中各种成分沸点的不同，采用加热蒸发、冷凝液化的方法把沸点范采用加热蒸发、冷凝液化的方法把沸点范围不同的成分分离成各种馏分的方法。围不同的成分分离成各种馏分的方法。1、石油的分馏、石油的分馏温度计水银球温度计水银球处于蒸馏烧瓶处于蒸馏烧瓶支管口处支管口处冷凝水，下口冷凝水，下口进，上口出进，上口出投放沸石或投放沸石或瓷片防暴沸瓷片防暴沸烧瓶底加烧瓶底加垫石棉网垫石棉网石油的分馏实验装置图石油的分馏实验装置图工业上分馏石油的示意图工业上分馏石油的示意图馏分馏分:混合物混合物汽油、

7、煤油、柴油的熔沸汽油、煤油、柴油的熔沸点由高到低的顺序是：点由高到低的顺序是：直馏汽油直馏汽油（不含烯烃）（不含烯烃）能否直接能否直接蒸馏？蒸馏？属于轻质油属于轻质油提高轻质油（汽油）的产量。提高轻质油（汽油）的产量。在催化剂的作用下将含碳原子多的重油在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。C16H34 C8H18+C8H16十六烷十六烷 辛烷辛烷 辛烯辛烯催化剂催化剂加热、加压加热、加压C8H18 C4H10+C4H8辛烷辛烷 丁烷丁烷 丁烯丁烯催化剂催化剂加热、加压加热、加压（1）裂化的目的：裂化的目的：（2）裂化的原理：裂化的

8、原理：2、裂化、裂化 裂化汽油裂化汽油（含烯烃）（含烯烃）裂化前后的裂化前后的碳原子数有碳原子数有何关系何关系C4H10 CH4+C3H6丁烷丁烷 甲烷甲烷 丙烯丙烯催化剂催化剂加热、加压加热、加压C4H10 C2H6+C2H4丁烷丁烷 乙烷乙烷 乙烯乙烯催化剂催化剂加热、加压加热、加压深度的裂化。深度的裂化。获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。（1）裂解的定义）裂解的定义:（2）裂解的目的：）裂解的目的：3、裂解、裂解思考：思考：写出丁烷的两种裂解方式写出丁烷的两种裂解方式 乙烯的产量乙烯的产量是一个国家是一个国家石化水平的石化水平的标志标志石油在

9、加热和催化剂的作用下，可以通过石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯等，这个过程叫石油的催化重如苯或甲苯等，这个过程叫石油的催化重整。整。作用：作用：提高汽油的辛烷值，生产苯、甲苯等。提高汽油的辛烷值，生产苯、甲苯等。4、石油的催化重整、石油的催化重整炼制炼制方法方法 分馏分馏催化催化裂化裂化 裂解裂解催化催化重整重整常压常压分馏分馏减压减压分馏分馏条件条件 原料原料 目的目的主要主要产品产品石油的分馏、裂化、裂解、催化重整对比石油的分馏、裂化、裂解、催化重整对比常压加热常压加热原油原油将原油将原油分离分离汽油汽

10、油煤油煤油柴油柴油重油重油减压减压加热加热重油重油将重油将重油分离分离润滑油润滑油石蜡等石蜡等催化剂催化剂加热加热 重油重油提高轻质汽油提高轻质汽油的产量和质量的产量和质量汽油等轻油汽油等轻油高温高温石油的分石油的分馏产品馏产品获取短链获取短链气态不饱气态不饱和烃和烃乙烯乙烯丙烯丙烯甲烷甲烷加热加热催化剂催化剂重油重油链状烃转变链状烃转变为环状烃为环状烃苯苯甲苯甲苯 石油的用途石油的用途 石油是工业的血液石油是工业的血液天然气的组成：主要是气态烃，其中最重要的天然气的组成：主要是气态烃，其中最重要的是是甲烷甲烷天然气天然气清洁的化石燃料清洁的化石燃料用作化工原料，用作化工原料，合成氨合成氨、生

11、产甲醇生产甲醇以及其他有机物以及其他有机物三、天然气的综合利用三、天然气的综合利用新华社的一条消息中披露：我国南海海底发现巨新华社的一条消息中披露：我国南海海底发现巨大的大的“可燃冰可燃冰”带，能源总量估计相当于中国石油带，能源总量估计相当于中国石油总量的一半；而我国东海总量的一半；而我国东海“可燃冰可燃冰”的蕴藏量也很的蕴藏量也很可观可观“可燃冰可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体的主要成分是一水合甲烷晶体（CH4H2O）。）。B下列关于可燃冰说法中正确的是下列关于可燃冰说法中正确的是（）ACH4H2O晶体中水是溶剂晶体中水是溶剂BCH4H2O的组成元素有的组成元素有3种种CCH4H2O中中C

12、H4和和H2O的质量比为的质量比为1：1D可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性 有机高分子材料：用有机高分子化合物制成的材料。有机高分子材料：用有机高分子化合物制成的材料。有机高分子材料有机高分子材料天然天然有机高分子材料：有机高分子材料：合成合成有机高分子材料：有机高分子材料：（简称合成材料）（简称合成材料）棉花、羊毛、棉花、羊毛、淀粉、天然橡胶等淀粉、天然橡胶等塑料、合成纤维、塑料、合成纤维、合成橡胶合成橡胶四、合成材料四、合成材料煤煤石油石油天然气天然气乙烯、丙烯等乙烯、丙烯等塑料塑料合成橡胶合成橡胶合成纤维合成纤维有机有机高分子材料高分子材料CH2CH2CH2C

13、H2 n以煤、石油和天然气为原料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料生产合成材料加聚反应加聚反应n CH2 CH2催化剂催化剂 CH2CH2 n（聚乙烯）（聚乙烯）单体：单体：链节：链节：聚合度：聚合度：1.下列说法错误的是（下列说法错误的是（）（A）石油中含有）石油中含有C5C11的烷烃，可以通过石油的分馏得的烷烃，可以通过石油的分馏得 到汽油到汽油（B）含）含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油（C）煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物）煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物（D）煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把）煤中含有苯和甲苯

14、，可以用先干馏后分馏的方法把 它们分离出来它们分离出来分析：分析：（D）中说煤中含有苯和甲苯是错误的，应是）中说煤中含有苯和甲苯是错误的，应是 煤经高温干馏后所得的煤焦油中才含有苯和甲苯。煤经高温干馏后所得的煤焦油中才含有苯和甲苯。课堂练习课堂练习D2.下列说法不正确的是下列说法不正确的是（）A.石油有固定的沸点，所以可以进行分馏石油有固定的沸点，所以可以进行分馏B.将含有碳原子数较多的烃经过裂化可以将含有碳原子数较多的烃经过裂化可以 得到汽油得到汽油C.石油的分馏是物理过程，而裂化和裂解石油的分馏是物理过程，而裂化和裂解 属于化学过程属于化学过程D.石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃料石油裂化

15、的目的是提高汽油等轻质燃料 的产量和质量的产量和质量课堂练习课堂练习A课堂练习课堂练习3.从石油制得乙烯，可采用的方法是（从石油制得乙烯，可采用的方法是（）A减压分馏减压分馏 B热裂化热裂化 C催化裂化催化裂化 D裂解裂解D 4下列说法正确的是（下列说法正确的是（）A将煤加强热使它分解的过程叫干馏将煤加强热使它分解的过程叫干馏 B煤经过干馏，可生产出焦炭、煤焦油、粗氨水、煤经过干馏，可生产出焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等焦炉气等 C煤的汽化和液化都是物理变化煤的汽化和液化都是物理变化 D原煤是既经济又不产生污染的优质燃料原煤是既经济又不产生污染的优质燃料B课堂练习课堂练习5.右图是石油分馏塔的

16、示意图右图是石油分馏塔的示意图a、b、c三种馏分中三种馏分中()Aa的沸点最高的沸点最高Bb的熔点最低的熔点最低Cc的平均分子量最大的平均分子量最大D每一种馏分都是纯净物每一种馏分都是纯净物分析：分析：(1)分馏的原理分馏的原理物质的沸点不同物质的沸点不同(2)熔、沸点越高，含碳原子个数越多，相对分子质量越大熔、沸点越高，含碳原子个数越多，相对分子质量越大C课堂练习课堂练习石石油油石油的组成石油的组成各种烃各种烃(烷烃、环烷烃、芳香烃烷烃、环烷烃、芳香烃)组成的混合物组成的混合物石油综石油综合利用合利用重油重油汽油汽油石油气石油气煤油煤油柴油柴油常压分馏常压分馏减压分馏减压分馏重柴油重柴油燃料油燃料油润滑油润滑油石蜡石蜡沥青沥青催催化化裂裂化化