8.1《自然资源的开发利用》（第2课时）课件(共31张PPT)

(共31张PPT)
第八章
化学与可持续发展
第一节　
选择性必修一
1st
自然资源的开发利用 第二课时
化石燃料
化石燃料：煤、石油和天然气都是古代 经过一系列复杂变化而成的，
它们是人们生活中经常使用的主要燃料，因此人们常称它们为 燃料，是
资源。
动植物遗骸
不可再生
化石
煤
石油
天然气
化石燃料
煤矿
石油化工厂
天然气运输
化石燃料
死亡的植物形成泥炭
泥炭变化成为褐煤
烟煤在挤压下形成
无烟煤煤层最后形成
一、煤的综合利用
1. 煤的组成 —— 有机物 + 少量无机物 组成的复杂的混合物。
主要元素 其他元素
CO2会加剧温室效应
C
H、O、N、S 等
无烟煤
褐煤
泥煤
一、煤的综合利用
2. 煤的综合利用
煤直接作燃料。
煤的干馏
煤的气化
煤的液化
一、煤的综合利用
2. 煤的综合利用
①煤气化和液化
★直接液化 煤与氢气生成液体燃料。
概念：把煤转化为可燃性气体的过程。
方程式：碳和水蒸气的反应：C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)
★间接液化 先转化为CO、H2---催化剂作用下合成甲醇。
CO(g)+2H2(g)=CH3OH(l)
a.气化
b.液化
一、煤的综合利用
2. 煤的综合利用
②煤的干馏
c．U形管底部还有还有一种黑褐色粘稠的油状物生成，这是煤焦油和粗氨水。
b．点燃导管尖嘴处，有淡蓝色火焰燃烧
焦炉气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳。
a．玻璃管中的烟煤粉最后变成
黑灰色固体物质， 这是焦炭。
把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。工业上也叫煤的焦化。
一、煤的综合利用
表8-1 煤干馏的主要产品和用途
干 馏 产 品煤 主 要 成 分 主 要 用 途
出炉煤气 （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 （液） 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 染料、医药、农药、合成材料
沥青 筑路材料、制碳素电极
焦 炭（固） 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料
一、煤的综合利用
煤的综合利用 干馏 气化 液化
原理 使煤隔绝空气加强 热使其分解的过程 把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程 把煤转化为液体
燃料的过程
原料 煤 煤 煤
产品 焦炭、煤焦油、焦炉气 氢气、一氧化碳 液体燃料（甲醇、汽油等）
总结：煤的综合利用
二、天然气的综合利用
天然气的主要成分是甲烷。
1、组成
（1）清洁能源。
2、综合利用
（2）化工原料—合成氨、生产甲醇。
天然气灶
新疆亿吨级油气田
资料卡片
可燃冰，是天然气和水在高压、低温条件下形成的冰状结晶物，可表示为CH4.nH2O。是21世纪的高清洁能源，我国对可燃冰的开采处于先进水平。
二、天然气的综合利用
1. 石油的组成
三、石油的综合利用
外 观
棕黑色粘稠液体
组成元素
C、H（最主要）（平均97%-98%） O、N、S
化学成分
烷烃、环烷烃、芳香烃、一般不含烯烃
石 油
由多种碳氢化合物组成的混合物，没有固定的熔、沸点
① 石油的分馏
开采出来的石油--原油---加工处理---各种成品，如汽油、柴油等。
原油含水盐类、含水多，在炼制时要浪费燃料，含水量盐多会腐蚀设备。
原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制。
2. 石油的综合利用
三、石油的综合利用
② 石油的裂化
③ 石油的裂解
通过加热和冷凝,可以把石油分成不同沸点范围的产物。
①石油的分馏
物理方法
分馏
脱水
脱盐
石油气Ｃ4以下
汽油Ｃ5－Ｃ11
煤油Ｃ11－Ｃ16
柴油Ｃ15－Ｃ18
重油（沥青等）Ｃ20以上
原 油
分馏塔
分馏产物: 混合物 是碳原子在一定范围内的混合物。
三、石油的综合利用
分离液体混合物的重要方法-----蒸馏
三、石油的综合利用
石油分馏模拟装置
100mL石油
60°C-150°C
汽油
碎瓷片
三、石油的综合利用
烃的沸点：随碳原子数目增多而增大
冷凝器
瞭望口
泡罩
塔盘
溢流管
原料油汽
原料油
高温水蒸气
加热器
重油
柴油
轻柴油
煤油
航空煤油
汽油
溶油剂
油分回流管
石油气
石油分馏塔
三、石油的综合利用
福建联合石油化工有限公司
三、石油的综合利用
②石油的裂化
裂化目的: 提高轻质液体燃料的产量。
特别是提高汽油的产量。
相对分子质量大
沸点高的烃
相对分子质量小
沸点较低的烃
C16H34 C8H18 + C8H16
加热加压
催化剂
三、石油的综合利用
③石油的裂解---(采用更高的温度)
裂解目的: 获得乙烯、丙烯等小分子烃。
(石油裂解气中乙烯含量较高)
石油裂解即石油分馏产物的深度裂化
三、石油的综合利用
三、石油的综合利用
凝结的汽油
加热炉
铺路
沥 青
减压蒸馏
柴 油
C20 以上
C15 - C18柴油
C11 - C16煤油
C5 - C11汽油
C4 以下石油气
上升的石油蒸汽
常压蒸馏
柴油
船或火力发电的燃料
燃料油
各种化工原料
柴油发动机的燃料
煤油炉的燃料
飞机燃料
汽油发动机的燃料
液化石油气
柴油
煤油
汽油
石蜡
润滑油
机油
催化裂化
小结
分馏与裂化、裂解的对比
石油炼制方法
分馏
裂化
裂解
原理
变化
主要原料
目的
主要产品
利用各成分沸点的不同,用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的分馏产物
分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点较低的烃
长链烃断裂为短链气态小分子烃。
石油气, 汽油, 煤油,
柴油, 润滑油, 重油等
汽油
乙烯、丙烯、
1，3－丁二烯等
得到各种不同
沸点范围的烃
提高汽油的
产量和质量
短链气态不饱和烃组成得裂解气
原油
重油
石油分馏产品
物理变化
化学变化
化学变化
三、石油的综合利用
石油的综合利用
三、石油的综合利用
目前大多数石油产品仍作为燃料使用，只有一部分转化为化工、纺织、建材、医药、日用化学品等行业的基本原料
图 8 – 7 石油化工产品的应用及投入产出示意图
化学与可持续发展
1. 以煤、石油和天然气为原料，通过化学反应获得许多性能优异的合成高分子
材料，三大合成材料：塑料、合成橡胶和合成纤维，相对分子质量很大，属
于高分子化合物。使人类在利用自然资源的进程中前进了一大步。
2. 随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物也给人类社会造成了巨
大的环境压力。
3. 生物质资源的利用：利用物理、化学和生物方法将生物质资源转化为材料
（如木材、纸张）、燃料（如生物乙醇、生物柴油），以及基本化工原料
（如木炭、乙醇、甲醇、甲烷）等。
化学与可持续发展
4. 绿色化学又称“环境无害化学”，利用化学原理从源头上
减少和消除工业生产对环境的污染。
5.“原子经济”：化学反应中应该最大限度地利用原料分子中
的每一个原子，使它们都结合到目标分子（目标中的产物）
中去，从而达到零排放（即没有副反应，不生成副产物，
便不能产生废弃物）。
【课堂练习】
1. 下列有关煤、石油、天然气等资源的说法错误的是（ ）
A. 天然气是一种清洁的化石燃料
B. 石油是由多种烃组成的混合物
C. 煤的气化和煤的液化都属于物理变化
D. 通过石油的裂化可以提高汽油的产量
C
【课堂练习】
2. 关于煤和石油的综合利用，下列说法正确的是（ ）
A. 煤中含有甲苯、二甲苯等有机物，可以通过干馏得到
B. 以煤为主要原料，可以合成甲醇
C. 石油裂化的目的是获取短链不饱和气态烃
D. 石油裂化生产的汽油不能使溴水褪色
B
【课堂练习】
3. 下列关于煤、石油及其所得产品的叙述正确的是（ ）
A.煤的气化和液化都是物理变化
B.煤的干馏和石油的分馏发生的都是化学变化
C.用溴的四氯化碳溶液可鉴别直馏汽油和裂化汽油
D.煤和石油都是混合物，都只由碳和氢两种元素组成
C
向奋斗在一线的老师致敬
课堂小结
感谢您的观看
选择性必修一
THS