8.1.3 煤、石油和天然气的综合利用 课件(共32张PPT) 高中化学人教版（2019）必修第二册

(共32张PPT)
人教版必修第二册
第八章
创原家独
网
科
学
第一节 自然资源的开发利用
第三课时
煤、石油和天然气的综合利用
新课导入
煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料
优点: 提供能量、化工原料
缺点: 不可再生、环境污染
综合利用、提高利用率、减少环境污染
目录
01
02
石油的综合利用
煤的综合利用
03
天然气的综合利用
煤的综合利用
一
煤、石油和天然气的综合利用
一、煤的组成及其综合利用
无机物(少量)
C 元素（大量）
H、O、N、S 等元素（少量）
无机盐等
污染环境
COx、NOx、 SO2 烟尘
1.煤的组成
有机物
煤直接作燃料——利用率低并污染环境
2、煤的综合利用
煤的干馏
煤的气化
煤的液化
获得洁净的燃料和多种化工原料——
物尽其用，保护环境
煤、石油和天然气的综合利用
煤干馏的产物有哪些？
将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。
（1）煤的干馏
U形管底部有黑褐色粘稠的油状物生成，这是煤焦油。
成分：苯、甲苯、二甲苯等
点燃，导管尖嘴处有淡蓝色火焰。
出炉煤气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳
煤的干馏是复杂的物理和化学变化过程
玻璃管中的烟煤粉最后变成黑灰色固体物质这是焦炭
1. 必须隔绝空气，否则会使分解出来的成分燃烧。
2. 既能减少燃烧污染，又能提高燃煤的热效率，且能获得更有价值的化工原料。
3. 其过程中主要发生的是化学变化。
【注意事项】
2.煤的综合利用
干馏产物 主要成分 主要用途
出炉 煤气 焦炉气 H2、CH4、乙烯、CO 气体燃料、化工原料
粗氨水 NH3、铵盐 氮肥
粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、燃料、医药、农药、合成材料
煤焦油 苯、甲苯、二甲苯
酚类、萘 医药、染料、农药、合成材料
焦炭 沥青 碳素电极、筑路材料
碳 冶金、燃料、合成氨
表8-1 煤干馏的主要产品和用途
煤、石油和天然气的综合利用
一、煤的综合利用
2.煤的综合利用
（2）煤的气化
将煤转化为可燃性气体的过程。
工业制水煤气的方法
(3) 煤的液化---- (化学变化)
直接液化——使煤与H2作用生成液体燃料
间接液化:
CO(g) + 2H2(g)
催化剂
CH3OH(l)
C(s) + H2O(g) === CO(g) + H2(g)
高温
【思考与讨论】
煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？
不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化
煤
气化
CO和H2
催化剂
CH3OH(甲醇)
煤的利用途径 煤的干馏 煤的气化 煤的液化
原理
主要 反应
产品
用途
CO、H2等可燃性
气体物质
液态燃料油、甲醇等
将煤转化为可燃性
气体（水煤气）的过程
直接加氢液化或间接液化
将煤转化为液态燃料的过程
可作燃料
可作燃料；基本化工原料
隔绝空气加强热
出炉煤气、
煤焦油、焦炭
很广泛
分解反应
下表比较煤的综合利用途径的区别
C+H2O(g) CO + H2
高温
CO + 2H2 CH3OH（甲醇）
催化剂
C+H2O(g) CO + H2
高温
天然气的综合利用
二
天然气的综合利用
天然气——主要成分CH4
海底可燃冰：CH4·nH2O
1. 清洁的化石燃料
2. 日常生活中，用作燃料
3. 化工生产中，用于合成氨和生产甲醇
4. 合成其他有机化合物
天然气水合物海底:可燃冰(CH4·nH2O)
石油的综合利用
三
三、石油的综合利用
多种碳氢化合物组成的混合物
1.石油的组成
2.石油的综合利用
石油的分馏
石油的裂化
石油的裂解
石油的催化重整
利用原油中各组分的沸点不同进行分离（蒸发冷凝）的过程。所得馏分是混合物。该过程是物理变化。
石油分馏
常压分馏
减压分馏
以原油为原料，产品为石油气、汽油、煤油、柴油、重油等含碳原子少的轻质油。
以重油为原料，产品为柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青等重油。
分馏
石油的综合利用
三、石油的综合利用
通过加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。
分馏产物
石油气
汽油、煤油、柴油等
蜡油、润滑油
重油（沥青等）
轻质液体燃料
2.石油的综合利用
石油的分馏
干馏 蒸馏 分馏
原理
产物
反应类型
隔绝空气、加强热使物质分解
根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离
与蒸馏原理相同
产物为混合物
产物为单一组分的纯净物
产物为沸点相近的各组分组成的混合物
化学变化
物理变化
物理变化
化学“三馏”的比较
石油的综合利用
三、石油的综合利用
为了提高轻质液体燃料的产量和质量，工业上在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。
裂化的主要产物：汽油、煤油、柴油、润滑油等。
2.石油的综合利用
石油的裂化
十六烷
辛烷
辛烯
裂化汽油主要成分是不饱和烃
直馏汽油主要成分是饱和烃
辛烷
丁烷
丁烯
三、石油的综合利用
采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃（小分子烃是有机化工的重要原料）
裂解的主要产物：乙烯、丙烯等。
2.石油的综合利用
石油的裂解
三、石油的综合利用
丁烷
乙烷
乙烯
丁烷
甲烷
丙烯
2.石油的综合利用
石油的裂解
三、石油的综合利用
2.石油的综合利用
石油的催化重整
在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃
高炉 煤气 水煤气 天然气 液化石油气 焦炉气 裂解气
主要成分
CO、CO2
H2、CO
CH4
C3H8、C4H10
H2、CH4、C2H4、CO
C2H4、C3H6、C4H8、CH4
化学“六气”的主要成分
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
石油的综合利用
石油的综合利用
课堂检测
1.　煤是“工业的粮食”，石油是“工业的血液”，有关煤和石油加工的说法正确的是(　　)
A.煤的干馏产物主要是各类有机物
B.石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化
C.煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯
D.石油的裂化，说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃
D
课堂检测
C
2.下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(　　)
A．石油裂化得到的汽油是纯净物
B．石油产品都可用于聚合反应
C．天然气是一种清洁的化石燃料
D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
课堂检测
C
3.下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是(　　)
A．煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物质的过程
B．煤的液化就是将煤转化成甲醇等液态物质的过程
C．煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程
D．石油通过催化裂化，可以获得碳原子数较少的轻质油
课堂检测
C
4.如图所示是石油分馏塔的示意图，有关a、b、c三种馏分的说法中正确的是(　　)
A．a的沸点最高
B．b的沸点最低
C．c的平均相对分子质量最大
D．每一种馏分都是纯净物