8.1.2 煤、石油和天然气的综合利用 课件(共23张PPT)-高一化学人教版必修第二册同步课件

(共23张PPT)
煤、石油和天然气的综合利用
第一节　自然资源的开发利用
1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用。
2.了解节约能源及防止污染的重要性。
煤的干馏、气化及液化；石油的分馏、裂化与裂解。
[学习目标]
[重点难点]
情景引入
煤、石油、天然气是目前人类使用的主要能源，也是重要的化工原料。
1.煤的组成
物质组成：由有机物和少量无机物组成的复杂混合物；
元素组成：主要为C元素，还含有少量H、O、N、S等元素。
一 煤的综合利用
煤
的
结
构
模
型
2.煤的综合利用
定义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程。
主要途径：干馏、气化和液化
目的：获得洁净的燃料和多种化工原料
(1)煤的干馏
主要产品和用途
干馏产品 主要成分 主要用途
出炉 煤气 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 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 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料
定义：将煤转化为可燃性气体的过程
主要反应：
(2)煤的气化
(3)煤的液化
直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料
间接液化：煤 CO和H2 甲醇等
煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？
思考
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。
固
液
气
熔化
凝固
汽化
液化
凝华
升华
煤的气化主要反应：
煤的液化
间接液化：煤 CO和H2 甲醇等
直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料
1.天然气的综合利用
(1) 主要成分：CH4
(2) 综合利用
清洁的化石燃料
化工原料
合成氨
生产甲醇
合成多碳有机化合物
CH4
CH3OH
二　石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
天然气公交车
天然气水合物（可燃冰）
天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷水合物，其组成可表示 为CH4 nH2O，甲烷分子处于多个水分子形成的笼中，天然气水合物的外观像冰，具有可燃性，故又被称为：“可燃冰”。
资料卡片
2.石油的综合利用
(1)石油的组成
由多种碳氢化合物组成的混合物。
(2)石油的综合利用
①石油分馏
：利用石油中各组分沸点不同进行分离
原理
石油气
沥青
汽油
煤油
柴油
润滑油
溶剂油
分馏塔
直馏汽油
②石油裂化
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
断裂
裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量，
特别是提高汽油的产量。
催化裂化装置
原料：重油、石蜡
C16H34 C8H18 + C8H16
催化剂
加热、加压
十六烷
辛烷
辛烯
③石油裂解
石油裂解即石油分馏产物的深度裂化
目的: 获得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料。
乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的标准。
C8H18
辛烷
C4H10
丁烷
＋
C4H8
丁烯
C4H10
丁烷
C2H6
乙烷
＋
C2H4
乙烯
C4H10
丁烷
CH4
甲烷
＋
C3H6
丙烯
④催化重整
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。
催化重整装置
目的: 获得苯、甲苯等重要的化工原料。
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
石油化工产品的应用及投入产出示意图
生活中汽车的车用燃料一般为裂化汽油，这种汽油和直馏汽油在组成上的区别是直馏汽油主要是饱和烃的混合物，裂化汽油中含不饱和烃。如何鉴别它们？
提示　各取少许于试管中，加入溴的四氯化碳溶液，不褪色的是直馏汽油，褪色的是裂化汽油。
思考1
3. 化石能源与合成高分子材料
塑料
合成纤维
合成橡胶
(1) 三大合成高分子材料
(2) 以煤、石油、天然气为原料合成高分子材料
(聚乙烯)
nCH2＝CH2 [ CH2－CH2 ]n
催化剂
(聚丙烯)
目前，多数石油产品仍作为燃料使用，如把石油产品用来合成高分子材料，其价值将成倍提升，试写出用汽油[主要成分为辛烷(C8H18)]为原料生成聚乙烯塑料的合成原理。
思考2
判断正误
(1)石油的分馏为物理变化，获取的各种产品为混合物(　　)
(2)石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同(　　)
(3)含4个碳原子的烷烃，经催化裂解后，只能生成2种气态烃(　　)
(4)许多性能优异的合成高分子材料的原始原料为煤、石油和天然气(　　)
×
练习1
√
×
√
化学中的“三馏”和“两裂”
(1)化学中“三馏”的比较
归纳总结
名称 干馏 蒸馏 分馏
原理 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 混合物 单一组分的纯净物 沸点相近的各组分组成的混合物
类型 化学变化 物理变化 物理变化
(2)化学中“两裂”的比较
归纳总结
名称 定义 目的
裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量
裂解 在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链烃
课堂小结
煤、石油和天然气的综合利用
煤的组成及其综合利用
天然气的组成及其综合利用
石油的组成及其综合利用
合成高分子材料
煤的干馏
煤的气化
煤的液化
石油的分馏
石油的裂解
催化重整
塑料
合成橡胶
合成纤维