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石油炼制
专题三 有机化合物的获得与应用
第一单元 化石燃料和有机化合物
石油
——工业的血液
是一种黑色或暗深棕色的粘稠的油状液体，不溶于水，有特殊气味，密度小于水，没有一定的熔点和沸点。
1、组成元素：
除C、H元素外，还含有少量的 O、N、S 等元素
2、组成化合物：各种液态的碳氢化合物，其中
还溶有气态和固态和碳氢化合物
1、石油概述
3、状态：大部分是液态烃，同时溶有少量的气态烃、固态烃。没有固定的沸点.
注意：石油的化学成分随产地的不同而不同。
石油被发现和开采之后，销路不太好。因为没有加工过的石油（原油），用处并不很大。当时主要用来点灯，但石油燃烧时，黑烟太大，很快将房间熏得象煤窖，与那时已应用十分普通的煤气灯相比，劣势十分明显。怎样才能把石油变成财富？1862年年仅20岁的美国青年洛克菲勒计划分离出石油中的组分，于是请来石油技师安德留斯，希望他能提供技术支持。请问如果你就是那位石油技师你会用什么方法来分离石油呢？
方法 适用范围 主要仪器 举例
蒸馏 沸点不同的液体混合物 蒸馏烧瓶、酒精灯、温度计、冷凝管、接受器、锥形瓶 蒸馏水、海水淡化、石油的分馏
萃取 利用溶质在两种互不相溶的溶剂里的溶解度不同的液体混合物 烧杯、分液漏斗 CCl4把溶于水里的溴萃取出来
分液 两种互不相溶、的液体混合物的分离 水、汽油的分离
2、石油的炼制
实验室蒸馏石油
蒸 馏 烧 瓶
冷 凝 管
接液管
锥 形 瓶
温度计
酒 精 灯
铁架台
冷凝水出口
冷凝水进口
铁圈、石棉网
石油蒸馏
如右图所示，将100 mL石油注入到蒸馏烧瓶中，再加入几片碎瓷片以防石油暴沸。然后加热，分别收集60 ℃～150 ℃和150 ℃～300 ℃时的馏分。
60℃～150℃时的馏分为汽油(C5～C11的烃);
150℃～300℃时的馏分为煤油(C11～C16的烃)
1、蒸馏烧瓶中液体体积不得超过容积的 2/3
2、加少量瓷片，以防止液体在沸腾时剧烈跳动(暴沸)
3、因是测定气体的温度，
所以温度计的水银球不能插入液体中
应把温度计的水银球与烧瓶的支管口相平行(或相切)
4、冷凝水要从低处向高处逆流，却不可颠倒
石油蒸馏应注意事项
原理：
各种纯净物都有自已固定的熔、沸点，当加热时，沸点低的物质先挥发变成气态，沸点高的物质不易挥发，而仍留在液体内，从而达到分离的目的。
蒸馏：适用于不同物质之间沸点相差较大的混合物的分离，精确蒸馏可得到纯净物。
分馏：适用于不同物质之间沸点相差较为接近的混合物的分离，得到的物质为混合物。
注意：
① 蒸馏与分馏的原理是一致的，都是物理变化，
混合物
▲
气体
冷凝
液体
气化
(1)蒸馏与分馏
石油分馏产品及用途示意图
阅读课本思考以下几个问题：
馏分的沸点范围与馏分中化合物分子所含的碳原子数目有什么关系？
在通常条件下，烃分子里的碳原子数：___到____为气态，___到___为液态，___以上的为固态。
馏分的挥发性，易燃性与馏分中化合物分子所含的碳原子数目有什么关系？
1
5
16
4
16
碳原子数越多,沸点越高
碳原子数越少,馏分的挥发性越好,更易燃.
重油
凡士林 液态烃和固态烃的混合物；
石 蜡 (含C20～C30的烃)
沥 青 (含C30～C40的烃)
注意：减压分馏是利用外界压强越大，物质的沸点越高的原理，降低分馏塔里的压强，使重油在低温下能充分分馏，防止重油在高温下炭化结焦。
（常压分馏）
原油
分馏塔
石油气 (含C4以下烃)
汽油 (含C5～C12的烃)
煤油(含C12～C16 的烃)
柴油(含C15～C18的烃)
重油(含C20以上的烃)
润滑油 (含C16～C20的烃)
（直馏汽油）
石油的炼制
减压分馏
石油化工(图)
石油的分馏能获得的轻质液体燃料，仅约占原油质量的25%，这种状况显然远远不能满足人们对汽油的需求，请问：为了获得更多的汽油，你能想出什么措施呢？
石油的裂化
目的：提高汽油的产量和质量；
原理：在一定条件下，将相对分子质量较大的烃断裂为相对分子质量较小的烃的过程；
类型：热裂化（500℃）和催化裂化
C16H34
催化剂
加热、 加压
C8H18
辛烷
+ C8H16
辛烯
故裂化汽油中含有不饱和烃。
原料： 重油或石蜡
(2)石油的裂化和裂解
目的：为了获得更多的短链的不饱和气态烃(主要是乙烯)
衡量石油化工发展水平的重要标志
原理：采用比裂化更高的温度(700℃--1000℃)，把具有长链的分子烃断裂成各种短链的气态烃的过程。
深度的裂化
注意：裂解气的成分：主要是乙烯还含有丙烯、异丁烯、甲烷、乙烷、异丁烷、硫化氢和碳的氧化物等。
石油的裂解
丁烷 丁烯
乙烯 乙烷
甲烷 丙烯
C4H8
2C2H4
催化剂
加热、 加压
乙烯
C4H10
CH4 + C3H6
催化剂
加热、 加压
C8H18
C4H10 + C4H8
催化剂
加热、 加压
C4H10
C2H4 + C2H6
催化剂
加热、 加压
石油化工：用石油产品和石油气做原料来生产化工产品的工业
合成纤维
合成橡胶
合成洗涤剂
医药
化肥
炸药
油漆
石油化工
【例1】 碳氢化合物是一种大气污染物，下列现象的产生与碳氢化合物有关的是 ( )
A．臭氧空洞 B．光化学烟雾
C．酸雨 D．火山爆发
B
【解析】臭氧空洞的产生主要是氟里昂产生的Cl原子使臭氧分解的结果，与碳氢化合物有关；大气中的碳氢化合物和氮氧化物在阳光中的紫外线照射下与空气中的O2生成O3，O3与碳氢化合物经一系列复杂反应，产物中有烟雾和刺激眼睛的醛类与酮类等物质，它们是光化学烟雾的主要成分；火山爆发与碳氢化合物造成的空气污染无关。
1．通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志是 ( )
A．石油的产量 B．乙烯的产量
C．合成纤维的产量 D．硫酸的产量
2．为减少汽车对城市大气的污染，1998年6月我国成功地开发了以新燃料作能源的“绿色汽车”，这种汽车可避免有毒的有机铅、苯和苯的同系物以及多环芳烃的排放，保护环境。这种“绿色汽车”的燃料是 ( )
A.甲醇 B.汽油 C.柴油 D.重油
B
A
《阳光课堂》P53知识点3石油炼制 乙烯
课标要求：认识化石燃料综合利用的意义
教材分析
1、教材的地位和作用
石油炼制 乙烯是 化学必修2专题3有机化合物的获得与应用第一单元化石燃料与有机化合物的第二节，有机物烃的开篇，同时也是继甲烷之后学生学习的又一种重要的烃，内容包括了石油炼制和乙烯的组成、结构、性质、用途。学好这一节，可以让学生掌握在有机物烃的学习中，抓住官能团的结构和性质这一中心，确认结构决定性质这一普遍性规律，既巩固了前面学习的烃甲烷的知识，又为后面其它烃的学习打下了坚实的基础。因此本节在本单元的教学中起到了承上启下的作用，是本单元的重点内容之一。
学生由认识石油炼制产物到学习乙烯的性质，实现了由生活实践的感性认识向书本的理性认识的飞跃，符合认知发展的规律，提高了学生关注自然、社会和生活现象的热情，有助于学生综合素质的提高。
本节内容分二课时完成。第一课时：石油炼制的学习。
第二课时：乙烯的组成、结构、性质。
用乙醇作原料生乙烯不符合生产实际，脱水反应也不是必修模块的学习要求，因此教材没有编入“乙烯实验室制法”的内容。
本节课介绍石油炼制
学生存在的问题：知识点较多不易记住，对于各个概念如分馏、裂化、裂解等理解不能全面。
2、教材的处理：石油炼制的学习相对较为枯燥，理论知识居多。因此在教学中采用多媒体的教学较能吸引学生的举兴趣。并在教学中创设两个教学情景，让学生来当设计技师，激发学生学习的热情。
3、教学目标：
[知识与技能]了解石油分馏、裂化、裂解过程及其各种产物
[过程与方法] 运用多媒体的教学，创设教学情景，分析石油分馏等过程。
[情感、态度与价值观]引导学生关注人类面临的与化学相关的社会问题，如能源短缺、环保等，培养学生的社会责任感。
[教学重点] 实验室石油的蒸馏实验
[教学准备]药品：石油原油样品
[课时]：1课时
[教学过程]
石油炼制
[引言]石油是工业的血液
[展示]石油样品。
[分析]：石油的物理性质、组成元素、组成化合物
[创设情景] 石油被发现和开采之后，销路不太好。因为没有加工过的石油（原油），用处并不很大。当时主要用来点灯，但石油燃烧时，黑烟太大，很快将房间熏得象煤窖，与那时已应用十分普通的煤气灯相比，劣势十分明显。怎样才能把石油变成财富？1862年年仅20岁的美国青年洛克菲勒计划分离出石油中的组分，于是请来石油技师安德留斯，希望他能提供技术支持。请问如果你就是那位石油技师你会用什么方法来分离石油呢？
如何将石油的各个组分分离开来？----混合物的分离与提纯
[复习]液体混合物的分离
[展示]石油的蒸馏
[观察与思考]P57石油蒸馏
[提问]什么是石油的分馏？P58
[展示]多媒体演示石油的分馏过程
[提问]石油分馏可以得到那些物质？
[插图]P58图3-4石油分馏产品示意图
[讨论]（1）随着馏分的沸点范围上升，下列性质有何变化？
颜色 ；黏度 ；挥发性 ；易燃性
(2)馏分的沸点范围与馏分中化合物分子所含的碳原子数目有什么关系？
（3）馏分的黏度与馏分中化合物分子所含的碳原子数目有什么关系？
（4）解释石油可分馏成不同馏分的原理。
（5）在通常条件下，烃分子里的碳原子数： 到 为气态；
到 为液态态； 到 为固态态。
[过渡]从石油分馏获得的轻质液体燃料产量不高。为了提高从石油得到的汽油等轻质油的产量和质量，可以将石油进行加工炼制。
[学生阅读]P58石油的裂解和裂化
[分析]石油化工有哪些用途
[练习]
[小结]石油的炼制过程是个较为复杂的过程，多方面的综合利用是对我们人类资源的保护。
[作业]
