化学与自然资源开发利用市公开课一等奖百校联赛特等奖课件.pptx

第四章化学与自然资源开发利用第四章化学与自然资源开发利用2、资源综合利用、环境保护第1页1、煤组成及其综合利用、煤组成及其综合利用一、煤、石油和天然气综合利用一、煤、石油和天然气综合利用无机物无机物有机物有机物C 元素元素大量大量H、N、S、O等元素等元素少许少许污染环境污染环境COx NOx SO2 烟尘烟尘煤组成煤组成第2页将煤隔绝空气加强热使其分解过程，将煤隔绝空气加强热使其分解过程，叫做叫做煤干馏（工业称煤干馏（工业称煤焦化煤焦化）煤干馏产物有哪些？煤综合利用主要路径：煤干馏、煤气化和液化取得洁净燃料和各种化工原料第3页煤焦油出炉煤气煤干馏主要产品和用途第4页在一定条件下把煤转化为可燃性气体过程煤气化煤气化煤液化煤液化直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用 下合成甲醇第5页2、天然气组成及其综合利用 天然气主要成份是甲烷。天然气是一个清洁化石燃料。作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇当前研究课题：以甲烷为原料，经过化学改变形成含有两个或多个碳原子其它有机化合物第6页各种各种碳氢化合物碳氢化合物组成组成混合物混合物按元素来看：碳、氢含量为按元素来看：碳、氢含量为97%98%按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃混按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃混合物合物 石油成份石油成份第7页过过程程原理原理原料原料产产品及用途品及用途脱水脱水脱脱盐盐分分馏馏裂化裂化催化裂化催化裂化裂解裂解除去原油中盐和水，降低对设备除去原油中盐和水，降低对设备腐蚀。腐蚀。利用加热和冷凝，把石油分成利用加热和冷凝，把石油分成不一样沸点范围产物。不一样沸点范围产物。石油气，汽油，煤油，石油气，汽油，煤油，柴油，石蜡油、润滑柴油，石蜡油、润滑油、重油。油、重油。轻质液体燃料轻质液体燃料（裂化汽油）（裂化汽油）在一定条件下加热，把相对分子质量在一定条件下加热，把相对分子质量大、沸点高烃断裂为相对分子质量较大、沸点高烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低烃。小、沸点较低烃。轻质液体燃料轻质液体燃料（裂化汽油）（裂化汽油）在一定条件下使用催化剂并加热，把在一定条件下使用催化剂并加热，把相对分子质量大、沸点高烃断裂为相相对分子质量大、沸点高烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低烃。对分子质量较小、沸点较低烃。采取比裂化更高温度，使其中长采取比裂化更高温度，使其中长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化二烯等（有机化工原料）工原料）重油重油原油原油原油原油重油重油直链烷烃直链烷烃石油气石油气石油炼制第8页重油经裂化、裂解可取得很多化工原料在加热和催化剂作用下，石油可经过结构重新调整，使链状烃转化为环状烃当前，绝大部分石油作为燃料使用第9页蒸蒸馏馏 分分馏馏干干馏馏操作操作过过程程原理原理目标加加热热和冷和冷凝凝加加热热和冷和冷凝凝隔隔绝绝空气加空气加强强热热物理改变物理改变复杂物理改变和化学改变分离分离精精炼炼加工煤加工煤比较比较分馏、蒸馏、干馏分馏、蒸馏、干馏第10页2、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料（1）聚乙烯生成）聚乙烯生成加聚反应加聚反应 链节聚合度单体塑料、合成橡胶、合成纤维第11页聚合反应聚合反应：由相对分子质量小化合物分：由相对分子质量小化合物分子相互结合成相对分子质量大高分子反子相互结合成相对分子质量大高分子反应。应。又所以反应属于乙烯加成反应，所以这又所以反应属于乙烯加成反应，所以这种聚合反应又叫种聚合反应又叫加成聚合反应加成聚合反应，简称，简称加加聚反应聚反应。加聚反应（2）高分子化合物及其特征相对分子质量很大,是混合物,无固定熔沸点。第12页知识扩展涤纶、锦纶、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂等合成高分子化合物都是由缩聚反应制得 惯用塑料在自然环境降解速率很慢，伴随合成材料大量生产和使用，急剧增加废弃物造成巨大环境压力。第13页 知识回顾知识回顾1、通常所说三废是指、通常所说三废是指 、和和 。2、绿色食品是指、绿色食品是指 食品，食品，白色污染是指白色污染是指 。废渣废渣废气废气废水废水塑料垃圾塑料垃圾无污染、无公害无污染、无公害第14页一、化学在环境保护上应用一、化学在环境保护上应用1 1对环境情况进行监测：对环境情况进行监测：对污染物存在形态、对污染物存在形态、含量进行分析和判定。含量进行分析和判定。2 2治理三废：治理三废：对生产过程中产生废气、废水和对生产过程中产生废气、废水和 废渣进行处理，降低环境污染，实废渣进行处理，降低环境污染，实 现资源回收利用。现资源回收利用。3 3寻找源头治理环境污染生产工艺，寻找源头治理环境污染生产工艺，实施清洁生产实施清洁生产绿色化学绿色化学第15页二、介绍几类环境污染及其防治二、介绍几类环境污染及其防治1 1大气污染大气污染主要污染物主要污染物:SOSO2 2、NONO、NONO2 2、H H2 2S S、CxHyCxHy、颗粒物、颗粒物、氟化物（氟化物（F F）、铅及其化合物（）、铅及其化合物（PbPb）、）、起源起源:煤、石油燃烧煤、石油燃烧,矿石冶炼矿石冶炼,汽车尾气汽车尾气,工业废气等工业废气等危害危害:危害人类健康，影响植物生长破坏建筑材料，改变地球气候酸雨是指PH5.6酸性降水第16页2 2水体污染水体污染水污染起源：水污染起源：工业废水、农业用水、生活污水。工业废水、农业用水、生活污水。水污染危害：水污染危害：(1)(1)危害人健康：危害人健康：水污染后，经过饮水或食物链，污染物进入水污染后，经过饮水或食物链，污染物进入人体，使人急性或慢性中毒。人体，使人急性或慢性中毒。(2)(2)对工农业生产危害对工农业生产危害(3)(3)水富营养化危害水富营养化危害第17页三、绿色化学与三、绿色化学与“原子经济原子经济”绿色化学绿色化学关键就是要利用化学原理从关键就是要利用化学原理从源头源头上上降低和消除工业生产对环境污染。降低和消除工业生产对环境污染。绿色化学主要特点：绿色化学主要特点：1 1、充分利用资源和能源，采取无毒、无害原料；、充分利用资源和能源，采取无毒、无害原料；2 2、在无毒、无害条件下进行反应，以降低废物、在无毒、无害条件下进行反应，以降低废物向环境排放；向环境排放；3 3、提升原子利用率，力图使全部作为原料原子、提升原子利用率，力图使全部作为原料原子都被产品所消纳，实现都被产品所消纳，实现“零排放零排放”；4 4、生产出有利于环境保护、小区安全和人体健、生产出有利于环境保护、小区安全和人体健康环境友好产品。康环境友好产品。第18页91页原子经济原子经济性反应性反应高选择性高选择性反应反应无毒无害无毒无害原料原料可再生资源可再生资源环境友好产品环境友好产品（安全、能降解（安全、能降解可再生利用）可再生利用）1、安全生产工艺2、应用无毒无害催化剂3、应用无毒无害溶剂4、提升能源利用率原子利用原子利用率率100%理想化学生产方式（原子经济）：使反应物原子完全转化为期望最终产物第19页课堂练习以乙烯为原料经过氯代乙醇法生产环氧乙烷，其原子利用率为：以乙烯为原料经过氯代乙醇法生产环氧乙烷，其原子利用率为：采取银催化一步合成环氧乙烷原子利用率为：采取银催化一步合成环氧乙烷原子利用率为：100100。第20页1、以下环境问题与化石燃料无关是、以下环境问题与化石燃料无关是 （）A、酸雨、酸雨 B、光化学烟雾、光化学烟雾 C、水华、水华 D、温室效应、温室效应2、以下制取乙醇反应中，符合绿色化学观念，原子经济、以下制取乙醇反应中，符合绿色化学观念，原子经济性最强是性最强是 （）（1）CH2CH2+H2OCH3CH2OH（2）CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+CH3CH2OH（3）CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBr经典例题：经典例题：第21页