第二节化学与资源综合利用环境保护正式版-PPT.pptx

第二节化学与资源综合利用环境保护正式版第四章第四章 第二节第二节煤、石油与天然气得综合利用煤、石油与天然气得综合利用环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学甲烷甲烷乙烯乙烯苯苯:天然气得主要成分。天然气得主要成分。:主要由石油炼制而成。主要由石油炼制而成。:主要从煤中获得。主要从煤中获得。烟煤主要成分得分子结构模型烟煤主要成分得分子结构模型一、煤得一、煤得 综合利用综合利用CO NOx SO2 烟尘烟尘煤得组成煤得组成含含Si、Al、Ca、Fe等元素等元素 大量大量C 元素元素,少量得少量得H、N、S、O 燃烧污染物:无机物无机物有机物有机物【研究目的研究目的】提高利用率；减少环境污染。提高利用率；减少环境污染。【思考思考】煤有哪些用途？煤有哪些用途？一、煤得一、煤得 综合利用综合利用煤得干馏煤得干馏煤得气化煤得气化煤得液化煤得液化煤的综合利用煤的综合利用途径途径1、2、3、作能源作能源作化工原料作化工原料途径途径(1 1)煤得干馏煤得干馏隔绝空气加强热。隔绝空气加强热。属于化学变化。属于化学变化。一、煤得一、煤得 综合利用综合利用一、煤得一、煤得 综合利用综合利用途径途径(1 1)煤得干馏煤得干馏干干 馏馏 产产 品品 主主 要要 成成 分分 主主 要要 用用 途途出出炉炉煤煤气气焦炉气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳一氧化碳 气体燃料、化工原料气体燃料、化工原料粗氨水粗氨水 氨、铵盐氨、铵盐 氮肥氮肥粗苯粗苯 苯、甲苯、二甲苯、甲苯、二甲苯苯炸药、染料、医药、农药、炸药、染料、医药、农药、合成材料合成材料煤煤 焦焦 油油 苯、甲苯、二甲苯、甲苯、二甲苯苯 酚类、萘类酚类、萘类染料、医药、农药、染料、医药、农药、合成材料合成材料 沥青沥青 筑路材料、制碳素电极筑路材料、制碳素电极 焦焦 炭炭 炭炭冶金、合成氨造气、电石、冶金、合成氨造气、电石、燃料燃料煤干馏得主要产品与用途煤干馏得主要产品与用途芳香族化合物：分子中含有苯环的有机物。芳香烃：分子中含有苯环的烃苯的同系物：由一个苯环和烷基组成的芳香烃。补充补充:【概念学习概念学习】金榜金榜49大家有疑问的，可以询问和交流大家有疑问的，可以询问和交流可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点可以互相讨论下，但要小声点1 1、下列有机物中属于芳香族化合物得就下列有机物中属于芳香族化合物得就是是 2 2、下列有机物属于芳香烃得就是下列有机物属于芳香烃得就是3 3、下列有机物中哪些就是苯得同系物下列有机物中哪些就是苯得同系物OHCH3CH3CH3CH CH2NO2COOH 补充补充【苯得同系物得化学性质苯得同系物得化学性质】:与苯相似。与苯相似。途径途径(2 2):):煤得气化煤得气化将煤转化成可燃得气体。将煤转化成可燃得气体。CO(g)+3H2 CH4(g)+H2O(l)一定条件途径途径(3 3):):煤得液化煤得液化 直接液化直接液化:使煤与氢气作用生成液体燃料。使煤与氢气作用生成液体燃料。间接液化间接液化:先将煤转化为先将煤转化为CO与与H2,再在催化剂再在催化剂 作用下合成甲醇等。作用下合成甲醇等。一定条件CO(g)+2H2 CH3OH(l)注意注意:煤得气化与液化均属于化学变化。煤得气化与液化均属于化学变化。将煤转化成可燃得液体。将煤转化成可燃得液体。(g)【练习练习】以下物质不能从煤得干馏中获得得就是以下物质不能从煤得干馏中获得得就是A A、甲苯甲苯 B B、甲烷甲烷 C C、甲醇甲醇 D D、焦炭焦炭 E E、沥青沥青 【回忆回忆】将将煤气化或液化得目得就是什么？将煤干煤气化或液化得目得就是什么？将煤干馏得目得就是什么？馏得目得就是什么？一、煤得综合利用一、煤得综合利用A A、煤得干馏煤得干馏 B B、煤得气化煤得气化 C C、煤得液化煤得液化【思考思考】煤得以下综合利用途径中煤得以下综合利用途径中,属于物理变化得属于物理变化得就是就是(),属于化学变化得就是属于化学变化得就是()D D、燃煤脱硫燃煤脱硫ABCD C P951 1、石油得分馏石油得分馏2 2、石油得裂化石油得裂化3 3、石油得裂解石油得裂解4 4、石油得重整石油得重整组成元素组成元素:主要就是碳、氢元素主要就是碳、氢元素;主要成分主要成分:就是由各种烷烃、环烷烃与芳香烃就是由各种烷烃、环烷烃与芳香烃组成得混合物组成得混合物,一般不含烯烃与炔烃。一般不含烯烃与炔烃。二、石油得二、石油得 综合利用综合利用石油综合利用得途径石油石油1 1、石油得分馏石油得分馏:将石油持续升温气化将石油持续升温气化,收集不同沸点得馏出物。收集不同沸点得馏出物。途径途径(1 1):):石油得分馏石油得分馏原理原理:利用原油中各组分沸利用原油中各组分沸点得不同点得不同,使不同沸点得组分使不同沸点得组分依次气化再冷凝。依次气化再冷凝。主要设备主要设备:分馏塔。分馏塔。目得目得:获得汽油、煤油、获得汽油、煤油、柴油等轻质油。柴油等轻质油。分馏分馏就是实质上就就是多次蒸馏。馏分一般就是多就是实质上就就是多次蒸馏。馏分一般就是多种物质得混合物。如种物质得混合物。如:石油得分馏。石油得分馏。干馏干馏就是给固态物质隔绝空气加强热使其发生就是给固态物质隔绝空气加强热使其发生分解反应得过程分解反应得过程,属于化学变化。如属于化学变化。如:煤得干馏。煤得干馏。蒸馏蒸馏就是加热使混合液体中不同沸点得液体依就是加热使混合液体中不同沸点得液体依次气化再冷凝得过程。馏分一般只有一种物质次气化再冷凝得过程。馏分一般只有一种物质,属于属于物理变化。如物理变化。如:蒸馏水得制备。蒸馏水得制备。【问题问题1 1】干馏、蒸馏、分馏有什么区别？干馏、蒸馏、分馏有什么区别？【思考】途径途径(2 2):):石油得裂化石油得裂化u原理:在加热或催化剂得条件下,将含碳原子较多、沸点较高得烃断裂为含碳原子较少、沸点较低得烃得过程。u主要目得:获得更多得汽油。(511个碳)途径途径(3 3):):石油得裂解石油得裂解u原理:裂解就是深度裂化。就就是将裂化产品进一步分解。u主要目得:获得甲烷、乙烯、丙烯乙烯、丙烯乙烯、丙烯乙烯、丙烯等重要得化工原料。C16H34 C8H18+C8H16C8H18 C4H10+C4H8C4H10 C2H6+C2H4C4H10 CH4+C3H8裂化裂化裂解裂解催化剂催化剂加热加热 加压加压催化剂催化剂加热加热 加压加压催化剂催化剂加热加热 加压加压催化剂催化剂加热加热 加压加压【问题问题2 2】裂化汽油与分馏汽油在组成上就是否相同？裂化汽油与分馏汽油在组成上就是否相同？【思考思考】往往裂化汽油与分馏汽油中分别加入溴水裂化汽油与分馏汽油中分别加入溴水,各有各有何现象？何现象？练习练习(写在作业本上写在作业本上)写出以下化学方程式写出以下化学方程式,并注明反应类型并注明反应类型乙烯使溴得四氯化碳溶液褪色乙烯使溴得四氯化碳溶液褪色 工业上用乙烯水化制乙醇工业上用乙烯水化制乙醇 聚乙烯得生成聚乙烯得生成 聚丙烯得生成聚丙烯得生成 苯与溴得反应苯与溴得反应苯与浓硝酸与浓硫酸混合液得反应苯与浓硝酸与浓硫酸混合液得反应u原理原理:在催化剂得作用下在催化剂得作用下,使使链状烃转化为环状烃。链状烃转化为环状烃。u目得目得:获得苯、甲苯等重要化工基本原料。获得苯、甲苯等重要化工基本原料。途径途径(4 4):):石油得重整石油得重整三、天然气得三、天然气得 综合利用综合利用天然气就是一种清洁得化石燃料天然气就是一种清洁得化石燃料,作为主要得化工作为主要得化工原料它主要用于合成原料它主要用于合成 与生产与生产 。氨气氨气甲醇甲醇原料原料:石油、煤、天然气石油、煤、天然气合成材料基本特征合成材料基本特征:相对分子质量很大相对分子质量很大(1000010000以以上上),),属于高分子化合物属于高分子化合物合成材料得合成原理合成材料得合成原理:加成聚合、缩合聚合加成聚合、缩合聚合三大合成材料塑料合成橡胶合成纤维【合成材料合成材料】nCH2CH2 CH2CH2 n(聚乙烯聚乙烯)(丙烯丙烯)(聚丙烯聚丙烯)【加成聚合加成聚合】:聚乙烯与聚丙烯得生成聚乙烯与聚丙烯得生成nCH2CHCH3催化催化剂剂 CH2CH nCH3催化催化剂剂单体 CH2CH2 链节n:聚合度加聚:聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)、橡胶等【缩合聚合缩合聚合】:阅读阅读9898页资料卡片页资料卡片NxO酸雨酸雨温室效应温室效应臭氧空洞臭氧空洞白色污染白色污染光化学烟雾光化学烟雾赤潮赤潮/水华水华SO2、NO2氟里昂氟里昂塑料制品塑料制品CO2磷、氮磷、氮【环境污染环境污染】废气废气(化学燃料燃烧及工厂废气化学燃料燃烧及工厂废气)废水废水(工业废水、生活废水等工业废水、生活废水等)废渣废渣(工业垃圾、生活垃圾等工业垃圾、生活垃圾等)【环境污染环境污染】三废污染二、绿色化学理念二、绿色化学理念核心核心:利用化学原理从源头上减少与消除工业生产对环利用化学原理从源头上减少与消除工业生产对环境造成得污染。又称为境造成得污染。又称为“环境无害化学环境无害化学”、“环境友环境友好化学好化学”、“清洁化学清洁化学”。从环境观点瞧从环境观点瞧:强调从源头上消除污染。强调从源头上消除污染。(从一开始就从一开始就避免污染物得产生避免污染物得产生)从经济观点瞧从经济观点瞧:它提倡合理利用资源与能源它提倡合理利用资源与能源,降低生产降低生产成本。成本。(尽可能提高原子利用率尽可能提高原子利用率)热点热点:原子经济性原子经济性反应物原子全部转化为最终得期反应物原子全部转化为最终得期望产物望产物,原子利用率为原子利用率为100%100%原子利用率原子利用率(预期产物得分子量全部生成物得分子预期产物得分子量全部生成物得分子量总与量总与)100100 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 1、安全得生产工艺、安全得生产工艺2、应用无毒无害得催化剂3、应用无毒无害得溶剂4 4、提高能源得利用率、提高能源得利用率原子利用率原子利用率100%100%针对练习针对练习P103-6P103-6以乙烯为原料通过氯代乙醇法生产环氧乙烷,其原子利用率为:采用银催化一步合成环氧乙烷得原子利用率为:100。【思考与交流思考与交流】计算计算P102P102因此方法 得原子经济性更好。2