石油、煤和天然气的综合利用-PPT课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课题,3,石油、煤和天然气的综合利用,1,2,1,了解石油的炼制和石油化工中裂化、裂解的概念及石油产品。,2,了解煤的干馏和综合利用。,3,了解煤化工和天然气化工的发展。,3,4,一、石油和天然气,1,石油的组成,石油主要是由各种,、,和,所组成的混合物。石油主要含有,和,两种元素，同时还含有少量的,、,、,等元素。,烷烃,环烷烃,芳香烃,硫,碳,氢,氧,氮,5,2,石油的炼制和加工,(1),目的,一方面是将,，使它们物尽其用；,将,作为基本有机化工原料，以提高石油的利用价值。,(2),石油的分馏,对石油进行不断的加热和冷凝，把石油,，这种方法就是石油的分馏。石油分馏的变化类型属于,。,石油中的混合物进行一定程度的分离,含碳原子数较多的烃转变为含碳原子数较少的烃,分离成不同沸点,范围的蒸馏产物,物理变化,6,(3),石油的裂化和裂解,裂化：裂化是,的过程。,裂解：裂解是以,的过程，又叫做,。,3,天然气,天然气除了直接用作燃料外，还是化工生产中生产,、,、,、,的重要原料。,在一定条件下，将相对分子质量较大，,沸点较高的烃分解为相对分子质量较小，沸点较低的烃,比裂化更高的温度,(700,1_000_),将长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃,深度裂化,氢气,乙烯,甲醇,合成液体燃料,7,大家学习辛苦了，还是要坚持,继续保持安静,8,二、煤的综合利用,1,组成成分,主要含,碳,元素，是多种,和,组成的复杂混合物。,2,分类,、,、,、,等。,3,煤的干馏,将煤,叫做煤的干馏。,有机物,无机矿物,无烟煤,烟煤,褐煤,泥煤,隔绝空气加强热使其分解的过程,9,4,煤的气化和液化,(1),煤的气化,煤的气化是,过程，煤气化的主要化学反应是碳和水蒸气的反应：,。,把煤中的有机物转化为可燃性气体的,10,(2),煤的液化,煤的液化是,。煤的液化分直接液化和间接液化。,直接液化是,生成液体燃料。主要产品是,、,、,和其他化工原料，并同时副产,、,、,和,等。,间接液化则是先把煤转化成一氧化碳和氢气,合成气,),，然后再经过催化合成得到烃类燃料、醇类燃料及其他化学品。,把煤转化成液体燃料的过程,把煤与适当的溶剂混合后，在高温、高压,和有催化剂的条件下，使煤与氢气作用,优质汽油,柴油,芳香烃,燃料气,液化石油气,硫黄,氨气,11,三、一碳化学,1,一碳化学是以,来合成一系列化工原料和燃料的化学。也可以说，一碳化工就是新一代的,和,。,2,煤气化的主要反应式：,。,分子中只含一个碳原子的化合物,(,如,CO,、,CH,4,、,CH,3,OH,等,),为原料,煤化工,天燃气化工,12,3,天然气重整：,。,4,使用不同的催化剂，可以从合成气制出不同的产物，这就是,，由,CH,4,、,CH,3OH,等含一个碳原子，通过催化反应直接生成新的化合物，叫,和,。,合成气化学,甲烷化学,甲醇化学,13,14,一、石油的炼制,直馏汽油和裂化汽油有何差别。如何鉴别？,师生互动,【提示】,直馏汽油是石油通过分馏的方法获得的汽油，因而其主要成分是烷烃、环烷烃等；裂化汽油主要是长链烷烃裂化后得到的饱和烷烃和不饱和的烯烃的液态混合物。可见直馏汽油与裂化汽油的成分主要的差异在于有无烯烃存在，因此，可用溴水鉴别直馏汽油和裂化汽油。,15,通过石油分馏就可以得到汽油、煤油、柴油等轻质油，为什么石油还要进行裂化制得汽油等轻质油？,学生交流,【提示】,通过分流得到的汽油、煤油、柴油等轻质油仅占石油产量的,25左右，还不能满足社会的要求。为了获得更多的轻质油，特别是提高汽油的产量，采用催化裂化的方法，在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃。,16,【归纳小结】石油化工,17,18,下列关于石油及石油炼制的叙述中错误的是,(,),A,石油主要是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物,B,石油分馏所得的馏分是纯净物,C,为了防止重油进一步分馏时炭化结焦，常采用减压分馏,D,石油裂化的原料是重油、石蜡等,【解析】,石油分馏所得到的是由沸点相近的多种烃的混合物而非纯净物；减压分馏防止了重油的炭化结焦；重油、石蜡等含碳原子数较多的高沸点的烃，通过裂化可以得到沸点低的烃。,【答案】,B,19,【点评】,要了解石油的成分以及石油化工的有关知识。,裂解是深度裂化，和裂化同属于化学变化，但原料、条件、目的各不相同。,20,1.,石油气中主要含有碳原子数目较少的烷烃，某石油气充分燃烧后，在相同条件下测得生成的,CO,2,的体积是该石油气体积的,1.2,倍，则石油气中一定含有,(,),A,甲烷,B,丁烷,C,戊烷,D,乙烷,21,【解析】,设混合烷烃为,1,体积，则其完全燃烧后产生二氧化碳,1.2,体积，则其平均分子式为,C,1.2,H,m,。据平均值思想，原混合气体中一定含碳原子数小于,1.2,的烷,(,甲烷,),；也一定含碳原子数大于,1.2,的烷，可能为乙烷、丁烷、戊烷等。所以原混合物中一定含甲烷。,【答案】,A,22,二、煤的综合利用,天然气、石油气、裂解气、焦炉气、水煤气的来源及主要成分区别？,师生互动,【提示】,23,煤的干馏与石油的分馏本质上有何差别？,师生互动,【提示】,分馏：用加热蒸馏、冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物，里面无新物质生成，属于物理过程。煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热，使煤分解的过程，是化学变化。,24,【归纳小结】煤的综合利用,25,下列说法正确的是,(,),A,把煤加强热使之分解的过程叫干馏,B,煤的干馏属于化学变化,C,煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源，主要存在于煤干馏所得的焦炉气中,D,煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来,26,【解析】,煤的干馏是将煤隔绝空气加强热的过程，选项,A,中没有强调,“,隔绝空气,”,这个重要条件，因此是错误的；煤干馏时发生了分解反应，是化学变化，故选项,B,正确；煤高温干馏的产物主要是焦炭，同时得到焦炉气、煤焦油、粗氨水等。焦炉气的主要成分是,H,2,和,CO,等气体，芳香烃主要存在于煤焦油中，故选项,C,不正确；煤经过干馏发生复杂的物理、化学变化后得到煤焦油等物质，煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物，煤焦油在,170,以下蒸馏出来的馏出物中主要含有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等，所以不能说煤中含有苯和甲苯，故选项,D,不正确。27,【答案】,B,【点评】,煤不是炭,煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，炭是由碳元素组成的单质，二者本质上不相同。,28,29,【答案】,B,30,31,世界经济论坛目前发布的有关绿色能源基础设施的报告说，从现在起到,2030,年，全球每年至少需要投资,5 150,亿美元用于发展绿色能源，否则全球气温就将升高两摄氏度。根据该报告，绿色能源行业将涉及八大领域，其中包括陆上风能、海上风能、太阳能发电、城市垃圾转化为能源和地热发电等。报告指出，全球清洁能源投资已经从,2004,年的,300,亿美元上升至,2008,年的,1 550,亿美元，其中发展中国家在这,领域的投资迅速增加，,2007,年发展中国家在这方面的投资金额为,260,亿美元，而,2004,年仅为,18,亿美元。该报告还认为，除了开发新的清洁能源之外，各国还应该在充分利用能源方面采取措施，这主要包括提高能源使用效率、建立合理的电网和有效储备能源等。,32,33,思考：上述信息对于学习本节课有什么启示？,【提示】,化石燃料燃烧造成的环境污染主要有：热污染、全球气候变暖、释放二氧化硫、一氧化碳和粉尘造成的大气污染。,综合利用化石燃料,(,如煤的干馏、石油的分馏,),可以提高利用价值，合成许多新物质，并减少污染物的排放。,能源短缺的解决办法：节约使用煤、石油、天然气等化石燃料；积极研究开发新能源。,34,35,1,(2010,年重庆理综,),减缓温室气体排放是,2009,年哥本哈根气候变化会议的议题，下列反应不产生温室气体的是,(,),A,用纯碱制玻璃,B,用煤炭作燃料,C,用铁矿石炼铁,D,用氨制碳酸铵,【解析】,A,、,B,、,C,项均有,CO,2,气体产生，,CO,2,是产生温室效应的主要物质，故选,D,。,【答案】,D,36,2,(2009,年广东高考,),下列描述不符合节能减排的是,(,),A,大力发展火力发电，解决广东电力紧张问题,B,在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水,C,用石灰水对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏,D,用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气,解析】,火力发电中燃料燃烧过程产生,SO,2,、,CO,等污染空气，固体炉渣污染环境。,【答案】,A,37,3,下列叙述正确的是,(,),A,汽油、柴油和植物油都是碳氢化合物,B,乙醇可以被氧化为乙酸，二者都能发生酯化反应,C,甲烷、乙烯和苯在工业上都可通过石油分馏得到,D,含,5,个碳原子的有机物，每个分子中最多可形成,4,个,C,C,单键,【解析】,A,项中汽油和柴油的主要成分是碳氢化合物，而植物油属于油脂，是高级脂肪酸和甘油形成的酯类物质，不属于碳氢化合物；,38,【答案】,B,39,4,2008,年北京奥运会的,“,祥云,”,火炬所用燃料的主要成分是丙烷，下列有关丙烷的叙述中不正确的是,(,),A,分子中碳原子不在一条直线上,B,光照下能够发生取代反应,C,比丁烷更易液化,D,是石油分馏的一种产品,40,【解析】,因为丙烷中碳原子呈锯齿形，故三个碳原子不共直线，,A,项正确；烷烃在光照下可发生取代反应，,B,项正确；丙烷比丁烷更难液化，,C,项错误；石油分馏可得,CH,4,、,C,2,H,6,、,C,3,H,8,等，故,D,项正确。,【答案】,C,41,42,根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气或天然气，消耗空气体积较大的是,_,。因此燃烧管道煤气的灶具如需改燃烧天然气，灶具的改进方法是,_(,填,“,增大,”,或,“,减小,”,),进风口，如不作改进可能产生的不良后果是,_,。管道煤气中含有的烃类，除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见下表：,试根据以上某个关键数据解释严寒的冬天有时管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是,_,。,43,【解析】,由反应方程式可知，燃烧相同体积的管道煤气和天然气，天然气消耗,O,2,的体积大。因此，由管道煤气改烧天然气，就必须增大进氧气的量，以保证天然气充分燃烧，以防天然气不完全燃烧生成,C0,，造成一氧化碳中毒。由表中数据知，丁烷沸点为,0.5,，易液化。在寒冷的冬季由于温度偏低使丁烷液化，导致管道内气流不畅，出现火焰很小且呈断续状态。,【答案】,天然气增大不能充分燃烧，生成有毒的,CO,丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅,44,6,下图是石蜡,(,碳原子数约为,18,30,的烃类混合物,),进行催化裂化和检验裂化产物的装置，根据图示回答：,45,(1),试管,中盛的是,_,。,(2),试管,至,上部导管的作用是,_ _,。,(3),试管,中盛的是,_,，现象是,_ _,。,【解析】,石蜡催化裂化的产物中有烯烃，烯烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色或使溴水褪色。,【答案】,(1),石蜡和氧化铝,(,或石蜡和催化剂,),(2),导气和冷凝,(3),酸性高锰酸钾溶液,(,或溴水,),溶液颜色逐渐褪去,46,