煤、石油和天然氣的綜合利用

第二節化學與資源綜合利用、環境保護一、煤、石油和天然氣的綜合利用無機物(少量)有機物C元素(大量)H、O、N、S等元素(少量)無機鹽等

1、煤的組成及其綜合利用一、煤、石油和天然氣的綜合利用煤的干餾煤的氣化煤的液化獲得潔凈的燃料和多種化工原料

物盡其用，保護環境煤直接作燃料——利用率低并污染環境煤的組成煤的綜合利用煤的干餾:

將煤隔絕空氣加熱使其分解的過程干餾產物主要成分主要用途爐煤氣焦爐氣氫氣

甲烷

乙烯

一氧化碳氣體燃料，化工原料粗氨水氨氣

氨鹽氮肥粗苯苯

甲苯

二甲苯炸藥，染料，醫藥，農藥，合成材料煤焦油苯

甲苯

二甲苯酚類

萘醫藥，染料，農藥，合成材料瀝青電極，筑路材料焦炭碳冶金，燃料，合成氨煤的干餾（復雜的化學變化）在一定條件下把煤中的有機物轉化為可燃性氣體的過程。主要反應是：C+H2OCO+H2

高溫煤的氣化CO+2H2CH3OH一定條件在一定條件下將煤轉化為液體燃料直接液化間接液化煤與氫氣作用生成液體燃料先轉化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇煤的液化CO+H2

CH2O一定條件天然氣的組成及其綜合利用

天然氣的主要成分是甲烷。綜合利用：A、燃料——清潔能源B、化工原料：合成氨、生產甲醇、合成兩碳或多碳有機物可燃冰是甲烷的水合物它易燃燒，外形似冰，

被稱為“可燃冰”。“可燃冰”儲量較大，

可燃冰將成為最理想替代能源。3、石油的組成及其綜合利用

石油主要是多種碳氫化合物組成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液體，比水稍輕，不溶于水，

有特殊氣味，無固定沸點)按元素：碳、氫含量為97%-98%按物質：烷烴、環烷烴、芳香烴的混合物。

（一般石油不含烯烴）按組成狀態：固態、液態、氣態。

大部分是液態烴，同時在液態烴里溶有氣態烴和固態烴。如：C16H34C8H18+C8H16C8H18C4H10+C4H8C4H10C2H6+C2H4C4H10CH4+C3H6裂化裂解烷烴烯烴辛烷

辛烯丁烷

丁烯甲烷

丙烯乙烷

乙烯裂解1,3–丁二烯丙烯乙烯石油裂化：石油有熱裂化和催化裂化兩種催化裂化目的:提高汽油的質量和產量催化劑：硅酸鋁，分子篩（鋁硅酸鹽）熱裂化目的:提高汽油的產量缺點：溫度過高，發生結焦現象石油的裂解：目的：生產短鏈不飽和烴作為有機化工原料，用途：合成纖維，塑料，橡膠等裂解是深度裂化采用比裂化更高的溫度，使其中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯、1，3-丁二烯等小分子在一定條件下，把分子量大,沸點高的烴斷裂為分子量小、沸點低的烴的過程。

乙烯的產量是一個國家石化工業水平的標志能用于萃取溴水嗎？二、以煤、石油、天然氣為原料生產合成材料合成塑料、合成橡膠、合成纖維、合成粘合劑、合成涂料…….合成高分子材料例：

nCH2=CH2

－CH2－CH2－n一定條件單體結構單元（鏈節）聚合度有機高分子化合物又稱為聚合物或高聚物嚴格意義上，有機高分子化合物是混合物，無固定的熔沸點。－CH2－CH－nCH3CH2=CH－CH3一定條件n聚合反應：

由相對分子質量小的化合物分子互相結合成相對分子質量大的高分子的反應。1.合成纖維、塑料CH2=CH－C1一定條件nCH2=CH－一定條件nCH2=CH－COOCH3一定條件n－CH2－CH－nC1－CH2－CH－nCOOCH3－CH2－CH－n聚氯乙烯聚乙烯聚苯乙烯（PS）工程塑料（ABS）這張幾乎完全透明的聚乙烯薄膜被擠出。“基蒂霍克號”聚乙烯氣球用200,000立方英尺的氦，浮到16,000多英尺高，翱翔在內華達山脈，開始1980年橫越北美不著落的歷史飛行。CH

2CCH

CH

2CH

3nCH2=CH－C=CH2CH

3n一定條件天然橡膠合成橡膠CH

2CHCH

CH

2nCH2=CH－CH=CH2n一定條件2.合成橡膠[CH2CH=CH(CH2)2-CH]nCH2=CH-CH=CH2＋CH2=CH2

一定條件高強纖維:Kevlar

含有“凱夫拉爾”的高分子聚合塑料，硬度比普通鋼鐵高40%。1、寫出下列高分子化合物相對應的單體。CH

2CHCH

2CH

2nCHCN

CH

CH

CH

2(1)工程塑料ABS(2)新型彈性材料丁苯吡橡膠：[CH2CH=CH(CH2)2-CH-CH2-CH]nN練

習2.環戊二烯()加聚反應原理與1,3-丁二烯相似，可發生加成聚合反應生成高聚物。寫出聚環戊二烯高聚物的結構簡式。n3.將一定量丁烷完全裂解，若所得氣體中，兩種烯烴質量相等。求其中甲烷的體積分數和所得氣體的平均分子量。C4H10C2H6+C2H4C4H10CH4+C3H61mol1mol1mol1mol1mol1mol3×14g2×14g×3×2CH4%=3＋3＋2＋22=20%M(氣體)=M(C4H10)/2=29蒸餾、分餾、干餾的比較蒸餾

分餾干餾操作過程

原理加熱和冷凝加熱和冷凝隔絕空氣加強熱物理變化物理變化復雜的物理變化

和化學變化復習過程原理原料產品及用途脫水脫鹽分餾裂化裂解除去原油中的鹽和水，減少能耗及對設備的腐蝕。利用加熱和冷凝，把石油分成不同沸點范圍的產物。石油氣，汽油，煤油，柴油，石蠟油、潤滑油、重油等。輕質液體燃料（裂化汽油）

在一定條件下使用催化劑并加熱，把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量較小、沸點較低的烴。采用比裂化更高的溫度，使其中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁二烯等（有機化工的原料