煤石油和天然气的综合利用

一、煤、石油和天然气的综合利用无机物(少量)有机物C元素(大量)H、O、N、S等元素(少量)无机盐等1、煤的组成及其综合利用一、煤、石油和天然气的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化获得洁净的燃料和多种化工原料物尽其用，保护环境煤直接作燃料——利用率低并污染环境煤的组成煤的综合利用煤的干馏:将煤隔绝空气加热使其分解的过程干馏产物主要成分主要用途炉煤气焦炉气氢气甲烷乙烯一氧化碳气体燃料，化工原料粗氨水氨气氨盐氮肥粗苯苯甲苯二甲苯炸药，染料，医药，农药，合成材料煤焦油苯甲苯二甲苯酚类萘医药，染料，农药，合成材料沥青电极，筑路材料焦炭碳冶金，燃料，合成氨煤的干馏（复杂的化学变化）在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。主要反应是：C+H2OCO+H2高温煤的气化CO+2H2CH3OH一定条件在一定条件下将煤转化为液体燃料直接液化间接液化煤与氢气作用生成液体燃料先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇煤的液化CO+H2CH2O一定条件天然气的组成及其综合利用天然气的主要成分是甲烷。综合利用：A、燃料——清洁能源B、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物可燃冰是甲烷的水合物它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可燃冰将成为最理想替代能源。3、石油的组成及其综合利用石油主要是多种碳氢化合物组成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液体，比水稍轻，不溶于水，有特殊气味，无固定沸点)按元素：碳、氢含量为97%-98%按物质：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。（一般石油不含烯烃）按组成状态：固态、液态、气态。大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。如：C16H34C8H18+C8H16C8H18C4H10+C4H8C4H10C2H6+C2H4C4H10CH4+C3H6裂化裂解烷烃烯烃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：石油有热裂化和催化裂化两种催化裂化目的:提高汽油的质量和产量催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）热裂化目的:提高汽油的产量缺点：温度过高，发生结焦现象石油的裂解：目的：生产短链不饱和烃作为有机化工原料，用途：合成纤维，塑料，橡胶等裂解是深度裂化采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯、1，3-丁二烯等小分子在一定条件下，把分子量大,沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。乙烯的产量是一个国家石化工业水平的标志能用于萃取溴水吗？二、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料合成塑料、合成橡胶、合成纤维、合成粘合剂、合成涂料…….合成高分子材料例：nCH2=CH2－CH2－CH2－n一定条件单体结构单元（链节）聚合度有机高分子化合物又称为聚合物或高聚物严格意义上，有机高分子化合物是混合物，无固定的熔沸点。－CH2－CH－nCH3CH2=CH－CH3一定条件n聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。1.合成纤维、塑料CH2=CH－C1一定条件nCH2=CH－一定条件nCH2=CH－COOCH3一定条件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）这张几乎完全透明的聚乙烯薄膜被挤出。“基蒂霍克号”聚乙烯气球用200,000立方英尺的氦，浮到16,000多英尺高，翱翔在内华达山脉，开始1980年横越北美不着落的历史飞行。CH2CCHCH2CH3nCH2=CH－C=CH2CH3n一定条件天然橡胶合成橡胶CH2CHCHCH2nCH2=CH－CH=CH2n一定条件2.合成橡胶[CH2CH=CH(CH2)2-CH]nCH2=CH-CH=CH2＋CH2=CH2一定条件高强纤维:Kevlar含有“凯夫拉尔”的高分子聚合塑料，硬度比普通钢铁高40%。1、写出下列高分子化合物相对应的单体。CH2CHCH2CH2nCHCNCHCHCH2(1)工程塑料ABS(2)新型弹性材料丁苯吡橡胶：[CH2CH=CH(CH2)2-CH-CH2-CH]nN练习2.环戊二烯()加聚反应原理与1,3-丁二烯相似，可发生加成聚合反应生成高聚物。写出聚环戊二烯高聚物的结构简式。n3.将一定量丁烷完全裂解，若所得气体中，两种烯烃质量相等。求其中甲烷的体积分数和所得气体的平均分子量。C4H10C2H6+C2H4C4H10CH4+C3H61mol1mol1mol1mol1mol1mol3×14g2×14g×3×2CH4%=3＋3＋2＋22=20%M(气体)=M(C4H10)/2=29蒸馏、分馏、干馏的比较蒸馏分馏干馏操作过程原理加热和冷凝加热和冷凝隔绝空气加强热物理变化物理变化复杂的物理变化和化学变化复习过程原理原料产品及用途脱水脱盐分馏裂化裂解除去原油中的盐和水，减少能耗及对设备的腐蚀。利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。石油气，汽油，煤油，柴油，石蜡油、润滑油、重油等。轻质液体燃料（裂化汽油）在一定条件下使用催化剂并加热，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化工的原料）重油原油原油燃料油润滑油石油炼制石油的分馏是物理变化，催化裂化、裂解、催化重整是化学变化。废气、废水、废渣煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料优点:提供能量、化工原料缺点:不可再生、环境污染