高一化学煤、石油和天然气的综合利用

1994年中美三大能源产量与消费量比较表
能源 国家
产量 中 国 消费量
石油
天然气
（亿吨） （亿立方米）
1.461
175.6
1.627
175.6
煤炭 （亿吨）
12.4
5.72
美 产量 3.863
5320.9
9.35
国
消费量 8.079
5924.1
4.92
我国煤的分布图
上京煤矿
宁夏优质无煤 — 太西煤露天采区
柴达木盆地天然气储量突破3000亿立方米
珠海振戎公司已经 与伊朗方面签署协 议，同意在未来25 年向伊朗购买200亿 美元的液化天然气
亚洲最大的天 然气处理厂
阜阳市利用“西气东输”工程天然气门站鸟瞰图
德国天然气汽车
俄天然气 管道通向 中国
液化天然 气公交车
天然气灶
四、合成材料
1、原料：
石油、煤、天然气
工业上煤 品质的检 测指标：
发热量、挥发分、固 定碳、水分、灰分等
一、煤的综合利用 （1）煤的干馏 ①煤的干馏原理： 把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。
煤的干馏实验装置图
实验装置1
实验装置2
②煤干馏的主要产品和用途
（2）煤的气化：
将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。
C(s) + H2O 高温 CO(g) + H2(g)
煤
气
储
煤
气
碳
柜
煤
气
化
炉
一、煤的综合利用 （3）煤的液化：
将煤转化液体燃料的过程。
分为直接液化和间接液化。
如： C(s) + H2O 高温 CO(g) + H2(g)
CO + 2H2
一定 条件
CH3OH（甲醇）
小资料：
最近，美、联邦德国、日三国正式签订协议 合建一个日处理6000吨煤的溶剂精炼煤(称 SRC—Ⅱ方法)的液化示范工厂。用这个方法， 2～3t煤可以产1t汽油(视煤种而异)，说明这 项技术已发展到一定的成熟程度。
第一课时
4.2.1《煤、石油和天 然气的综合利用》
背景知识回顾
一、化石燃料
煤、石油和天然气都是古代动植物遗骸 经过一系 列复杂变化而成的，它们是人们生活中经常使用 的主要燃料，因此人们常称它们为 化石 燃料， 是 不可再生资源。
二、煤、石油燃烧对环境的影响
1、煤的燃烧对空气的影响 煤燃烧时会排放出 SO2、NO2等气体和一些烟尘，
最近，美国某公司发表了用分子筛作催化 剂把甲醇转化为汽油的专利。这种催化剂 能够有效地控制产物的分子大小的形状， 因此产品中75％直接可以用作高级汽油。
煤液化 装置 纳米级煤液化油
煤 液化烘干机
液化氣罐 煤氣灶
二、石油的综合利用
1、石油的组成元素: 主要是碳、氢元素
石油的主要成分： 是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合 物。（还有水分、盐分等杂质）
它们都是大气的污染物。
2、用石油作燃料，直接燃烧的是石油的加工产 品——汽油、煤油、柴油等，它们燃烧时会排放 出 CO 、 氮的氧化物 、含 铅化合物、未燃烧 的 碳氢 化合物和烟尘等，它们都是大气的污
染物。
• 迄今为止，煤、石油、天然气仍是 人类使用的主要能源，同时它们也 是重要的化工原料。如何实现化石 燃料的综合利用，提高利用率，减 少化石燃料燃烧所造成的环境污染， 是人类面临的重大挑战。
(3)裂Байду номын сангаас: 深度的裂化。
裂解的目的： 获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。
乙烯的产量是一个国家石化水平的标志
产量提高
25%
4、石油结构的重整 石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构 的重新调整，是链状烃转化为环状烃，如苯或 甲苯等，它们也是重要的化工基本原料。
中海油渤海石油平台
三、天然气的综合利用 天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一 种重要的化工原料，作为化工原料，它主 要用于合成 氨 和生产 甲醇 等。天然气化 工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化 学变化形成含两个或多个碳原子的其他有 机化合物。实现天然气的有效转化是一项 具有挑战性的课题。
中热值气
CO(g)+ 3H2
一定 条件
CH4(g) + H2O(l)
高热值气
2CO(g)+ O2
2CO2(g)；△H=-566KJ/mo
2H2(g)+ O2 CH4(g)+ 2O2
2H2O(l)；△H=-571KJ/mo CO2(g) + 2H2O(l)
△H=-890.3KJ/mol
宜昌煤制气厂 等离子体辅助煤汽化装置
2、石油的炼制(除水脱盐后) （1）石油的分馏：
利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物 分离成简单混合物的过程。
石 油 分 馏 示 意 图
3、石油的裂化和裂解 （1）裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量。 （2）裂化的原理： 石油的裂化是 在催化剂的作用下将含碳原子多的重
油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。 。
新课标人教版课件系列
《高中化学》
必修２
第四章 化学与可持续发展
第二节《化学与资源综合利用、环境保护》
第１课时
4.2.1《煤、石油和天然 气的综合利用》
教学目标
• 知识与技能： • 知道化石燃料是重要的自然资源，了解化石燃料燃烧对环
境的影响，懂得选择对环境污染较小的燃料，认识化石燃 料综合利用和开发新能源的重要意义。 • 过程与方法： • 通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量实验， 使学生学会解决物质（气体）检验的一般方法。 • 情感态度与价值观： • 知道学好化学等科学知识，为保护环境，解决能源危机作 出贡献。 • 教学重点：化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。 • 教学难点：化石燃料的综合利用 • 教具准备：多媒体、投影仪、焦炭、氨水、苯、甲苯
塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大 合成材料；
。
2、合成材料基本特征： 相对分子质量很大，属于高分子化合物 。
3、合成材料的合成原理：
加聚、缩聚
。
例如：乙烯合成聚乙烯
，
丙烯合成聚丙烯
。
合成材料概况：
随着人类不断的文明和进步，人对天 然材料的利用已不能满足很多方面的需要， 于是就发生了一场材料的革命－－人工合 成材料；
合成材料的原料丰富、制造加工简单， 性能千变万化；
求知课堂互动 一、煤的综合利用 1、煤的组成
组成元素:主要是碳元素；（还有少 量的H、O、N、P、S、卤素等）
组成成分：是由多种有机物、无机 物组成的复杂混合物。
煤的结构模型
一、煤的综合利用：
2、煤的分类
腐植煤 腐泥煤
按C%
无烟煤95%以上 烟 煤 70%以上 褐 煤 60%~70% 泥 煤 50%~60%