石油和煤的综合利用
高中化学人教版(2019)必修第2册8.1.第2课时 煤、石油、天然气的综合利用
2.化学中“两裂”的比较
名称
定义
目的
裂化
在一定条件下,把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相 提高轻质油的产量,特别是提高汽油
对分子质量小、沸点低的烃
的产量
裂解
在高温下,使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃 和少量液态烃
获得短链不饱和烃
3.化学“六气”的主要成分
高炉 煤气
水煤气
主
要 成
CO、CO2
直馏汽油和裂化汽油有什么区别? 提示:直馏汽油和裂化汽油的成分不同,性质有明显的区别,直馏汽油的成分为饱 和烃,裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物,故裂化汽油可以发生加成反应,可 使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。
【典例示范】 【典例】如图是实验室干馏煤的装置图,根据图示回答下列问题。
(1)指出图中仪器名称:b________;d________。 (2)装置c的作用是____ ____, d中的液体有____ __和__ ____。煤焦油可以通 过________的方法使其中的重要成分分离出来。 (3)e处点燃的气体是________,火焰的颜色是________色。 (4)下列叙述错误的是________。 A.煤发生了化学变化 B.d中液体的pH>7 C.d中液体只有一层 D.e处的气体可以还原氧化铜,可以使溴水褪色
3.气体产品作为现代工业重要的基础原料,应用范围十分广泛,例如冶金、钢铁、
石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材等行业。以下气体不是从煤炭或
石油工业获得的是
()
A.水煤气
B.裂解气
C.焦炉气
D.氧气
【解析】选D。水煤气是煤气化得到的,焦炉气是煤干馏得到的,裂解气是石油裂
解得到的。
4.煤是“工业的粮食”,石油是“工业的血液”,有关煤和石油加工的说法正确 的是 ( ) A.煤的干馏产物主要是各类有机物 B.石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化 C.煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等,说明煤中含有苯和甲苯 D.石油的裂化,说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃
煤和石油的综合利用
二、石油、天然气 1、作为能源的特点 （ 1 ）、优点：发热量高；便于 开采、运输、使用。 （2）、缺点：储量小
由于地壳变迁，石油储藏分布在陆 地和海洋的地层以下，开采须经过钻井 取油，由油井喷出的石油（原油）很少 直接用做燃料，只有经过炼制以后才能 使用。炼制时，先将原油中所含有的氯 化钙（CaCl2）、氯化镁（MgCl2）等水 溶液经脱盐、脱水处理后，再进行蒸馏， 将其各组分如汽油和煤油等分开。所谓 石油炼制就是给石油加热，石油中沸点 不同的各组分先后蒸馏出来，从而得到 分离。
煤和石油在地球上的 蕴藏量是有限的。另 外，煤和石油都是重 要化工原料，如仅仅 是用作燃料，则是对 资源的一种浪费。因 此，我们一方面要节 约使用煤、石油等化 石燃料，另一方面要 积极研究开发新能源。
；
/ 梦幻西游sf
lps82hkm
他们开始不断地向我涌过来。我一声大叫，旁边有声音说：“你怎么了。”我睁开眼睛一看，周围仍是一片虚无，山神举着灯 笼看着我，原来刚才都是梦啊，我吁了口气，看着眼前的山神还是想到了刚才的场面，太吓人了，不由得离他远了点，他看到 了也没怎么在意，说：你跳下来后就晕了。我说：“这里是什么地方。”山神说：“通向忘川的虚妄之境。”我问：“我们应 该怎样找到忘川。”山神盯着我看，我想起了刚才的梦，不由得一身哆嗦说：“盯着我看干嘛。”他不说话，他的眼神死死地 盯着我后面，我明白了我后面有东西，我准备回头看，他微微地摇摇头，他的手指摆出一，到三的时候，我往右边跑去，山神 拿出剑刺向它，顿时火光四溅，灯笼也倒在一边，我站在一边借着微弱的灯光看见它和人差不多，不同的是它的手臂很长，手 都能摸到地下，很白，它的动作极快，几次都占了上风，山神刺入它的体内，就像刺入空气一般，它的身体都是虚无的，犹如 烟一般，山神大喊一声：“将你的血撒给他。”我愣了一下，随即明白过来，我拆开绷带，把好不容易才止住的血又抠出来， 疼的我皱紧了眉头，我跑过去，一甩手，居然撒空了，山神将剑变换成了绳子，它就开始跑，我们两一直在追，他俩的速度就 像风一样快，我根本追不上。不知跑了多久，我都跑不动了，山神紧跟着它，不一会我就和他们拉开了距离，我在后面大喊： “别追了，我跑不动了，小心有埋伏”。可是已经没人回答我了，我又想起了刚才的梦，心想不会变成真的了吧。突然山神就 出现在我旁边，我吓得跳开了，山神说：“怎么了，见鬼了。”我走进，捏捏他的脸，然后再揉揉，山神被我的举动弄的一脸 懵，打开我的手说：“你干什么，山神的脸是你可以随便揉的啊。”我说：“还好还好，口气一样，脸也没有变形。”山神说： “你是不是吓傻了，怎么这么没出息，就这样吓傻了。”我白了他一眼说：“你不也没追到吗。”山神得意地说：“我找到忘 川了。那家伙居然是从忘川上来的，看来我们不应该休息，不然早找到忘川了。”我们边走边说，不一会就来到了一面镜子前， 我感叹道：“这面镜子得有多大啊”。山神说：“这里有多大，这面镜子就有多大。其实这不是镜子，而是传送带，它里面是 一个十字形的通道，通往你到达不了的地方，但里面的通道极其危险，如果中途遇到什么故障，你将会被挤压成碎片，最后渣 都不剩。”说完，山神拉着我的手，进入到镜子里，刚进入时，就像是被水包裹着一样，轻柔，温和，我们进入到一个十字形 的通道上，就像是下水道一样，很挤，四周布满了青苔，上面还有昆虫在爬行，不时有几滴小水珠落到肩膀上，我们站在这条 通道的正中央，通道在逐渐变小，最后我都感觉快被通道挤压变
煤、石油和天然气的综合利用
CH2=CH-CH=CH2＋CH2= CH2 一定条件 [ CH2CH=CH(CH2)2-CH ]n
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%。
练习
1、写出下列高分子化合物相对应的单体。 (1)工程塑料ABS CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH CH2 n CN (2)新型弹性材料丁苯吡橡胶：
缺点: 不可再生、环境污染 废气、 废水、 废渣
优点: 提供能量、化工原料
一、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
1、煤的组成及其综合利用
无机物(少量) 无机盐等
煤的组成
C 元素(大量)
有机物
H、O、N、S 等元素(少量)
煤直接作燃料——利用率低并污染环境
煤的综合利用 煤的干馏
煤的气化 获得洁净的燃料和多种化工原料
煤的液化
物尽其用，保护环境
煤的干馏: 将煤隔绝空气加热使其分解的过程
目的:提高汽油的质量和产量 催化裂化 催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）
石油的裂解：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
目的：生产短链不饱和烃作为有机化工原料， 裂解是深度裂化 用途：合成纤维，塑料，橡胶等
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？
原理
物理变化 物理变化
干馏
隔绝空气加强热
复杂的物理变化 和化学变化
石油炼制
过程
原理
原料
产品及用途
脱水 脱盐
除去原油中的盐和水，减少能耗
煤、天然气和石油的综合利用课件下学期高一化学人教版必修第二册
②煤的气化和液化 煤的气化：将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水
蒸气反应生成水煤气（CO、H2 )。
C(s)＋H2O(g) 高温 CO(g)＋H2(g)
直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料。 煤的液化
间接液化：煤→CO + H2 催化剂 甲醇。 主要目的：通过煤的气化和液化可以实现煤的清洁利用，还可
若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛，充分反应，甲醛的氧化产物不是甲酸
化肥、炸药、染料、医药、农药、
粗苯 苯、甲苯、二甲苯
合成材料
煤焦油
苯、甲苯、二甲苯
酚类、萘
染料、医药、农药、合成材料
沥青
筑路材料、碳素电极
【思考】“煤中含有甲苯、二甲苯等芳香烃，通过煤的干馏可以 得到它们”，这句话对吗？为什么？ 【提示】错误，煤中没有甲苯、二甲苯，通过煤的干馏这种复杂 的化学变化可以得到它们。
煤的综合利用方式
概念 ①干馏
将煤隔绝空气加强热使其分解的过程
主要产品 焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气 晶胞结构示意图，对比(a)和(c)的差异可知，(a)图所示的LiFePO4的晶胞中，小
中物质主要是水,则淡水的出口为b出口,故C正确;根据B项的分析,戊室收集到
③NO2、NO、O2表示的反应速率比为2：2：1的状态
第八章 化学与可持续发展
第一节 自然资源的开发利用
第2课时 煤、石油和天然气的综合利用
【情境思考】
迄今为止，煤、石油和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。
煤
石油
天然气
了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。
石油和煤的综合利用
石油的颜色
原油的颜色非常丰富，有红、金黄、墨绿、黑 、褐红、甚至透明；原油的颜色是它本身所含胶 质、沥青质的含量，含的越高颜色越深。我国四 川黄瓜山和华北大港油田有的井产无色石油，克 拉玛依石油呈褐至黑色，大庆、胜利、玉门石油 均为黑色。无色石油在美国加利福尼亚、原苏联 巴库、罗马尼亚和印尼的苏门答腊均有产出。无 色石油的形成，可能同运移过程中，带色的胶质 和沥青质被岩石吸附有关。但是不同程度的深色 石油占绝对多数，几乎遍布于世界各大含油气盆 地。
分类1
• 煤有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤等几 种。云南常用的是褐煤、烟煤、无烟煤三 种。煤的种类不同，其成分组成与质量不 同，发热量也不相同。单位重量燃料燃烧 时放出的热量称为发热量，人为规定以每 公斤发热量7000千卡的煤作为标准煤，并 以此标准折算耗煤量。
分类2
• 1．褐煤：多为块状，呈黑褐色，光泽暗，质地疏 松；含挥发分40%左右，燃点低，容易着火，燃 烧时上火快，火焰大，冒黑烟；含碳量与发热量 较低（因产地煤级不同，发热量差异很大），燃 烧时间短，需经常加煤。
煤矿开采现场
煤的相关介绍
• 煤为不可再生的资源。煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的生物化 学和物理化学变化逐渐形成的固体可燃性矿产，一种固体可燃有机岩 ，主要由植物遗体经生物化学作用，埋藏后再经地质作用转变而成。 俗称煤炭。中国是世界上最早利用煤的国家。辽宁省新乐古文化遗址 中，就发现有煤制工艺品 ，河南巩义市也发现有西汉时用煤饼炼铁的 遗址。《山海经》中称煤为石涅，魏、晋时称煤为石墨或石炭。明代 李时珍的《本草纲目》首次使用煤这一名称。希腊和古罗马也是用煤 较早的国家，希腊学者泰奥弗拉斯托斯在公元前约300年著有 《石史 》 ，其中记载有煤的性质和产地；古罗马大约在2000年前已开始用 煤加热。 煤炭是一种可以用作燃料或工业原料的矿物。它是古代植 物经过生物化学作用和地质作用而改变其物理、化学性质，由碳、氢 、氧、氮等元素组成的黑色固体矿物。煤也是获得有机化合物的源泉 。通过煤焦油的分馏可以获得各种芳香烃；通过煤的直接或间接液化 ，可以获得燃料油及多种化工原料。
课题3石油、煤和天然气的综合利用-人教版选修2化学与技术教案
课题3石油、煤和天然气的综合利用一、石油的综合利用1. 石油化工产品石油是一种贵重资源，除用作燃料外，还可制成各种化学产品，例如润滑油、塑料、橡胶、颜料、香料、合成纤维等。
其中，聚合物塑料产品的应用十分广泛，可以生产各种类型的塑料制品，如日常生活用品、电器、机械、汽车、建筑材料等。
2. 石油加工工厂石油加工工厂主要是将石油分离为不同组分，并在此基础上生产出各种产品，如汽油、煤油、柴油、天然气、石蜡、润滑油、沥青等。
其中，燃料油是其中最重要的产品之一，同样也是石油消费量最大的部分。
其余产品则大多用于工业、医药、化学、农业等领域。
3. 生物燃料生物燃料是指通过生物质材料（如植物、生物废物等）的发酵、水解、气化等方式生产出来的可用于燃料或替代燃料的物质。
它们在环保和可再生能源方面具有重要的意义。
其中，生物柴油作为一种可再生燃料，在世界各地逐渐得到推广和应用。
二、煤的综合利用1. 燃料煤作为重要的化石燃料，可以在发电厂和锅炉中被消耗掉，以产生热量和电能。
煤还可以用于家庭采暖和烤火。
近年来，通过煤的液化和气化，推出了煤制燃料油、煤制合成气、煤制甲醇等新型的清洁能源，以提高煤的综合利用率。
2. 化学原料煤作为一种丰富的资源，在化工领域有着重要的应用。
煤中含有丰富的化学元素，如碳、氢、氧、氮等，可以用于生产各种化学产品和化工原料。
例如合成氨、合成甲醇、合成氯仿、合成纺织纤维等。
3. 煤气煤气是一种通过煤的气化过程生成的燃气。
煤气可以用于城市燃气供应、发电、炼铁、化工加工等领域。
在中国，煤气也作为烹饪燃料广泛使用。
三、天然气的综合利用1. 燃料天然气是目前世界上广泛使用的燃料之一，它在清洁、高效、经济等方面具有显著的优势。
天然气主要用于发电、城市供暖、工业用途、交通运输等领域。
在中国，也逐渐推广天然气作为农村燃料，逐步替代煤炭。
2. 化学原料天然气主要由甲烷组成，可以通过氧化反应得到一系列化合物，如甲醛、甲酸、氰化物、苯等。
高一化学煤和石油的利用试题答案及解析
高一化学煤和石油的利用试题答案及解析1.下列物质不属于化石燃料的是A．木材B．煤C．石油D．天然气【答案】A【解析】化石燃料是指煤炭、石油、天然气等这些埋藏在地下和海洋下的不能再生的燃料资源。
化石燃料中按埋藏的能量的数量的顺序分有煤炭类、石油、油页岩、天燃气、油砂以及海下的可燃冰等。
因此答案选A【考点】考查对化石燃料理解的相关知识2.下列关于化石燃料及其加工说法正确的是A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷，二者都是不可再生资源B．石油分馏和煤干馏都是物理变化，前者可得到汽油、煤油等，后者主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气C．石油裂化主要是为了提高轻质油的产量，尤其是汽油的产量D．煤的液化指的是把煤加热到熔点以上使其变成液体【答案】C【解析】A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷，天然气是不可再生资源，沼气是可再生资源，原说法不正确；B．石油分馏是物理变化，煤干馏是化学变化，前者可得到汽油、煤油等，后者主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气，故原说法错误；C．石油裂化主要是为了提高轻质油的产量，尤其是汽油的产量，正确；D．煤的液化指煤经化学加工转化为液体燃料（包括烃类及醇类燃料）的过程，原说法不正确。
【考点】关于化石燃料及其加工说法正误判断。
3.下列关于煤的干馏的叙述中，正确的是（）A．煤的干馏是加热使煤分解的过程B．煤的干馏是化学变化，石油的分馏是物理变化C．煤干馏的目的是为了得到煤焦油D．煤是以单质碳为主的复杂混合物，干馏时单质碳与混合的物质发生化学变化【答案】B【解析】A、煤的干馏是隔绝空气加强热使煤分解的过程；B、煤的干馏是化学变化，石油的分馏是物理变化，正确；C、煤干馏的目的是为了得到煤焦油和焦炭等物质；D、煤是由复杂的有机物和少量无机物组成的混合物。
【考点】考查煤的组成、煤的干馏等相关知识。
4.下列说法不正确的是（）A．粘有油脂的试管可以用热的纯碱溶液洗涤B．石油的分馏、裂化、裂解都是化学变化C．食醋中含有乙酸，乙酸可由乙醇氧化得到D．煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO和H2【答案】B【解析】石油分馏的原理是利用混合物中各组分沸点的不同进行分离的过程是物理变化，所以B 选项是错误的。
通用版小学生命-生态-安全课件(二)11 综合资源利用 环境保护
天然气水合物甲烷含量占80%～99.9%,燃烧污染比煤、石油、天然气 都小得多,而且储量丰富,全球储量足够人类使用1000年,因而被各国视为未来 石油天然气的替代能源。
d、石油催化重整
通过结构的重新调整,使链状烃转化为环状烃
（3）生产合成材料—塑料、合成橡胶、合成纤维
①原料: 石油、煤、天然气 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
加成聚合反应（加聚反应）
CH2 =CH2 +
OH O
n + n H-C-H
苯酚
甲醛
OH H
C + n H2O Hn
酚醛树脂
二、环境保护与绿色化学
“三废”污染及其防治（废气、废水、废 渣） 大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程 中产生的废气及其携带的颗粒物。
工业生产中的废水往往含有复杂的成分,任意排放会 导致土壤、水源的污染,需要经过多步处理才能达到 排放标准。
CH2 =CH2 + CH2 =CH2 + ……
[ CH2—CH2 ]n
（聚乙烯）
nCH2=CH2 催化剂
[ CH2—CH2 ]n
（单体）
（链节） (n 为聚合度)
nCH2=CHCH3 催化剂 [ CH2—CH ]n
丙烯
聚丙烯 CH3
煤、石油和天然气的综合利用(精讲课件)-高一化学(人教版2019必修第二册)
主要反应是：
高温 C(s)+H2O(g)
CO(g)+H2(g)
（3）煤的液化
在一定条件下将煤转化为液体燃料
直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料
间接液化：先转化为CO和H2，再在催化剂作用合成甲醇
一定条件
CO + 2H2
CH3OH（甲醇）
二．天然气的组成及其综合利用
天然气的主要成分是甲烷
天然气 公交车
5．（甘肃·舟曲县第一中学高一期末）下列说法正确的是 A．石油分馏得到的汽油是纯净物 B．煤就是碳，属于单质 C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．石油产品都可用于加成反应 【答案】C
6．（吉林长春·高一期末）下列说法不正确的是 A．煤的干馏是化学变化 B．煤液化后可以得到甲醇等液体燃料 C．煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁能源 D．根据煤的干馏产品，可推知煤中含有C、H、O、N等元素 【答案】C
本课结束
煤的结构模型
一．煤的组成及其综合利用
2．煤的综合利用 煤直接作燃料——利用率低并污染环境 煤的综合利用的主要途径是：煤的干馏、煤的气化和液化， 目的是获得洁净的燃料和多种化工原料。 （1）煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，
也叫煤的焦化。
煤干馏的主要产品和用途
（2）煤的气化
在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。
2．（吉林·长春市第二十九中学高一期末）下列关于石油的分馏的说法中正 确的是 A．石油的沸点较高的烃 C．通过石油的分馏可以将相对分子质量较大的烃分解为相对分子质量较小 的烃 D．石油的分馏产品都是各种纯净物 【答案】A
3．（重庆南开中学高一期中）下列各组物质中，全部属于化石燃料的是
综合利用：
煤石油天然气的综合利用教学反思
煤石油天然气的综合利用教学反思
煤、石油和天然气都是重要的能源资源，在能源消耗中占据重要地位。
煤、石油和天然气的综合利用对于环境保护和可持续发展具有重要意义。
在教学过程中，学生需要掌握煤、石油和天然气的综合利用技术，了解综合利用的经济效益和环境影响，以及如何实现资源的最大化利用。
在教学过程中，可以通过以下方式实现教学反思:
1. 引导学生回顾课堂内容，总结煤、石油和天然气的综合利用技术，以及综合利用的经济效益和环境影响。
可以让学生绘制思维导图，以帮助他们更好地理解和记忆综合利用技术。
2. 引导学生思考如何实现资源的最大化利用。
可以让学生讨论如何优化煤、石油和天然气的综合利用技术，以及如何减少综合利用带来的环境影响。
3. 引导学生思考煤、石油和天然气的综合利用对于环境保护和可持续发展的重要意义。
可以让学生了解煤、石油和天然气的综合利用对于减少化石燃料使用的重要性，以及如何实现能源的可持续利用。
4. 引导学生思考如何评价煤、石油和天然气的综合利用技术。
可以让学生了解不同的评价方法，例如经济效益评价、环境影响评价和社会评价等，以帮助他们更好地评价综合利用技术。
煤、石油和天然气的综合利用教学反思需要引导学生掌握综合利用技术，了解综合利用的经济效益和环境影响，以及如何实现资源的最大化利用。
通过教学反思，学生可以更好地理解煤、石油和天然气的综合利用对于环境保护和可持续发展的重要意义。
石油.煤炭和天然气的综合利用和强化练习
石油、煤炭和天然气的综合利用一、石油的综合利用石油的成分：主要含C 和H ，是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物。
石油炼制和加工的主要目的：一方面将混合物进行一定程度的分离，使它们各尽其用；另一方面，将含碳原子较多的烃转变成含碳原子较少的烃，以提高石油的利用价值。
1、石油的常压分馏：①原理：利用沸点不同，将石油经过加热、冷凝，把石油分成不同沸点范围的产品。
本质属于物理变化。
②目的：从石油中得到石油气(C 4以内)、汽油(C 5—C 11)、煤油(C 11—C 16)、柴油(C 15—C 18)和重油(C 20以上)③设备：分馏塔。
实验装置如图。
温度计的水银球部分插入蒸馏烧瓶支管口的平行处。
蒸馏烧瓶放少量碎瓷片以防止暴沸。
增强热交换的效率。
2、石油的减压分馏①原理：利用压强对沸点的影响，在减压的条件 下，将重油经过加热、冷凝，把重油进一步分成不同沸点范围的产品。
本质也属于物理变化。
压强减小，降低沸点；压强增大，升高沸点。
②目的：从重油中得到重柴油和各级润滑油（轻润滑油、中润滑油、重润滑油） ③设备：分馏塔3、石油的裂化①原理：在一定条件下，把相对相对质量大的、沸点较高的、碳链较长的烃断裂成相对相对质量小的、沸点较低的、碳链较短的烃的过程。
裂化反应是一种反应类型。
例如：C 16H 34 催化剂 △ C 8H 18＋C 8H 16②目的：提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量。
4、石油的裂解①原理：裂化反应，深度裂化。
例如：C 8H 18C 4H 10＋C 4H 8 C 4H 10C 2H 6＋C 2H 4②目的：获得短链不饱和烃，特别是工业“三烯”（乙烯、丙烯、1，3—丁二烯）5、石油的催化重整①原理：在一定条件下，将支链少的、苯环少的烃转变成将支链多的、苯环多的烃。
②目的：获得芳香烃，以提高汽油的质量。
二、煤炭的综合利用煤是多种无机物和有机物的混合物。
1、煤的干馏①原理：把煤在隔绝空气的条件下加强热使其分解的过程。
高中化学必修二教案讲义：煤、石油和天然气的综合利用(教师版)
煤、石油和天然气的综合利用1．了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义。
2．了解煤、石油、天然气综合利用的内容。
一、煤、石油的综合利用1．煤的组成煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
2．煤的综合利用(1)煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。
主要产品：出炉煤气(包括焦炉气、粗氨水、粗苯)、煤焦油、焦炭(2)煤的气化：定义：将煤转化为可燃性气体的过程。
主要反应：C+H 2O=====高温CO+H 2(3)煤的液化：①直接液化：煤＋H 2―→液体燃料；②间接液化：煤――→气化CO 和H 2――→催化剂甲醇等(4)煤的综合利用的意义①减少污染物的排放；减少煤燃烧产生的SO 2、NO x 、CO 和粉尘等污染物的排放。
②提高煤燃烧的效率；煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。
③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。
3．天然气的成分及应用(1)天然气是一种清洁的化石燃料，主要成分是CH 4，常用作燃料，作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇等。
(2)天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类似冰状物质，主要成分是甲烷水合物，组成可表示为CH 4·n H 2O ，甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。
又称为“可燃冰”。
二、石油的综合利用1．石油的组成由多种碳氢化合物组成的混合物。
2．石油的综合利用(1)分馏概念：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程。
目的：获得汽油、煤油、柴油等轻质油。
(2)裂化概念：将含碳原子较多、沸点较高的烃（重油）分裂为含碳原子较少、沸点较低的烃的过程。
目的：提高轻质液体燃料的产量，特别是汽油的产量。
原理：C 16H 34――――――→催化剂加热、加压C 8H 18＋C 8H 16。
十六烷辛烷辛烯(3)裂解概念：裂解就是深度裂化。
目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。
石油和煤的综合利用
石油和煤的综合利用
有人曾称煤是“工业的粮食”，石油是“工业的血液”。
其实不仅工业，其他如农业、国防、交通运输、建筑、医疗卫生和人们的日常生活等都离不开煤、石油和天然气。
石油经过加热分馏就得到石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡等产品。
它们都是有碳、氢两种元素组成的有机化合物，他们之间的差别就是分子大小不一，它们燃烧后的产物都是CO2和H2O，同时放出热量。
人们常利用液化石油气、汽油、煤油、柴油等的燃烧，给工厂、农村、汽车、轮船、火车、飞机和家庭生活等提供所需要的动力和热量。
石油产品如果仅仅用作燃料烧掉就太可惜了。
化学科技工作者设法把燃料油中较大的分子裂解成含二个、三个、四个碳原子等的小分子，然后把它们加工制造成各种产品，像塑料、合成纤维、合成橡胶、药物、农药、炸药、化肥、染料、洗涤剂等。
这就是20世纪兴起的综合利用石油产品的工业——石油化工，它已经并正在为满足和丰富人类的物质需要作出贡献。
煤也一样，如果只作燃料不仅是浪费，而且还由于煤中含硫、氮等元素较多，燃烧后的产物会污染大气环境。
所以，如何合理和综合利用煤，一直是化学科技工作者致力研究的问题。
如果将煤隔绝空气家人到上千摄氏度，就能使煤分解成焦炉煤气、粗氨水、焦炭和煤焦油。
焦炉煤气可作洁净的燃料和化工原料；粗氨水可用于制化肥；焦炭可冶炼金属（如炼铁等）、制水煤气、做电极等；黑糊糊的煤焦油
是一个大宝库，已经从它里面分离出了上百种化合物，又进一步制成了各种有用的物质，如染料、炸药、农药、药物、化肥、涂料和塑料等。
天然气除主要用作燃料外，也用于制造化工原料、化肥和炭黑等。
石油、煤、天然气的综合利用
700～900℃
25%
2.天然气的利用 天然气除了直接用作燃料外，还可以 作化工燃料。
天然气灶 天然气净化厂
使用天然气的主要优点： ① 安全：天然气不含一氧化碳等有害物质， 不会因泄漏而造成人员中毒；
② 经济：据测算，我市天然气预定价格 相对于人工煤气和液化气较低一些。天然 气的热值约为普通人供煤气的2.8倍，而预 定价格仅为煤气的2的重整： 高温 CH4+H2O=CO+3H2 不同的催化剂，可以从合成气中制 出不同的产物。从而形成合成气化学。
可以从CH4、CH3OH等很有一个碳 原子的分子，经过催化反应直接生成新 的化合物，形成甲烷化学和甲醇化学。
目前，我们所能用的能源和化工材料大 部分来源于煤、石油和天然气等矿物资源。 从长远考虑，因为它们是不可再生资源， 终究会枯竭，而作为原料使用，对环境也有很 大的危害，所以不能为人来长久依赖。 从绿化角度考虑，以植物为主的生物资源， 储量丰富，可再生性好，无污染，被人类成为 未来的理想资源。
③ 清洁：天然气几乎不含杂质，燃烧完全， 污染小，可节省灶具和燃烧器维修费用； ④ 高效：天然气输配压力高，故城市天然 气供应系统的建设与人工煤气相比可节约大 量投资。且天然气热利用率较高； ⑤ 方便：天然气热值高，热利用率高，节 省做饭时间； ⑥ 用途广泛：天然气可广泛应用于化工、发 电、工业和城市商业民用等各个方面，在 发 电和工业方面的效益特别突出。
天然气主要来源：石油伴生的油田；
天然气主要用途：作燃料和化工燃料 用于发电，广泛用于民用及商业燃气灶具、 热水器、采暖及制冷，也用于造纸、冶金、 采石、陶瓷、玻璃等行业，还可用于废料 焚烧及干燥脱水处理。
二.煤的综合利用 1.煤的干馏
煤,石油,天然气的综合利用
CH4 + C3H6
甲烷 丙烯
C4H10
丁烷
C2H6 + C2H4
乙烷 乙烯
书写规律：由大变小，一分为二 一烷一烯，原子守恒
4、石油的催化重整 在加热和催化剂作用下，通过结构的重新调 整，使链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯等。
煤的干馏： 复杂的物理、化学变化 煤的气化： 化学变化 煤的液化： 化学变化 石油的分馏：物理变化 石油的裂化：化学变化 石油的裂解：化学变化 石油的催化重整： 化学变化
C(s) + H2O（g）
3、煤的液化
高温
CO(g) + H2(g)
直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。 间接液化：先转化为CO和H2 ，再在催化剂作用下合成甲醇等。
C(s) + H2O（g）
CO + 2H2
催化剂
高温
CO(g) + H2(g)
CH3OH（甲醇）
二、天然气的综合利用
天然气的组成： 主要是气态烃，其中最重要的是甲烷 日常生活：清洁的化石燃料
以煤、石油、天然气为原料生产合成材料:
合成橡胶 、合成纤维 塑料 、_________ (1)三大合成材料：_____ _________。
（2）乙烯的加聚反应：
nCH2＝CH2 催化剂 [ CH2－CH2 ]n
聚乙烯
单体
—小分子 化合物
链节 —最小重
复结构单 元
聚合度 —链节
的数目
加聚反应方程式的书写规律：
第二节 化学与资源综合利用、环境保护 煤、石油、天然气的综合利用
工业生产需要大量的原料 煤，石油，天然气是 当今人类使用的主要能源
面对能源短缺，我们该 怎么办？？？
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
主要成分
• 原油的成分主要有：油质（这是其主 要成分）、胶质（一种粘性的半固体物 质）、沥青质（暗褐色或黑色脆性固体 物质）、碳质（一种非碳氢化合物）。 石油由碳氢化合物为主混合而成的，具 有特殊气味的、有色的可燃性油质液体 ！原油作为加工的产品，有煤油、苯、 汽油、石蜡、沥青等。严格地说，石油 以氢与碳构成的烃类为主要成分。分子 量最小的4种烃，全都是煤气。
你们知道什么是石油 和煤吗 ？
石油
• 石油又称原油，是一种粘稠的、深褐色 液体。地壳上层部分地区有石油储存。 主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃 的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生 物经过漫长的演化形成，属于化石燃料 。石油主要被用来作为燃油和汽油，也 是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀 虫剂和塑料等的原料。
石油的颜色
原油的颜色非常丰富，有红、金黄、墨绿、黑 、褐红、甚至透明；原油的颜色是它本身所含胶 质、沥青质的含量，含的越高颜色越深。我国四 川黄瓜山和华北大港油田有的井产无色石油，克 拉玛依石油呈褐至黑色，大庆、胜利、玉门石油 均为黑色。无色石油在美国加利福尼亚、原苏联 巴库、罗马尼亚和印尼的苏门答腊均有产出。无 色石油的形成，可能同运移过程中，带色的胶质 和沥青质被岩石吸附有关。但是不同程度的深色 石油占绝对多数，几乎遍布于世界各大含油气盆 地。
石油综合利用的部分产品
石油炼制的目的
• 一方面是将石油中的混合物进行一定程度 的分离使它们物尽其用；另一方面。将含 碳原子数较多的烃转变为含碳原子数较少 的烃作为化工原料，以提高石油的利用价 值。
• 分馏法(Fractionation)，利用分子大小不同，沸点不同的 原理，将石油中的碳氢化合物予以分离，再以化学处理方 法提高产品的价值。
生成原因（2）
• （陆上的植物则一般形成煤。）经过漫长的地质年代这些有机物 与淤泥混合，被埋在厚厚的沉积岩下。在地下的高温和高压下它 们逐渐转化，首先形成腊状的油页岩，后来退化成液态和气态的 碳氢化合物。由于这些碳氢化合物比附近的岩石轻，它们向上渗 透到附近的岩层中，直到渗透到上面紧密无法渗透的、本身则多 空的岩层中。这样聚集到一起的石油形成油田。通过钻井和泵取 人们可以从油田中获得石油。地质学家将石油形成的温度范围称 为“油窗”。温度太低石油无法形成，温度太高则会形成天然气。 虽然石油形成的深度在世界各地不同，但是“典型”的深度为四至 六千米。由于石油形成后还会渗透到其它岩层中去，因此实际的 油田可能要浅得多。因此形成油田需要三个条件：丰富的源岩， 渗透通道和一个可以聚集石油的岩层构造。
裂解和裂化的区别2
• 裂解是一种更深度的裂化。石油裂解的化 学过程比较复杂，生成的裂解气是成分复 杂的混合气体，除主要产品乙烯外，还有 丙烯、异丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烃 、硫化氢和碳的氧化物等。 裂解气经净化 和分离，就可以得到所需纯度的乙烯、丙 烯等基本有机化工原料。目前，石油裂解 已成为生产乙烯的主要方法。
石油分馏
• 工业上先将石油加热至400℃~500℃之间，使其变成蒸气 后输进分馏塔。在分馏塔中，位置愈高，温度愈低。石油 蒸气在上升途中会逐步液化，冷却及凝结成液体馏份。分 子较小、沸点较低的气态馏份则慢慢地沿塔上升，在塔的 高层凝结，例如燃料气(Fuel Gas)、液化石油气(LPG.)、 轻油(Naphtha)、煤油(Kerosene) 等。分子较大、沸点较 高的液态馏份在塔底凝结，例如柴油(Diesel)、润滑油及 蜡等。在塔底留下的黏滞残余物为沥青及重油(Heavy Oil) ，可作为焦化和制取沥青的原料或作为锅炉燃料。不同馏 份在各层收集起来，经过导管输离分馏塔。这些分馏产物 便是石油化学原料，可再制成许多的化学品。其属于物理 反应.
生成原因（3）
• 非生物成油理论
•
非生物成油的理论天文学家托马斯·戈尔德在俄罗斯
石油地质学家尼古莱·库德里亚夫切夫（Nikolai
Kudryavtsev）的理论基础上发展的。这个理论认为在地
壳内已经有许多碳，有些这些碳自然地以碳氢化合物的形
式存在。碳氢化合物比岩石空隙中的水轻，因此沿岩石缝
隙向上渗透。石油中的生物标志物是由居住在岩石中的、
燃料油 石蜡
裂解和裂化的区别1
• 烃类裂化过程是在加热，或同时有催化剂存在， 或在临氢的条件下进行，这就是石油炼制过程中 常用的热裂化、催化裂化和加氢裂化。热裂化反 应按自由基链反应机理进行，催化裂化反应按碳 正离子链反应机理进行。此两类反应的产品其性 质和产率各不相同。
• 裂解是石油化工生产过程中，以比裂化更高的温 度（700℃～800℃，有时甚至高达1000℃以上） ，使石油分馏产物（包括石油气）中的长链烃断 裂成乙烯、丙烯等短链烃的加工过程。
• (4)泥煤：碳化程度最浅，含碳量少，水分多，Mar可 高达90%，所以需要露天风干后使用；泥煤的灰分很 容易熔化，发热量低，挥发分含量很多，因此极易着 火燃烧。 泥煤可燃性好，很容易着火燃烧，反应 性强，含硫量低，灰分熔点低，但机械强度较低。因 此，泥煤在工业上使用价值不高，更不宜长途运输， 一般只作为地方性燃料使用。产区分布于西南各省和 浙江（西湖泥煤）等地
喜热的微生物导致的。与石油本身无关。在地质学家中这
个理论只有少数人支持。一般它被用来解释一些油田中无
法解释的石油流入，不过这种现象很少发生。
分布地区
• 原油的分布从总体上来看极端不平衡：从东西半球来看 世界分区域石油探明储量图
• [3]，约3/4的石油资源集中于东半球，西半球占1/4；从南 北半球看，石油资源主要集中于北半球；从纬度分布看， 主要集中在北纬20°-40°和50°-70°两个纬度带内。波 斯湾及墨西哥湾两大油区和北非油田均处于北纬20°40°内，该带集中了51.3%的世界石油储量；50°-70° 纬度带内有著名的北海油田、俄罗斯伏尔加及西伯利亚油 田和阿拉斯加湾油区。约80%可以开采的石油储藏位于中 东，其中62.5%位于沙特阿拉伯（12.5%）、阿拉伯联合 酋长国、伊拉克、卡塔尔和科威特。
石油图片
石油开采图片
石油特性
• 石油的性质因产地而异，密度为0.8 ~ 1.0 克/厘米，粘 度范围很宽，凝固点差别很大（30 ~ -60摄氏度），沸 点范围为常温到500摄氏度以上，可溶于多种有机溶剂 ，不溶于水，但可与水形成乳状液。不过不同的油田 的石油的成分和外貌可以区分很大。石油主要被用作 燃油和汽油，燃料油和汽油组成目前世界上最重要的 一次能源之一。石油也是许多化学工业产品如溶剂、 化肥、杀虫剂和塑料等的原料。今天88%开采的石油 被用作燃料，其它的12%作为化工业的原料。由于石 油是一种不可更新原料，许多人担心石油用尽会对人 类带来的后果
生成原因（1）
• 生物成油理论 • 研究表明，石油的生成至少需要200万年的时间，在现今
已发现的油藏中，时间最老的达5亿年之久。在地球不断 演化的漫长历史过程中，有一些“特殊”时期，如古生代和 中生代，大量的植物和动物死亡后，构成其身体的有机物 质不断分解，与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积 层。由于沉积物不断地堆积加厚，导致温度和压力上升， 随着这种过程的不断进行，沉积层变为沉积岩，进而形成 沉积盆地，这就为石油的生成提供了基本的地质环境。 大多数地质学家认为石油像煤和天然气一样，是古代有机 物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的。按照这个理论石 油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的。
• 裂解是深度裂化，生成气态不饱和烃
石油重整
• 催化重整：在有催化剂作用的条件下，对 汽油馏分中的烃类分子结构进行重新排列 成新的分子结构的过程叫催化重整。 石油 炼制过程之一，加热、氢压和催化剂存在 的条件下，使原油蒸馏所得的轻汽油馏分 （或石脑油）转变成富含芳烃的高辛烷值 汽油（重整汽油），并副产液化石油气和 氢气的过程
• 2．烟煤：一般为粒状、小块状，也有粉状的，多 呈黑色而有光泽，质地细致，含挥发分30%以上 ，燃点不太高，较易点燃；含碳量与发热量较高 ，燃烧时上火快，火焰长，有大量黑烟，燃烧时 间较长；大多数烟煤有粘性，燃烧时易结渣。
分类3
• 3．无烟煤：有粉状和小块状两种，呈黑色有金属光泽 而发亮。杂质少，质地紧密，固定碳含量高，可达 80%以上；挥发分含量低，在10%以下，燃点高，不 易着火；但发热量高，刚燃烧时上火慢，火上来后比 较大，火力强，火焰短，冒烟少，燃烧时间长，粘结 性弱，燃烧时不易结渣。应掺入适量煤土烧用，以减 轻火力强度。
石油裂化
石油通过分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油的 产量比较低，仅占石油总产量的25％左右。但社 会需求量大的正是这些轻质油，为了提高轻质油 的产量，特别是提高汽油的产量，还可以采用裂 化的方法从重油中获取轻质油。
• 裂化就是在一定的条件下，将相对分子质 量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质 量较小、沸点较低的烃的过程。
化学成分
• 石油主要是碳氢化合物。 石油的分子结构 • 它由不同的碳氢化合物混合组成，组成石油的化学元素主
要是碳（83% ~ 87%）、氢（11% ~ 14%），其余为硫 （0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金属元素（镍、钒、铁、锑等）。由碳和 氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分，约占95% ~ 99%，各种烃类按其结构分为：烷烃、环烷烃、芳香烃。 一般天然石油不含烯烃而二次加工产物中常含有数量不等 的烯烃和炔烃。含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害， 在石油加工中应尽量除去。
煤
• 煤中有机质是复杂的高分子有机化合物，主要由碳、氢、 氧、氮、硫和磷等元素组成，而碳、氢、氧三者总和约占 有机质的95%以上；煤中的无机质也含有少量的碳、氢、 氧、硫等元素。碳是煤中最重要的组分，其含量随煤化程 度的加深而增高。泥炭中碳含量为50%～60%，褐煤为 60%～70%，烟煤为74%～92%，无烟煤为 90%～98% 。煤中硫是最有害的化学成分。煤燃烧时，其中硫生成 SO2，腐蚀金属设备，污染环境。煤中硫的含量可分为 5 级：高硫煤，大于4%；富硫煤，为2.5%～4%；中硫煤， 为1.5%～2.5%；低硫煤，为1.0%～1.5%；特低硫煤 ， 小于或等于1%。煤中硫又可分为有机硫和无机硫两大类 。