石油的分馏

石油的分馏

●教学目标

1. 使学生了解石油的组成和石油产品的广泛用途.

2．使学生初步了解石油的常压分馏和减压分馏以及裂化的原理.

3．了解煤的干馏和综合利用

4．了解天然气的综合利用

●教学过程

石油在国民经济生产中占有重要的地位，人们往往以血液对人体的重要性来比喻石油与工业的关系，把石油称作“工业的血液”.

[样品展示]: 观察石油的色、态、密度、溶解性并嗅其气味，总结出它的物性.

一.石油的物理性质和组成.

1. 石油的物理性质:黑色或深棕色粘稠液体，常有绿色或蓝色荧光，比水稍轻，不溶于水，有特殊气味，无固定沸点.

[过渡]: 石油是由什么组成的呢？

2.石油的成分:

(1). 组成元素:石油所含的基本元素是碳和氢，两种元素的总含量平均为97-98%（也有达99%的），同时还含有少量硫、氧、氮等.

(2).化学成分: 主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混和物,一般石油不含烯烃. 大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃.

原油含水和无机盐类。含水多，在炼制时要浪费燃料，含盐多会腐蚀设备。所以，原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制。石油的炼制分为：石油的分馏、裂化和裂解、重整三种方法.

二.石油的分馏.

1.分馏的原理: 给石油加热时，低沸点的烃先气化，经过冷却先分离出来.随着温度升高，较高沸点的烃再气化，经过冷凝也分离出来. 分馏是一种分离沸点相差较大且能混溶在一起的液体混合物的物理方法.

2.实验室蒸馏石油.

[说明]:

①加碎瓷片，防暴沸. ②.温度计水银球应与蒸馏烧瓶支管口相平齐.③冷凝管中水流方向[过渡]: 工业上如何实现分馏过程呢？

3.常压分馏和减压分馏.

(1).主要设备:加热炉和分馏塔.

要突出介绍分馏塔的作用,最后总结石油常压分馏产物：溶剂油、汽油、煤油、柴油、重油. 接着，提出重油所含的成分如何分离？升温？在高温下，高沸点的烃受热会分解，更严重的是还会出现炭化结焦、损坏设备，从而引出减压分馏的方法.

介绍减压分馏过程和产物：重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青.

(2).分馏产物(馏分):

三.石油的裂化和裂解.

提出石油分馏只能得到25%左右的汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，产量不高.如何提高轻质燃料的产量，特别是提高汽油的产量？引出石油的裂化.什么叫裂化？

1. 裂化: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. 裂化过程举例：

乙烯

乙烷丙烯

甲烷丁烯丁烷辛烯

辛烷4262104634104841041881681883416H C H C H C H C CH H C H C H C H C H C H C H C +−→−+−→−+−→−+−→−∆∆∆∆ 2. 裂解：以比裂化更高的温度，使石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙炔、丙烯等短链烃的加工过程，可见裂解比裂化更彻底．实质上是一种深度的裂化．它以取得低碳原子数的烯烃为主要目的．

四.石油的催化重整.

所谓“重整”就是把汽油里直链烃类的分子的结构“重新进行调整”，使它们转化为芳香烃或具有支链的烷烃异构体,目的是提高汽油质量和获得芳香烃.

重整需特定的催化剂：一般选用铂或铼，故称铂重整或铼重整或铂铼重整.

［问］在石油的炼制过程中，哪些过程是物理变化，哪些过程是化学变化？

［生］石油的常压分馏和减压分馏是物理变化，而石油的裂化和裂解是化学变化． ［问］经石油直接分馏而得的汽油称为直馏汽油，那么如何鉴别直馏汽油和裂化汽油？ ［生］石油分馏得到的汽油其主要成分为短链烃，是饱和烃，而经重油裂化得到的汽油是饱和和不饱和的短链烃的混合物，所以可以用溴水或酸性KMnO 4溶液区别之，若褪色为裂化汽油，若不褪色为直馏汽油．

五.煤的综合利用：

1.煤的分类和组成

煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源。分类：

⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧--%

50%7050%8570%95~%85含碳量约泥煤含碳量褐煤含碳量烟煤左右含碳量无烟煤

另外，煤中含少量的硫、磷、氢、氧、氮等元素以及无机矿物质（主要含Si 、Al 、Ca 、Fe ）。因此，煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混和物。（煤不是炭）

2.煤的干馏

定义：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做煤的干馏。（与石油的分馏比较） 煤高温干馏后的产物： ⎪⎩⎪⎨⎧焦炭固体可作氮肥氨和铵盐粗氨水煤焦油液体等还有少量和主要成分是焦炉气气体煤的干馏产物:)

,(,:)N ,H C ,CO ,CO (CH H ::242242

3.煤的气化和液化

（1）煤的气化

煤的气化原理是什么？其主要反应是什么？

［答］煤的气化是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。

煤气化的主要反应是碳和水蒸气的反应：C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)

（2）煤的液化

［设疑］什么叫煤的液化？煤的液化途径有哪些？

［学生活动］自学、讨论，回答：把煤转化为液体燃料的过程叫煤的液化．把煤与适当的溶剂混合后，在高温高压下，使煤与氢气作用生成液体燃料，这叫直接液化；若把煤气化成一氧化碳和氢气，然后再经过催化合成，得到液体燃料，这叫间接液化．

煤的综合利用所带来的好处：一方面提高了煤的热效率；另一方面从煤中获得众多的化工原料；三防止了环境污染．

六.天然气的利用

1.天然气的来源

天然气（natural gas）又称油田气、石油气、石油伴生气．开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气．天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷．

2.天然气的主要用途

用作燃料；制造炭黑、合成氨、合成石油、甲醇和其他许多有机化合物的原料。

3.天然气化工

以天然气为原料的化学工业简称天然气化工。其主要内容有：①天然气制碳黑；②天然气提取氦气；③天然气制氢；④天然气制氨；⑤天然气制甲醇；⑥天然气制乙炔；⑦天然气制氯甲烷；⑧天然气制四氯化碳；⑨天然气制硝基甲烷；⑩天然气制二硫化碳；天然气制乙烯；天然气制硫磺等