第11章 1.1石油

第11章认识碳氢化合物的多样性
11.1 碳氢化合物的宝库——石油
第1讲工业的血液和炼油
教学目标
1.了解石油的物理性状及石油的形成、组成及石油产品的用途
2.理解石油的分馏原理、方法和装置特征
课前自学
1.我们已经学习过不少含碳的化合物，请大家举例，并请对写出的物质进行分类。

2.什么是有机物呢？
有机物就是含碳的化合物（除了刚才被归入无机物的含碳化合物之外）。

3.有机物与无机物有哪些区别呢？
4.人们称之为“工业的血液”的是——_____________.
为什么石油如此重要呢？请大家谈谈，在你的印象中，哪些物质来源于石油及其加工产品？
因为石油既是一种优质的能源，也是一种重要的资源。

石油推动着国家国民经济的发展，如果把一个国家的经济比做一个人的话，那么流淌的石油就是遍布
全身的血液；
目前，世界大国除俄罗斯外，都依赖进口石油，美国对海外石油的依赖51%，日本高达80%，石油需求量最高的是发达国家，但石油储量最多的地区是发展中的中东地区，占全球石油资源的68%，其中伊拉克国家虽小，但其石油储量却排世界第二。

自1993年起，我国成为石油净进口国。

我国目前是第二大石油消费国，仅次于美国，但近几年石油消费呈明显上升趋势，石油资源的对外依赖越来越大，2010年石油进口依存度将达到50%，2030年将超过美国成为第一大石油消费国。

石油第一代产品可分为：石油燃料、石油溶剂与化工原料、润滑剂、石蜡、石油沥青、石油焦等6类。

其中，各种燃料产量最大，约占总产量的90%；各种润滑剂品种最多，产量约占5%。

石油第二代产品：塑料制品、合成纤维、合成橡胶、化肥、以石油为原料还可以制得染料、农药、医药、洗涤剂、炸药、合成蛋白质以及其它有机合成工业用的原料。

利用现代的石油加工技术，从石油宝库中人们已能获取5000种以上的产品。

近代石油炼制起源于19 世纪20年代。

1823年，俄国建立了第一座釜式蒸馏工厂炼制石油。

1854年，美国建立最早的原油分馏装置。

当时的产品主要是灯用煤油，汽油和重油没有用途便当废料抛弃。

19世纪70年代建造了润滑油厂，并开始把蒸馏得到的高沸点油做锅炉燃料。

19世纪末内燃机的问世使汽油和柴油的需求猛增，仅靠原油的蒸馏（即原油的一次加工）不能满足需求，于是诞生了以增产汽（含乙烯等小分子烃）、柴油为目的，综合利用原油各种成分的原油二次加工工艺。

如1913年实现了热裂化，1930年实现了焦化，1930年实现了催化裂化，1940年实现了催化重整等，此后加氢技术也迅速发展，这就形成了
现代的石油炼制工业。

70年代，美国、日本和西欧地区主要乙烯生产国，纷纷采取措施对石油进行深度加工，发展精细化学品，比如塑料制品、合成纤维、合成橡胶、化肥、以石油为原料还可以制得染料、农药、医药、洗涤剂、炸药、合成蛋白质等。

探究课堂
二、走近石油
1、石油的形成及物理性状：
石油的形成：________________________________________________________________________
石油是由远古时代的海洋或湖泊中的动植物遗体在地下经过漫长复杂的变化而形成的黏稠状的液体。

石油物理性质：________________________________________________________________
黑色或深棕色，有特殊气味，不溶于水，比水稍轻，没有固定的熔沸点。

问：为什么石油没有固定的熔沸点？
2、石油的用途
3、石油的组成
元素组成：_____________________________________________________________________.
主要含有碳、氢两种元素。

少量氮、氧、硫。

微量磷、钾、硅、镁等元素
物质组成：_________________________________________________________。

碳氢化合物。

各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物。

由碳氢两种元素组成。

这类由碳氢两种元素组成的物质叫碳氢化合物，可以用一个通用的化学式来表示：C x H y 。

碳氢化合物又叫“烃”，取碳的“火”字旁和氢的“”，合成一个字。

甲烷是最简单的有机物。

从地下开采出来未经处理的石油叫原油，经过脱水、脱盐的石油主要是各种碳氢化合物组成的混合物。

主
要是烷烃、环烷烃和芳香烃，大部分是液态烃，同时也溶有适量的气态烃和固态烃。

三、石油的炼制与加工
石油被发现和大量开采之后，销路却一直不好。

因为没有加工过的石油（原油），用处并不很大，当时主要用来点灯。

但石油燃烧时，黑烟太大，很快就会将房间熏得像煤窑，与那时已应用十分普遍的煤气灯相比，劣势十分明显。

怎样才能把石油变成财富？就要把石油中的不同成分分离出来。

那么用什么办法来分离石油？
石油是工业的血液，与人类的衣食住行用密切相关，可用于生产合成纤维，合成塑料，合成橡胶，可用于生产医药，农药，石油中所含的化合物种类繁多，但这些通常不是直接拿石油来生产的，必须经过炼制才能使用，用的原料大都是石油加工后的产品。

所以我们非常有必要学习一下石油的炼制方法。

提出问题：前面讲到过石油是多种物质混合而成的液体，那么炼制的首要操作是要将这些成分粗略分开，问题就来了：如何将石油中的各种成分粗略分开呢？
四、石油的分馏
1.什么叫分馏？分馏和蒸馏有什么区别和联系？
石油的分馏：___________________________________________________________________________
将石油加热到沸腾，通过分馏塔，把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物的过程叫石油的分馏。

馏分：分馏出来的各种成分叫馏分。

分馏和蒸馏的异同____________________________________________________________________ 蒸馏：通过加热、冷凝，把液态混和物中＿＿＿＿的成分先分离出来的操作。

分馏：根据液态混和物中各成分＿＿＿的不同，通过多次加热、冷凝，把它们分成＿＿＿＿不同的蒸馏产物。

故分馏又叫多次蒸馏。

分馏产物叫馏分。

(它属__________物)。

都是利用液体混合物中各成分的沸点不同进行分离的方法，蒸馏是分离两种物质，而分馏一般是多种混合物，分离出来的各种成分叫馏分。

实验室分馏装置：
温度计水银球放在 处；
加几粒 ，以防 。

验目的资料1
蒸馏是分离和提纯液态
化合物常用的方法之
一，如酒精与水的粗略分
离就常用蒸馏法。

将液体
加热至沸腾，沸点较低者
先先变成蒸气逸出，然后
使蒸气冷却再凝结为液
体，沸点高的留在蒸馏器
内，这样，可达到分离和
提纯的目的。

资料2：
石油中的成分有多种，这
些成分中所含碳原子数
越少的，沸点越低，越易
汽化。

冷凝水流向是 由 。

工业上如何实现分馏过程呢？主要设备是加热炉和分馏塔。

（图片）：工业上加热炉与分馏塔的剖面图及产品
常减压分馏
石油气C1～4
汽油: C5～11(直馏汽油)
石油加热炉常压分馏塔
常压→ 煤油: C11～16 柴油: C15～18
重油: C16 以上
图示中越靠上方的产品所含碳原子数越少，沸点越低，越靠下的含碳数越多，沸点越高。

请看图片中的最下方，重油中仍含有多种混合物，如何将它所含的成分分离呢？
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。

（资料库2：物质的沸点与压强有关，一般压强越大，沸点越高，越难气化。

）
师：大家说，要把重油中的成分分开，是需加压还是减压？
生：（异口同声）减压
工业上就是利用减压，这种分离的方法就是减压分馏
重柴油
重油: C16 以上 加热炉减压 分馏塔
减压→ 润滑油(脱凡士林石蜡) 渣油(制沥青)
[思考]：①石油的减压分馏的目的是什么？
②确定汽油为混合物的一种方法是（ ）
A 、闻其气味
B 、将它燃烧
C 、测量密度
D 、测量沸点
本讲课总结：
1， 识记_____________________________________________________________
2， 理解________________________________________________________
3， 提升__________________________________________________________
课后提升
1．某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在起动、制动时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是（ ）
A ．酒精
B ．汽油
C ．柴油
D ．液化石油气
2．下列说法正确的是（ ）
A ．石油是混合物，汽油是纯净物
B ．沸点：汽油>煤油>柴油>润滑油
C ．分馏汽油和裂化汽油成分相同
D ．石油的分馏是物理变化过程，而裂化和裂解属于化学变化过程
3．为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料．目前使用的清洁燃料主要有两类，一类是压缩天然气(CNG)，另一类是液化石油气(LPG)．这两类燃料的主要成分都是（ ）
A ．碳氢化合物
B ．含碳、氢、氧三种元素
C ．氢气
D ．醇类
4．在相同条件下，对环境污染程度最小的燃料的是（ ）
A．液化石油气 B．煤油 C．煤饼 D．木柴
5.下列石油制品中，沸点范围最低的是（）
A.柴油
B.润滑油
C.汽油
D.煤油
6．下列物质为纯净物的是（）
A．水玻璃 B．石油 C．煤 D．冰水混合物
7、下列关于石油的说法不正确的是（）
A、石油主要含有C、H两种元素
B、石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物
C、石油有固定的沸点，故可分馏
D、石油分馏的产物仍是混合物
8、下列变化属于化学变化的是（）
A、蒸馏、分馏
B、溶解、潮解、裂解
C、裂化、风化、氧化
D、汽化、液化、升华
9、海湾战争中，科威特有百口油井燃烧达数月之久，产生大量有毒物质：①浓烟的碳粒；②碳的氧化物；
③硫的氧化物；④碳氢化合物等，其中对环境污染严重的有（）
A、①②
B、①③
C、②③
D、①②③④
10、下列物质中属于有机物的是：（）
A、二氧化碳
B、尿素
C、蔗糖
D、碳酸氢铵
11、下列说法中不正确的是：（）
A、大多数有机物难溶于水，易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂。

B、有机物的熔点低，受热易分解，都能燃烧。

C、绝大多数有机物是非电解质，不易导电。

D、有机物的化学反应比较复杂，一般较慢，且常伴有副反应发生。

12、下列物质中有固定熔、沸点的是（）
A、纯净的盐酸
B、碱石灰
C、氯化氢气体
D、天然气
13、下列物质中属于烃类的是（）
A、CH2Cl2
B、C2H5OH
C、C5H12
D、C2H4O2
14、填写下列各混合物的分离方法：
（1）碳酸钙悬浊液：________________（2）四氯化碳与水：________________
（3）酒精与水：___________________（4）石油中各馏分的分离：___________
（5）KCl固体与单质碘晶体的分离___________
答案：10、BC 11、B 12、C 13、C 14、过滤；分液；蒸馏；分馏；升华法。