8.1.3 煤石油天然气的综合利用课件2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

人教版必修第二册 第八章 化学与可持续发展 　第一节　自然资源的开发利用 第3课时　 煤石油天然气的综合利用 提问：煤、石油和天然气是人类使用的主要能源和化工原料，我们在使用过程中面临着哪些问题？ 能量利用率较低、环境污染等 思考：煤和碳表示的是同一种物质吗？ 煤是混合物，碳是单质。 煤是有机物和少量无机物组成的复杂混合物， 含C(主)，H和O(次)，S、N(少) . 可分为： 无烟煤 烟煤 褐煤 泥煤等 一、煤的综合利用 阅读教材，煤的综合利用有哪些主要方法？利用这些加工手段可以从煤中得到什么物质？ 煤的干馏 煤的液化 煤的气化 煤的干馏： 把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做煤的干馏 3．U形管底部还有一种黑褐色粘稠的油状物生成，这是煤焦油。 煤的干馏实验装置 2．点燃导管尖嘴处，有淡蓝色火焰燃烧 焦炉煤气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 1．玻璃管中的烟煤粉最后变成黑灰色固体物质这是焦炭； 成分：苯、甲苯、二甲苯等有机物 煤的气化 把煤转化为可燃性气体的过程。 C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 高温 主要化学反应是： 煤的液化 煤的液化 直接液化 间接液化 煤在高温高压与氢气作用，转变成液态燃料 先使煤转化为一氧化碳和氢气，然后在高温、高压以及催化剂的作用下生成甲醇等有机物 煤综合利用的意义是？ ① 减少煤燃烧产生的大量SO2、NOx、碳的氧化物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 生产基本化工原料——通过煤的干馏，获得大量的基本化工原料。 【思考与交流】 煤的气化、液化、干馏是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？ 不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化、干馏是化学变化。 二. 天然气的综合利用 (1)天然气的主要成分：甲烷 (2)天然气的用途： 全球石油可采43年，煤炭可用133年 千年希望——可燃冰 它易燃烧，外形似冰，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，可满足人类1000年的能源需要. （甲烷的水合物） P103资料卡片 三、石油的综合利用 颜色： 黑色或深棕色 溶解性： 不溶于水 密度： 比水稍轻 状态： 粘稠状液体（溶有气体和固体） 1、物理性质： 气味： 有特殊气味 2、成分： 主要元素：C、H 组成物质：各种烷烃和芳香烃 烃的状态规律(通常状况下) 碳原子数 1～4 5～16 >16 烃的状态 气态 液态 固态 烃类物质的熔沸点有什么规律？ 随着烃分子中的碳原子数的增加，碳链长度增加，相对分子质量增大，它们的沸点也逐渐升高。 交流和讨论 对于沸点不同的互溶液体混合物应当如何分离呢？ 石油是否有固定的熔沸点？ 用加热汽化和冷凝液化的方法把不同沸点的成分分离出来。分馏产物叫馏分，仍是混合物。 1.石油的分馏 （物理变化） 蒸 馏 烧 瓶 冷 凝 管 牛 角 管 石油常压分馏 石油气(C1~C4) 低于20℃ 汽油(C5~C12) 20-200℃ 煤油(C12~C16) 175-275℃ 柴油(C15~C18)　　250-400℃ 重油(C20)以上 润滑油(C16~C20) 高于350℃ 25% 75% 石油的馏分 柴油、重柴油、润滑油、石蜡、沥青 减压分馏 重油： 汽油柴油 供过于求 供不应求 如何得到更多的轻质油，又如何提高石油利用率呢？ 2、石油的裂化和裂解 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。 目的：将重油裂化为汽油等物质。 如：C16H34 C8H18+C8H16 催化剂 加热、加压 辛烷 辛烯 C8H18 催化剂 △ C4H8 + C4H10 C4H10 催化剂 △ C2H4 + C2H6 裂解：深度裂化 裂解目的：生产乙烯、丙烯等气态短链烃。 丁烷 丁烯 乙烷 乙烯 石油裂解是生产乙烯的主要方法。 目的：使 转化为_______ 产品： 或 等化工原料 链状烃 环状烃 苯 甲苯 3、催化重整 1、石油的分馏、裂化和裂解有什么区别？ 方法 原理 原料 目的 分馏 常压 利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物 原油 得到不同沸点范围的蒸馏产品 减压 重油 裂化 热裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 重油 提高汽油的产量 催化裂化 裂解(深度裂化) 在高温下，把长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃和液态烃 含直链烷烃的石油分馏产品 获得