8.1.3煤、石油和天然气的综合利用 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

人教版必修第二册 网 科 学 第八章 化学与可持续发展 第1节 自然资源的开发利用 8.1.3 煤 石油 天然气的综合利用 沉鱼 落雁 闭月 羞花 煤、石油、天然气——主要能源、化工原料 【问题1】1.如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率？ 2.如何减少环境污染？ 问题提出·启发学习 学习任务 煤 石油 天然气的综合利用 自主学习 任务探究·深度学习 任务一：煤的综合利用 1.煤的组成和加工 ①煤的组成 ②煤的加工方法及产品。 煤+氧气？ COx、NOx、 SO2 、 烟尘等 煤+水蒸气？ 煤+氢气？预测其产物？ 煤—隔绝空气加强热呢？ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 2.煤的综合利用 出炉煤气（焦炉气、 粗氨水、粗苯） 煤焦油 焦炭 煤的干馏 将煤隔绝空气加强热使之分解的过程 煤干馏的主要产品和用途 干 馏 产 品         主 要 成 分          主 要 用 途 出炉煤气 （气） 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、 一氧化碳   气体燃料、化工原料 粗氨水    氨、铵盐    氮肥 粗苯    苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、合成材料   煤 焦 油 （液）    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、制碳素电极      焦 炭（固）    碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料 7 在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。 主要反应是： C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高温 CO和H2的混合物又叫水煤气 产品用途：作化工原料、燃料。 煤的气化 间接液化 煤与氢气作用生成液体燃料 先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇 CO + 2 H2 CH3OH (甲醇) 催化剂 加热加压 煤的气化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，与此同时煤的燃烧效率等也得到提高 . 在一定条件下将煤转化为液体燃料。 直接液化 产品：甲醇、汽油等 产品用途：用作液体燃料 煤的液化 1.天然气的组成和利用 (2)天然气水合物 天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷水合物，其组成可表示 为CH4•nH2O，甲烷分子处于多个水分子形成的笼中，天然气水合物的外观像冰，具有可燃性，故又被称为：“可燃冰”。 任务二： 天然气的综合利用 催化重整 任务三：石油的综合利用 石油——工业的血液 公路边的加油站里有不同型号的汽油和柴油。你知道它们是怎样用石油制得的吗?以石油为原料还能制得哪些物质?它们有什么性质和用途? 联想质疑 1、石油的组成和物理性质 （1）形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。 （2）元素组成：主要是C、H（其质量之和可达97%--98%）；除此外还有S、N等。 （ 3）石油成分： 由多种烷烃 环烷烃等碳氢化合物组成的复杂的混合物。 有机物的主要成分是各种烷烃： C1～C4气态烷烃、 C5～C12的汽油、 C12～C16的煤油 C15～C18的柴油、 C18～C20的润滑油、 C20以上的重油 物理性质： 黑色或深棕色粘稠状液体，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。 2、石油的炼制 （1）石油的分馏 通过加热和冷凝,可以把石油分成不同沸点范围的产物。这种方法叫做石油的分馏。 原理：根据石油中不同物质的沸点不同，采用加热的方法，实现分离石油。 分馏目的： 将石油进行一定程度的分离，得到各种不同沸点范围的烃，从而使不同的烃应用于不同的领域。 如何分离以上有机物？ 石油 常压分馏 烃的沸点：随碳原子数目增多而增大 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℃ 润滑油(C16~C20) 高于350℃ 重油（沥青等）(C20以上) 25% 75% 工业分离石油方法：分馏 fractionation 石油气 轻质汽油 汽油 煤油 柴油 润滑油 沥青 Q: 实际生活生产中直馏汽油远不能满足需求，怎样提高汽油的产量？ 石油的裂化cracking 直馏汽油 （2）石油的裂化 裂化的目的:提高轻质液体燃料的产量，特别是提高汽油的产量。 相对分子质量大 沸点高的烃 相对分子质量小 沸点较低的烃 断裂 原料：重油、石蜡 C16H34