第二章 化工资源及其初步加工（课件）-《化学工艺学(第2版) 》同步教学（高教版）

第二章 化工资源及其初步加工 第一节 化学矿 第二节 煤炭 第三节 石油 第四节 天然气 第五节 其他化工资源 引言 化工资源包括以下几种 1.矿产资源 2.海洋资源 3.其他工业、农业和林业的副产品 4.水 化工资源及其初步加工 第一节 化学矿 一、中国化学矿资源 中国化学矿资源丰富。已探明储量的有20多个矿种。 二、中国化学矿资源的特点和分布 1.资源比较丰富，但分布不均。 2.高品位矿储量比较少。 3.选矿比较困难。 返回 三、矿资源利用对策 1.加强矿石采选技术的研究，走人工富集的道路。 2.加强矿产的综合利用技术研究，尽量从综合体或 复盐中提炼出有用的副产品以提高开采企业的经 济效益。 3.针对中国现有矿藏品位低，运输费用高，因而经 济效益不好的现实状况，国家允许从国外进口高 品位的矿石。 化工资源及其初步加工 ——化学矿 第二节 煤炭 引言 中国煤炭资源比石油和天然气丰富，可供开采的量为0.1145Tt，占世界可供开采量的12.6%，居世界第3位。2005年的开采量达2.19Gt，居世界第 1位。 煤炭在20世纪50年代前，曾是制取有机化学品的主要资源。有机化学工业是以煤－电石－乙炔为基础建立起来的。20世纪50年代后，逐渐被石油和天然气取代。 返回 有机化学工业主要由石油和天然气为原料制得。但随着石油资源的日益枯竭，煤化工和天然气化工将会取代石油化工，成为获取有机化学品的主要来源，有机化学工业也会发生质的飞跃。 一、煤的种类和特征 1.煤的种类 a.腐植煤 由高等植物形成的煤，在自然界中分布最广。又可细分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤。 b.残植煤 由高等植物中稳定组分富集而形成的煤。在自然界中分布不广，储量也不大。 c.腐泥煤 主要由湖沼、泻湖中的藻类等浮游生物在还原环境下经过腐败而形成的。储量不多，研究也比较少，可细分为藻煤、胶泥煤和油页岩等。 d.其他 由藻类和较多的腐植质煤形成的煤，称为腐植腐泥煤，储量也不多。 化工资源及其初步加工 ——煤炭 2.煤的特征 a.腐植煤类和腐泥煤类的主要特征见表 腐植煤类和腐泥煤类的几种主要特征 化工资源及其初步加工 ——煤炭 b.各种腐植煤的特征，腐植煤又可细分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四大类： （1）泥炭，又称草炭，呈棕褐色或黑褐色。 （2）褐煤，大多呈褐色或暗褐色 （3）烟煤，呈灰黑色至黑色 （4）无烟煤，俗称白煤或红煤，呈灰黑色，有金属光泽。 （5）其他 化工资源及其初步加工 ——煤炭 化工资源及其初步加工 ——煤炭 二、煤的化学组成和分子结构 1.煤的化学组成 煤中有机物主要由C,H,O及少量的N,S和P等元 素构成。 煤的元素组成 化工资源及其初步加工 ——煤炭 2.煤的分子结构 煤的分子结构以芳核为主，配以烷基侧链和含氧、含氮、含硫基团，近似组成为(C135H97O9NS)n。 不同类型煤的基本结构单元示意图 化工资源及其初步加工 ——煤炭 三、腐植煤的生成过程及其岩相组成 1.腐植煤的生成过程 A.聚煤期 a.古生代的石炭纪和三叠纪，造煤植物主要是孢子植物。 b.中生代的侏罗纪和白垩纪，造煤植物主要是裸子植物。 c.新生代的第三纪，造煤植物主要是被子植物。 化工资源及其初步加工 ——煤炭 B.成煤条件 a.具有均匀的较高温度和潮湿的气候。 b.地形起伏易形成大的沼泽。 c.地壳运动速度与死亡植物堆积速度相适应。 C.成煤阶段 a.泥炭化阶段 堆积在沼泽中的植物残体，逐渐与空气隔绝，先经历弱氧化环境，喜氧菌分解植物残体，然后进入还原环境，在厌氧菌作用下，将煤中的含氧基团分解，煤被还原。 化工资源及其初步加工 ——煤炭 b.煤化阶段 （1）成岩作用阶段 泥炭被压实、脱水、增碳，孔隙度下降并逐渐固结，由无定形不均质的泥炭逐步转化为岩石状的褐煤，这一阶段称为成岩作用阶段。 （2）变质作用阶段 褐煤处在地下深处，受地热和上覆岩系的静压力的长期作用，进一步演化成烟煤和无烟煤，这种成煤区域很大，称为“区域变质作用”。 化工资源及其初步加工 ——煤炭 2.腐植煤的岩相组成 煤岩学的研究方法有宏观和微观研究法两种 a.宏观研究法 用肉眼观察煤的颜色、光泽、断口等来确定煤的煤岩成分，一般可将煤岩成分分为： （1）镜煤 呈黑色，光泽强。 （2）亮煤 是煤层中的主要成分。 （3）暗煤 呈灰黑色，致密。 （4）丝炭 外观像木炭，呈灰黑色