第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用8.1.3煤石油天然氣的綜合利用

煤的組成

煤是由_______和少量_______組成的復(fù)雜混合物，主要含有____元素，還含有少量____、____、____、____等元素。

煤的綜合利用一、煤和天然氣的綜合利用有機(jī)物無機(jī)物碳?xì)溲醯蛎旱母绅s煤的氣化煤的液化①減少了煤燃燒產(chǎn)生的SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和煙塵等污染物的排放。②提高了煤燃燒的熱效率

③提取了煤中的化學(xué)原料。U形管底部有黑褐色粘稠的油狀物生成，即煤焦油。成分：苯、甲苯、二甲苯等點燃，導(dǎo)管尖嘴處有淡藍(lán)色火焰。出爐煤氣：氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳定義：將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程玻璃管中的煙煤粉最后變成黑灰色固體物質(zhì)，這是焦炭1、煤的干餾/焦化——物理變化和化學(xué)變化一、煤和天然氣的綜合利用煤干餾的主要產(chǎn)品和用途干餾產(chǎn)品

主要成分

主要用途出爐煤氣（氣）焦?fàn)t氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳

氣體燃料、化工原料粗氨水

氨、銨鹽

氮肥粗苯

苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

煤焦油（液）

苯、甲苯、二甲苯

酚類、萘染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

瀝青

筑路材料、制碳素電極

焦炭（固）

碳冶金、合成氨造氣、電石、燃料定義：把煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程C(s)＋H2O(g)===CO(g)＋H2(g)高溫水煤氣工業(yè)制水煤氣的方法2、煤的氣化——化學(xué)變化直接液化——使煤與H2作用生成液體燃料間接液化:CO(g)+2H2(g)催化劑CH3OH(l)C(s)+H2O(g)===CO(g)+H2(g)高溫煤的氣化、液化是物質(zhì)三態(tài)（氣、液、固）之間的變化嗎？不是，物質(zhì)三態(tài)之間的變化是物理變化，煤的氣化、液化是化學(xué)變化3、煤的液化——化學(xué)變化煤氣化CO和H2催化劑CH3OH（甲醇）思考二、天然氣古生物遺骸長期沉積地下，經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化及變質(zhì)裂解而產(chǎn)生的氣態(tài)碳?xì)浠衔锾烊粴獾男纬桑褐饕煞郑杭淄檎冀^大多數(shù)，有少量的乙烷、丙烷和丁烷等化石燃料——清潔能源作為化工原料：合成氨、生產(chǎn)甲醇、合成兩碳或多碳有機(jī)物液化天然氣公交車天然氣灶三、石油古代生物遺骸，堆積在湖里、海里、或陸地上經(jīng)高溫、高壓的作用，由復(fù)雜的生物及化學(xué)作用轉(zhuǎn)化而成的石油的形成：石油中元素：C、H（占97%-98%）O、N、S等石油的成分：多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物1~50個碳原子的烷烴及環(huán)烷烴，一般不含烯烴

石油的物性：粘稠液體，呈黑色或深棕色，有特殊氣味，不溶于水，比水稍輕，沒有固定的熔沸點三、石油1、石油的分餾——物理變化定義：利用石油中各組分的沸點不同進(jìn)行分離的過程石油氣（C1～C4）汽油（C5~C12）煤油（C12~C16）柴油（C15~C18）重油（C20以上）原油脫鹽脫水石油常壓分餾柴油、燃料油、石蠟、潤滑油、瀝青減壓分餾輕質(zhì)油重油（C20以上）三、石油2、石油的裂化提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量①裂化的目的：②裂化的原理：在一定條件下將相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂成相對分子質(zhì)量小、沸點低的烴③裂化的主要產(chǎn)物：汽油、煤油、柴油、潤滑油等定義：在高溫下，使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量的液態(tài)烴。目的：獲得短鏈不飽和烴三、石油3、石油裂解（深度裂化）C8H18C4H10＋C4H8

催化劑

加熱、加壓辛烷丁烷丁烯C4H10CH4＋C3H6

催化劑

加熱、加壓丁烷甲烷丙烯C2H6C4H10＋C2H4

催化劑

加熱、加壓丁烷乙烯乙烷在加熱和催化劑的作用下，通過結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴。①提高汽油的質(zhì)量②獲得副產(chǎn)物氫氣③獲得苯、甲苯等重要的化工原材目的三、石油4、石油催化重整干餾蒸餾分餾原理產(chǎn)物反應(yīng)類型隔絕空氣、高溫下使物質(zhì)分解根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點不同進(jìn)行分離與蒸餾原理相同產(chǎn)物為混合物產(chǎn)物為單一組分的純凈物產(chǎn)物為沸點相近的各組分組成的混合物化學(xué)變化物理變化物理變化化學(xué)“三餾”的比較高爐煤氣水煤氣天然氣液化石油氣焦?fàn)t氣裂解氣主要成分CO、CO2H2、COCH4C3H8、C4H10H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4化學(xué)“六氣”的主要成分塑料合成橡膠合成纖維人工合成高分子材料四、以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料課堂練習(xí)1、石油的分餾為物理變化，獲取的各種產(chǎn)品為混合物2、石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同3、裂化汽油