资源综合利用环境保护ppt课件.ppt

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1、第四章第二节第二节 资源综合利用资源综合利用 环境保护环境保护形成：古代形成：古代动植物动植物经过上经过上亿亿万年的复杂变化形成万年的复杂变化形成的，属不可再生资源的，属不可再生资源信息：海洋石油根据石油专家以往的推算信息：海洋石油根据石油专家以往的推算 ,地地球上石油只能使用球上石油只能使用 40 50年年 ，煤炭还有不到，煤炭还有不到100年年。结论：实现煤炭、石油的综合利用，提高他结论：实现煤炭、石油的综合利用，提高他们的利用率们的利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环减少化石燃料燃烧所造成的环境污染境污染。 煤、石油和天然气煤、石油和天然气仍然是人类使仍然是人类使用的用的主要能源主要能源，

2、也是三种重要的也是三种重要的化化石燃料石燃料。优点优点: : 提供能量、化工原料提供能量、化工原料缺点缺点: : 不可再生、环境污染不可再生、环境污染无机物无机物(少量少量)有机物有机物C 元素元素大量大量H、O、N、S 等元素等元素 少量少量无机盐等无机盐等 污染环境污染环境COx、NOx、 SO2 、 烟尘烟尘煤的组成煤的组成1. 1. 煤煤的组成的组成一、煤、石油和天然气的综合利用一、煤、石油和天然气的综合利用2022-7-315组成元素组成元素:主要是碳元素；（还有少主要是碳元素；（还有少量的量的H、O、N、P、S、卤素等）、卤素等）组成成分：是由多种有机物、无机组成成分：是由多种有机

3、物、无机物组成的复杂混合物。物组成的复杂混合物。煤的结构模型煤的结构模型煤的综合利用煤的综合利用煤的干馏煤的干馏煤的气化煤的气化煤的液化煤的液化获得洁净的燃料和多种化工原料2.煤的综合利用煤的综合利用煤干馏的产物有哪些？煤干馏的产物有哪些？将煤隔绝空气加将煤隔绝空气加强热强热使之分解的过程，叫做使之分解的过程，叫做煤煤的干馏的干馏。焦炉煤气、煤焦油、焦炭焦炉煤气、煤焦油、焦炭煤的干馏煤的干馏 在一定条件下把煤转化为可燃性气在一定条件下把煤转化为可燃性气体的过程。体的过程。 主要反应是：主要反应是：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高温高温在一定条件下将煤转化为液体燃料在一定条件下

4、将煤转化为液体燃料直接液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+2H2 CH3OH催化剂催化剂C(s) + HC(s) + H2 2O CO(g) + HO CO(g) + H2 2(g)(g)高温3.3.天然气天然气的组成及其综合利用的组成及其综合利用天然气的主要成分是甲烷。天然气的主要成分是甲烷。综合利用：综合利用：A A、燃料、燃料: :清洁能源清洁能源B B、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物两碳或多碳有机物天然气灶天然气灶液化天然液化天然气公交车气公交车 可燃冰又称甲烷水化物，多数蕴可燃冰又称

5、甲烷水化物，多数蕴藏在地球高纬度的永久冻土带或深海藏在地球高纬度的永久冻土带或深海海底海底100300米的地下。可燃冰是米的地下。可燃冰是甲烷在低温高压条件下吸入水分子而甲烷在低温高压条件下吸入水分子而形成的结晶体。形成的结晶体。其形成的条件是：一其形成的条件是：一要有数千年前动植物尸骸释放的甲烷要有数千年前动植物尸骸释放的甲烷气；二要有丰富的水；三要具备低温气；二要有丰富的水；三要具备低温高压环境。高压环境。 甲烷分子只有一个碳原子，其燃甲烷分子只有一个碳原子，其燃烧时二氧化碳的排放少，没有硫化物烧时二氧化碳的排放少，没有硫化物生成。因此，天然可燃冰是一种理想生成。因此，天然可燃冰是一种理想

6、的清洁能源的清洁能源 可燃冰可燃冰 4. 石油石油的组成及其综合利用的组成及其综合利用 （1）石油的组成：）石油的组成： 由多种碳氢化合物组成的混合物由多种碳氢化合物组成的混合物气态：石油气气态：石油气液态：汽油、煤油液态：汽油、煤油固态：沥青固态：沥青 含烃的混合物含烃的混合物 按元素来看：碳、氢含量为按元素来看：碳、氢含量为97%-98% 按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃的按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃的 混合物混合物 (2)石油的成分：石油的成分：（3）石油的综合利用）石油的综合利用石油的石油的分馏分馏：利用原油中各组分利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离的沸点不同将复杂的混合

7、物分离成简单混合物的过程。成简单混合物的过程。石油的石油的裂化和裂解裂化和裂解：将大分子的：将大分子的重油断裂再分解为小分子的轻油重油断裂再分解为小分子的轻油石油的石油的催化重整催化重整：将石油中链状：将石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃烃重新调整结构转化为环状烃注：注：石油的分馏石油的分馏是物理变化，是物理变化，裂化、裂解、裂化、裂解、催化重整是催化重整是化学变化。化学变化。分分 馏馏混合物混合物 气体气体 冷凝冷凝液体液体气化气化原理：原理：加热液体混合物加热液体混合物时，沸点低的物质先挥发时，沸点低的物质先挥发变成气态，沸点高的物质不易挥发，而仍留在液变成气态，沸点高的物质不易挥发，而

8、仍留在液体内，从而达到分离的目的。体内，从而达到分离的目的。注意注意：蒸馏与分馏的原理是一致的，都是蒸馏与分馏的原理是一致的，都是物理变化物理变化：蒸馏蒸馏：适用于不同物质之间沸点相差适用于不同物质之间沸点相差较大较大的混合物的的混合物的 分离，得到的物质为分离，得到的物质为纯净物纯净物。 分馏分馏：适用于不同物质之间沸点相差较适用于不同物质之间沸点相差较接近接近的混合物的混合物 的分离，得到的物质为的分离，得到的物质为混合物混合物。比较蒸馏、分馏、干馏石石油油的的炼炼制制（常压分馏）（常压分馏）原油原油分馏塔分馏塔 石油气石油气 (含含C4以下烃以下烃) 汽油汽油 (含含C5C11的烃的烃)

9、 煤油煤油(含含C11C16 的烃的烃)柴油柴油(含含C15C18的烃的烃)重油重油(含含C20以上的烃以上的烃)重油重油 润滑油润滑油 (含含C15C20的烃的烃)凡士林凡士林 液态烃和固态烃的混合物；液态烃和固态烃的混合物；石石 蜡蜡 (含含C20C30的烃的烃)沥沥 青青 (含含C30C40的烃的烃)注意：注意：外压越小，物质的沸点越低外压越小，物质的沸点越低，降低分馏塔里，降低分馏塔里的压强，的压强，使重油在低温下能充分分馏使重油在低温下能充分分馏，防止重油在防止重油在高温下炭化结焦。高温下炭化结焦。（减压分馏）（减压分馏）又称直馏汽油又称直馏汽油石油的裂化和裂解石油的裂化和裂解（1）

10、裂化的目的：）裂化的目的：（2）裂化的原理：）裂化的原理：石油的裂化是石油的裂化是 。 在催化剂的作用下将含碳原子多的重在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。提高轻质液体燃料的产量。提高轻质液体燃料的产量。(3)裂解裂解: 深度的裂化。深度的裂化。裂解的目的：裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工 基本原料基本原料。C16H34 催化剂催化剂加热、加热、 加压加压C8H18 辛烷辛烷+ C8H16 辛烯辛烯有些裂化产物还会继续分解，生成饱和的和不饱有些裂化产物还会继续分解，生成饱和的和不饱和的气

11、态烃和的气态烃 ,故裂化汽油中含有故裂化汽油中含有不饱和烃不饱和烃.25%产量提高产量提高D5. 化石燃料的产品化石燃料的产品三大合成材料三大合成材料 塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维聚乙烯塑料聚乙烯塑料聚丙烯塑料聚丙烯塑料聚苯乙烯塑料聚苯乙烯塑料聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）（有机玻璃）单体：单体：CH2CCH3COOCH3聚四氟乙烯聚四氟乙烯单体：单体：CF2CF2塑料王塑料王白色污染白色污染1.由于合成材料的广泛应用和发展，一些塑由于合成材料的广泛应用和发展，一些塑料制品带来的环境污染就是料制品带来的环境污染就是“白色污染白色污染”。2.白色污染的危害；白

12、色污染的危害；3.白色污染的治理：白色污染的治理：（1）废弃塑料的再利用（如直接作为材）废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制作单体和燃料油、制作气体等）；料、制作单体和燃料油、制作气体等）；（2）制造易降解材料；）制造易降解材料；（3）超市塑料袋有偿使用。）超市塑料袋有偿使用。二、环境保护与绿色化学二、环境保护与绿色化学被污染的小河被污染的小河乱扔导致乱扔导致的的污染污染二、环境保护与绿色化学二、环境保护与绿色化学 环境问题的含义环境问题的含义 保护环境工作者当前的任务：保护环境工作者当前的任务：（1 1）对环境情况的检测）对环境情况的检测（2 2）三废的治理）三废的治理（3 3）寻找源头治理

13、环境的生产工艺）寻找源头治理环境的生产工艺要较好地完成这些任务，都离不开化学知识要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。生态环境破坏生态环境破坏环境污染环境污染废气（化学燃料燃烧及工厂废气）废气（化学燃料燃烧及工厂废气）废水（工业废水、生活废水等）废水（工业废水、生活废水等）废渣（工业垃圾、生活垃圾等）废渣（工业垃圾、生活垃圾等）人类保护伞的洞人类保护伞的洞臭氧层被破坏臭氧层被破坏空中死神空中死神酸雨酸雨全球变暖全球变暖温室效应温室效应光化学烟雾光化学烟雾无形杀手无形杀手居室污染居室污染环境污染的类别：环境污染的类别：1 1、大气污染：、大气污染：来自工业废气，汽车尾气，来自工业废气，汽车尾气

14、，生活废气（硫与氮的氧化物，碳氧化物，氮生活废气（硫与氮的氧化物，碳氧化物，氮氢化物，卤素化合物，放射性）氢化物，卤素化合物，放射性） 利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制酸雨等危害。例如：针对我国以煤炭为主、酸雨类型酸雨等危害。例如：针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脱硫。水等吸收脱硫。 CaO+SO2=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4 SO2+2N

15、H3+H2O=(NH4)2SO3800 800 再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采用它比硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2、NH3等在等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原，等催化作用下是氮氧化物还原，转化为转化为N2、CO2、H2O等无害气体。等无害气体。CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2OCH4+4NO=2N2+CO2+2H2OPt400500 Pt400500催化剂催化剂22N2CO2NO2CO2 2、水污染：、水污

16、染：来自工业废水、生活废水来自工业废水、生活废水( (无无 机物机物, , 重金属盐类重金属盐类, ,营养物有机物营养物有机物, , 洗洗 涤剂涤剂, , 石油石油) )水体富营养化水体富营养化（N N、P P、K K、S S的化合物）的化合物）（生活污水、农田排水、化肥、合成洗涤剂、（生活污水、农田排水、化肥、合成洗涤剂、工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖 赤潮、水华）赤潮、水华）水华是水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类化引起藻类 （如蓝藻（如蓝藻 、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，、绿藻、硅藻

17、等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。水一般呈蓝色或绿色。淡水中淡水中“水华水华”造成的最大造成的最大危害是：危害是：饮用水源受到威胁，饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华水华”的次的次生代谢产物生代谢产物MCRSTMCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。人类的健康和生存。赤潮是赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可

18、因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。不同颜色。 返回返回 从1949年起，位于日本熊本县水俣镇的日本氮肥公司开始制造氯乙烯氯乙烯和醋酸乙烯醋酸乙烯。由于制造过程要使用含汞含汞（Hg）的催化剂）的催化剂，大量的汞便随着工厂未经处理的废水被排放到了水俣湾。1954年年，水俣湾开始出现一种病因不明的怪病，叫水俣病水俣病，患病的是猫和人，症状是步态不稳、抽搐、手足变形、神经失常、身体弯弓高叫，直至死亡。经过近十年的分析，科学家才确认：工厂排放的废水中的汞是水俣病的起因。汞被水生生物食用后在体内被转化成甲基汞转化成甲基汞（CH3HCl），这种

19、物质通过鱼虾进入人体和动物体内后，会侵害脑部侵害脑部和身体的其他部位，引起脑萎缩、小脑平衡系统被破坏等多种危害，毒性极大。在日本，食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾人数达数十万。 重金属污染：重金属污染：如如 汞、镉、铅、铬、砷汞、镉、铅、铬、砷猫自杀事件猫自杀事件水俣病（汞污染）水俣病（汞污染）骨骼畸形变脆骨骼畸形变脆骨痛病（镉污染）骨痛病（镉污染）智力发展隐性杀手智力发展隐性杀手铅污染铅污染3 3、土壤污染、土壤污染 来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、农药残留农药残留(Cl,P,S)(Cl,P,S)、放射物质残留、放射物质残留4 4、噪声污染、噪声污染

20、5 5、辐射污染、辐射污染6 6、食品污染：、食品污染：绿色化学理念绿色化学理念（防治优于治理）（防治优于治理）核心：核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染产对环境造成的污染。又称为。又称为“环境无害化学环境无害化学”、“环境友好化学环境友好化学”、“清洁化学清洁化学”。从学科观点看：从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变是化学基础内容的更新。（改变反应历程）反应历程）从环境观点看：从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一强调从源头上消除污染。（从一开始就避免污染物的产生）开始就避免污染物的产生）从经济观点看：从经济观点看：它提倡

21、合理利用资源和能源，降它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率）低生产成本。（尽可能提高原子利用率）热点：热点：原子经济性原子经济性反应物原子全部转化为最反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为终的期望产物，原子利用率为100%原子利用率原子利用率=期望产物的总质量与期望产物的总质量与 生产物的总质量之比生产物的总质量之比原子利用率原子利用率=25.4%原子利用率原子利用率=100%绿色化学对于化学反应提出了绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性原子经济性”（原子节约）的新（原子节约）的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转概念及要求。理想的原

22、子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）（ ） A A C C2 2H H5 5ClCl HClHCl B B C C2 2H H5 5OHOH H H2 2O O C C CHCH2 2CHCH2 2 D D HBrHBr H H2 2C 原子经济性反应原子经济性反应高选择性反应高选择性反应无毒无害原料无毒无害原料可再生资源可再生资源安全的生产工艺安全的生产工艺提高能源的利用率提高能源的利用率应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的催化剂应用无毒无害的催化剂环境友好产品环境友好产品（安全、能降（安全、能降解、可再利用解、可再利用）绿色化学应用于科学研究绿色化学应用于科学研究 1234567保护环境保护环境 从我做起从我做起