石油煤和天然气的综合利用.ppt

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1、石油煤和天然气的综合利用现在学习的是第1页，共29页组成物度状态：大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量组成物度状态：大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。石油的气态烃和固态烃。石油一、石油和天然气一、石油和天然气1 1、石油的炼制和石油化工、石油的炼制和石油化工组成物类别：主要是由各种组成物类别：主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的所组成的混合物。混合物。组成元素：组成元素：主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。硫、氧、氮等元素。石油的成分石油的成分 现在学习的是第2页，共29页石油炼制和加

2、工的目的石油炼制和加工的目的一、石油和天然气一、石油和天然气1 1、石油的炼制和石油化工、石油的炼制和石油化工另一方面，另一方面，将含碳原子数较多的烃转变为含碳原子数较少的烃将含碳原子数较多的烃转变为含碳原子数较少的烃作为基本有机化工原料，以提高石油的利用价值。作为基本有机化工原料，以提高石油的利用价值。一方面是将石油中的混合物进行一定程度的分离使它们物尽一方面是将石油中的混合物进行一定程度的分离使它们物尽其用；其用；现在学习的是第3页，共29页现在学习的是第4页，共29页石油炼制和加工的方法石油炼制和加工的方法分馏常压分馏减压分馏现在学习的是第5页，共29页汽油汽油C5C11煤油煤油C11C

3、16柴油柴油C15C18常常压压蒸蒸馏馏塔塔重油重油C20以上以上减压蒸馏塔减压蒸馏塔燃料油燃料油沥青沥青石蜡石蜡润滑油润滑油燃料油燃料油石蜡石蜡润滑油润滑油燃料油燃料油石蜡石蜡润滑油润滑油催催化化裂裂化化石油气石油气C4以下以下LPGLPG原油原油现在学习的是第6页，共29页石油通过分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油的产量低，仅占石油总产量的25左右。远远不能满足社会的需求，为了提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量，采用裂化的方法从重油中获取轻质油。裂化：在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。例如，在加热、加压和催化剂存在的条件下，十六

4、烷裂化为辛烷和辛烯：现在学习的是第7页，共29页热裂化热裂化催化裂化催化裂化目的目的:提高汽油的质量和产量提高汽油的质量和产量目的目的:提高汽油的产量提高汽油的产量缺点：温度过高，易发生碳化结焦现象缺点：温度过高，易发生碳化结焦现象催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）裂化有裂化有热裂化热裂化和和催化裂化催化裂化现在学习的是第8页，共29页为获得有机化工的基本原料。在石油化工为获得有机化工的基本原料。在石油化工生产过程里，生产过程里，常用石油分馏产品（包括石油常用石油分馏产品（包括石油气）作原料，采用比裂化更高的温度（气）作原料，采用比裂化更高的温度（700700

5、800800，有时甚至高达，有时甚至高达10001000以上），使以上），使长链烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态长链烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，以提供有机化工原料。工业上把这种方烃，以提供有机化工原料。工业上把这种方法法叫做石油的裂解。叫做石油的裂解。所以说所以说裂解就是深度裂裂解就是深度裂化化，以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工，以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。过程。裂解：现在学习的是第9页，共29页石油裂解的化学过程是比较复杂的，生成石油裂解的化学过程是比较复杂的，生成的裂解气是一种复杂的混合气体，它除了主的裂解气是一种复杂的混合气体，它除了主要含有要含有乙烯、

6、丙烯、丁烯乙烯、丙烯、丁烯等不饱和烃外，还等不饱和烃外，还含有含有甲烷、乙烷、氢气、硫化氢甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等。裂解气里等。裂解气里烯烃含量比较高。因此，常把乙烯的产量作烯烃含量比较高。因此，常把乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。把裂解产为衡量石油化工发展水平的标志。把裂解产物进行净化和分离，就可以得到所需的多种物进行净化和分离，就可以得到所需的多种原料原料（乙烯、丙烯、丁烯）乙烯、丙烯、丁烯）。这些原料在合成纤维工业、。这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业等方面得到广泛应用。塑料工业、橡胶工业等方面得到广泛应用。裂解：现在学习的是第10页，共29页裂解裂解定义：定义：使具

7、有长链分子的烃在使具有长链分子的烃在700度以上高度以上高温时断裂成短链的烃的过程叫裂解温时断裂成短链的烃的过程叫裂解目的：目的：生产短链不饱和烃如工业生产短链不饱和烃如工业“三烯三烯”乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志志用途：用途：合成纤维，塑料，橡胶等合成纤维，塑料，橡胶等例如，己烷裂解现在学习的是第11页，共29页石油的炼石油的炼制方法制方法分馏分馏裂化裂化石油的裂解石油的裂解常压常压减压减压热裂热裂化化催化裂催化裂化化原理原理用蒸发冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物在加热或催化剂存在的条件下，把相对分子质量大，沸点高的烃断裂成相对分子

8、质量小，沸点低的烃在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂成为各种短链的气态烃或液态烃。主要原料主要原料原油重油重油含直链烷烃的石油分馏产品（含石油气）主要产品主要产品溶剂油汽油煤油柴油重油润滑油凡士林石蜡沥青石油焦抗震性能好的气油和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯等乙烯、丙烯、丁二烯现在学习的是第12页，共29页结合在必修化学所学内容，与同学交流：以乙烯为原料合成那些产品：体会乙烯在工业合成中的价值。合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等乙烷、聚乙烯等等思考与交流现在学习的是第13页，共29页石油化工厂的景观现在学习的是第14页，共29页

9、你知道天然气的来源吗、请列举出一些天然气的用途。你知道天然气的来源吗、请列举出一些天然气的用途。作燃料、化工生产的原料。作燃料、化工生产的原料。例如例如，合成氨所需的氢气、合成氨所需的氢气、制乙烯、制甲醇、合成液体制乙烯、制甲醇、合成液体燃料、）燃料、）学与问2 2、天然气的利用、天然气的利用现在学习的是第15页，共29页无无烟烟煤煤泥煤泥煤褐褐煤煤 阅读课本阅读课本4040页第二段，你能说出煤中页第二段，你能说出煤中所含的主要元素吗？你知道目前煤综合所含的主要元素吗？你知道目前煤综合利用的主要方法吗？利用的主要方法吗？煤的成分煤的成分组成元素：组成元素：主要含碳外还含有少主要含碳外还含有少量

10、的量的S、P、N、H、O等元素以及无等元素以及无机矿物质（主要有硅、铝、钙、铁机矿物质（主要有硅、铝、钙、铁等元素）等元素）组成物类别：组成物类别：煤是有机物和无机物煤是有机物和无机物组成的复杂混合物组成的复杂混合物现在学习的是第16页，共29页将煤隔绝空气加强热使其分解将煤隔绝空气加强热使其分解的过程的过程叫煤的干馏。叫煤的干馏。是一个化学变化过程是一个化学变化过程。石油的分馏是石油的分馏是物理变化物理变化、煤的干馏是、煤的干馏是化学变化化学变化过程。过程。石油的分馏和煤的干馏的区别：石油的分馏和煤的干馏的区别：1 1 、煤的干馏煤的干馏现在学习的是第17页，共29页煤的干馏实验装置图煤的干

11、馏实验装置图现在学习的是第18页，共29页现在学习的是第19页，共29页为了预防或减少煤燃烧对环境造成的污染以及为了预防或减少煤燃烧对环境造成的污染以及对人体健康带来的危害，近二三十年来，世界各国对人体健康带来的危害，近二三十年来，世界各国大力开展了对煤利用新技术的研究。大力开展了对煤利用新技术的研究。.煤的煤的汽汽化和液化化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，同时就是使煤变成清洁能源的有效途径，同时煤的燃烧效率等也得到提高煤的燃烧效率等也得到提高2 2、煤的汽化与液化、煤的汽化与液化现在学习的是第20页，共29页（1 1）煤的汽化）煤的汽化 含义含义 学与问 反应原理反应原理将煤中的将煤中

12、的有机物有机物转化为转化为可燃性气体可燃性气体的过程。的过程。煤汽化的主要化学反应是煤汽化的主要化学反应是碳和水蒸气的反应碳和水蒸气的反应C+HC+H2 2O O(g g)=CO=COH H2 2 这是一个吸热反应，所需这是一个吸热反应，所需热量一般由同时进行的热量一般由同时进行的碳的燃烧反应碳的燃烧反应来提供。来提供。C CO O2 2=CO=CO2 2高温现在学习的是第21页，共29页（1 1）煤的汽化）煤的汽化催化剂 煤燃烧时可以使用煤燃烧时可以使用空气空气，也可以使用，也可以使用氧气氧气，但得，但得到的煤气到的煤气成分、热值及用途成分、热值及用途都不同，分别叫都不同，分别叫低热值低热值

13、气和中热值气气和中热值气。中热值气在适当催化剂的作用下，。中热值气在适当催化剂的作用下，又可以转变成高热值气。即把中热值煤气里的又可以转变成高热值气。即把中热值煤气里的COCO和和H H2 2用催化剂合成用催化剂合成甲烷甲烷。COCO3H3H2 2 CH CH4 4H H2 2O O书41页现在学习的是第22页，共29页煤煤（与适当的溶剂混合）（与适当的溶剂混合）氢气氢气液体燃料。主要液体燃料。主要产品产品汽汽油、煤油、芳香烃、其它化工原料、副产油、煤油、芳香烃、其它化工原料、副产燃料气、液化石油气、硫黄和氨等。燃料气、液化石油气、硫黄和氨等。煤的液化：煤的液化：将煤转化为液体燃料的过程。煤的

14、液将煤转化为液体燃料的过程。煤的液化分为化分为直接液化和间接液化直接液化和间接液化两个途径。两个途径。(2)(2)煤的液化煤的液化直接液化直接液化现在学习的是第23页，共29页 煤的液化是否能得到发展，决定于石油是否能煤的液化是否能得到发展，决定于石油是否能满足不断增长的需要、煤跟石油的比价以及煤的液满足不断增长的需要、煤跟石油的比价以及煤的液化技术的成熟程度。从世界范围来看，由于石油价化技术的成熟程度。从世界范围来看，由于石油价格的增长，液化技术的日臻成熟，煤液化工业的再格的增长，液化技术的日臻成熟，煤液化工业的再度兴起是可能的。对我国来说，目前汽油和煤的比度兴起是可能的。对我国来说，目前汽

15、油和煤的比价比国外更有利于发展以合成高级汽油为主要目的价比国外更有利于发展以合成高级汽油为主要目的的煤的液化。在有煤地区发展煤的液化还是可以探的煤的液化。在有煤地区发展煤的液化还是可以探索的。索的。间接液化间接液化（气化（气化-液化法）液化法）首先把煤转化为首先把煤转化为H H2 2、COCO和和CHCH4 4。然后用催化剂把。然后用催化剂把气态物质转变为气态物质转变为烃类燃料、醇类燃料及化学品等。烃类燃料、醇类燃料及化学品等。现在学习的是第24页，共29页现在学习的是第25页，共29页一碳化学：以分子中只含一碳化学：以分子中只含一个碳原子一个碳原子的化合物的化合物(如如一氧化碳、二氧化碳、甲

16、烷、甲醇等一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)为原料来合成一为原料来合成一系列系列化工原料和燃料化工原料和燃料的化学。的化学。三、煤化工和天然气化工的发展三、煤化工和天然气化工的发展 一碳化学一碳化学煤汽化的主要反应：2CO2=2COC+H2O=COH2CO+H2O=CO2H2天然气重整：CH4H2O=CO3H2高温现在学习的是第26页，共29页现在学习的是第27页，共29页 使用不同的催化剂，可以以合成气作为起始原料，制出不同的有机化合物产物，这就形成了所谓的合成气化学。也可以由CH4、CH3OH等含一个碳原子的分子，通过催化反应直接生成新的化合物。这就形成了所谓的甲烷化学和甲醇化学，它们都是由一系列典型的化学合成反应所组成的。现在学习的是第28页，共29页由CO加氢合成一系列化合物的化学称合成气化学 由甲烷直接合成的称甲烷化学 由甲醇为原料合成一系列下游产品的为甲醇化学现在学习的是第29页，共29页