高中化学 2.3《石油、煤和天然气的综合利用》课件 (新人教版选修2).ppt
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1、课题课题3石油、煤和天然气的石油、煤和天然气的综综合利用合利用 1了了解解石石油油的的炼炼制制和和石石油油化化工工中中裂裂化化、裂裂解解的的概概念念及及石石油油产产品。品。2了解煤的干了解煤的干馏馏和和综综合利用。合利用。3了解煤化工和天然气化工的了解煤化工和天然气化工的发发展。展。一、石油和天然气一、石油和天然气1石油的组成石油的组成石石油油主主要要是是由由各各种种 、和和 所所组组成成的的混混合合物物。石石油油主主要要含含有有 和和 两两种种元元素素,同同时时还还含含有有少少量量的的 、等元素。等元素。烷烃烷烃环烷烃环烷烃芳香芳香烃烃硫硫碳碳氢氢氧氧氮氮2石油的炼制和加工石油的炼制和加工(
2、1)目的目的一一方方面面是是将将 ,使使它它们们物尽其用;物尽其用;将将 作作为为基本有机化工原料,以提高石油的利用价基本有机化工原料,以提高石油的利用价值值。(2)石油的分石油的分馏馏对对石油石油进进行不断的加行不断的加热热和冷凝,把石油和冷凝,把石油 ,这这种方法就是石油的分种方法就是石油的分馏馏。石油分。石油分馏馏的的变变化化类类型属于型属于 。石油中的混合物石油中的混合物进进行一定程度的分离行一定程度的分离含碳原子数含碳原子数较较多的多的烃转变为烃转变为含碳原子数含碳原子数较较少的少的烃烃分离成不同沸点分离成不同沸点范范围围的蒸的蒸馏产馏产物物物理物理变变化化(3)石油的裂化和裂解石油
3、的裂化和裂解裂化:裂化是裂化:裂化是 的的过过程。程。裂解:裂解是以裂解:裂解是以 的的过过程,程,又叫做又叫做 。3天然气天然气天然气除了直接用作燃料外,天然气除了直接用作燃料外,还还是化工生是化工生产产中生中生产产 、的重要原料。的重要原料。在一定条件下,将相在一定条件下,将相对对分子分子质质量量较较大,大,沸点沸点较较高的高的烃烃分解分解为为相相对对分子分子质质量量较较小,沸点小,沸点较较低的低的烃烃比裂化更高的温度比裂化更高的温度(7001_000_)将将长链烃长链烃断裂成乙断裂成乙烯烯、丙、丙烯烯、丁、丁烯烯等短等短链烃链烃深度裂化深度裂化氢氢气气乙乙烯烯甲醇甲醇合成液体燃料合成液体
4、燃料二、煤的二、煤的综综合利用合利用1组成成分组成成分主要含主要含碳碳元素,是多种元素,是多种 和和 组组成的复成的复杂杂混混合物。合物。2分类分类 、等。等。3煤的干馏煤的干馏将煤将煤 叫做煤的干叫做煤的干馏馏。有机物有机物无机无机矿矿物物无烟煤无烟煤烟煤烟煤褐煤褐煤泥煤泥煤隔隔绝绝空气加空气加强强热热使其分解的使其分解的过过程程4煤的气化和液化煤的气化和液化(1)煤的气化煤的气化煤煤的的气气化化是是 过过程,煤气化的主要化学反程,煤气化的主要化学反应应是碳和水蒸气的反是碳和水蒸气的反应应:。把煤中的有机物把煤中的有机物转转化化为为可燃性气体的可燃性气体的(2)煤的液化煤的液化煤的液化是煤的
5、液化是 。煤的液化分。煤的液化分直接液化和直接液化和间间接液化。接液化。直接液化是直接液化是 生成液体燃料。生成液体燃料。主要主要产产品是品是 、和其他化工原料,和其他化工原料,并同并同时时副副产产 、和和 等。等。间间接液化接液化则则是先把煤是先把煤转转化成一氧化碳和化成一氧化碳和氢氢气气(合成气合成气),然,然后再后再经过经过催化合成得到催化合成得到烃类烃类燃料、醇燃料、醇类类燃料及其他化学品。燃料及其他化学品。把煤把煤转转化成液体燃料的化成液体燃料的过过程程把煤与适当的溶把煤与适当的溶剂剂混合后,在高温、高混合后,在高温、高压压和有催化和有催化剂剂的条件下,使煤与的条件下,使煤与氢氢气作
6、用气作用优质优质汽油汽油柴油柴油芳香芳香烃烃燃料气燃料气液化石油气液化石油气硫黄硫黄氨气氨气三、一碳化学三、一碳化学1一碳化学是以一碳化学是以 来合成一系列化工原料和燃料来合成一系列化工原料和燃料的化学。也可以的化学。也可以说说,一碳化工就是新一代的,一碳化工就是新一代的 和和 。2煤气化的主要反应式:煤气化的主要反应式:。分子中只含一个碳原子的化合物分子中只含一个碳原子的化合物(如如CO、CH4、CH3OH等等)为为原料原料煤化工煤化工天燃气化工天燃气化工3天然气重整:天然气重整:。4使使用用不不同同的的催催化化剂剂,可可以以从从合合成成气气制制出出不不同同的的产产物物,这这就就是是 ,由由
7、CH4、CH3OH等等含含一一个个碳碳原原子子,通通过过催催化化反反应应直直接接生生成成新新的的化化合合物物,叫叫 和和 。合成气化学合成气化学甲甲烷烷化学化学甲醇化学甲醇化学一、石油的一、石油的炼炼制制直直馏馏汽油和裂化汽油有何差汽油和裂化汽油有何差别别。如何。如何鉴别鉴别?师生互动师生互动【提提示示】直直馏馏汽汽油油是是石石油油通通过过分分馏馏的的方方法法获获得得的的汽汽油油,因因而而其其主主要要成成分分是是烷烷烃烃、环环烷烷烃烃等等;裂裂化化汽汽油油主主要要是是长长链链烷烷烃烃裂裂化化后后得得到到的的饱饱和和烷烷烃烃和和不不饱饱和和的的烯烯烃烃的的液液态态混混合合物物。可可见见直直馏馏汽
8、汽油油与与裂裂化化汽汽油油的的成成分分主主要要的的差差异异在在于于有有无无烯烯烃烃存存在在,因此,可用溴水鉴别直馏汽油和裂化汽油。因此,可用溴水鉴别直馏汽油和裂化汽油。通通过过石石油油分分馏馏就就可可以以得得到到汽汽油油、煤煤油油、柴柴油油等等轻轻质质油,油,为为什么石油什么石油还还要要进进行裂化制得汽油等行裂化制得汽油等轻质轻质油?油?学生交流学生交流【提提示示】通通过过分分流流得得到到的的汽汽油油、煤煤油油、柴柴油油等等轻轻质质油油仅仅占占石石油油产产量量的的25%左左右右,还还不不能能满满足足社社会会的的要要求求。为为了了获获得得更更多多的的轻轻质质油油,特特别别是是提提高高汽汽油油的的
9、产产量量,采采用用催催化化裂裂化化的的方方法法,在在一一定定条条件件下下,将将相相对对分分子子质质量量较较大大、沸沸点点较较高高的的烃烃分分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃。解为相对分子质量较小、沸点较低的烃。【归纳小结归纳小结】石油化工石油化工炼炼制和加制和加工方工方法法分分馏馏裂化裂化裂解裂解常常压压分分馏馏减减压压分分馏馏热热裂化裂化催化催化裂裂化化原理原理用蒸发和冷凝的方用蒸发和冷凝的方法把石油分成不法把石油分成不同沸点范围的蒸同沸点范围的蒸馏产物馏产物在一定条件下,将在一定条件下,将相对分子质量大、相对分子质量大、沸点高的烃断裂沸点高的烃断裂成小分子的过程成小分子的过程在高于裂化的
10、温度下,在高于裂化的温度下,将长链分子断裂将长链分子断裂成短链的气态和成短链的气态和少量液态烃的过少量液态烃的过程程原料原料脱水、脱脱水、脱盐的盐的原油原油重油重油重油重油石油分馏产品中的烃石油分馏产品中的烃炼炼制和制和加工加工方法方法分分馏馏裂化裂化裂解裂解常常压压分分馏馏减减压压分分馏馏热热裂裂化化催化裂化催化裂化条件条件常压加热常压加热减压加热减压加热加热加热催化剂、催化剂、加热加热高温高温目的目的将原油将原油分离成分离成轻质油轻质油将重油充将重油充分分离,分分离,并防炭并防炭化化结焦结焦提高轻质汽油的提高轻质汽油的产量和质量产量和质量获取短链获取短链气态不气态不饱和烃饱和烃主要主要产产
11、品品溶剂油溶剂油(C5C8),汽油,汽油(C5C11),煤,煤油、柴油、油、柴油、重油重油润滑润滑油、凡油、凡士林等士林等汽油等轻油汽油等轻油乙烯、丙乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等二烯等下列关于石油及石油下列关于石油及石油炼炼制的叙述中制的叙述中错误错误的是的是()A石油主要是由石油主要是由烷烃烷烃、环烷烃环烷烃、芳香、芳香烃组烃组成的混合物成的混合物B石油分石油分馏馏所得的所得的馏馏分是分是纯净纯净物物C为为了了防防止止重重油油进进一一步步分分馏馏时时炭炭化化结结焦焦,常常采采用用减减压压分分馏馏D石油裂化的原料是重油、石蜡等石油裂化的原料是重油、石蜡等【解解析析】石石油油分分馏馏所所得得到到的
12、的是是由由沸沸点点相相近近的的多多种种烃烃的的混混合合物物而而非非纯纯净净物物;减减压压分分馏馏防防止止了了重重油油的的炭炭化化结结焦焦;重重油油、石石蜡蜡等等含含碳碳原原子子数数较较多多的的高高沸沸点点的的烃烃,通通过过裂裂化化可可以以得得到到沸沸点低的烃。点低的烃。【答案答案】B【点评点评】要了解石油的成分以及石油化工的有关知识。要了解石油的成分以及石油化工的有关知识。裂裂解解是是深深度度裂裂化化,和和裂裂化化同同属属于于化化学学变变化化,但但原原料料、条条件、目的各不相同。件、目的各不相同。1.石石油油气气中中主主要要含含有有碳碳原原子子数数目目较较少少的的烷烷烃烃,某某石石油油气气充充
13、分分燃燃烧烧后后,在在相相同同条条件件下下测测得得生生成成的的CO2的的体体积积是是该该石石油油气气体体积积的的1.2倍,倍,则则石油气中一定含有石油气中一定含有()A甲甲烷烷B丁丁烷烷C戊戊烷烷 D乙乙烷烷【解解析析】设设混混合合烷烷烃烃为为1体体积积,则则其其完完全全燃燃烧烧后后产产生生二二氧氧化化碳碳1.2体体积积,则则其其平平均均分分子子式式为为C1.2Hm。据据平平均均值值思思想想,原原混混合合气气体体中中一一定定含含碳碳原原子子数数小小于于1.2的的烷烷(甲甲烷烷);也也一一定定含含碳碳原原子子数数大大于于1.2的的烷烷,可可能能为为乙乙烷烷、丁丁烷烷、戊戊烷烷等等。所所以以原原混
14、混合物中一定含甲烷。合物中一定含甲烷。【答案答案】A二、煤的二、煤的综综合利用合利用天天然然气气、石石油油气气、裂裂解解气气、焦焦炉炉气气、水水煤煤气气的的来来源及主要成分区源及主要成分区别别?师生互动师生互动【提示提示】天然气天然气石油气石油气裂解气裂解气焦炉气焦炉气水煤气水煤气来源来源地下地下矿藏矿藏石油的石油的分馏分馏石油的石油的裂解裂解煤的煤的干馏干馏碳与高温碳与高温水蒸气反应水蒸气反应主要主要成成分分甲烷甲烷短链烷短链烷烃烃乙烯、丙乙烯、丙烯、丁二烯、丁二烯烯H2、CH4、C2H4、COCO、H2煤的干煤的干馏馏与石油的分与石油的分馏馏本本质质上有何差上有何差别别?师生互动师生互动【
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