第二节　资源综合利用　环境保护.ppt

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1、环境保护环境保护 绿色化学绿色化学雷玉坤雷玉坤当前地球正面临的严重问题：当前地球正面临的严重问题：化石能源越来越少化石能源越来越少环境问题越来越严重环境问题越来越严重保护环境已成为实现人类社会可持续发保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题展的重要课题废废 气气、废废 水水、废废 渣渣 煤、石油和天然气煤、石油和天然气仍然是人类仍然是人类使用的使用的主要能源主要能源，也是三种重要的，也是三种重要的化石燃料化石燃料优点优点: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、环境污染一、煤的综合利用一、煤的综合利用1、煤的组成、煤的组成 组成元素组成元素:主要是碳元素

2、；（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 污污染染环环境境COx、NOx、SO2 烟尘烟尘煤煤的的组组成成1 1、煤的组成、煤的组成煤煤的的综综合合利利用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获得洁净的燃料和多种化工原料多种化工原料物尽其用，保护环境物尽其用，保护环境煤煤直接作燃料直接作燃料利用率低

3、并污染环境利用率低并污染环境煤的干馏实验装置图煤的干馏实验装置图实验装置实验装置1实验装置实验装置22 2、煤的综合利用、煤的综合利用（1 1）煤的干馏）煤的干馏煤的干馏原理：煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。煤干馏的产物有哪些？煤干馏的产物有哪些？将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做叫做煤的干馏。煤的干馏。焦炉煤气、煤焦油、焦炭焦炉煤气、煤焦油、焦炭表表4-2 4-2 煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料（2）煤的气化：）煤的气化

4、：将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)高温高温水水 煤煤 气气 在一定条件下在一定条件下将煤转化液体燃料的过程。将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。分为直接液化和间接液化。（3）煤的液化：）煤的液化：C(sC(s)+H)+H2 2O O CO(gCO(g)+H)+H2 2(g)(g)高温如：如：直接液化直接液化间接液化间接液化煤与氢气作用生成液体燃料煤与氢气作用生成液体燃料 先转化为先转化为COCO和和H2，再在催化剂作用下，再在催化剂作用下 合成甲醇合成甲醇CO+2H2 CH3OH催化剂催化剂

5、二、石油的综合利用二、石油的综合利用1、石油的组成元素、石油的组成元素:主要是碳、氢元素主要是碳、氢元素是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）物。（还有水分、盐分等杂质）石油的主要成分：石油的主要成分：2、石油的炼制、石油的炼制(除水脱盐后除水脱盐后)结合结合P96图图46思考：思考：石油分石油分馏的产馏的产品有哪品有哪些及其些及其用途？用途？石石油油分分馏馏示示意意图图（）石油的分馏：（）石油的分馏：利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物利

6、用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。分离成较简单和更有用的混合物的过程。分离成较简单和更有用的混合物的过程。分离成较简单和更有用的混合物的过程。石油的常压蒸馏产品：石油的常压蒸馏产品：重油的减压蒸馏产品：重油的减压蒸馏产品：石油气石油气C C4 4以下以下汽油汽油C C5 5C C8 8煤油煤油C C1111C C1616柴油柴油C C1515C C1818重油重油C C2020以上以上轻质油轻质油燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青你了解直馏汽油吗？你了解直馏汽油吗？比较蒸馏、分馏、干馏蒸馏蒸馏蒸馏蒸馏 分馏分馏分馏分馏干馏

7、干馏干馏干馏操作操作操作操作过程过程过程过程原理原理原理原理目的目的目的目的加热和冷加热和冷加热和冷加热和冷凝凝凝凝加热和冷加热和冷加热和冷加热和冷凝凝凝凝隔绝空气隔绝空气隔绝空气隔绝空气加强热加强热加强热加强热物理物理物理物理变化变化变化变化物理物理物理物理变化变化变化变化复杂的物理变化和复杂的物理变化和复杂的物理变化和复杂的物理变化和化学变化化学变化化学变化化学变化分离分离分离分离精炼精炼精炼精炼加工煤加工煤加工煤加工煤（）石油的催化裂化（）石油的催化裂化在催化剂作用下，将在催化剂作用下，将在催化剂作用下，将在催化剂作用下，将含碳含碳含碳含碳原子较多、沸点较高的原子较多、沸点较高的原子较多

8、、沸点较高的原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油汽油汽油汽油等。等。等。等。C16H34 C8H18+C8H16 催化剂催化剂加热、加压加热、加压催化剂催化剂加热、加压加热、加压 C8H18C4H10+C4H8 你了解裂化汽油吗？你了解裂化汽油吗？裂化的目的：裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量。提高轻质液体燃料的产量。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料（）石油的裂解（深度的裂化）（）石油的裂解（深度的裂化）用用比比裂化更高的温度使长链的烃分子

9、断裂裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态，成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态，获取有机化工原料获取有机化工原料，如乙烯等，如乙烯等催化剂催化剂加热、加压加热、加压CH+CH CHCH催化剂催化剂加热、加压加热、加压CH+CH 裂解的目的：裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的产量是一个国家石化水平的标志乙烯的产量是一个国家石化水平的标志C16H34 C8H18+C8H16催化剂催化剂加热、加压加热、加压十六烷十六烷辛烷辛烷辛烯辛烯C8H18 C4H10+C4H8催化剂催化剂加热、加压加热、加压丁烷丁

10、烷丁烯丁烯辛烷辛烷C4H10 CH4+C3H6催化剂催化剂加热、加压加热、加压甲烷甲烷丙烯丙烯丁烷丁烷C4H10 C2H6+C2H4催化剂催化剂加热、加压加热、加压乙烷乙烷乙烯乙烯丁烷丁烷（）石油的催化重整：（）石油的催化重整：在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯过程过程原理原理原料原料产品及用途产品及用途脱水脱水脱盐脱盐分馏分馏催化裂催化裂化化裂解裂解催化重催化重整整除去原油中的盐和水，减少能耗除去原油中的盐和水，减少能耗及对设备的腐蚀。及对设备的腐蚀。利用加热和冷凝，把石油分成利

11、用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。不同沸点范围的产物。石油气，石油气，汽油，煤油，汽油，煤油，柴油柴油，石蜡油、润滑，石蜡油、润滑油、重油等。油、重油等。轻质液体燃料轻质液体燃料（裂化汽油）（裂化汽油）在一定条件下使用催化剂并加热，把在一定条件下使用催化剂并加热，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。相对分子质量较小、沸点较低的烃。采用比裂化更高的温度，使其中的采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化二烯等（有机化工的原料）工的原料）

12、重油重油原油原油原油原油燃料油、燃料油、润滑油润滑油石油炼制在加热和催化剂作用下，对直链在加热和催化剂作用下，对直链烷烃的结构进行重新调整，使其烷烃的结构进行重新调整，使其转化成带支链的烷烃或环状烃。转化成带支链的烷烃或环状烃。燃料油、燃料油、润滑油润滑油苯的同系物及其苯的同系物及其苯的同系物及其苯的同系物及其它芳香烃它芳香烃它芳香烃它芳香烃注：注：石油的分馏是物石油的分馏是物理变化，催化裂理变化，催化裂化、裂解、催化化、裂解、催化重整是化学变化。重整是化学变化。阅读教材阅读教材P96资料卡片资料卡片甲烷水合物。甲烷水合物。用途：用途：（1）化石燃料）化石燃料（2）化工原料：合成氨、生产甲）化

13、工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物醇、合成多个碳原子的有机化合物（3）可燃冰可燃冰CH4nH2OCH4H2O CO 3H2催化剂催化剂高温高温三、天然气的综合利用三、天然气的综合利用天然气灶天然气灶液化天然液化天然气公交车气公交车俄天然气俄天然气管道通向管道通向中国中国德国天然气汽车德国天然气汽车从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料四、合成材料四、合成材料1、原料：、原料：。2、合成材料基本特征：、合成材料基本特征：。3、合成材料的合成原理：、合成材料的合成原理：。例如：乙烯合成聚乙烯例如：乙烯合成聚乙烯 ，丙烯合成聚丙烯丙烯合成聚丙烯 。

14、石油、煤、天然气石油、煤、天然气相对分子质量很大，属于高分子化合物相对分子质量很大，属于高分子化合物加聚、缩聚加聚、缩聚4 4、聚乙烯与高分子化合物、聚乙烯与高分子化合物（1 1）聚乙烯的生成）聚乙烯的生成CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+CH2CH2 nnCH2=CH2 CH2CH2 n聚乙烯聚乙烯（2 2）高分子化合物及其特征）高分子化合物及其特征 相对分子质量很大相对分子质量很大,是混合物是混合物,无固定无固定的熔沸点。的熔沸点。CHCH2 2=CHCH2 2 CHCH2 2CHCH2 2 加聚反应加聚反应聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互聚合反应：由相对分子质量小的化合

15、物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。相结合成相对分子质量大的高分子的反应。此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应。应又叫加成聚合反应，简称加聚反应。塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维综合利用的意义：综合利用的意义：物尽其用、保护资源，物尽其用、保护资源，创造出更多产品创造出更多产品聚丙烯：聚丙烯：单体：单体：CH2CHCH3聚苯乙烯聚苯乙烯单体：单体：CH2CHC6H5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酚醛塑料酚醛塑料单体：单体：苯酚、

16、甲醛苯酚、甲醛聚四氟乙烯聚四氟乙烯单体：单体：CF2CF2思考与交流：思考与交流：1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价。从环境保护和经济成本等方面作出评价。2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。和数据作为论据。1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通过熔融再生重新作成多种有用的材料

17、；二是采用热过熔融再生重新作成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。科学视野：壁虎的脚与胶黏剂科学视野：壁虎的脚与胶黏剂正方观点举例：正方观点举例：1、生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利、生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利用自然资源；用自然资源；2、生产和使用合成材料可以使利用太阳能变的方、生产和使用合成材料可以使利用太阳能变的方便、经济和实用；便、经济和实用；3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等，有、用合成材料替代木材、棉

18、花、天然橡胶等，有利于生态环境的保护。利于生态环境的保护。反方观点举例：反方观点举例：1、生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质，、生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质，超出环境的自然消化能力，这不是科技的进步，超出环境的自然消化能力，这不是科技的进步，而是异化和倒退。而是异化和倒退。2、废旧合成材料的回收和利用并不容易，甚至有、废旧合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本，经济些材料的回收再生成本大大高于制造成本，经济上考虑根本不合算。上考虑根本不合算。3、天然的东西是最好的，我们应该提倡、天然的东西是最好的，我们应该提倡“回归自回归自然然”的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。Thanks 谢谢您的观看！