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《2018版高中化学人教版选修2课件：2.3 石油、煤和天然气的综合利用.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、课题3石油、煤和天然气的综合利用1.能说出石油、煤、天然气的组成和用途。2.了解石油的分馏、裂化及裂解等化工原理。3.了解煤的干馏、气化和液化。4.了解一碳化学的含义。一二三一、石油和天然气1.石油的炼制和石油化工(1)石油的成分。石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物,元素组成主要含有碳和氢元素,还有少量硫、氧、氮元素。(2)炼制目的。①一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;②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。一二三(3)石油的分馏。①石油分馏的原理:工业上通过常压分馏和减压分馏的方法,把石油分成不同沸点
2、范围的蒸馏产物而分离出来。②石油分馏的产品:分馏出来的各种成分叫做馏分。③石油分馏的设备:分馏塔。石油的各种馏分有无固定的沸点?为什么?提示:石油的各种馏分仍然是多种烃的混合物,所以没有固定的沸点。一二三(4)石油的裂化和裂解。①石油的裂化。a.裂化的目的:获得较多的轻质油,特别是提高汽油的产量。b.裂化的原理:采用催化的方法,在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃。②石油的裂解。a.裂解的目的:获得乙烯、丙烯、丁烯等基本有机化工原料。b.裂解的原理:裂解即深度裂化。一二三直馏汽油和裂化汽油的成分有哪些,如何鉴别?提示:直馏汽油是石油通过直接分
3、馏的方法获得的汽油,因而其主要成分是烷烃、环烷烃等;裂化汽油主要是长链烷烃裂化后得到的饱和烷烃和不饱和烯烃的液态混合物。可见直馏汽油与裂化汽油的成分主要差异在于有无烯烃存在,因此,可用溴水鉴别直馏汽油和裂化汽油。2.天然气的利用(1)直接用作燃料。(2)作为化工生产的原料,可用来制氢气、乙烯、甲醇等。一二三二、煤的综合利用1.煤综合利用的必要性一二三2.煤综合应用的三种主要方法一二三一二三煤的干馏和石油的分馏都是化学变化,煤的液化和气化都是物理变化。对吗?提示:不对。煤的干馏、液化和气化都是化学变化,石油的分馏是物理变化。一二三三、煤化工和天然气化工的发展——一碳化学1.一碳化学一碳化学
4、是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4、CH3OH等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。2.一碳化工(1)煤气化:主要反应有3.合成气化学合成气化学使用不同催化剂,从合成气制出不同的产物。(1)甲烷化学:由CH4通过催化反应直接生成新的化合物。(2)甲醇化学:由CH3OH通过催化反应直接生成新的化合物。一二一、石油化工常用炼制和加工方法1.石油的成分组成石油的基本元素是碳、氢(两者的质量分数之和可达97%~98%),同时还含有少量的硫、氧、氮等,它主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。石油的化学成分主要是各种液态的烃,其中还溶有气态和固态的烃。2.石油炼制和加工的
5、主要目的(1)将石油中烃的混合物进行一定程度的分离,使它们各尽其用,如石油的分馏。(2)将石油中含碳原子数多的烃转变成含碳原子数较少的烃,以提高石油的利用价值,如石油的裂化和裂解。一二3.石油的分馏(1)石油分馏的原理。分子中碳原子数不同,烃的沸点就不同。通常情况下,随着烃分子里碳原子数的增多,烃的沸点也相应升高。加热石油,沸点低的烃(分子中碳原子数较少)先汽化,经冷凝液化后分离出来,随着温度的升高,较高沸点的烃再汽化,经过冷凝液化后又分离出来;这样,不断地加热汽化和冷凝液化,就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物,这一过程在石油工业中是在分馏塔内进行的,称为石油分馏。一二(2)石油分馏
6、的装置。工业上对石油的分馏既有常压分馏又有减压分馏,往往是常压分馏、减压分馏在一起连续进行。(如下流程图)石油分馏工艺流程示意图一二(3)减压分馏的原因、原理及目的。①减压分馏原因:随着石油中烃分子里含碳原子数的增大,其沸点会逐渐升高;要把它们从混合物中分离出来,就必须再升高温度。但是,在高温下,高沸点的烃会分解,更严重的还会出现炭化结焦,损坏设备、影响生产。为了解决这一问题,故采用减压分馏。②减压分馏原理:利用外界压强对物质沸点的影响。因为外界压强越大,物质的沸点就越高;外界压强越小,物质的沸点就越低。通过降低分馏塔内的压强,使重油在较低温度沸腾,这一过程称为减压分馏。③减压分馏目的:
7、防止炭化结焦,从重油中分离出润滑油、石蜡等成分。减压分馏的原料是重油。一二4.石油的裂化和裂解(1)直馏汽油和裂化汽油的比较。一二(2)石油的各种炼制方法的比较。一二一二二、煤的综合利用1.煤的组成和种类(1)煤的组成。煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物。煤除了主要含碳外,还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。(2)煤的种类。煤可以分为无烟煤、烟煤、褐煤和泥煤,它们的含碳量不同(见下表),发热量也不同,一般含碳量高的
