第二节化学资源综合利用和环境保护详解.ppt

合成橡胶 橡　胶 天然橡胶 合成橡胶 通用橡胶 特种橡胶 丁苯橡胶 顺丁橡胶 氯丁橡胶 聚硫橡胶 硅橡胶 二、环境保护与绿色化学 1、环境：主要是指人类的生存环境。 2、环境问题：主要是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染问题。 3、环境污染：人类排放的污染物质超过了环境的自净能力，引起环境质量发生不良变化从而危害人类健康和生存的现象。 如：水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾…… 4、环境污染的分类： 按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染 按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染 按环境要素：分大气污染、水体污染、土壤污染 * 第二节 化学与资源综合利用 环境保护 当前地球正面临的严重问题： 化石能源越来越少 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展的重要课题 废气、废水、废渣 煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料 优点: 提供能量、化工原料 缺点: 不可再生、环境污染 无机物(少量) 有机物 C 元素—大量 H、O、N、S 等元素 —少量 无机盐等 污染环境 COx、NOx、 SO2 烟尘 煤的组成 1、煤的组成及其综合利用 一、煤、石油和天然气的综合利用 煤的组成 组成元素:主要是碳元素；（还有少量的H、O、N、P、S、卤素等） 组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。 煤的结构模型 无烟煤 泥煤 褐煤 煤的综合利用 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 获得洁净的燃料和多种化工原料——物尽其用，保护环境 煤直接作燃料——利用率低并污染环境 将煤隔绝空气加高温使之分解的过程，叫做煤的干馏。 煤的干馏 表4-2 煤干馏的主要产品和用途 在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。 主要反应是： C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高温 煤的气化 在一定条件下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 煤的液化 2、天然气的组成及其综合利用 天然气的主要成分是甲烷。 综合利用： A、燃料——清洁能源 B、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物 可燃冰又称甲烷水化物，多数蕴藏在地球高纬度的永久冻土带或深海海底100－300米的地下。可燃冰是甲烷在低温高压条件下吸入水分子而形成的结晶体。其形成的条件是：一要有数千年前动植物尸骸释放的甲烷气；二要有丰富的水；三要具备低温高压环境。 甲烷分子只有一个碳原子，其燃烧时二氧化碳的排放少，没有硫化物生成。因此，天然可燃冰是一种理想的清洁能源 可燃冰 “可燃冰”外表上看它像冰霜，从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”，由若干水分子组成一个笼子，每个笼子里“关”一个气体分子。 天然气水合物是一个晶体结构。这一天然气水合物的每个单元小室都包含 46 个水分子，构成两个较小的十二面体和 6 个较大的十四面体。 可燃冰的晶体结构 但如果“可燃冰”在开采中发生泄露，大量甲烷气体分解出来，经由海水进入大气层。甲烷的温室效应比CO2要大21倍，因此一旦这种泄露得不到控制，全球温室效应将迅速增大，大气升温后，海水温度也将随之升高、地层温度上升，这会造成海底的“可燃冰”的自动分解，引起恶性循环。因此，开采必须要受控，使释放出的甲烷气体都能被有效收集起来。 　　可见，“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望，同样也有新的困难，只有合理的、科学的开发和利用，“可燃冰”才会真正的为人类造福。 3、石油的组成及其综合利用 石油主要是多种碳氢化合物组成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液体，比水稍轻，不溶于水，有特殊气味，无固定沸点。) 按元素：碳、氢含量为 97% ~ 98% 按物质：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。 （一般石油不含烯烃） 按组成状态：固态、液态、气态。大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。 利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。 分馏 比较蒸馏、分馏、干馏 蒸馏 分馏 干馏 操作过程 原理 目的 加热和冷凝 加热和冷凝 隔绝空气 加强热 物理 变化 物理 变化 复杂的物理变化和化学变化 分离 精炼 加工煤 裂解（深度裂化)： 采用比裂化更高的温度，把具有长链的分子烃断裂成各种短链的气态烃的过程。 （主要产品：乙烯、丙烯等）