四川大学文化素质公选课 化学与现代生活 期末开卷考所用的PPT Lecture-7_Energy.pdf

化学与现代生活 Chemistry in Modern Life and Society Topic 7: Chemistry and Energy 化学与能源 Dr. Xiaoming Jiang (蒋小明) Analytical Testing Center E-mail: jiangxm@scu.edu.cn 按地球上的能量来源分类 地球本身蕴藏的能源: 核能、地热能等。  来自地球外天体的能源：宇宙射线及太阳能 以及由太阳能引起的水能、风能、波浪能、 海洋温差能等。  地球与其它天体相互作用的能源：潮汐等。 按被利用的程度分类 常规能源：煤炭、石油、天然气、薪柴燃料 、水能等。 新能源：太阳能、地热能、潮汐能、生物质 能、核能等。 按获得的方法分类 一次能源: 即可供直接利用的能源，如煤、 石油、天然气等。 二次能源: 即由一次能源直接或间接转换而 来的能源，如：电、蒸气、焦炭、煤气等。 按能否再生分类  可再生能源: 即不会随它本身的转化或人类 的利用而日益减少，如：水能、风能、潮汐 能、太阳能等。 非再生能源: 它随人类的利用而越来越少， 如：石油、煤、天然气、核燃料等。 按对环境的污染情况分类  清洁能源: 对环境无污染或污染很小的能源 ，如：太阳能、水能、海洋能等。 非清洁能源: 对环境污染较大的能源，如： 煤、石油等。 能源结构  20世纪60年代以前：煤、石油、天然气。  20世纪70年代末，石油和天然气的消耗量接近全世界能源消耗总 量的70%左右。  目前在世界一次能源消费结构中，煤、石油、天然气的总和约占 95 %左右。 煤(Coal) 煤是一种黑色、像岩石的物质。 煤有三种主要类型：褐煤、烟煤、无烟煤。 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（主要含硅、 铝、钙、铁等元素）。煤是由有机物和无机 物所组成的复杂的混合物。 除了木材以外，煤是人类最古老的燃料。 煤的利用 做燃料以获取热量或提供动力。 火力发电。 煤燃烧残留的煤矸石和灰渣可作建筑材料。 煤还是重要的化工材料。 炼焦、高温干馏制煤气是煤最为重要的化工应用 ，还用于民间和制造合成氨原料；低灰、低硫和 可磨性好的品种还可以制造多种碳素材料。 煤的利用 石油和天然气 (Petroleum and Natural Gas) 石油泛指各种天然形成的可燃性液态碳氢化 合物，常含有氧、氮、石蜡及硫等组分。 在自然界中，与石油共生的常有天然气，天 然气也是非常重要的能源，其成因，开采和 利用与石油相似。 石油 石油是地质历史中由生物遗体经过化学和生物化学 变化而形成的。 形成石油要具备三个条件：  一是要有大量的生物遗体；  二是要有储集石油的地层和保护石油不跑掉的盖层；  三是还要有有利于石油富集的地质构造。 石油的成分 石油的化学成分随产地不同而不同。 主要含碳和氢两种元素。两种元素的总含量 平均为97 ％～98 ％（质量分数），也有达到 99 ％的；同时还含有少量的硫、氧、氮等。 石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所 组成的混合物。石油的大部分是液态烃，同 时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。 石油的炼制  从油田里开采出来没有经过加工处理的石油叫原油。  原油成分复杂，还含有水和氯化钙、氯化镁等盐类。含水多 ，在炼制时要浪费燃料，含盐多会腐蚀设备。所以，原油必 须先经过脱水、脱盐等处理过程，才能进行炼制。  分馏  裂化 石油分馏 途用和品产的馏分油石 海底石油的形成 据计算，全世界海洋海平面以下100米厚的水层中的浮 游生物，其遗体一年便可产生600亿吨的有机碳，这些 有机碳就是生成海底石油和天然气的“原料”。 海洋每年接受1604亿吨沉