8.1.3煤、石油和天然气的综合利用课件高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用课时3煤、石油和天然气的综合利用

课堂导入

课堂学习迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料，煤被称为“工业的粮食”，石油被称为“工业的血液”，天然气则是一种清洁燃料。在化石燃料发挥着重要作用的同时，也带来了许多污染，所以如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃料所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。煤和天然气的综合利用

课堂学习煤的综合利用主要元素其他元素CH、O、N、S等煤是多种有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。因为煤的元素种类中含有C、N、S等，所以在燃烧时会生成对应的氧化物，造成污染，如二氧化碳加剧温室效应，氮氧化物造成光化学烟雾和酸雨，二氧化硫也是酸雨的主要成因。煤直接燃烧还会产生大量的煤灰、煤渣、废气，不仅污染环境，燃烧效率也比较低，因此一般通过干馏、汽化和液化的方法进行综合利用。

课堂学习煤和天然气的综合利用工业上将煤隔绝空气加强热使其分解的过程叫作煤的干馏，也叫煤的焦化，从煤的干馏中可以获得重要的化工原料。

课堂学习煤和天然气的综合利用产品主要成分用途出炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料粗苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘染料、医药、农药、合成材料沥青筑路材料、碳素电极焦炭碳冶金、合成氨造气、电石、燃料

课堂学习煤和天然气的综合利用煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气生成水煤气等。C+H2O(g)=CO+H2煤的液化分为直接液化和间接液化，直接液化是使煤与氢气作用生成液体燃料，间接液化是先转化为一氧化碳和氢气，然后在催化剂的作用下合成甲醇。CO+2H2=CH3OH(甲醇)

课堂学习煤和天然气的综合利用煤的综合利用的意义①减少污染物的排放：减少煤燃烧产生的SO2、NOx、CO和粉尘等污染物的排放。②提高煤燃烧的效率：煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。

课堂学习天然气是一种清洁的化石燃料，它作为化工原料则主要用于合成氨、生产甲醇合成多碳化合物等。天然气与水在高压、低温的条件下可以形成类冰状的结晶物质，叫作天然气水合物，又因其具有可燃性，所以被称为“可燃冰”，其主要成分为甲烷水合物(CH4·nH2O)，其中甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。煤和天然气的综合利用用作燃料：CH4+2O2→CO2+2H2O；合成氨工业：CH4→C+H2；合成甲醇：CH4+H2O→CH3OH+H2；

课堂学习煤和天然气的综合利用

课堂学习石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，成分复杂，需要先在炼油厂进行精炼，石油的综合利用有分馏、裂化、裂解和催化重整几种途径。石油的综合利用石油分馏的原理是利用石油各组分沸点不同，通过加热和冷凝的方法进行分离，所以石油分馏属于物理变化，分馏的方式有常压蒸馏和减压蒸馏两种方法。常压蒸馏的产品有石油气、汽油、煤油、柴油和重油；减压蒸馏的产品有柴油、燃料油、石蜡、润滑油、沥青。

课堂学习石油的综合利用

课堂学习煤和天然气的综合利用蒸馏分馏干馏操作过程液态混合物各组分沸点不同而分离蒸馏原理隔绝空气加强热使物质分解产物纯净物沸点相近的混合物混合物反应类型物理变化物理变化化学变化我们已经学习了石油分馏和煤的干馏的相关知识，它们和蒸馏有何异同呢？

课堂学习石油经过分馏之后可以获得汽油、煤油、柴油、等含碳原子少的轻质油，但其产量难以满足社会需求，而含碳原子多的重油却供大于求。因此，需要通过催化裂化过程将重油裂化为汽油等物质，再进一步裂解，便可以获得很多重要的化工原料。石油的综合利用石油的裂化：C16H34(十六烷)→C8H18(辛烷)+C8H16(辛烯)C8H18(辛烷)→C4H10(丁烷)+C4H8(丁烯)石油的裂解：C4H10(丁烷)→CH4(甲烷)+C3H6(丙烯)C4H10(丁烷)→C2H6(乙烷)+C2H4(乙烯)石油的催化裂化是指在一定条件下把相对分子质量大、沸点高的重油断裂为相对分子质量较小、沸点较低的汽油。石油的裂解又称深度裂化，是采用比裂化更高的温度使相对分子质量较大的烃再断裂成乙烯、丙烯、甲烷等化工原料。

课堂学习石油的综合利用石油的催化重整是指在加热和催化剂的作用下，通过结构的调整，使链状烃转化成为环状烃，可以获得苯、甲苯等重要的化工原料。化石能源可以通过化学