煤的综合利用
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煤炭资源的综合利用煤的形成煤是古代植物遗体堆积在湖泊、海湾、浅海等地方,经过复杂的生物化学和物理化学作用转化而成的一种具有可燃性能的沉积岩。
煤的化学成分主要为碳、氢、氧、氮、硫等元素。
在煤的形成过程中由于有节奏的地壳运动和反复堆积,往往在同一地区形成很多煤层间隔堆积,每层煤都被岩石间隔开来。
由植物变为煤的过程可以分为三个阶段:(1)菌解阶段,即泥炭化阶段。
当植物堆积在水下被泥砂覆盖起来的时候,便逐渐与氧气隔绝,由嫌气细菌参与作用,促使有机质分解而生成泥炭。
通过这种作用,植物遗体中氢、氧成分逐渐减少,而碳的成分逐渐增加。
泥炭质地疏松、褐色、无光泽、比重小,可看出有机质的残体,用火柴烧可以引燃,烟浓灰多。
(2)煤化作用阶段,即褐煤阶段。
当泥炭被沉积物覆盖形成顶板后,便成了完全封闭的环境,细菌作用逐渐停止,泥炭开始压缩、脱水而胶结,碳的含量进一步增加,过渡成为褐煤,这称为煤化作用。
褐煤颜色为褐色或近于黑色,光泽暗淡,基本上不见有机物残体,质地较泥炭致密,用火柴可以引燃,有烟。
(3)变质阶段,即烟煤及无烟煤阶段。
褐煤是在低温和低压下形成的。
如果褐煤埋藏在地下较深位置时,就会受到高温高压的作用,使褐煤的化学成分发生变化,主要是水分和挥发成分减少,含碳量相对增加;在物理性质上也发生改变,主要是密度、比重、光泽和硬度增加,而成为烟煤。
这种作用是煤的变质作用。
烟煤颜色为黑色,有光泽,致密状,用蜡烛可以引燃,火焰明亮,有烟。
烟煤进一步变质,成为无烟煤。
无烟煤颜色为黑色,质地坚硬,有光泽,用蜡烛不能引燃,燃烧无烟。
我国煤炭资源的利用现状及前景在我国的自然资源中,基本特点是富煤、贫油、少气,这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。
与石油和天然气比较而言,我国煤炭的储量相对比较丰富,占世界储量的11.60%。
我国煤炭资源总量为5.6万亿吨,其中已探明储量为1万亿吨,占世界总储量的11%,成为世界上第一产煤大国。
一、煤炭资源利用现状我国煤炭资源分布广泛但不均匀。
煤炭共伴生资源加工与综合利用方案一、实施背景煤炭是我国主要的能源资源,但其开采和利用过程中产生了大量的伴生资源,如煤矸石、煤层气、煤矿水等。
传统的煤炭开采和利用模式存在资源浪费、环境污染等问题。
因此,为了提高资源利用效率、减少环境污染,需要进行煤炭共伴生资源加工与综合利用。
二、工作原理煤炭共伴生资源加工与综合利用方案的工作原理是将煤炭开采和利用过程中产生的伴生资源进行有效加工和利用,实现资源的综合利用和循环利用。
具体包括以下几个方面:1.煤矸石加工利用:通过煤矸石的洗选、粉碎等工艺,提取煤矸石中的煤炭和其他有价值的物质,如煤矸石中的煤炭可以用于发电和煤化工,其他有价值的物质可以用于建材、化工等领域。
2.煤层气利用:通过煤层气的开采和利用,将其中的甲烷等可燃气体用于发电、供暖和工业用途,减少对传统能源的依赖。
3.煤矿水综合利用:通过煤矿水的处理和利用,将其中的水资源进行回收和利用,如用于工业生产、农业灌溉等。
三、实施计划步骤1.调研和评估:对煤炭开采和利用过程中产生的伴生资源进行调研和评估,确定其潜在的加工和利用价值。
2.技术开发和优化:开发和优化煤矸石、煤层气和煤矿水的加工和利用技术,提高资源的综合利用效率。
3.示范工程建设:选择一些具备条件的煤矿进行示范工程建设,验证技术的可行性和经济效益4.推广应用:将示范工程的经验和成果推广应用到更多的煤矿,实现煤炭共伴生资源加工与综合利用的普及。
四、适用范围该方案适用于我国煤炭资源丰富的地区,特别是煤矿开采和利用较为集中的地区。
同时,也适用于其他国家和地区具备煤炭资源的地方。
五、创新要点1.技术创新:开发和优化煤矸石、煤层气和煤矿水的加工和利用技术,提高资源的综合利用效率。
2.工艺创新:通过改进传统的煤炭开采和利用工艺,减少资源浪费和环境污染。
3.管理创新:建立健全的管理制度和政策支持,推动煤炭共伴生资源加工与综合利用的实施。
六、预期效果1.资源利用效率提高:通过加工和利用煤炭共伴生资源,提高煤炭资源的利用效率,减少资源浪费。
【新教材】煤、石油和天然气的综合利用【学习目标】1、认识三大化石原料及其组成2、掌握石油的分馏、裂化和裂解的含义及煤的干馏、气化和液化的含义 【主干知识梳理】 一、煤的综合利用 1、煤的组成(1)物质组成:有机物和少量无机物组成的复杂混合物(2)元素组成:主要含碳元素,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素 2、煤的综合利用 (1)煤的干馏①概念:煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使煤中的有机物分解的过程,工业上也叫煤的焦化②发生的变化:煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应,煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过程 ③煤干馏的产品及用途——煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 氨、铵盐 ①煤的干馏必须隔绝空气,目的是防止煤在空气中燃烧②煤的干馏能够减少燃烧污染,提高燃煤的热效率,且能从煤中提取有价值的化工原料 ③煤的干馏过程中发生的主要是化学变化,而蒸馏的过程发生的是物理变化 ④化学“三馏”的比较(2)①概念:将煤转化为可燃性气体②主要反应:C(s)+H 2O(g)=====高温CO(g)+H 2(g)③发生的变化:化学变化 (3)煤的液化①概念:把煤转化成液体燃料的过程 ②发生的变化:化学变化 ③分类:直接液化和间接液化a.直接液化:把煤炭制成煤浆,然后在高温、高压和催化剂条件下,使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物 即:煤+H 2―→液体燃料b.间接液化:把煤炭在高温下与水蒸气作用气化,产生合成气CO 、H 2等,然后在催化剂作用下合成甲醇等即:煤−−→−气化CO +H 2−−→−催化剂甲醇 【对点训练1】1、下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置,下列有关叙述错误的是( )A .图示实验中发生了化学变化B .实验后水溶液的pH>7,溶液Y 是黑色黏稠的煤焦油,上层X 是粗苯等C .气体Z 易燃,可以还原氧化铜D .液体Y 是一种纯净物 2、下列属于物理变化的是( )①石油的分馏 ②煤的干馏 ③石油的裂化 ④铝热反应 ⑤由乙烯制备聚乙烯 ⑥将氧气转化为臭氧 ⑦乙烯催熟果实 ⑧将苯加入溴水中 ⑨海水蒸馏制取淡水 A .①②③④ B .①②⑤⑦ C .①⑧⑨ D .①②⑥⑨ 二、石油的综合利用 1、石油的形成及成分(1)形成:古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的 (2)元素组成:碳、氢、硫、氧、氮等(3)物质组成:石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等,一般石油不含烯烃,从所含成分的状态看,大部分是液态烃,在液态烃里溶有气态烃和固体烃(4)物理性质:黑褐色的粘稠状物质,有特殊气味,比水轻,不溶于水,没有固定沸点 2、石油的炼制石油炼制的意义从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫做原油,还含有杂质成分:水,氯化钙,氯化镁等盐类。
煤炭资源的综合利用与产业链发展煤炭作为我国重要的能源资源之一,一直以来都起着不可替代的作用。
然而,传统的煤炭开采方式存在着严重的浪费问题,同时排放大量的废气和废水污染环境。
为了更好地利用煤炭资源,保护环境,并实现煤炭产业的可持续发展,我们需要推进煤炭资源的综合利用与产业链发展。
本文将从煤炭资源的综合利用、环境保护以及产业链发展三个方面进行论述。
一、煤炭资源的综合利用煤炭资源可以通过多种方式进行综合利用,以最大程度地提高资源利用率。
首先,通过技术手段将煤炭转化为油和天然气,提高能源利用效率。
其次,可以将煤炭作为原料,生产化肥、塑料等化工产品。
此外,煤炭还可以用于发电、冶金和建筑材料等行业。
通过煤炭资源的多元化利用,不仅可以降低对煤炭的依赖程度,还可以提高能源转换效率,减少环境污染。
二、环境保护煤炭开采和利用过程中产生的废气、废水等污染物对环境造成了严重危害。
因此,在煤炭资源的综合利用与产业链发展中,保护环境是十分重要的一环。
首先,通过采用先进的煤炭开采技术和矿井安全管理措施,减少煤矿事故的发生。
其次,对煤炭燃烧过程中产生的废气进行净化处理,减少二氧化硫和氮氧化物等有害物质的排放。
同时,还要加强煤矸石、尾矿等固体废弃物的处理和利用,减少对土地资源的破坏。
三、产业链发展煤炭资源的综合利用需要建立完整的产业链,将煤炭的生产、加工和利用环节有机地结合在一起。
在产业链中,可以包括煤炭开采、洗选、转化、热解以及相关的化工和能源行业。
通过构建煤炭产业链,可以充分利用煤炭的各种资源,提高资源利用效率,并形成完善的利益共享机制。
此外,产业链的发展还需要加强合作与创新,在技术研发、环保设备和管理模式等方面不断进行探索和提升。
综上所述,煤炭资源的综合利用与产业链发展是实现煤炭产业可持续发展的关键。
通过多元化利用煤炭资源、保护环境以及构建完善的产业链,可以提高能源利用效率,降低环境污染,并促进煤炭产业的转型升级。
我们要加强政府引导,加大科研力度,培育新的煤炭综合利用技术和产业,推动煤炭产业向高质量、高附加值的方向发展,为经济可持续发展做出更大的贡献。
一、煤的综合利用
1.煤的转化
2.化学“五气”
(1)煤的气化、液化、干馏和石油的裂化、裂解属化学变化,石油的分馏属物理变化。
(2)化学“五气”:
二、苯
1.分子结构(1)苯分子的组成和结构:
(2)化学键特点:
苯分子中6个碳碳键完全相同,是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊共价键。
2.物理性质
3.化学性质
(硝化反应)
注意:1.苯的结构特点
(1)特殊化学键:
苯分子中不存在碳碳单键,也不存在碳碳双键,而是一种介于单键和双键之间的特殊的共价键。
所以一般不发生加成反应,不能使溴水加成退色(可以萃取退色,物理变化),但是在一定条件下还是可以发生加成反应,如:
综合可知:苯易取代,难加成,
(2)平面形结构:
①苯分子是平面正六边形结构,6个C和6个H共平面。
②拓展:直接连在苯环上的原子共平面,如中所有原子共平面。
2.苯性质的特殊性
3.苯与甲烷、乙烯、乙炔某些性质的比较
1.下列说法错误的是()
A.苯环的6个碳碳键都相同
B.苯分子是平面正六边形结构
C.苯分子中C===C和C—C交替出现
D.常温下苯是一种不溶于水且密度小于水的液体
2.下列叙述正确的是()
A.煤的气化、液化和干馏是煤综合利用的主要方法
B.煤的气化、液化是物理变化,煤的干馏是化学变化
C.煤是混合物,其中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物D.水煤气的主要成分是H2和CO,由水煤气可以合成汽油3.下列关于煤的说法正确的是()
A.煤中含有碳,可看作是无机化合物
B.煤加强热使其分解的过程称为煤的干馏
C.煤中含有苯,可看作是有机化合物
D.焦炭是煤的干馏的一种重要产品
4.下列关于苯的叙述中正确的是() A.邻二溴苯有两种同分异构体
B.苯中含有碳碳双键,所以苯属于烯烃
C.苯分子中6个碳碳化学键完全相同
D.苯可以与溴水、高锰酸钾溶液反应而使它们褪色
1.可以用分液漏斗分离的一组混合物是()
A.酒精和碘B.苯和水C.苯和四氯化碳D.汽油和石油
2.下列过程不属于化学变化的是()
A.金刚石转变成石墨B.煤的干馏C.石油裂化D.用CCl4提取碘水中的碘
3.下列有关煤的干馏的叙述中,不正确的是()
A.煤在空气中加强热而分解的过程叫煤的干馏
B.煤干馏和石油分馏本质差别是:干馏是化学变化而分馏是物理变化
C.工业上可由煤干馏得到苯、二甲苯等化工原料,
D.煤干馏的产物有焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气
4下列各种液体分别与溴水混合并振荡,静置后混合液分成两层,下层几乎呈无色的是()
A.氯水B.苯C.CCl4D.KI溶液
5.下列物质燃烧时,生成的二氧化碳和水的物质的量相同且分子中所有原子在同一平面上的是()
A.甲烷B.乙烯C.苯D.丙烯
6.苯环的结构中,不存在单双键交替结构,下列可以作为证据的事实是()
①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色;②实验测得邻—二溴苯仅有一种结构;③苯不因化学反应使溴水褪色;
④苯分子中6个C—H完全相同
A.①②③④B.①②③C.①③D.①③④
7.能通过化学反应使溴水褪色,又能使酸性高锰酸钾溶液褪色的是()
A.苯B.乙炔C.乙烷D.乙烯
8.苯的结构式可用来表示,下列关于苯的叙述中不正确的是()
A.苯主要是以煤为原料而获得的一种重要化工原料
B.苯中含有碳碳双键,所以苯属于烯烃
C.苯分子中6个碳碳化学键完全相同
D.苯和甲烷都不可以与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应而使它们褪色
9.下列反应中,属于取代反应的是()
A.CH2==CH2+Br2→CH2Br—CH2Br
B.CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O
C.+Br2→+HBr
D.CH4+Cl2CH3Cl+HCl
10(双选).只用一种试剂就能将苯、己烯、四氯化碳和碘化钾溶液区分开,该试剂可以是()A.酸性高锰酸钾溶液B.溴化钠溶液
C.溴水D.硝酸银溶液
二、填空题
11.乙炔是一种重要的有机化工原料,以乙炔为原料在不同的反应条件下可以转化成以下化合物。
完成下列各题:
(1)正四面体烷的分子式为,其二氯
取代产物有种
(2)关于乙烯基乙炔分子的说法错误的是()
A.能使酸性KMnO4溶液褪色
B.1摩尔乙烯基乙炔能与3摩尔Br2发生加成反应
C.苯和环辛四烯属于同系物
(3)写出由苯制溴苯和硝基苯的化学方程式
①制溴苯
②制硝基苯
学业练习B
1.下列关于苯的性质的叙述中,不正确的是()[来源:学_科_网Z_X_X_K]
A.苯是无色带有特殊气味的液体
B.苯环上的碳碳键是一种介于单键和双键之间的独特的键,没有单键
C.苯在一定条件下能与溴发生取代反应
D.苯不具有典型的双键所应具有的加成反应的性质,故不能发生加成反应
2.下列变化中,属于化学变化的是()
A.用苯从溴水中萃取溴
B.重油裂化得到轻质燃料油
C.从煤焦油中提取苯、甲苯、二甲苯
D.石油分馏得到汽油、煤油等产物
3.下列四种有机物能与氢气发生加成反应的是()
A.B.CH4
C.C2H6D.C2H5Cl
4.下列说法中不正确的是()
A.煤是由有机化合物和无机化合物组成的混合物
B.煤燃烧时,会生成大量的二氧化硫、氮氧化合物、碳的氧化物和烟尘等污染物
C.煤是以单质碳为主的复杂的混合物[来源:学,科,网Z,X,X,K]
D.煤的干馏是化学变化
5.苯与乙烯、乙炔相比较,下列叙述正确的是()
A.都容易发生取代反应
B.都容易发生加成反应
C.都能燃烧,且燃烧现象完全相同
D.乙炔和乙烯易被酸性KMnO4溶液氧化,苯不能被酸性KMnO4溶液氧化
6.下列关于苯的叙述正确的是()
A.苯的分子式为C6H6,它不能使酸性KMnO4溶液褪色,属于饱和烃
B.从苯的结构简式看,苯分子中含有碳碳双键,应属于烯烃
C.在催化剂作用下,苯与液溴反应生成溴苯,发生了加成反应
D.苯分子为平面正六边形结构,6个碳原子之间的化学键完全相同
7.苯分子中不存在碳碳单、双键的交替结构,下列可以作为证据的事实是()
①苯不能使酸性KMnO4溶液褪色②苯不能因发生化学反应而使溴的四氯化碳溶液褪色③苯在加热和有催化剂存在的条件下能与H2加成生成环已烷④苯分子中碳碳键长
完全相等⑤邻二氯苯( )只有一种
A.①②B.①⑤
C.③④⑤D.①②④⑤
二、非选择题
8.通过实验事实的验证与讨论,认识苯的结构式。
提出问题:苯分子结构是碳碳单、双键交替的环状结构吗?
(1)提出假设:从苯的分子式看,C6H6具有不饱和性;从看,分子中含有碳碳双键,所以,苯一定能使________________褪色。
(2)实验验证:①苯不能使________________褪色。
②经科学测定,苯分子里6个碳原子之间的键________;6个碳原子和6个氢原子都在同一________上。
(3)结论:苯结构简式中的双键跟烯烃的双键________,苯的性质没有表现出不饱和性,结构稳定,说明苯分子________一般的碳碳单、双键交替的环状结构。
9.(10分)按分子结构决定性质的观点可以推断苯乙烯()有如下性质:
①加成②取代③氧化
(1)苯基部分可发生________反应和________反应。
(2)—CH===CH2部分可发生________反应和________反应。
10.(10分)甲、乙、丙、丁分别是乙烷、乙烯、乙炔、苯中的一种。
①甲、乙能使溴水褪色,乙与等物质的量的H2反应生成甲,甲与等物质的量的H2反应生成丙。
②丙既不能使溴的CCl4溶液褪色,也不能使酸性KMnO4溶液褪色。
③丁既不能使溴的CCl4溶液褪色,也不能使酸性KMnO4溶液褪色,但在一定条件下可与溴发生取代反应;一定条件下,1 mol 丁可以和3 mol H2完全加成。
请根据以上叙述完成下列填空:
(1)甲的结构简式____________,乙的结构式________________,
(2)丁与溴在催化剂(FeBr3)作用下发生取代反应的化学方程式___________________。
11.(10分)某烃A不能使溴水褪色,0.5 mol A完全燃烧时,得到1.5 mol H2O和67.2 L CO2(标准状况)。
(1)通过计算确定A的结构简式为___________________________________________。
(2)根据下列条件写出有关反应的化学方程式。
①在催化剂FeCl3的作用下,A与Cl2反应生成B:______________________________
________________________________________________________________________。
②A与浓硝酸和浓硫酸的混合酸在水浴加热的条件下反应生成C:________________________________。