煤石油和天然气的综合利用煤的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化共41页

一、煤的组成、综合利用 1.煤的组成
无机物(少量) 无机盐等 煤
的 组 成
有机物
C 元素—大量 H、O、N、S 等元素
污 染 环
—少量
境
燃烧时有COx、NOx、 SO2 烟尘
一、煤的组成、综合利用 2.煤的综合利用 ①煤的干馏： 把煤隔绝空气加强热使它分解的过程
实验室煤的干馏装置
一、煤的组成、综合利用
四、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
缩合聚合反应特点
缩聚反应
1、缩聚反应的单体至少具有两个官能团（如—OH、—COOH、—NH2等）
2、有小分子副产物（如H2O等）生成；
3、在方括号外侧写出链节余下的端基原子或原子团 （这与加聚物不同，而加聚物的端基不确定，通常用横线“—”表示。）
2.煤的综合利用
①煤的干馏： 把煤隔绝空气加强热使它分解的过程
干馏产品
主要成分
主要用途
出 焦炉气 炉 煤 粗氨水 气
粗苯
煤焦油
焦炭
氢气、甲烷、乙烯、 一氧化碳
氨、铵盐 苯、甲苯、二甲苯 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘类 沥青
炭
气体燃料、化工原料 氮肥 炸药、染料、医药、农药、合成材料
煤干馏的主 要产品和用 途（95页）
天然气灶
液化天然气公交车
三、石油的组成和综合利用
1、石油的组成
• 含烃、混合物 • 元素组成：C、H含量为97%--98% • 物质组成：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物
三、石油的组成和综合利用 2、石油的综合利用 ①石油的分馏
分馏是指多次蒸馏
物理变化，产物
三、石油的组成和综合利用
2、石油的综合利用
催化剂 加热、加压
CH４+ C３H６

间接液化 先转化为CO和H2，再在催
化剂作用下合成甲醇 CO+2H2 催化剂 CH3OH
2、天然气的组成及其综合利用
我国的天然气资源很丰富,但分布很不均 匀,为了改善我国东部的能源结构,制定了什 么计划？
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
主要原料
原油
重油
重油
含直链烷烃的 石油 分馏产品 （含石油气）
主要产品
溶剂油、
汽油、 煤油、 柴油、重油
润滑油、 凡士林、 石蜡、 沥青、 石油焦
抗震性能好的气
油和甲烷、乙烷、 乙烯、丙烯、 丙烷、丁烷、乙 丁烯
烯、丙烯等
4、化石燃料的产品——三大合成材料
塑料、合成橡胶、合成纤维
nCH2＝CH2 催化剂 [CH2－CH2]n
（1）煤的干馏是化学变化过程。
（2）煤干馏的主要目的？ -获得优质焦炭
煤的干馏实验装置图
煤的干馏实验装置图
煤干馏的主要产品和用途
煤的气化
• 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) 高温 CO(g)+H2(g)
煤的液化
在一定条件下将煤转化为液体燃料 直接液化 煤与氢气作用生成液体燃料
石油的炼
分馏
制方法 常压 减压
裂化
热裂 催化 化 裂化
石油的裂解
原理
用蒸发冷凝的方法把石油 分成不同沸点范围的蒸馏 产物
在加热或催化剂存 在的条件下，把相 对分子质量大、沸 点高的烃断裂成相 对分子质量小、沸 点低的烃
在高温下，把石油产 品中具有长链分子的 烃断裂 成为各种短 链的气态烃或液态烃。

n CH2=CH－CH=CH2一定条件 CH2 CH CH CH2 n
CH2=CH-CH=CH2＋CH2= CH2 一定条件 [ CH2CH=CH(CH2)2-CH ]n
高强纤维: Kevlar 含有“凯夫拉尔”的高分 子聚合塑料，硬度比普通 钢铁高40%。
练习
1、写出下列高分子化合物相对应的单体。 (1)工程塑料ABS CH CH2 CH2 CH CH CH2 CH CH2 n CN (2)新型弹性材料丁苯吡橡胶：
缺点: 不可再生、环境污染 废气、 废水、 废渣
优点: 提供能量、化工原料
一、煤、石油和天然气的综合利用
一、煤、石油和天然气的综合利用
1、煤的组成及其综合利用
无机物(少量) 无机盐等
煤的组成
C 元素(大量)
有机物
H、O、N、S 等元素(少量)
煤直接作燃料——利用率低并污染环境
煤的综合利用 煤的干馏
煤的气化 获得洁净的燃料和多种化工原料
煤的液化
物尽其用，保护环境
煤的干馏: 将煤隔绝空气加热使其分解的过程
目的:提高汽油的质量和产量 催化裂化 催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）
石油的裂解：采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成 乙烯、丙烯、1，3 -丁二烯等小分子
目的：生产短链不饱和烃作为有机化工原料， 裂解是深度裂化 用途：合成纤维，塑料，橡胶等
乙烯的产量是一个国家石化工业水平的标志
能用于萃取溴水吗？
原理
物理变化 物理变化
干馏
隔绝空气加强热
复杂的物理变化 和化学变化
石油炼制
过程
原理
原料
产品及用途
脱水 脱盐
除去原油中的盐和水，减少能耗

由缩聚反应生成的高聚物单体的判断: 缩聚反应生成的高聚物中常含有酯基或肽键，常用 “切割法”推断缩聚物的单体。
如：涤纶树脂的结构简式为：
再如：H
OH的单体是
二、环境保护与绿色化学
二、环境保护与绿色化学
被污染的小河
1.大气污染的来源、危害、治理
主要污染物: 二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢 化物、 飘尘、煤尘、放射性物质等。
物理变化 复杂的物理变化和 化学变化
目的 分离
精炼
加工煤
小结：
煤的干馏、气化、液化 石油的裂化、裂解、催化重整
化学变化
煤焦油的分馏、石油的常压蒸馏、减压蒸馏
物理变化 分馏、 蒸馏
4、 以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
如聚乙烯： nCH2=CH2 催化剂 [CH2—CH2]n
单体
链节 聚合度
聚乙烯：高分子、混合物
应”的可怕后果是全方位的，农业减产、物种
变迁、疾病流行。当然还包括海平面上升。计
算机模拟实验表明，显变暖。增加4摄氏度以上时，
万年冰山融化，极地冰层融解，地球的沿海地
区将被淹没。
知识拓展
温室效应
• 一 温室效应——透光覆盖物对保护小气候的增温 保暖作用
• 二 温室效应的形成原因：温室气体的大量排放 温室气体：二氧化碳、甲烷、二氧化氮等
(2)石油炼制 ①石油的分馏 物理变化
分 石油气:C≤4 馏 汽油:C 5--11
产 煤油:C 11--16
物：
柴油:C 15--18
均为烃的混合物！
重油:C≥20
②裂化、裂解 化学变化 方程式见书P.97. 裂化目的： 获得汽油等轻质油 裂解目的： 获得乙烯丙烯等短链不饱和烃

2.天然气的综合利用
组成
阅读P102
主要成分CH4 混合物
用途
生活：清洁的化石燃料 生产：合成氨和生产甲醇等
3.石油的综合利用
多种碳氢化
合物组成的 组成
混合物
石油
直接从矿井 里开采出来 的石油
原油
加工处理
汽油 煤油 柴油
石油的综合利用
分馏、催化裂化、裂解、催化重整
3.石油的综合利用
任务（5min）:
3．煤的干馏实验装置如图所示。下列说法错误的是( ) A．可用蓝色石蕊试纸检验a层液体中含有的NH3 B．长导管的作用是导气和冷凝 C．从b层液体中分离出苯的操作是分馏 D．c口导出的气体可使新制氯水褪色
4.下列有关自然资源的开发利用的叙述正确的是（ ） A．通过催化裂化，可从石油中获取沸点较低的烯烃 B．金属铝的冶炼可采取电解熔融氯化铝的方法 C．石油的裂化和裂解属于化学变化，而煤的液化、气化属于物理变化 D．煤中含有的苯、甲苯、二甲苯等有机物，可通过煤的干馏来获得
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2021
谢谢聆听
1.我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这对于改善环境、 实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。 下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（ ） A.将重质油裂解为轻质油作为燃料 B.大规模开采可燃冰作为新措施 C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D.研发催化剂将CO2还原为甲醇
洁净燃料和化工原料
1.煤的综合利用
煤的干馏、煤的气化பைடு நூலகம்煤的液化
含义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程（煤的焦化）
煤的干馏实验视频
出炉煤气（焦炉气、粗氨水、粗苯）、煤焦油、焦炭

――[阿萨·赫尔帕斯爵士] 115.旅行的精神在于其自由，完全能够随心所欲地去思考.去感觉.去行动的自由。――[威廉·海兹利特]
116.昨天是张退票的支票，明天是张信用卡，只有今天才是现金；要善加利用。――[凯·里昂] 117.所有的财富都是建立在健康之上。浪费金钱是愚蠢的事，浪费健康则是二级的谋杀罪。――[B·C·福比斯] 118.明知不可而为之的干劲可能会加速走向油尽灯枯的境地，努力挑战自己的极限固然是令人激奋的经验，但适度的休息绝不可少，否则迟早会崩溃。――[迈可·汉默] 119.进步不是一条笔直的过程，而是螺旋形的路径，时而前进，时而折回，停滞后又前进，有失有得，有付出也有收获。――[奥古斯汀] 120.无论那个时代，能量之所以能够带来奇迹，主要源于一股活力，而活力的核心元素乃是意志。无论何处，活力皆是所谓“人格力量”的原动力，也是让一切伟大行动得以持续的力量。――[史迈尔斯] 121.有两种人是没有什么价值可言的：一种人无法做被吩咐去做的事，另一种人只能做被吩咐去做的事。――[C·H·K·寇蒂斯] 122.对于不会利用机会的人而言，机会就像波浪般奔向茫茫的大海，或是成为不会孵化的蛋。――[乔治桑] 123.未来不是固定在那里等你趋近的，而是要靠你创造。未来的路不会静待被发现，而是需要开拓，开路的过程，便同时改变了你和未来。――[约翰·夏尔] 124.一个人的年纪就像他的鞋子的大小那样不重要。如果他对生活的兴趣不受到伤害，如果他很慈悲，如果时间使他成熟而没有了偏见。――[道格拉斯·米尔多] 125.大凡宇宙万物，都存在着正、反两面，所以要养成由后面.里面，甚至是由相反的一面，来观看事物的态度――。[老子]
炉 粗氨 煤水 气
粗苯
氨、铵盐
氮肥
苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、

天然气水合物（Natural Gas Hydrate,简称Gas Hydrate）是分布于深海 沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的 结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧,所以又被称作“可燃冰”或 者“固体瓦斯”和“气冰”。
天然气水合物甲烷含量占80%～99.9%,燃烧污染比煤、石油、天然气 都小得多,而且储量丰富,全球储量足够人类使用1000年,因而被各国视为未来 石油天然气的替代能源。
d、石油催化重整
通过结构的重新调整,使链状烃转化为环状烃
（3）生产合成材料—塑料、合成橡胶、合成纤维
①原料: 石油、煤、天然气 ②合成材料基本特征：
相对分子质量很大,属于高分子化合物
③合成材料的合成原理： 加聚、缩聚
例如：乙烯合成聚乙烯 丙烯合成聚丙烯
加成聚合反应（加聚反应）
CH2 =CH2 +
OH O
n + n H-C-H
苯酚
甲醛
OH H
C + n H2O Hn
酚醛树脂
二、环境保护与绿色化学
“三废”污染及其防治（废气、废水、废 渣） 大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程 中产生的废气及其携带的颗粒物。
工业生产中的废水往往含有复杂的成分,任意排放会 导致土壤、水源的污染,需要经过多步处理才能达到 排放标准。
CH2 =CH2 + CH2 =CH2 + ……
[ CH2—CH2 ]n
（聚乙烯）
nCH2=CH2 催化剂
[ CH2—CH2 ]n
（单体）
（链节） (n 为聚合度)
nCH2=CHCH3 催化剂 [ CH2—CH ]n
丙烯
聚丙烯 CH3

煤的干馏.swf
2、煤的气化和液化
（1）、煤的气化 空气中---低热值气：CO、H2
煤气化 氧气中---CO、H2、少量CH4
CO+3H2 → CH4来自H2O（2）煤的液化直接液化---与氢气反应：优质汽油、柴油、 芳香烃和其他化工原料。
间接液化---煤制油
三、煤化工和天然气化工的发展 ——碳化学
一、石油和天然气
1、石油的冶炼和石油化工 石油的成分
烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物
石油的冶炼
（1）常压、减压蒸馏-------汽油、煤油、 柴油等 （2）催化裂化-----汽油（辛烷）
（3）裂解----乙烯、丙烯、丁烯等
2、天然气的利用-----燃料 其他：制氢气、甲醇
二、煤的综合利用
1、煤的干馏 隔绝空气加强热使其分解的过程 产物： 煤焦油、焦炉气、焦炭、粗氨水
2C+O2===2CO C+H2O===CO+H2 CO+H2O===H2+CO2
高温
CH4+H2O===CO+3H2
一碳化工产品合成途径

3、石油裂解的目的是（ C ） A.提高轻质液体燃料的产量 B.主要提高汽油的产量 C.获得短链不饱和烃 D.改善汽油的质量
30
CH2 加热、加压
H2C
H2C CH2 链节
CH2 n
聚合度
加聚反应
加聚反应：小分子的烯烃或烯烃的取代 衍生物在加热和催化剂作用下,通过加 成反应结合成高分子化合物的反应,叫 做加成聚合反应。
高分子化合物及其特征
相对分子质量很大,是混合物。
聚氯乙烯塑料
聚乙烯塑料
聚丙烯塑料 聚苯乙烯塑料
思考3：如何处理高 分子材料带来的环 境污染？
合成甲醇
Байду номын сангаас
高温
如：C(s) + H2O
CO(g) + H2(g)
CO+2H2 催化剂 CH3OH
煤 煤的干馏 的 综 合 煤的气化 利 用 途 煤的液化 径
都是化学变化过程！
2、天然气的综合利用
主要成分是甲烷 清洁的化石燃料 化工原料用于合成氨和生产甲醇
3、石油的综合利用
石油，也称原油或黑色金子
✓多种碳氢化合物组成的混合物，有色可 燃性油质液体矿物
✓按元素来看：碳、氢含量为97%～98%
（还有水分、盐分等杂质）
✓ 按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃 的混合物
（１）石油的分馏 利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的
混合物分离成简单和更有用的混合物的过程 叫做分馏，该过程是物理变化。
石油的分馏产物主要有哪些？
2019年中国能源消费结构
背景知识
化石燃料：煤、石油和天然气都是古 代 动植物遗骸 经过一系列复杂变化而成 的，它们是人们生活中经常使用的主要 燃料，因此人们常称它们为 化石 燃 料，是 不可再生 资源。

将煤转化为可燃性气体的过程。
水煤气
3、煤的液化 将煤转化为液体燃料
直接液化
煤与H2作用生成液体燃料
间接液化 先转化为CO和H2，再催化剂作用合成甲醇
3.天然气的利用
天然气的主要成分是甲烷，温室效应气体
综合利用：
A、燃料——清洁能源
B、化工原料：合成NH3、生产CH3OH、合成两碳或多碳有机物
天然气灶
直馏汽油中没有不饱和烃， 裂化汽油中含有不饱和烃。 所以
裂化汽油不能用来做溶剂
石油的组成
各种烃(烷烃、环烷烃、芳香烃) 组成的混合物
石油气
石 油
石油综 合利用
汽油 常压分馏 煤油 柴油 重油
减压分馏
重柴油 催 燃料油 化 裂 润滑油 化 石蜡 沥青
煤的干馏： 复杂的物理、化学变化 煤的气化： 化学变化 煤的液化： 化学变化 石油的分馏：物理变化 石油的裂化：化学变化
C(s)+H2O(g)
高温
CO(g)+H2(g)
煤的液化
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
催化剂
CO+2H2
CH3OH
（p95-96）
１．煤的干馏：
煤的干馏实验装 置
将煤隔绝空气加高温使之分解， 得到焦炉煤气、煤焦油和焦炭。 2、煤的气化
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 废气、废水、废渣
一、煤、石油和天然气的综合利用
1. 煤的组成
无机物(少量) 无机盐等
煤 的 组 成

基本原料
③裂解 原理：
C3H6
C2H6
④重新调整：石油在 加热 和 催化剂 的作用下，可以通 过结构的重新调整，使转化为链状烃 ，环状烃 。
以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
(1)三大合成材料 塑料 合成橡胶 合成纤维
：
、
、
。
以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
(2)加聚反应：由相对分子质量小的化合物生成相对分子质 量很大的化合物(高分子化合物)的反应叫聚合反应。由不饱 和的小分子相互加成的聚合反应，加叫成聚合反应 ，简称 加聚反应。例如，乙烯可发生加聚反应生成聚乙烯。
习题
甲基丙烯酸甲酯是合成有机玻璃的单体。 旧法合成的反应是：
新法合成的反应是：
与旧法相比，新法的突出优点是（ ）
A. 原料无爆炸危险 C物.没质有副产物，原料利用率高 小
B. 原料都是无毒 D.对设备腐蚀性
习题
空气质量已经是政府和公众普遍关注的问题
。（1）目前，环保部门监测和公布的大气污染物主要
习题
酸雨的形成主要是由于 A（. 森）林遭到乱砍滥伐，破坏了生态环 境B. 含硫化石燃料的大量燃 烧C. 大气中二氧化碳含量增 大D. 汽车排出大量尾 气
习题
我国许多城市已经推广使用清洁燃料，如压缩天然气（CNG）类 ，液化石油气（LPG）类，这两类燃料的主要成分是（ ）
A. 醇类 B. 一氧化碳 C. 氢气 D. 烃 类
B. 乙烯的年产量
C. 合成纤维的年产 量
D. 硫酸的年产量
习题
下列过程属于物理变化的是 （） A. 煤的干馏 B. 石油分馏 C. 石油裂化 D. 乙烯聚 合
习题
石油裂化的目的是 （） A. 使长链烃分子断裂为短链烃分 子 B. 除去石油中的杂 质 C. 使直链烃转化为芳香 烃D. 提高汽油的产量和质 量

途的添加剂（如增塑剂、防老化剂等）
塑料
塑料
常见塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯
塑料
合成 （有机玻璃）、酚醛塑料（电木）、聚四氟乙烯（ 橡胶 塑料王）等
塑料
合成 纤维
用石油、天然气等为原料制成的单体，再经聚
合制成的纤维（如“六大纶”等）
易错警示
（1）橡胶有天然橡胶和合成橡胶 （2）纤维有天然纤维（棉花、羊毛、木材等）、人造纤维、合成纤维等
课堂小结
C11~ C16 煤油
C15~ C18 柴油
液化石油气
汽油发动机的燃料
汽油
催
飞机燃料
化
煤油
裂
铺路
重油 C20以上
柴油发动机的燃料
化
柴
柴油
油
沥青
减
船或火力发电 的燃料
压蒸馏
燃 料 化工原料 油
石 蜡
润滑油 机油
C16H34
催化剂 加热、加压
C8H18＋C8H16
十六烷
辛烷
辛烯
裂化（500℃）
C8H18
烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃
是提高汽油的产量
在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短 裂解
链的气态烃和少量液态烃，裂解是深度裂化
你知道吗
获得甲烷、乙烯、丙烯等 化工原料
(1)如何从石油中得到乙烯? 【提示】乙烯是石油裂解得到的，是石油深度裂化的产物。 (2)裂化和裂解有何区别和联系? 【提示】二者均属于化学变化。裂化和裂解的目的不同，裂解的目的主要是获得乙烯、丙烯、 甲烷等重要化工基本原料。裂化的目的是提高优质、轻质油的产量，特别是提高汽油的产量。
煤
物质组成 有机物和少量无机物

44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
煤、石油和天然气的综合利 用煤的综合利用煤的干馏煤
的气化煤的液化
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认Байду номын сангаас自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。