化学：2.3《石油、煤和天然气的综合利用》课件(新人教版选修2)

第三节石油、煤和天然气的综合利用

煤、石油和天然气是人类使用 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

必修2内容： 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少量的气态 烃和固态烃。石油主要含有碳和氢两种元素， 同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。原油不能直接使用，石油炼制一方面是将石油中 的混合物进行一定程度的分离使它们物尽其用；另一 方面，将含碳原子数较多的烃转变为含碳原子数较少 的烃作为化工原料，以提高石油的利用价值。

一、石油的炼制和石油加工(一)、石油的组成元素: 主要是碳、氢元素 石油的主要成分： 是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合 物。(还有水分、盐分等杂质) (二)、石油的炼制(除水脱盐后) 1.石油的分馏： 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。

石 油 分 馏 示 意 图

2.石油的裂化和裂解 (1)裂化的目的： 提高轻质液体燃料的产量。 (2)裂化的原理： 石油的裂化是 在催化剂的作用下将含碳原子多的烃 断裂成碳原子较少的烃的过程。 。

(3)裂解: 深度的裂化。 如P39己烷(C6H14)的裂解裂解的目的： 获得甲烷、乙烯、丙烯等重要化工基本原料。

乙烯的产量是一个国家石化水平的标志

产量提高25%

裂化、催化裂化、裂解的对比石油的炼 制 方法 常压 减压 分馏 裂化 热裂 催化 化 裂化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

石油的裂解在高温下，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。

原理主要原料

用蒸发冷凝的方法把 石油分成不同沸点范 围的蒸馏产物

原油溶剂油 汽油 煤油 柴油 重油

重油润滑油 凡士林 石蜡 沥青 石油焦

重油

含直链烷烃的石 油 分馏产品(含 石油气)

主要产品

抗震性能好的气 油和甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丁 丙烷、丁烷、乙 二烯 烯、丙烯等

结合在必修化学所学内容，与同学交流：以乙 烯为原料合成那些产品：体会乙烯在工业合成中 的价值。合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等

学习第40页第一自然段回答：天然气的来源用途。

二、天然气的利用天然气既是一种清洁的化石燃料，更 是一种重要的化工原料，作为化工原料， 它主要用于合成 氨 和生产 甲醇 等。天然 气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通 过化学变化形成含两个

或多个碳原子的其 他有机化合物。实现天然气的有效转化是 一项具有挑战性的课题。

阅读课本40页第二段，说 出煤的主要元素，目前煤的 综合利用方法。煤除了主要含碳外还含有少量的 S、P、N、H、O等元素以及无机 矿物质(主要有硅、铝、钙、铁等 元素)煤是有机物和无机物组成的 复杂混合物 泥煤

无 烟 煤

褐 煤

1 、煤的干馏—— ( 把煤隔绝空气加强热使它分解 叫煤的干馏。是一个( 化学变化 石油的分馏和煤的干馏的区别：

) 的过程 )过程 。

石油的分馏是物理变化、煤的干馏是化 学变化过程。

2、煤的气化与液化 为了预防或减少煤燃料对环境和人体健康带来 的危害，近二三十年来，世界各国大力开展了对煤 利用新技术的研究，其中主要包括对煤的液化和汽 化技术。煤的气化和液化就是使煤变成清洁能源的 有效途径，与此同时煤的燃烧效率等也得到提高

(1)气化 煤的汽化就是将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。 煤汽化的主要化反应是指碳和水蒸气的反应。 C+H2O === CO+H2

这是一个吸热反应，所需热量一般都由同时进行的碳的 燃烧反应来提供。 C+O2 ===CO2 碳燃烧时可以使用空气，也可以使用氧气，但得到的煤 气成分、热值及用途都不同，分别叫低热值气和中热值气。 中热值气在适当催化剂的作用下，又可以转变成高热值气。 即把中热值煤气里的CO和H2用催化剂合成甲烷。 CO+3H2 →CH4+H2O