第四章

第二節化學與資源的綜合利用環境保護學習目標：了解化學在資源綜合利用及環境保護方面的作用和意義。重點：1、煤、石油、天然氣的綜合利用，特別是石油的利用。2、通過環境保護和綠色化學的有關知識，使學生加強環保意識并培養綠色化學的理念。難點：石油裂化的原理。第一課時煤、石油、天然氣的綜合利用

背景知識回顧一、化石燃料煤、石油和天然氣都是古代

經過一系列復雜變化而成的，它們是人們生活中經常使用的主要燃料，因此人們常稱它們為

燃料，是

資源。二、煤、石油燃燒對環境的影響1、煤的燃燒對空氣的影響煤燃燒時會排放出

等氣體和一些煙塵，它們都是大氣的污染物。2、用石油作燃料，直接燃燒的是石油的加工產品——汽油、煤油、柴油等，它們燃燒時會排放出

、

、含

化合物、未燃燒的

化合物和煙塵等，它們都是大氣的污染物。動植物遺骸化石不可再生SO2、NO2CO氮的氧化物鉛碳氫迄今為止，煤、石油、天然氣仍是人類使用的主要能源，同時它們也是重要的化工原料。如何實現化石燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環境污染，是人類面臨的重大挑戰。

1994年中美三大能源產量與消費量比較表我國煤的分布圖上京煤礦寧夏優質無煤—太西煤露天采區求知課堂互動一、煤的綜合利用1、煤的組成組成元素:主要是碳元素；（還有少量的H、O、N、P、S、鹵素等）組成成分：是由多種有機物、無機物組成的復雜混合物。煤的結構模型煤的組成無機物有機物C元素—大量H、N、S、O等元素—少量Si、Al、Ca、Fe

污染環境COxNOxSO2

煙塵煤的組成一、煤的綜合利用：

2、煤的分類腐泥煤腐植煤褐煤煙煤泥煤無煙煤按C%95%以上70%以上60%~70%50%~60%工業上煤品質的檢測指標：發熱量、揮發分、固定碳、水分、灰分等煤的干餾實驗裝置圖實驗裝置1實驗裝置2一、煤的綜合利用（1）煤的干餾①煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。②煤干餾的主要產品和用途（2）煤的氣化：

將煤中的有機物及碳轉化為可燃性氣體的過程。C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(l)一定條件中熱值氣高熱值氣2CO(g)+O22CO2(g)；△H=-566KJ/mol2H2(g)+O22H2O(l)；△H=-571KJ/molCH4(g)+2O2CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol煤氣儲氣柜煤碳煤氣化爐宜昌煤制氣廠等離子體輔助煤汽化裝置將煤轉化液體燃料的過程。分為直接液化和間接液化。一、煤的綜合利用（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫

CO+2H2CH3OH（甲醇）一定條件如：小資料：最近，美、聯邦德國、日三國正式簽訂協議合建一個日處理6000噸煤的溶劑精煉煤(稱SRC—Ⅱ方法)的液化示范工廠。用這個方法，2～3t煤可以產1t汽油(視煤種而異)，說明這項技術已發展到一定的成熟程度。

最近，美國某公司發表了用分子篩作催化劑把甲醇轉化為汽油的專利。這種催化劑能夠有效地控制產物的分子大小的形狀，因此產品中75％直接可以用作高級汽油。比較分餾、蒸餾、干餾二、石油的綜合利用1、石油的組成元素:

碳、氫含量為97%--98%是由各種烷烴、環烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質）石油的主要成分：2、石油的煉制(除水脫鹽后)（1）石油的分餾：利用原油中各組分的沸點不同將復雜的混合物分離成簡單混合物的過程。石油分餾示意圖3、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：（2）裂化的原理：石油的裂化是

。

在催化劑的作用下將含碳原子多的重油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程。提高輕質液體燃料的產量。(3)裂解:

深度的裂化。裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的產量是一個國家石化水平的標志25%產量提高4、石油結構的重整石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結構的重新調整，是鏈狀烴轉化為環狀烴，如苯或甲苯等，它們也是重要的化工基本原料。除去原油中的鹽和水，減少對設備的腐蝕。利用加熱和冷凝，把石油分成不同沸點范圍的產物。石油氣，汽油，煤油，柴油，石蠟油、潤滑油、重油。輕質液體燃料（裂化汽油）在一定條件下加熱，把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量較小、沸點較低的烴。輕質液體燃料（裂化汽油）在一定條件下使用催化劑并加熱，把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量較小、沸點較低的烴。采用比裂化更高的溫度，使其中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁二烯等（有機化工的原料）重油原油原油重油直鏈烷烴石油氣石油煉制中海油渤海石油平臺三、天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用于合成

和生產

等。天然氣化工以含一個碳原子的甲烷為原料，通過化學變化形成含兩個或多個碳原子的其他有機化合物。實現天然氣的有效轉化是一項具有挑戰性的課題。氨甲醇柴達木盆地天然氣儲量突破3000億立方米珠海振戎公司已經與伊朗方面簽署協議，同意在未來25年向伊朗購買200億美元的液化天然氣亞洲最大的天然氣處理廠阜陽市利用“西氣東輸”工程天然氣門站鳥瞰圖俄天然氣管道通向中國德國天然氣汽車天然氣灶液化天然氣公交車四、合成材料1、原料：

。2、合成材料基本特征：

。3、合成材料的合成原理：

。例如：乙烯合成聚乙烯

，丙烯合成聚丙烯

。石油、煤、天然氣相對分子質量很大，屬于高分子化合物加聚、縮聚合成材料概況：隨著人類不斷的文明和進步，人對天然材料的利用已不能滿足很多方面的需要，于是就發生了一場材料的革命－－人工合成材料；合成材料的原料豐富、制造加工簡單，性能千變萬化；

塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料；黏合劑、涂料也屬于合成材料。塑料

塑料的主要成分是合成樹脂，其中還添加了某些特定用途的添加劑（如提高塑性的增塑劑、防止老化的防老化劑）；有些熱塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反復加工，多次使用；有些熱固性塑料（電木），一旦加工成型就不會受熱熔化。常見的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機玻璃）、酚醛塑料（電木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。聚丙烯：單體：CH2＝CHCH3聚苯乙烯單體：CH2＝CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯（有機玻璃）單體：CH2＝CCH3COOCH3酚醛塑料單體：苯酚、甲醛聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2合成纖維纖維天然纖維化學纖維棉花羊毛木材草類合成纖維：用石油、天然氣等為原料制成的單體，再經聚合制成的纖維（如：“六大綸”、碳纖維、光導纖維等）人造纖維：用木材、草類的纖維經化學加工制成。如黏膠纖維等合成橡膠橡膠天然橡膠合成橡膠通用橡膠特種橡膠丁苯橡膠順丁橡膠氯丁橡膠聚硫橡膠硅橡膠思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環境保護和經濟成本等方面作出評價。2、你認為應該限制生產、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請用必要資料和數據作為論據。1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通過熔融再生重新作成多種有用的材料；二是采用熱裂解或化學處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料；三是將廢舊合成材料作為燃料使用。正方觀點舉例：1、生產和使用合成材料可以更加合理的開發和利用自然資源；2、生產和使用合成材料可以