石油、煤和天然气的综合利用.ppt

《石油、煤和天然气的综合利用.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《石油、煤和天然气的综合利用.ppt（28页珍藏版）》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第三节第三节 石油、煤和天然气的综合利用石油、煤和天然气的综合利用组成物状态组成物状态：大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。少量的气态烃和固态烃。一、石油和天然气一、石油和天然气1 1、石油的炼制和石油化工、石油的炼制和石油化工组成物类别：组成物类别：主要是由各种主要是由各种烷烃烷烃、环烷烃环烷烃和和芳香芳香烃烃所所组成的混合物。组成的混合物。组成元素组成元素：主要含有主要含有C和和H两种元素，同时还含有少两种元素，同时还含有少量的量的S、O、N等元素。等元素。石油石油的成分的成分 石油炼制石油炼制和加工的和加工的目的目的另一方面另一方面，

2、将含碳原子数较多的烃转变为含碳原将含碳原子数较多的烃转变为含碳原子数较少的烃作为子数较少的烃作为基本有机基本有机化工原料，以提高石油化工原料，以提高石油的利用价值。的利用价值。一方面是将石油中的混合物进行一定程度的分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；离使它们物尽其用；石油炼制石油炼制和加工的方法和加工的方法分馏分馏常压常压分馏分馏：减压减压分馏分馏：利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物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。分离成简单混合物的过程。将石油分成将石油分成轻质油轻质油和和重油重油主要产品：主要产品：轻质油轻质油、溶剂油、汽油、航空

3、煤油、溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等煤油、柴油等将重油再进一步分成各种馏分。将重油再进一步分成各种馏分。主要主要产品产品：重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青等。沥青等。物理变化物理变化为什么要减压分馏？为什么要减压分馏？若要将重油进一步分离，则要在更高的若要将重油进一步分离，则要在更高的温度，而在温度，而在高温下高温下，高沸点的烃会分解高沸点的烃会分解，更，更严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正常生产。由于同一种物质，在不同的压强下，常生产。由于同一种物质，在不同的压强下，沸点不同。因为外界压强越大，物质沸点就沸点不同

4、。因为外界压强越大，物质沸点就越高；外界越高；外界压强越小压强越小，物质，物质沸点就越低沸点就越低。因。因此要将重油进行减压分馏。此要将重油进行减压分馏。减压分馏的目的：减压分馏的目的：防止炭化结焦。防止炭化结焦。裂化裂化：在一定的条件下，将在一定的条件下，将相对分子质量较大相对分子质量较大、沸点沸点较高的烃较高的烃断裂为断裂为相对分子质量较小、沸点较低相对分子质量较小、沸点较低的的烃的过程。烃的过程。例如，在加热、加压和催化剂存在的条件下，十六烷裂例如，在加热、加压和催化剂存在的条件下，十六烷裂化为辛烷和辛烯：化为辛烷和辛烯：热裂化热裂化催化裂化催化裂化目的目的:提高汽油的质量和产量提高汽油

5、的质量和产量目的目的:提高汽油的产量提高汽油的产量缺点：温度过高，缺点：温度过高，易易发生发生碳化碳化结焦现象结焦现象催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）催化剂：硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）裂化有裂化有热裂化热裂化和和催化裂化催化裂化思考：思考：直馏汽油和裂化汽油的区别。直馏汽油和裂化汽油的区别。直馏汽油：直馏汽油：原油直接分馏得到，属原油直接分馏得到，属物理变化物理变化；含烷烃、环烷烃及少量芳香烃，燃烧质量差。含烷烃、环烷烃及少量芳香烃，燃烧质量差。裂化汽油：裂化汽油：重油裂化得到，属重油裂化得到，属化学变化化学变化；含；含烷烃、烯烃、二烯烃等，燃烧质量好。烷烃、烯烃、二烯烃等，燃烧质量好。鉴别

6、方法：鉴别方法：能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油。能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油。使长链烃断裂成使长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯乙烯、丙烯、丁烯等不饱和烃等不饱和烃和少量液态烃，即和少量液态烃，即深度裂化。深度裂化。裂裂解：解：例如，例如，己烷裂解己烷裂解目的：目的：生产短链不饱和烃如工业生产短链不饱和烃如工业“三烯三烯”注：注：乙烯的产量乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志作为衡量石油化工发展水平的标志石油的炼石油的炼制方法制方法分馏裂化石油的裂解石油的裂解常压常压减压减压热裂化热裂化催化裂催化裂化化原理原理用蒸发冷凝的方法用蒸发冷凝的方法把石油分成不同沸把石油分成不同沸点范围的

7、蒸馏产物点范围的蒸馏产物在加热或催化剂存在加热或催化剂存在的条件下，把相在的条件下，把相对分子质量大，沸对分子质量大，沸点高的烃断裂成相点高的烃断裂成相对分子质量小，沸对分子质量小，沸点低的烃点低的烃在高温下，把石油在高温下，把石油产品中具有长链分产品中具有长链分子的烃断裂子的烃断裂 成为成为各种短链的气态烃各种短链的气态烃或液态烃。或液态烃。主要原料主要原料原油原油重油重油重油重油含直链烷烃的含直链烷烃的石油石油 分馏产品分馏产品（含石油气）（含石油气）主要产品主要产品液化石油液化石油气气汽油汽油煤油煤油柴油柴油重油重油润滑油润滑油凡士林凡士林石蜡石蜡沥青沥青石油焦石油焦抗震性能好的抗震性能

8、好的气油和甲烷、气油和甲烷、乙烷、丙烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丁烷、乙烯、丙烯等丙烯等乙烯、丙烯、乙烯、丙烯、丁烯丁烯1、石油主要是由碳、氢元素组成的、石油主要是由碳、氢元素组成的()A多种有机物的混合物多种有机物的混合物B多种无机物的混合物多种无机物的混合物C有机化合物有机化合物D无机化合物无机化合物 2、为了提高汽油产量，在石油提炼过程中、为了提高汽油产量，在石油提炼过程中常采用的化学方法是常采用的化学方法是()A常压分馏常压分馏 B催化裂化催化裂化 C减压分馏减压分馏 D高压分馏高压分馏 AB3、下列说法不正确的是、下列说法不正确的是()A石油裂化是为了得到更多的汽油石油裂化是为了得到

9、更多的汽油 B石油裂解是为了获得短链不饱和烃石油裂解是为了获得短链不饱和烃 C石油分馏可将各种烃完全分离开来石油分馏可将各种烃完全分离开来 D石油减压分馏是得到柴油、润滑油等石油减压分馏是得到柴油、润滑油等C你知道你知道天然气的来源天然气的来源吗、请列举出一些天然气的吗、请列举出一些天然气的用途。用途。作作燃料燃料、化工生产的原、化工生产的原料。例如，料。例如，合成氨所需合成氨所需的的氢气氢气、制、制乙烯乙烯、制、制甲甲醇醇、合成、合成液体燃料液体燃料、）学与问学与问2 2、天然气的利用、天然气的利用无无烟烟煤煤泥煤泥煤褐褐煤煤 阅读课本阅读课本4040页第二段，页第二段，你能你能说出煤说出煤

10、中所含中所含的主要元素的主要元素吗？你知道吗？你知道目前煤目前煤综合利用综合利用的主要的主要方法方法吗？吗？煤煤的成分的成分组成元素：组成元素：主要含碳外还含有主要含碳外还含有少量的少量的S、P、N、H、O等元素以等元素以及无机矿物质（主要有硅、铝、钙、及无机矿物质（主要有硅、铝、钙、铁等元素）铁等元素）组成物类别：组成物类别：煤是有机物和无煤是有机物和无机物组成的复杂混合物机物组成的复杂混合物将将煤煤隔绝空气加强热隔绝空气加强热使使其其分解分解的过程叫煤的的过程叫煤的干馏干馏，也叫焦化。，也叫焦化。石油的分馏是石油的分馏是物理变化物理变化煤的干馏是煤的干馏是化学变化化学变化。石油的分馏和煤的

11、干馏的区别：石油的分馏和煤的干馏的区别：1 1、煤的干馏、煤的干馏煤的干馏实验装置图煤煤的的干干馏馏实实验验装装置置图图为了预防或减少煤燃为了预防或减少煤燃烧烧对环境对环境造成的污染造成的污染以及对以及对人体健康带来的危害，近二三十年来，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。世界各国大力开展了对煤利用新技术的研究。.煤的煤的汽化和液化汽化和液化就是使煤变成清洁能源就是使煤变成清洁能源的有效途径，同时煤的燃烧效率等也得到提高的有效途径，同时煤的燃烧效率等也得到提高2 2、煤的汽化与液化、煤的汽化与液化（1 1）煤的气煤的气化化将煤中的将煤中的有机物有机物转化为

12、转化为可燃性气体可燃性气体的过程。的过程。主要化主要化学学反反应应是指碳和水蒸气的反是指碳和水蒸气的反应应：碳燃烧时可以使用空气，也可以使用氧气，但得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，分别叫到的煤气成分、热值及用途都不同，分别叫低热低热值气值气和和中热值气中热值气。中热值气在适当催化剂的作用。中热值气在适当催化剂的作用下，又可以转变成下，又可以转变成高热值气高热值气。即把中热值煤气里。即把中热值煤气里的的COCO和和H H2 2用催化剂合成甲烷。用催化剂合成甲烷。C+H2O=COH2高温高温 CO3H2CH4H2O催化剂催化剂煤煤（与适当的溶剂混合）（与

13、适当的溶剂混合）氢气氢气液体燃液体燃料。料。主要产品主要产品：汽汽油、油、煤油、芳香烃、其它煤油、芳香烃、其它化化工原料、工原料、副产燃料气、液化石油气、硫黄和氨副产燃料气、液化石油气、硫黄和氨等。等。煤的液化煤的液化：将煤转化为液体燃料的过程。煤的将煤转化为液体燃料的过程。煤的液化分为液化分为直接直接液化液化和和间接间接液化液化两个途径。两个途径。(2)(2)煤的煤的液化液化直接直接液化液化间接间接液化液化（气化气化-液化法液化法）首先把煤首先把煤转转化为化为H H2 2、COCO和和CHCH4 4。然后然后用催化用催化剂把气态物质转变为剂把气态物质转变为烃类燃料、醇类燃料及烃类燃料、醇类燃

14、料及化学品等化学品等。一一碳化学碳化学：以分子中只含以分子中只含一个碳原子一个碳原子的化合物的化合物(如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)为原为原料料来合成来合成一系列一系列化工原料和燃料化工原料和燃料的化学。的化学。三、煤化工和天然气化工的发展三、煤化工和天然气化工的发展 一一碳化学碳化学煤气化的主要反应：煤气化的主要反应：2CO2=2CO；C+H2O=COH2；CO+H2O=CO2H2天然气重整：天然气重整：CH4H2O=CO3H2高温高温 使用不同的催化剂使用不同的催化剂，可以以可以以合成气合成气作为起始原作为起始原料料，制出不同的有机化合物产物，这就制出不同的有机化合物产物，这就形形成了所成了所谓的谓的合成气化学合成气化学。也可以也可以由由CHCH4 4、CHCH3 3OHOH等含一个等含一个碳原子的分子，通过催化反应直接生成新的化合碳原子的分子，通过催化反应直接生成新的化合物。这就形成了所谓的物。这就形成了所谓的甲烷化学甲烷化学和和甲醇化学甲醇化学，它，它们都是由一系列典型的化学合成反应所组成的。们都是由一系列典型的化学合成反应所组成的。