资源综合利用环境保护2013.pptx

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1、1、煤的种类与组成一、煤的综合利用5060泥煤5070褐煤7080烟煤95无烟煤含C的质量分数煤的种类(2)煤的元素组成：C、H、N、S等(3)煤的成分：多种有机物和无机物所组成的复杂混合物无烟煤泥煤褐煤(1)煤的种类第1页/共45页煤的结构模型第2页/共45页2煤的综合利用煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化、和气化，获得洁净的燃料和多种化工原料。（1）煤的干馏-将煤隔绝空气加强热。产物：煤气、煤焦油、焦炭；第3页/共45页煤干馏的主要产品和用途干馏产品干馏产品 主要成分主要成分 主要用途主要用途出出炉炉煤煤气气焦炉焦炉气气氢气、甲烷、乙烯、氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳一氧化碳气体燃料、化

2、工原料气体燃料、化工原料粗氨粗氨水水氨、铵盐氨、铵盐氮肥氮肥粗苯粗苯 苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医药、农药、炸药、染料、医药、农药、合成材料合成材料 煤焦油煤焦油苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯酚类、萘类酚类、萘类染料、医药、农药、染料、医药、农药、合成材料合成材料沥青沥青筑路材料、制碳素电极筑路材料、制碳素电极 焦炭焦炭炭炭冶金、合成氨造气、电石、冶金、合成氨造气、电石、燃料燃料第4页/共45页CH3甲苯CH3CH3CH3CH3CH3CH3邻二甲苯间二甲苯对二甲苯二甲苯有三种:思考以上的三种二甲苯,其苯环上的一氯取代物各有多少种?2种,3种,1种第5页/共45页(2)煤的气

3、化煤的汽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.C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温（3）煤的液化煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。CO+2H2CH3OH(甲醇)催化剂加热加压第6页/共45页二、天然气的组成及其综合利用天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁燃料，可以直接用作燃料。天然气更是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇及分子内含两个或两个以上碳原子的其他有机化合物。甲烷水合物是由甲烷和水在高压（100大气压或10MPa）和低温（010）条件下合成的一种固态结晶

4、物质，可表示为CH48H2O,甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。甲烷水合物多呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，可以象酒精块一样被点燃，故也有人叫它“可燃冰”。甲烷水合物:第7页/共45页三、石油的组成及其综合利用古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。组成元素：C、H、S等形成：烷烃、环烷、芳香烃等（一般不含烯烃）所含物质：石油是混合物,无固定的沸点.利用分馏的原理进行石油的分离.1、石油的分馏利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫分馏.原油的预处理-脱水、脱盐石油的一次加工-分馏设备-分馏塔.第8页/共45页石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。有常压

5、分馏和减压分馏两种.第9页/共45页第10页/共45页实验室蒸馏石油的装置温度计蒸馏烧瓶冷凝器接受器（牛角管）碎瓷片第11页/共45页25%产量提高第12页/共45页石油的裂化-在一定的条件下，将相对分子质量大的烃（重油或石蜡油）断裂成相对分子质量小的烃的过程叫裂化.含有不饱和烃,能使溴水褪色,不能用来萃取溴.C16H34 C8H18 +C8H16十六烷辛烷辛烯催化剂加热加压成分:目的：提高轻质油的产量和质量，获得石油裂化气。注意汽油有直馏汽油和裂化汽油两种.直馏汽油是由石油直接分馏而得的汽油(不含烯烃)；裂化汽油是由重油经裂化而制得的汽油(含有烯烃)。两者成分不同.原料：石油分馏产品（重油）

6、第13页/共45页裂解是深度的裂化.石油的裂解:为了获得更多的短链的不饱和烃（如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等），以进行三大合成 在更高的温度下，使长链烃（石油分馏产物）断裂成乙烯、丙烯等短链烃。目的:原理：C8H18 C4H10 +C4H8 高温C4H10 C3H6 +CH4 高温C4H10 C2H6 +C2H4 高温把链状烃转化成为环状烃的过程.如:苯或甲苯等.催化重整:原料：汽油第14页/共45页nCH2=CH2CH2-CH2n催化剂聚乙烯塑料nCH=CH2CH-CH2n催化剂CH3CH3聚丙烯塑料聚苯乙烯塑料CHCH2nCH=CH2n催化剂(n 为聚合度)（单体）练习：氯乙烯、2丁烯的加聚

7、反应方程式第15页/共45页聚氯乙烯塑料聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料聚丙烯塑料聚苯乙烯塑料第16页/共45页第17页/共45页合成纤维第18页/共45页白色污染白色污染1.由于合成材料的广泛应用和发展，一些塑料制品带来的环境污染就是“白色污染”。2.白色污染的危害；3.白色污染的治理：（1）废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制作单体和燃料油、制作气体等）；（2）制造易降解材料；（3）超市塑料袋有偿使用。第19页/共45页下列变化属于物理变化的是（）.煤的气化.石油的分馏.石油的裂解.煤的干馏B第20页/共45页二、环境保护与绿色化学第21页/共45页第22页/共45页第23页/共45页第24页/共4

8、5页被污染的小河第25页/共45页乱扔导致的污染第26页/共45页第27页/共45页二、环境保护与绿色化学环境问题的含义 保护环境工作者当前的任务：（1）对环境情况的检测（2）三废的治理（3）寻找源头治理环境的生产工艺要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。生态环境破坏环境污染废气（化学燃料燃烧及工厂废气）废水（工业废水、生活废水等）废渣（工业垃圾、生活垃圾等）第28页/共45页 传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前世界每年产生的有害废物达3亿吨4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源

9、头减少和消除污染。第29页/共45页绿色化学理念（防治优于治理）核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变反应历程）从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一开始就避免污染物的产生）从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率）热点：原子经济性反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为100%第30页/共45页人类保护伞的洞臭氧层被破坏空中死神酸雨全球变暖温室效应光化学烟雾无形杀手居室污染环境污染的类别：1、大气污染：来自工业废气，汽车尾气

10、，生活废气（硫与氮的氧化物，碳氧化物，氮氢化物，卤素化合物，放射性）第31页/共45页催化剂催化剂催化剂汽车尾气催化转化原理第32页/共45页2、水污染：来自工业废水、生活废水(无 机物,重金属盐类,营养物有机物,洗 涤剂,石油)水体富营养化（N、P、K、S的化合物）（生活污水、农田排水、化肥、合成洗涤剂、工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖 赤潮、水华）第33页/共45页水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类（如蓝藻、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物M

11、CRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。第34页/共45页赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。返回第35页/共45页水！1998摩洛哥干旱羊上树 屡次经受干旱考验的摩洛哥山羊学会了在没有草吃的时候爬上树吃树叶。第36页/共45页 重金属污染：如 汞、镉、铅、铬、砷猫自杀事件水俣病（汞污染）骨骼畸形变脆骨痛病（镉污染）智力发展隐性杀手铅污染3、土壤污染 来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、农药残留(Cl,P,S)、放射物质残留4、噪声污染 5、辐射污染6

12、、食品污染：第37页/共45页l 2月02日：国际湿地日l 3月22日：世界水日l 4月22日：地球日l 5月31日：世界无烟日l 6月05日：世界环境日l 6月17日：世界防治荒漠化和干旱日l 7月11日：世界人口日l 9月16日：国际保护臭氧层日l 10月4日：世界动物日l 10月16日：世界粮食日l 12月29日：国际生物多样性日世界环境日 把保护生态环境看成自己的神圣使命，正成为世界上越来越多人的共识。请看 -第38页/共45页太阳能汽车第39页/共45页第40页/共45页绿色化学绿色化学的核心内容之二：5R原则Reduction“减量”Reuse“重复使用”Recycling“回收”Regeneration“再生”Rejection“拒用”第41页/共45页 原子经济性反应高选择性反应无毒无害原料可再生资源安全的生产工艺提高能源的利用率应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的催化剂环境友好产品（安全、能降解、可再利用）绿色化学应用于科学研究1234567第42页/共45页化学与可持续发展自然资源化学变化获得有用物质获得能量综合利用自然资源环境保护人自然人自然第43页/共45页保护环境 从我做起第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页