1、林露(能源)，化學與社會，人類文明起源于火的使用，煤的使用不僅延長了燃燒時間，還為金屬冶煉和蒸汽機的使用奠定了基礎。石化工業(yè)把人類帶入了現(xiàn)代社會。未來社會是核能社會。能源是人類文明進步的先決條件。它的開發(fā)利用是衡量一個社會形態(tài)、一個時代、一個國家的經(jīng)濟發(fā)展、科技水平和人民生活質(zhì)量的重要標志。隨著現(xiàn)代科學技術的快速發(fā)展和世界人口的快速增長，對能源的需求越來越大，對能源質(zhì)量的要求也越來越高。石油、天然氣和煤炭是當今的主要能源，它們都是不可再生的化石燃料，使用量將會減少。根據(jù)科學家的估計，化石燃料只能持續(xù)幾十年；另一方面，世界上的新技術革命推動許多新產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，新的生產(chǎn)系統(tǒng)不可避免地要求改變能源系

2、統(tǒng)，采用可再生、分散和多樣化的能源。因此，充分利用常規(guī)能源，開發(fā)新能源是解決世界能源危機的重要途徑，也是當今世界各國的共同追求之一。新能源必將成為世界新工業(yè)革命的驅(qū)動力，未來世界能源體系的基礎和未來世界能源舞臺的主角。毫無疑問，化學在充分利用現(xiàn)有資源和開發(fā)新能源方面起著不可替代的作用。首先，化石燃料可以通過化學手段得到更好的利用。其次，化學在開發(fā)新能源方面也起著重要的作用。通過化學方法開發(fā)的核能、氫能和太陽能是很有前途的清潔能源。各種能源簡介主要內(nèi)容能源是指能為人類提供所需能量的自然資源，是指所有的能量體(如煤、天然氣等)。)和能量相對集中的能量過程(如風和潮汐)。目前，人類可以使用的能量形式

3、如下：1。來自地球外部的輻射能、化石資源、生物質(zhì)能、(太陽能)風能、海洋能、地熱能和來自地球內(nèi)部的核能、由地球和諸如月球和太陽等天體之間的規(guī)則運動形成的潮汐能。根據(jù)能量形成的條件：一次能源可以直接使用，不需要在自然中轉(zhuǎn)換，如原煤、石油、天然氣、自來水、陽光和植被。二次能源經(jīng)過處理或轉(zhuǎn)換后可獲得汽油、煤油、柴油、電力、氫氣和沼氣等能源。2.能量分類，3。根據(jù)能源能否再利用，可分為可再生能源，如水電、風能、植物燃料、海洋能源和不可再生能源化石燃料(煤、石油和天然氣)。4.根據(jù)能源利用狀況：常規(guī)能源是指廣泛使用的能源(木柴、煤、石油、水力等)。)。新能源是指利用先進技術獲得的能源，或者是指利用先進技

4、術開發(fā)利用傳統(tǒng)能源(太陽能、核能、氫能、生物質(zhì)能、海洋能、地熱能、燃氣、水煤漿)，并進行能源分類。其中，前三種也被稱為化石燃料或化石能源。加熱大氣、加熱海洋、光電轉(zhuǎn)換、光熱轉(zhuǎn)換、風能、古生物固定太陽能、人工利用太陽能、光合作用、煤炭、石油、天然氣、生物質(zhì)能、太陽能利用模式，目前人類使用的大部分能源來自太陽能，太陽能的利用方式多種多樣。能源分類：1。從化學能到電能的轉(zhuǎn)換；2.太陽能轉(zhuǎn)化為熱能，電能所需的蓄熱材料和光電材料；3.從核能到電能的轉(zhuǎn)換：核燃料的凈化、化學處理過程中核廢料的提取和分離；反應堆結構材料、部件和包層材料保護水的凈化；4.化石燃料的充分利用；5.提高生物質(zhì)能利用效率；3.能量轉(zhuǎn)

5、換化學。裂變能、太陽能熱利用技術、大規(guī)模電力系統(tǒng)、高效燃燒技術、核能利用、20世紀能源科技成果、聚變能、輻射能、大容量風力發(fā)電技術、能源軟科學、21世紀能源科技發(fā)展方向、燃料電池、核聚變能、氫能、太陽能發(fā)電利用、生物質(zhì)能高效清潔利用、分散能源系統(tǒng)技術、能源軟科學二、化石燃料、當代工業(yè)的糧食煤、 當代工業(yè)的血液油，最清潔的化石燃料，天然氣，煤，大約5000年前，人們用煤作為裝飾品。 煤是世界上最豐富的化石燃料之一。世界煤炭總儲量約為13萬億噸。中國已探明可采煤炭儲量超過7300億噸，居世界首位，占世界總儲量的45.7%。中國也是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國。你知道嗎？煤是一種可燃固體礦物，隨著

6、地殼運動由埋藏在地下的古代植物形成，經(jīng)過億萬年的地熱高溫、高壓和細菌作用而逐漸演化。本質(zhì)上，煤中所含的化學能是由植物通過光合作用從陽光中轉(zhuǎn)化而來的。煤炭的形成、煤炭的開采、世界煤炭的儲量和分布、中國煤炭的儲量和分布，根據(jù)煤化程度的不同，煤炭大致可分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤，其含碳量逐漸增加，其燃燒熱值也隨之增加。中國原煤產(chǎn)量主要是煙煤。煤的種類有泥炭、褐煤、煙煤、無煙煤和四種煤的形成過程，煤是一種具有高碳氫比的復雜混合物，其主要成分是碳和氫，以及少量的氧、氮、硫等。分子式：C125H97O9NS組成：C 84.3% H 5.1% O 7.5% N 1.5% S 1.6%水分，揮發(fā)性物質(zhì)，無機

7、灰分，煤中并非所有的氫都能燃燒，但氫與C、S和P結合能燃燒，煤的組成和結構，煤的現(xiàn)代結構模型，基本結構單元：核心部分由數(shù)十個五元環(huán)和六元環(huán)組成的稠環(huán)化合物煤顆粒：“瀝青”或“樹脂”聚合物化合物，煤的化學加工和轉(zhuǎn)化，1。煤直接用作燃料存在的問題：環(huán)境污染、燃燒率低；2.加工目的：去除硫、氮和無機物，解決環(huán)境污染，降低分子量，增加氫含量，增加使用價值；3.加工和轉(zhuǎn)化方法：煤的干餾、煤的氣化、水煤漿的液化、煤的氣化、門捷列夫的想象；1.水煤氣通過裝有熱焦炭的空氣塔時，會發(fā)生放熱反應：c(s)O2(g)=CO2(g)h=-393.5 kjmol-1，焦炭溫度可升至1500左右?？諝獗磺袛啵羝ㄟ^燒焦

8、的焦炭，發(fā)生以下反應：碳(硫)H2O(庚)=一氧化碳(庚)H2H=-131.3千焦摩爾-1，2。合成氣通過純氧和蒸汽在壓力下通過燃煤，可以揮發(fā)煤中的苯酚，生成體積分數(shù)為40%的氣體混合燃料。H2煤液化，以煤為原料，通過化學加工生產(chǎn)石油產(chǎn)品和石化產(chǎn)品。主要有兩種方式：直接液化：首先將煤磨成煤粉，然后與溶劑(煤焦油)和催化劑混合形成漿液，在673-773K的溫度和(100，300) (100，1000) Pa的壓力下加氫，直接生產(chǎn)重質(zhì)液體燃料。一般來說，一噸液化油可以從兩三噸煤粉中獲得。間接液化：將煤粉氣化成一氧化碳和H2，然后通過高壓催化合成液體燃料。在本文中，煤是在與空氣隔絕的封閉焦爐中加熱的

9、。隨著溫度的升高，煤中的有機物煤干餾，煤干餾的主要產(chǎn)品和用途，所謂一碳化學是指使用分子中只有一個碳原子的化合物(如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)的化學體系的總稱。)作為通過化學方法制造產(chǎn)品的原料。廣義一碳化學不僅包括上述四種化合物，還包括甲醛、甲酸、氫氰酸、甲胺、二氟氯甲烷的生產(chǎn)及其衍生物的合成。但在當今世界，通常一碳化學的范疇主要是指一氧化碳、二氧化碳、甲烷和甲醇的相關含量。此外，甲烷屬于天然氣化學；雖然二氧化碳是一種取之不盡的氣體，但人們對它的研究還不夠，在化學工業(yè)中的應用也不多；同時，甲烷、二氧化碳和甲醇可以由一氧化碳組成，所以狹義的一碳化學是指一氧化碳化學，或合成氣(COH2)化學

10、。拓寬你的視野一碳化學什么是一碳化學？近年來，利用合成氣可以生產(chǎn)不少于3040種化工產(chǎn)品，我國正在開發(fā)2030種。利用合成氣合成燃料的趨勢主要是合成甲醇，然后由甲醇生產(chǎn)汽油。甲醇也是一種廉價的化學原料。單碳化學的研究包括催化法和輻射法。輻射可以在常溫常壓下進行，但這取決于電子加速器的發(fā)展。目前，單碳化學是通過催化來研究的，一些產(chǎn)品已經(jīng)投入生產(chǎn)。中國開發(fā)利用石油的歷史悠久。早在2000多年前，我們的祖先就在陜西延安發(fā)現(xiàn)了石油，稱之為石漆、石液、石油水、石腦油、猛火油等。到了宋代，著名科學家宋在天工開物一書中提出了“油”字，至今仍沿用至今。在古代，石油主要用于照明、制造毒品，有時也用作“武器”。據(jù)

11、傳說，北周鄭玄元年(公元前578年)，北周軍隊在河西走廊西部的魯夫縣，以燒“石肥水”為武器，打敗了入侵的突厥軍隊。自從1883年發(fā)明汽油發(fā)動機和1893年發(fā)明柴油發(fā)動機以來，石油的價值翻了一番，獲得了“工業(yè)血液”的美稱。你知道嗎？石油的形成是在海洋條件的作用下，經(jīng)過數(shù)百萬年漫長的轉(zhuǎn)化過程而形成的，石油是古代沉積在海底湖泊中的動植物的遺骸。水中生物的遺骸下沉并被埋在地下，由于地熱或地面壓力而變成石油。大多數(shù)石油集中在有更多孔隙的巖層中，如砂巖。從地下提取的油還沒有被加工和提煉成各種產(chǎn)品。原油是一種粘性液體，管道原油最直觀的物理屬性是豐富多彩的顏色，從淺到深，包括白色、淺黃色、棕色、深綠色甚至黑色

12、。石油的組成和結構。石油是各種碳氫化合物的混合物，主要是烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴和烯烴，以及少量的有機硫化物、有機氮化物、水和礦物質(zhì)。根據(jù)石油所含烴類的種類，石油可分為四大類：石蠟基石油、環(huán)烷基石油、中間基石油、芳烴基石油。世界石油資源分布極不平衡：中東占世界石油儲量的63.3%，歐洲和中亞占9.2%，非洲占8.9%，拉丁美洲和中美洲占8.9%，北美占5.5%，東南亞和大洋洲占4.2%， 石油資源分布，中國石油分布，海上油井，克拉瑪依油田，大慶油田，石油加工，原油是由各種碳氫化合物，這是直接利用加工成不同的石油產(chǎn)品，可以充分發(fā)揮其效率。 將預處理后的原油輸送到煉油廠進行分餾處理，可以生產(chǎn)出汽油、煤

13、油、柴油、潤滑油、瀝青等不同用途的產(chǎn)品，這是石油“大家庭”首次分離。此外，人們已經(jīng)嘗試了各種方法將一些不令人滿意的分子轉(zhuǎn)化成具有良好燃燒條件的分子，例如，通過催化裂解將大分子裂解成小分子，以及通過催化重整來改變分子結構。這樣做的目的是獲得更好的燃料。石油不僅是一種重要的燃料資源，也是一種珍貴的化工原料，石化工業(yè)就是以石油為母體發(fā)展起來的。石油產(chǎn)品如石腦油是石油化工的原料，首先轉(zhuǎn)化為乙烯、丙烯、丁烯等。通過裂解，然后進一步精制成聚烯烴和一些重要的精細化工原料。中國石化工業(yè)已躍上新臺階，進入世界先進行列。石油分餾和產(chǎn)品示意圖。當汽油在發(fā)動機中正常燃燒時，火焰?zhèn)鞑ニ俣燃s為30-70毫秒-1。然而，當

14、混合物已經(jīng)燃燒了2/3-3/4時，在未燃燒的混合物中產(chǎn)生高密度的過氧化物，其分解導致混合物中出現(xiàn)許多燃燒中心，導致燃燒速率急劇增加和強壓力脈沖，并且火焰?zhèn)鞑ニ俾士蛇_到800-1000毫秒-1。在這種情況下，有一個脆金屬敲在氣缸，這種燃燒是爆燃。汽油的抗爆性與組成汽油的碳氫化合物有關。正構烷烴的抗爆性能隨碳原子數(shù)的增加而降低，異構烷烴的抗爆性能隨支鏈數(shù)的增加而提高，環(huán)烷烴的抗爆性能居中，芳烴及其衍生物的抗爆性能較高。為了提高汽油的抗爆性能，通常在汽油中加入抗爆劑。四乙基會破壞生成的過氧化物，但它會生成堅硬的PbO顆粒，這些顆粒會沉積在燃燒室中。因此，應同時加入一定量的導出劑溴乙烷(或二溴乙烷)，

15、將PbO轉(zhuǎn)化為PbBr2。目前，許多國家已經(jīng)禁止使用含鉛汽油，大多數(shù)抗爆劑現(xiàn)在使用甲基叔丁基醚。不同的標簽指的是這個標簽的汽油辛烷值。汽油標簽越高，辛烷值含量越高，爆炸的可能性就越小。汽油應根據(jù)發(fā)動機的壓縮比來選擇，高壓縮比的車輛應選用高檔汽油，以保證發(fā)動機在不爆燃的情況下有最佳的功率輸出和最低的成本。壓縮比是指發(fā)動機氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比。壓縮比是發(fā)動機非常重要的結構參數(shù)。隨著高壓縮比，良好的動力性能和高熱效率，車輛加速度和最大速度將相應提高。壓縮比為7.58.0時，一般應使用90 #車用汽油；當壓縮比為8.08.5時，應選擇90 #和93 #車用汽油；當壓縮比為8.59.5時，應選用9

16、3號和95號車用汽油；當壓縮比為9.510時，應選擇95 #和97 #車用汽油。車主應根據(jù)發(fā)動機不同的壓縮比嚴格選擇相應等級的汽油，以使發(fā)動機發(fā)揮最佳效率。丙烷、丙烯、丁烷和丁烯(液化氣體)是瓶裝氣體的主要成分，通過適當?shù)膲毫屠鋬隹梢砸夯?。因為丙烷比丁烷更易揮發(fā)，所以北方使用的瓶裝氣體含有更多的丙烷，而南方使用的瓶裝氣體含有更多的丁烷。重油、柴油和氫氣在高壓催化下混合反應生產(chǎn)合成石油，進一步加工可得到汽油和高級汽油。你知道嗎？鉆井通常用于開采石油，其中一部分用于注水，一部分用于取油。石油植物，也稱為植物能源，含有類似石油的液體燃料。例如，如果你在巴西熱帶森林的洗發(fā)水樹上挖一個洞，油就會出來。

17、石油也可以從美國的“鼠草”、西海岸的巨型海藻和澳大利亞的叢藻中提取。拓寬你的視野油料作物既然花生油、菜籽油、玉米油、桐油和大豆油可以“種”在地里，為什么油不能“種”呢？美國化學家卡達文是諾貝爾獎獲得者，他認為石油可以“種植”。1987年，他到處尋找能產(chǎn)油的植物，一切都有了回報。他最終發(fā)現(xiàn)了許多能“擠出”油的植物。在找到能“生產(chǎn)”石油的植物后，卡達文開始選擇和繁殖，并在美國加州種植了大約6英畝的“石油”樹，一年內(nèi)收獲了50噸石油?？ㄟ_文在“種植”石油方面的成功激起了人們研究和尋找石油樹的熱潮?，F(xiàn)在，美國已經(jīng)成立了一個石油植物研究所，專門研究能夠出油的植物?，F(xiàn)在，越來越多的植物可以產(chǎn)油。菲律賓發(fā)現(xiàn)了一種可以產(chǎn)油的核桃，一年可以收獲兩季。在巴西，有一棵樹的高度超過30米，最大直徑為1米。如果這棵樹上開了一個洞，一小時之內(nèi)可以流出7公斤的油。美國加州大學也通過基因技術培育了一種石油植物。這種植物的牛奶成分與天然礦物石油相似。汽油、煤油和許多副產(chǎn)品都可以從這種牛奶中提取出來。石油也可