1、,第四章,第二節(jié),資源綜合利用 環(huán)境保護(hù),第一課時(shí),煤 、石油、天然氣的綜合利用,背景知識(shí)回顧 一、化石燃料 煤、石油和天然氣都是古代 經(jīng)過(guò)一系列復(fù)雜變化而成的，它們是人們生活中經(jīng)常使用的主要燃料，因此人們常稱它們?yōu)?燃料，是 資源。 二、煤、石油燃燒對(duì)環(huán)境的影響 1、煤的燃燒對(duì)空氣的影響 煤燃燒時(shí)會(huì)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(chǎn)品汽油、煤油、柴油等，它們?nèi)紵龝r(shí)會(huì)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(dòng)植物遺骸,化石,不可再生,SO2、NO2,CO,氮的氧化物,鉛,碳?xì)?迄今為止，煤、石油、天然

2、氣仍是人類使用的主要能源，同時(shí)它們也是重要的化工原料。如何實(shí)現(xiàn)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(huán)境污染，是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。,1994年中美三大能源產(chǎn)量與消費(fèi)量比較表,我國(guó)煤的分布圖,上京煤礦,寧夏優(yōu)質(zhì)無(wú)煤 太西煤露天采區(qū),求知課堂互動(dòng) 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(jī)物、無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。,煤的結(jié)構(gòu)模型,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(wú)煙煤,按C%,95%以上,70%以上,60%70%,50%60%,工業(yè)上煤品質(zhì)的檢測(cè)指標(biāo)：,發(fā)熱

3、量、揮發(fā)分、固定碳、水分、灰分等,煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖,實(shí)驗(yàn)裝置1,實(shí)驗(yàn)裝置2,一、煤的綜合利用 （1）煤的干餾 煤的干餾原理： 把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過(guò)程。,煤干餾的主要產(chǎn)品和用途,（2）煤的氣化：,將煤中的有機(jī)物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程。,中熱值氣,高熱值氣,煤氣儲(chǔ)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(zhuǎn)化液體燃料的過(guò)程。 分為直接液化和間接液化。,一、煤的綜合利用 （3）煤的液化：,如：,小資料：,最近，美、聯(lián)邦德國(guó)、日三國(guó)正式簽訂協(xié)議合建一個(gè)日處理6000噸煤的溶劑精煉煤(稱SRC方法)的液化示范工廠。用這個(gè)方法，23t煤可以產(chǎn)1t汽油(視煤種而異)，說(shuō)明

4、這項(xiàng)技術(shù)已發(fā)展到一定的成熟程度。,最近，美國(guó)某公司發(fā)表了用分子篩作催化劑把甲醇轉(zhuǎn)化為汽油的專利。這種催化劑能夠有效地控制產(chǎn)物的分子大小的形狀，因此產(chǎn)品中75直接可以用作高級(jí)汽油。,煤液化 裝置,納米級(jí)煤液化油,煤 液化烘干機(jī),液化氣罐 煤氣灶,二、石油的綜合利用 1、石油的組成元素:,主要是碳、氫元素,是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質(zhì)）,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(diǎn)不同將復(fù)雜的混合物分離成簡(jiǎn)單混合物的過(guò)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 。

5、,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(guò)程。,提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)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(chǎn)量是一個(gè)國(guó)家石化水平的標(biāo)志,25%,產(chǎn)量提高,4、石油結(jié)構(gòu)的重整 石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，是鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯或甲苯等，它們也是重要的化工基本原料。,中海油渤海石油平臺(tái),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(chǎn) 等。天然氣化工以含一個(gè)碳原子的甲烷為原料，通過(guò)化學(xué)變化形成含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的其他有機(jī)化合物

6、。實(shí)現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的課題。,氨,甲醇,柴達(dá)木盆地天然氣儲(chǔ)量突破3000億立方米,珠海振戎公司已經(jīng)與伊朗方面簽署協(xié)議，同意在未來(lái)25年向伊朗購(gòu)買200億美元的液化天然氣,亞洲最大的天然氣處理廠,阜陽(yáng)市利用“西氣東輸”工程天然氣門站鳥(niǎo)瞰圖,俄天然氣管道通向中國(guó),德國(guó)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(duì)分子質(zhì)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(jìn)步，人對(duì)天然材料的利用已不能滿足很多方面

7、的需要，于是就發(fā)生了一場(chǎng)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(jiǎn)單，性能千變?nèi)f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(shù)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(fù)加工，多次使用；有些熱固性塑料（電木），一旦加工成型就不會(huì)受熱熔化。 常見(jiàn)的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）、酚醛塑料（電木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。,聚丙烯：,單體：,CH2CHCH3,聚苯乙烯,單體：,聚甲基丙烯酸甲酯 （有機(jī)玻璃）,單體：,酚醛塑料,單

8、體：,苯酚、甲醛,聚四氟乙烯,單體：,CF2CF2,合成纖維,合成橡膠,思考與交流： 1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請(qǐng)查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本等方面作出評(píng)價(jià)。 2、你認(rèn)為應(yīng)該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請(qǐng)用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。,1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通過(guò)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(xué)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(diǎn)舉例： 1、生產(chǎn)和使用合成材料可以更加合理的開(kāi)發(fā)和利用自然資源； 2、生產(chǎn)和使用合成材料可以使利用太陽(yáng)能變的方便、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用；

9、 3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡膠等，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。,反方觀點(diǎn)舉例： 1、生產(chǎn)和使用合成材料等自然界原本沒(méi)有的物質(zhì)，超出環(huán)境的自然消化能力，這不是科技的進(jìn)步，而是異化和倒退。 2、廢舊合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本，經(jīng)濟(jì)上考慮根本不合算。 3、天然的東西是最好的，我們應(yīng)該提倡“回歸自然”的綠色生活方式，拒絕生產(chǎn)和使用合成材料。,第二課時(shí),第二課時(shí) 背景知識(shí)回顧 1、通常所說(shuō)的三廢是指 、 和 。 2、綠色食品是指 的食品， 白色污染是指 。,廢渣,廢氣,廢水,塑料垃圾,無(wú)污染、無(wú)公害,求知課堂互動(dòng) 一、環(huán)境保護(hù) 1、在環(huán)境問(wèn)題面前，化學(xué)工

10、作者所面臨的重要問(wèn)題 在環(huán)境問(wèn)題日益突出的今天，化學(xué)工作者所面臨的重要任務(wù)是對(duì) 的檢測(cè)、 的治理、尋找從源頭上治理 的生產(chǎn)工藝。 2、化學(xué)在三廢治理過(guò)程中的重要作用,環(huán)境情況,三廢,環(huán)境污染,二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué),1、環(huán)境：主要是指人類的生存環(huán)境。 2、環(huán)境問(wèn)題：主要是指由于人類不合理開(kāi)發(fā)和利用自然資源而造成生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染問(wèn)題。 3、環(huán)境污染：人類排放的污染物質(zhì)超過(guò)了環(huán)境的自凈能力，引起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生不良變化從而危害人類健康和生存的現(xiàn)象。 因此，要隨時(shí)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)！ 如：水華、赤潮、酸雨、光化學(xué)煙霧,水華,目前, 全球有三大塊酸雨地區(qū)：西歐, 北美和東

11、南亞。我國(guó)長(zhǎng)江以南也存在連片的酸雨區(qū)域。在酸雨區(qū)域內(nèi), 湖泊酸化, 漁業(yè)減產(chǎn), 森林衰退, 土壤貧脊, 糧菜減產(chǎn), 建筑物腐蝕, 文物面目皆非。,光化學(xué)煙霧 大氣污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳?xì)浠衔镌谔?yáng)光紫外線的照射下，在低空大氣中發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)（大氣中的氧氣也參加了反應(yīng)），形成白色或淺蘭色有特殊氣味的光化學(xué)煙霧。 光化學(xué)煙霧中主要含二次污染物如醛類、酮類、臭氧、過(guò)氧硝酸、乙酰酯等。光化學(xué)煙霧嚴(yán)重危害人體健康，損害植物及橡膠制品等。,環(huán)境污染的分類：,按環(huán)境要素：分大氣污染、水體污染、土壤污染。 按人類活動(dòng)分：工業(yè)環(huán)境污染、城市環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。 按造成污染的性質(zhì)、來(lái)源分：化

12、學(xué)污染、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電磁波等）、固體廢物污染、能源污染。,思考與交流: 1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要 物質(zhì) 。工業(yè)上常利用它們與一些廉價(jià)易得的化學(xué) 物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)加以控制、消除或回收利用。請(qǐng)舉例 說(shuō)明這些方法的化學(xué)反應(yīng)原理和類型。,酸雨是指PH5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴(yán)重的大氣污染現(xiàn)象，會(huì)區(qū)域性或隨風(fēng)漂移形成對(duì)土壤肥力、森林、水生動(dòng)植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產(chǎn)和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。,2、含氮、磷的大量污水任意排向湖泊、水庫(kù)和近海 海域，會(huì)出現(xiàn)水華、赤潮等水

13、體污染問(wèn)題。你認(rèn)為 在農(nóng)村和城市造成的這種水體污染各有什么特點(diǎn)， 并請(qǐng)查閱資料了解有關(guān)的污染及治理情況。,工業(yè)廢水和污水的不適當(dāng)排放、化肥的不合理 使用以及生活污水的任意排放會(huì)造成嚴(yán)重水體和水源污染。例如，含有大量氮、磷的污水排向湖泊、水庫(kù)和近海海域，造成了水體的富營(yíng)養(yǎng)化，出現(xiàn)藻類大量繁殖形成赤潮、水華等嚴(yán)重污染問(wèn)題。我們?nèi)粘Ｊ褂玫暮铣上礈靹┏Ｓ枚嗑哿姿猁}作為助洗劑，在水體中經(jīng)藻類的微生物催化后，容易水解為磷酸鹽，成為引起水體富營(yíng)養(yǎng)化的污染物。,綠色化學(xué)理念（防治優(yōu)于治理）,核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無(wú)害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。 從學(xué)科觀點(diǎn)看：是化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新。（改變反應(yīng)歷程） 從環(huán)境觀點(diǎn)看：強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染。（從一開(kāi)始就避免污染物的產(chǎn)生） 從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看：它