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,资源综合利用环境保护,一、煤、石油和天然气的综合利用,背景知识回顾一、化石燃料煤、石油和天然气都是古代经过一系列复杂变化而成的，它们是人们生活中经常使用的主要燃料，因此人们常称它们为燃料，是资源。二、煤、石油燃烧对环境的影响1、煤的燃烧对空气的影响煤燃烧时会排放出等气体和一些烟尘，它们都是大气的污染物。2、用石油作燃料，直接燃烧的是石油的加工产品汽油、煤油、柴油等，它们燃烧时会排放出、、含化合物、未燃烧的化合物和烟尘等，它们都是大气的污染物。,动植物遗骸,化石,不可再生,SO2、NO2,CO,氮的氧化物,铅,,,碳氢,迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。,1994年中美三大能源产量与消费量比较表,我国煤的分布图,一煤的综合利用1、煤的组成,组成元素主要是碳元素；（还有少量的H、O、N、P、S、卤素等）组成成分是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。,煤的结构模型,,2、煤的分类,腐泥煤,腐植煤,,,,褐煤,烟煤,泥煤,无烟煤,按C,95以上,70以上,6070,5060,工业上煤品质的检测指标,发热量、挥发分、固定碳、水分、灰分等,,煤的干馏实验装置图,实验装置1,实验装置2,3、煤的综合利用（1）煤的干馏①煤的干馏原理把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。,（2）煤的气化,将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。,中热值气,高热值气,将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。,（3）煤的液化,如,（二）石油的综合利用1、石油的组成元素,主要是碳、氢元素,是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）,石油的主要成分,2、石油的炼制除水脱盐后,（1）石油的分馏,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。,石油分馏示意图,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。,在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程,提高轻质液体燃料的产量。,（3）裂解深度的裂化。,裂解的目的获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。,乙烯的产量是一个国家石化水平的标志,4、石油结构的重整石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，是链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯等，它们也是重要的化工基本原料。,中海油渤海石油平台,,（三）天然气的综合利用天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成和生产等。天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化学变化形成含两个或多个碳原子的其他有机化合物。实现天然气的有效转化是一项具有挑战性的课题。,氨,甲醇,,柴达木盆地天然气储量突破3000亿立方米,珠海振戎公司已经与伊朗方面签署协议，同意在未来25年向伊朗购买200亿美元的液化天然气,亚洲最大的天然气处理厂,阜阳市利用“西气东输”工程天然气门站鸟瞰图,俄天然气管道通向中国,德国天然气汽车,天然气灶,液化天然气公交车,（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、天然气,相对分子质量很大，属于高分子化合物,加聚,合成材料概况,随着人类不断的文明和进步，人对天然材料的利用已不能满足很多方面的需要，于是就发生了一场材料的革命－－人工合成材料；合成材料的原料丰富、制造加工简单，性能千变万化；塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料；黏合剂、涂料也属于合成材料。,塑料,塑料的主要成分是合成树脂，其中还添加了某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂）；有些热塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反复加工，多次使用；有些热固性塑料（电木），一旦加工成型就不会受热熔化。常见的塑料聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛塑料（电木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。,聚丙烯,,单体,,CH2＝CHCH3,聚苯乙烯,单体,聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）,单体,COOCH3,聚四氟乙烯,单体,CF2＝CF2,合成纤维,合成橡胶,思考与交流1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查阅资料了解有哪些途径并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价。2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，还是回收利用请用必要资料和数据作为论据。,,回收利用废旧合成材料主要有三种途径一是通过熔融再生重新作成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。,背景知识回顾1、通常所说的三废是指、和。2、绿色食品是指的食品，白色污染是指。,废渣,废气,废水,塑料垃圾,无污染、无公害,一、环境保护1、在环境问题面前，化学工作者所面临的重要问题在环境问题日益突出的今天，化学工作者所面临的重要任务是对的检测、的治理、寻找从源头上治理的生产工艺。2、化学在三废治理过程中的重要作用,环境情况,三废,环境污染,二、环境保护与绿色化学,1、环境主要是指人类的生存环境。2、环境问题主要是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染问题。3、环境污染人类排放的污染物质超过了环境的自净能力，引起环境质量发生不良变化从而危害人类健康和生存的现象。因此，要随时进行环境监测如水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾,光化学烟雾大气污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳氢化合物在太阳光紫外线的照射下，在低空大气中发生复杂的光化学反应（大气中的氧气也参加了反应），形成白色或浅l蓝色有特殊气味的光化学烟雾。光化学烟雾中主要含二次污染物如醛类、酮类、臭氧、过氧硝酸、乙酰酯等。光化学烟雾严重危害人体健康，损害植物及橡胶制品等。,环境污染的分类,按环境要素分大气污染、水体污染、土壤污染。按人类活动分工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。按造成污染的性质、来源分化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染。,思考与交流1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些廉价易得的化学物质发生反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些方法的化学反应原理和类型。,酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象，会区域性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动植物和建筑物等的大范围危害。酸雨主要是由化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产和使用硫酸、硝酸的工厂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、水库和近海海域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。你认为在农村和城市造成的这种水体污染各有什么特点，并请查阅资料了解有关的污染及治理情况。,工业废水和污水的不适当排放、化肥的不合理使用以及生活污水的任意排放会造成严重水体和水源污染。例如，含有大量氮、磷的污水排向湖泊、水库和近海海域，造成了水体的富营养化，出现藻类大量繁殖形成赤潮、水华等严重污染问题。我们日常使用的合成洗涤剂常用多聚磷酸盐作为助洗剂，在水体中经藻类的微生物催化后，容易水解为磷酸盐，成为引起水体富营养化的污染物。,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,
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