資源綜合利用環(huán)境保護2013.ppt

第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護煤 石油和天然氣的綜合利用 第四章化學與自然資源的開發(fā)利用 1 煤的種類與組成 一 煤的綜合利用 2 煤的元素組成 C H N S等 3 煤的成分 多種有機物和無機物所組成的復雜混合物 1 煤的種類 煤的結構模型 2 煤的綜合利用 煤的綜合利用主要是通過煤的干餾 煤的液化 和氣化 獲得潔凈的燃料和多種化工原料 1 煤的干餾 將煤隔絕空氣加強熱 產(chǎn)物 煤氣 煤焦油 焦炭 煤干餾的主要產(chǎn)品和用途 思考 以上的三種二甲苯 其苯環(huán)上的一氯取代物各有多少種 2種 3種 1種 2 煤的氣化 煤的汽化和液化就是使煤變成清潔能源的有效途徑 與此同時煤的燃燒效率等也得到提高 3 煤的液化 煤的直接液化 使煤與氫氣作用生成液體燃料 煤的間接液化 先將煤轉(zhuǎn)化為CO和H2 再在催化劑作用下合成甲醇等 二 天然氣的組成及其綜合利用 天然氣主要成分是甲烷 天然氣是一種清潔燃料 可以直接用作燃料 天然氣更是一種重要的化工原料 主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇及分子內(nèi)含兩個或兩個以上碳原子的其他有機化合物 甲烷水合物是由甲烷和水在高壓 100大氣壓或 10MPa 和低溫 0 10 條件下合成的一種固態(tài)結晶物質(zhì) 可表示為CH4 8H2O 甲烷分子處于由多個水分子形成的籠中 甲烷水合物多呈白色或淺灰色晶體 外貌類似冰雪 可以象酒精塊一樣被點燃 故也有人叫它 可燃冰 甲烷水合物 三 石油的組成及其綜合利用 古代動植物遺體經(jīng)過非常復雜的變化而形成的 組成元素 C H S等 形成 烷烴 環(huán)烷 芳香烴等 一般不含烯烴 所含物質(zhì) 石油是混合物 無固定的沸點 利用分餾的原理進行石油的分離 1 石油的分餾 利用原油中各組分沸點的不同進行分離的過程叫分餾 原油的預處理 脫水 脫鹽石油的一次加工 分餾設備 分餾塔 石油分餾主要在分餾塔中進行 通過分餾可以獲得汽油 煤油 柴油等輕質(zhì)油 有常壓分餾和減壓分餾兩種 實驗室蒸餾石油的裝置 溫度計 蒸餾燒瓶 冷凝器 接受器 牛角管 碎瓷片 25 產(chǎn)量提高 石油的裂化 在一定的條件下 將相對分子質(zhì)量大的烴 重油或石蠟油 斷裂成相對分子質(zhì)量小的烴的過程叫裂化 含有不飽和烴 能使溴水褪色 不能用來萃取溴 成分 目的 提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量和質(zhì)量 獲得石油裂化氣 注意 汽油有直餾汽油和裂化汽油兩種 直餾汽油是由石油直接分餾而得的汽油 不含烯烴 裂化汽油是由重油經(jīng)裂化而制得的汽油 含有烯烴 兩者成分不同 原料 石油分餾產(chǎn)品 重油 裂解是深度的裂化 石油的裂解 為了獲得更多的短鏈的不飽和烴 如乙烯 丙烯 丁烯 丁二烯等 以進行三大合成 在更高的溫度下 使長鏈烴 石油分餾產(chǎn)物 斷裂成乙烯 丙烯等短鏈烴 目的 原理 把鏈狀烴轉(zhuǎn)化成為環(huán)狀烴的過程 如 苯或甲苯等 催化重整 原料 汽油 n為聚合度 單體 練習 氯乙烯 2 丁烯的加聚反應方程式 聚氯乙烯塑料 聚乙烯塑料 聚丙烯塑料 聚苯乙烯塑料 合成纖維 白色污染 1 由于合成材料的廣泛應用和發(fā)展 一些塑料制品帶來的環(huán)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 廢棄塑料的再利用 如直接作為材料 制作單體和燃料油 制作氣體等 2 制造易降解材料 3 超市塑料袋有償使用 下列變化屬于物理變化的是 煤的氣化 石油的分餾 石油的裂解 煤的干餾 B 思考與交流 二 環(huán)境保護與綠色化學 被污染的小河 亂扔導致的污染 二 環(huán)境保護與綠色化學 環(huán)境問題的含義保護環(huán)境工作者當前的任務 1 對環(huán)境情況的檢測 2 三廢的治理 3 尋找源頭治理環(huán)境的生產(chǎn)工藝要較好地完成這些任務 都離不開化學知識 生態(tài)環(huán)境破壞 環(huán)境污染 廢氣 化學燃料燃燒及工廠廢氣 廢水 工業(yè)廢水 生活廢水等 廢渣 工業(yè)垃圾 生活垃圾等 傳統(tǒng)的化學工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴重 目前世界每年產(chǎn)生的有害廢物達3億噸 4億噸 給環(huán)境造成危害 并威脅著人類的生存 有識之士提出了綠色化學的號召 并立即得到了全世界的積極響應 綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭減少和消除污染 綠色化學理念 防治優(yōu)于治理 核心 利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染 又稱為 環(huán)境無害化學 環(huán)境友好化學 清潔化學 從學科觀點看 是化學基礎內(nèi)容的更新 改變反應歷程 從環(huán)境觀點看 強調(diào)從源頭上消除污染 從一開始就避免污染物的產(chǎn)生 從經(jīng)濟觀點看 它提倡合理利用資源和能源 降低生產(chǎn)成本 盡可能提高原子利用率 熱點 原子經(jīng)濟性 反應物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物 原子利用率為100 人類保護傘的洞 臭氧層被破壞 空中死神 酸雨 全球變暖 溫室效應 光化學煙霧 無形殺手 居室污染 環(huán)境污染的類別 1 大氣污染 來自工業(yè)廢氣 汽車尾氣 生活廢氣 硫與氮的氧化物 碳氧化物 氮氫化物 鹵素化合物 放射性 催化劑 催化劑 催化劑 汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化原理 2 水污染 來自工業(yè)廢水 生活廢水 無機物 重金屬鹽類 營養(yǎng)物有機物 洗滌劑 石油 水體富營養(yǎng)化 N P K S的化合物 生活污水 農(nóng)田排水 化肥 合成洗滌劑 工業(yè)廢水引起藻類 浮游生物暴發(fā)性繁殖 赤潮 水華 水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象 是由于水的富營養(yǎng)化引起藻類 如藍藻 綠藻 硅藻等 的迅猛生長 水一般呈藍色或綠色 淡水中 水華 造成的最大危害是 飲用水源受到威脅 藻毒素通過食物鏈影響人類的健康 藍藻 水華 的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟 具有促癌效應 直接威脅人類的健康和生存 赤潮是由于海水中浮游藻類 原生動物或細菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象 實際上 赤潮并不一定都是紅色的 它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出不同顏色 返回 水 1998摩洛哥干旱羊上樹 屢次經(jīng)受干旱考驗的摩洛哥山羊?qū)W會了在沒有草吃的時候爬上樹吃樹葉 重金屬污染 如汞 鎘 鉛 鉻 砷 貓自殺事件 水俁病 汞污染 骨骼畸形變脆 骨痛病 鎘污染 智力發(fā)展隱性殺手 鉛污染 3 土壤污染 來自工業(yè)垃圾 生活垃圾 廢水 化肥 農(nóng)藥殘留 Cl P S 放射物質(zhì)殘留 4 噪聲污染5 輻射污染 6 食品污染 2月02日 國際濕地日3月22日 世界水日4月22日 地球日5月31日 世界無煙日6月05日 世界環(huán)境日6月17日 世界防治荒漠化和干旱日7月11日 世界人口日9月16日 國際保護臭氧層日10月4日 世界動物日10月16日 世界糧食日12月29日 國際生物多樣性日 世界環(huán)境日 把保護生態(tài)環(huán)境看成自己的神圣使命 正成為世界上越來越多人的共識 請看 太陽能汽車 綠色化學 綠色化學的核心內(nèi)容之二 5