石油和煤綜合利用

1、你們知道什么是石油和煤嗎 ？ 石油 石油又稱原油，是一種粘稠的、深褐色液體。地殼上層部分地區(qū)有石油儲(chǔ)存。主要成分是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成，屬于化石燃料。石油主要被用來作為燃油和汽油，也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。石油圖片石油開采圖片石油特性 石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異，密度為0.8 1.0 克/厘米，粘度范圍很寬，凝固點(diǎn)差別很大（30 -60攝氏度），沸點(diǎn)范圍為常溫到500攝氏度以上，可溶于多種有機(jī)溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。不過不同的油田的石油的成分和外貌可以區(qū)分很大。石油主要被用作燃油和汽油，燃料油和汽油組

2、成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品如溶劑、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。今天88%開采的石油被用作燃料，其它的12%作為化工業(yè)的原料。由于石油是一種不可更新原料，許多人擔(dān)心石油用盡會(huì)對(duì)人類帶來的后果主要成分 原油的成分主要有：油質(zhì)（這是其主要成分）、膠質(zhì)（一種粘性的半固體物質(zhì)）、瀝青質(zhì)（暗褐色或黑色脆性固體物質(zhì)）、碳質(zhì)（一種非碳?xì)浠衔铮Ｊ陀商細(xì)浠衔餅橹骰旌隙傻?，具有特殊氣味的、有色的可燃性油質(zhì)液體！原油作為加工的產(chǎn)品，有煤油、苯、汽油、石蠟、瀝青等。嚴(yán)格地說，石油以氫與碳構(gòu)成的烴類為主要成分。分子量最小的4種烴，全都是煤氣。石油的顏色原油的顏色非常豐富，有紅、金

3、黃、墨綠、黑、褐紅、甚至透明；原油的顏色是它本身所含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量，含的越高顏色越深。我國四川黃瓜山和華北大港油田有的井產(chǎn)無色石油，克拉瑪依石油呈褐至黑色，大慶、勝利、玉門石油均為黑色。無色石油在美國加利福尼亞、原蘇聯(lián)巴庫、羅馬尼亞和印尼的蘇門答臘均有產(chǎn)出。無色石油的形成，可能同運(yùn)移過程中，帶色的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)被巖石吸附有關(guān)。但是不同程度的深色石油占絕對(duì)多數(shù)，幾乎遍布于世界各大含油氣盆地?；瘜W(xué)成分 石油主要是碳?xì)浠衔铩?石油的分子結(jié)構(gòu) 它由不同的碳?xì)浠衔锘旌辖M成，組成石油的化學(xué)元素主要是碳（83% 87%）、氫（11% 14%），其余為硫（0.06% 0.8%）、氮（0.02% 1.7%

4、）、氧（0.08% 1.82%）及微量金屬元素（鎳、釩、鐵、銻等）。由碳和氫化合形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分，約占95% 99%，各種烴類按其結(jié)構(gòu)分為：烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴。 一般天然石油不含烯烴而二次加工產(chǎn)物中常含有數(shù)量不等的烯烴和炔烴。含硫、氧、氮的化合物對(duì)石油產(chǎn)品有害，在石油加工中應(yīng)盡量除去。生成原因（1） 生物成油理論 研究表明，石油的生成至少需要200萬年的時(shí)間，在現(xiàn)今已發(fā)現(xiàn)的油藏中，時(shí)間最老的達(dá)5億年之久。在地球不斷演化的漫長歷史過程中，有一些“特殊”時(shí)期，如古生代和中生代，大量的植物和動(dòng)物死亡后，構(gòu)成其身體的有機(jī)物質(zhì)不斷分解，與泥沙或碳酸質(zhì)沉淀物等物質(zhì)混合組成沉積層。由于沉積

5、物不斷地堆積加厚，導(dǎo)致溫度和壓力上升，隨著這種過程的不斷進(jìn)行，沉積層變?yōu)槌练e巖，進(jìn)而形成沉積盆地，這就為石油的生成提供了基本的地質(zhì)環(huán)境。大多數(shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為石油像煤和天然氣一樣，是古代有機(jī)物通過漫長的壓縮和加熱后逐漸形成的。按照這個(gè)理論石油是由史前的海洋動(dòng)物和藻類尸體變化形成的。生成原因（2）（陸上的植物則一般形成煤。）經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代這些有機(jī)物與淤泥混合，被埋在厚厚的沉積巖下。在地下的高溫和高壓下它們逐漸轉(zhuǎn)化，首先形成臘狀的油頁巖，后來退化成液態(tài)和氣態(tài)的碳?xì)浠衔?。由于這些碳?xì)浠衔锉雀浇膸r石輕，它們向上滲透到附近的巖層中，直到滲透到上面緊密無法滲透的、本身則多空的巖層中。這樣聚集到一起的

6、石油形成油田。通過鉆井和泵取人們可以從油田中獲得石油。地質(zhì)學(xué)家將石油形成的溫度范圍稱為“油窗”。溫度太低石油無法形成，溫度太高則會(huì)形成天然氣。雖然石油形成的深度在世界各地不同，但是“典型”的深度為四至六千米。由于石油形成后還會(huì)滲透到其它巖層中去，因此實(shí)際的油田可能要淺得多。因此形成油田需要三個(gè)條件：豐富的源巖，滲透通道和一個(gè)可以聚集石油的巖層構(gòu)造。生成原因（3） 非生物成油理論 非生物成油的理論天文學(xué)家托馬斯戈?duì)柕略诙砹_斯石油地質(zhì)學(xué)家尼古萊庫德里亞夫切夫（Nikolai Kudryavtsev）的理論基礎(chǔ)上發(fā)展的。這個(gè)理論認(rèn)為在地殼內(nèi)已經(jīng)有許多碳，有些這些碳自然地以碳?xì)浠衔锏男问酱嬖凇Ｌ細(xì)浠?/p>

7、合物比巖石空隙中的水輕，因此沿巖石縫隙向上滲透。石油中的生物標(biāo)志物是由居住在巖石中的、喜熱的微生物導(dǎo)致的。與石油本身無關(guān)。在地質(zhì)學(xué)家中這個(gè)理論只有少數(shù)人支持。一般它被用來解釋一些油田中無法解釋的石油流入，不過這種現(xiàn)象很少發(fā)生。分布地區(qū) 原油的分布從總體上來看極端不平衡：從東西半球來看 世界分區(qū)域石油探明儲(chǔ)量圖 3，約3/4的石油資源集中于東半球，西半球占1/4；從南北半球看，石油資源主要集中于北半球；從緯度分布看，主要集中在北緯20-40和50-70兩個(gè)緯度帶內(nèi)。波斯灣及墨西哥灣兩大油區(qū)和北非油田均處于北緯20-40內(nèi)，該帶集中了51.3%的世界石油儲(chǔ)量；50-70緯度帶內(nèi)有著名的北海油田、俄

8、羅斯伏爾加及西伯利亞油田和阿拉斯加灣油區(qū)。約80%可以開采的石油儲(chǔ)藏位于中東，其中62.5%位于沙特阿拉伯（12.5%）、阿拉伯聯(lián)合酋長國、伊拉克、卡塔爾和科威特。石油綜合利用的部分產(chǎn)品石油綜合利用的部分產(chǎn)品石油煉制的目的 一方面是將石油中的混合物進(jìn)行一定程度一方面是將石油中的混合物進(jìn)行一定程度的分離使它們物盡其用；另一方面。的分離使它們物盡其用；另一方面。將含將含碳原子數(shù)較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚訑?shù)較少碳原子數(shù)較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚訑?shù)較少的烴作為化工原料，以提高石油的利用價(jià)的烴作為化工原料，以提高石油的利用價(jià)值。值。 分餾法(Fractionation)，利用分子大小不同，沸點(diǎn)不同的原理，將石油

9、中的碳?xì)浠衔镉枰苑蛛x，再以化學(xué)處理方法提高產(chǎn)品的價(jià)值。 石油分餾 工業(yè)上先將石油加熱至400500之間，使其變成蒸氣后輸進(jìn)分餾塔。在分餾塔中，位置愈高，溫度愈低。石油蒸氣在上升途中會(huì)逐步液化，冷卻及凝結(jié)成液體餾份。分子較小、沸點(diǎn)較低的氣態(tài)餾份則慢慢地沿塔上升，在塔的高層凝結(jié)，例如燃料氣(Fuel Gas)、液化石油氣(LPG.)、輕油(Naphtha)、煤油(Kerosene) 等。分子較大、沸點(diǎn)較高的液態(tài)餾份在塔底凝結(jié)，例如柴油(Diesel)、潤滑油及蠟等。在塔底留下的黏滯殘余物為瀝青及重油(Heavy Oil)，可作為焦化和制取瀝青的原料或作為鍋爐燃料。不同餾份在各層收集起來，經(jīng)過導(dǎo)管

10、輸離分餾塔。這些分餾產(chǎn)物便是石油化學(xué)原料，可再制成許多的化學(xué)品。其屬于物理反應(yīng).石油裂化石油通過分餾獲得的汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油的石油通過分餾獲得的汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量比較低，僅占石油總產(chǎn)量的產(chǎn)量比較低，僅占石油總產(chǎn)量的2525左右。但社左右。但社會(huì)需求量大的正是這些輕質(zhì)油，為了提高輕質(zhì)油會(huì)需求量大的正是這些輕質(zhì)油，為了提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量，還可以采用裂的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量，還可以采用裂化的方法從重油中獲取輕質(zhì)油化的方法從重油中獲取輕質(zhì)油。 裂化就是在一定的條件下，將相對(duì)分子質(zhì)裂化就是在一定的條件下，將相對(duì)分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較大、

11、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴的過程。量較小、沸點(diǎn)較低的烴的過程。例子裂化有裂化有熱裂化熱裂化和和催化裂化催化裂化。熱裂化熱裂化缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：溫度過高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象溫度過高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象例如，在加熱、加壓和催化劑存在的條件下，十六烷裂化例如，在加熱、加壓和催化劑存在的條件下，十六烷裂化為辛烷和辛烯：為辛烷和辛烯：汽油汽油 C5C11煤油煤油 C11C16柴油柴油 C15C18常壓蒸餾塔常壓蒸餾塔重油重油 C20以上以上減壓蒸餾塔減壓蒸餾塔燃料油燃料油瀝青瀝青石蠟石蠟潤滑油潤滑油燃料油燃料油石蠟石蠟潤滑油潤滑油燃料油燃料油石蠟石蠟潤滑油潤滑油催化裂化催化裂化石油氣石油氣 C4以下

12、以下Liquid petroleum gasLPG原油原油裂解和裂化的區(qū)別1 烴類裂化過程是在加熱，或同時(shí)有催化劑存在，或在臨氫的條件下進(jìn)行，這就是石油煉制過程中常用的熱裂化、催化裂化和加氫裂化。熱裂化反應(yīng)按自由基鏈反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行，催化裂化反應(yīng)按碳正離子鏈反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行。此兩類反應(yīng)的產(chǎn)品其性質(zhì)和產(chǎn)率各不相同。 裂解是石油化工生產(chǎn)過程中，以比裂化更高的溫度（700800，有時(shí)甚至高達(dá)1000以上），使石油分餾產(chǎn)物（包括石油氣）中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴的加工過程。裂解和裂化的區(qū)別2 裂解是一種更深度的裂化。石油裂解的化學(xué)過程比較復(fù)雜，生成的裂解氣是成分復(fù)雜的混合氣體，除主要產(chǎn)品乙烯外，還有丙

13、烯、異丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烴、硫化氫和碳的氧化物等。 裂解氣經(jīng)凈化和分離，就可以得到所需純度的乙烯、丙烯等基本有機(jī)化工原料。目前，石油裂解已成為生產(chǎn)乙烯的主要方法。 裂解是深度裂化，生成氣態(tài)不飽和烴石油重整 催化重整：在有催化劑作用的條件下，對(duì)汽油餾分中的烴類分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列成新的分子結(jié)構(gòu)的過程叫催化重整。 石油煉制過程之一，加熱、氫壓和催化劑存在的條件下，使原油蒸餾所得的輕汽油餾分（或石腦油）轉(zhuǎn)變成富含芳烴的高辛烷值汽油（重整汽油），并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣的過程煤 煤中有機(jī)質(zhì)是復(fù)雜的高分子有機(jī)化合物，主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，而碳、氫、氧三者總和約占有機(jī)質(zhì)的95%以上

14、；煤中的無機(jī)質(zhì)也含有少量的碳、氫、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的組分，其含量隨煤化程度的加深而增高。泥炭中碳含量為50%60%，褐煤為60%70%，煙煤為74%92%，無煙煤為 90%98%。煤中硫是最有害的化學(xué)成分。煤燃燒時(shí)，其中硫生成SO2，腐蝕金屬設(shè)備，污染環(huán)境。煤中硫的含量可分為 5 級(jí)：高硫煤，大于4%；富硫煤，為2.5%4%；中硫煤，為1.5%2.5%；低硫煤，為1.0%1.5%；特低硫煤 ，小于或等于1%。煤中硫又可分為有機(jī)硫和無機(jī)硫兩大類。煤礦開采現(xiàn)場煤的相關(guān)介紹煤為不可再生的資源。煤是古代植物埋藏在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦產(chǎn)，一種固體可燃有

15、機(jī)巖，主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用，埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成。俗稱煤炭。中國是世界上最早利用煤的國家。遼寧省新樂古文化遺址中，就發(fā)現(xiàn)有煤制工藝品 ，河南鞏義市也發(fā)現(xiàn)有西漢時(shí)用煤餅煉鐵的遺址。山海經(jīng)中稱煤為石涅，魏、晉時(shí)稱煤為石墨或石炭。明代李時(shí)珍的本草綱目首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家，希臘學(xué)者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著有 石史 ，其中記載有煤的性質(zhì)和產(chǎn)地；古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱。煤炭是一種可以用作燃料或工業(yè)原料的礦物。它是古代植物經(jīng)過生物化學(xué)作用和地質(zhì)作用而改變其物理、化學(xué)性質(zhì)，由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物。煤也是獲得有機(jī)化合物的源泉

16、。通過煤焦油的分餾可以獲得各種芳香烴；通過煤的直接或間接液化，可以獲得燃料油及多種化工原料。分類1 煤有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等幾種。云南常用的是褐煤、煙煤、無煙煤三種。煤的種類不同，其成分組成與質(zhì)量不同，發(fā)熱量也不相同。單位重量燃料燃燒時(shí)放出的熱量稱為發(fā)熱量，人為規(guī)定以每公斤發(fā)熱量7000千卡的煤作為標(biāo)準(zhǔn)煤，并以此標(biāo)準(zhǔn)折算耗煤量。 分類2 1褐煤：多為塊狀，呈黑褐色，光澤暗，質(zhì)地疏松；含揮發(fā)分40%左右，燃點(diǎn)低，容易著火，燃燒時(shí)上火快，火焰大，冒黑煙；含碳量與發(fā)熱量較低（因產(chǎn)地煤級(jí)不同，發(fā)熱量差異很大），燃燒時(shí)間短，需經(jīng)常加煤。 2煙煤：一般為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多呈黑色而有光澤

17、，質(zhì)地細(xì)致，含揮發(fā)分30%以上，燃點(diǎn)不太高，較易點(diǎn)燃；含碳量與發(fā)熱量較高，燃燒時(shí)上火快，火焰長，有大量黑煙，燃燒時(shí)間較長；大多數(shù)煙煤有粘性，燃燒時(shí)易結(jié)渣。 分類3 3無煙煤：有粉狀和小塊狀兩種，呈黑色有金屬光澤而發(fā)亮。雜質(zhì)少，質(zhì)地緊密，固定碳含量高，可達(dá)80%以上；揮發(fā)分含量低，在10%以下，燃點(diǎn)高，不易著火；但發(fā)熱量高，剛?cè)紵龝r(shí)上火慢，火上來后比較大，火力強(qiáng)，火焰短，冒煙少，燃燒時(shí)間長，粘結(jié)性弱，燃燒時(shí)不易結(jié)渣。應(yīng)摻入適量煤土燒用，以減輕火力強(qiáng)度。 (4)泥煤：碳化程度最淺，含碳量少，水分多，Mar可高達(dá)90%，所以需要露天風(fēng)干后使用；泥煤的灰分很容易熔化，發(fā)熱量低，揮發(fā)分含量很多，因此極易

18、著火燃燒。 泥煤可燃性好，很容易著火燃燒，反應(yīng)性強(qiáng)，含硫量低，灰分熔點(diǎn)低，但機(jī)械強(qiáng)度較低。因此，泥煤在工業(yè)上使用價(jià)值不高，更不宜長途運(yùn)輸，一般只作為地方性燃料使用。產(chǎn)區(qū)分布于西南各省和浙江（西湖泥煤）等地 無無煙煙煤煤泥煤泥煤褐褐煤煤煤的干餾 1 、煤的干餾、煤的干餾(把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解它分解 ) 的過程叫煤的干餾。是一個(gè)的過程叫煤的干餾。是一個(gè)(化學(xué)化學(xué)變化變化）過程）過程 。（工業(yè)上叫煉焦）（工業(yè)上叫煉焦） 石油的分餾和煤的干餾的區(qū)別：石油的分餾和煤的干餾的區(qū)別： 石油的分餾是物理變化、煤的干餾是化學(xué)石油的分餾是物理變化、煤的干餾是化學(xué)變化過程。變化過程。煤干餾

19、產(chǎn)品和用途煤的汽化與液化煤的汽化與液化-目的目的 為了預(yù)防或減少煤燃料對(duì)環(huán)境和人體健為了預(yù)防或減少煤燃料對(duì)環(huán)境和人體健康帶來的危害，近二三十年來，世界各康帶來的危害，近二三十年來，世界各國大力開展了對(duì)煤利用新技術(shù)的研究，國大力開展了對(duì)煤利用新技術(shù)的研究，其中主要包括對(duì)煤的液化和汽化技術(shù)。其中主要包括對(duì)煤的液化和汽化技術(shù)。煤的汽化和液化就是使煤變成清潔能源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(shí)煤的燃燒效率等的有效途徑，與此同時(shí)煤的燃燒效率等也得到提高也得到提高 煤的汽化1 （1 1）汽化）汽化 煤的汽化就是將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過煤的汽化就是將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。煤汽化的主要化反應(yīng)是指碳和水蒸氣的反應(yīng)。程。煤汽化的主要化反應(yīng)是指碳和水蒸氣的反應(yīng)。 C+H C+H2 2O = COO