化學(xué)與社會-化學(xué)與能源-石油

化學(xué)與社會

7-1.化學(xué)與能源--石油主講：化學(xué)化工學(xué)院2010年12月化學(xué)提供人類合理使用能源的方法? 石油（原油）? 煤的綜合利用? 化學(xué)電源(電池)? 原子核能? 未來理想的能源--氫能

能源:能夠提供能量的資源。物質(zhì)形式，如：煤炭、石油、天然氣等；非物質(zhì)形式，太陽能、風(fēng)能、地?zé)帷?/p>

能源形式：

一次能源--可直接利用的能源，如：煤炭、石油、天然氣、地?zé)?、水能、風(fēng)能、太陽能等。

二次能源--經(jīng)過加工、轉(zhuǎn)換得到的能源，如：電能、焦碳、汽油、柴油、氫能等。能源及其分類能源的再生性：

可再生能源--取之不盡、用之不竭的能源，如:太陽能、生物質(zhì)能、水能、風(fēng)能、潮汐能等。

非再生能源--隨人類使用逐步減少的能源，如：煤炭、石油、天然氣等。能源及其分類常規(guī)能源（傳統(tǒng)能源）：長期廣泛使用的能源。

一次能源--煤炭、石油、天然氣、植物秸稈、水能。

二次能源--煤氣、焦碳、汽油、煤油、柴油、液化氣、甲醇、酒精、電能、蒸汽。非常規(guī)能源（非傳統(tǒng)能源）：目前尚未大規(guī)模利用的能源。

一次能源--核能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、太陽能、地?zé)帷⒊毕堋?/p>

二次能源--氫能、沼氣、激光。能源及其分類2004年世界一次能源消耗：9741兆噸標(biāo)準(zhǔn)油美國2298

中國1178俄羅斯671日本505印度345德國332英國223韓國212能源消耗我國萬元GDP能耗水平是發(fā)達(dá)國家的3至11倍“十一五”末，萬元GDP能耗降低20％能源構(gòu)成，％國家石油天然氣煤炭水電核能美國40252528中國2336851俄羅斯19541755日本491422510印度3385441德國382326211英國34381819韓國501124114亞太地區(qū)36114544世界合計37242676化石燃料（礦物燃料）占87％，仍然是主要能源；可再生清潔能源的大規(guī)模利用有待時日。中國能源結(jié)構(gòu)石油和天然氣，太少煤炭，太多核電，少世界能源結(jié)構(gòu)1、能量守恒與轉(zhuǎn)化定律：熱力學(xué)第一定律能量不能自生自滅，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。在轉(zhuǎn)化過程中，能量的總值不變。能量守恒定律2、能量轉(zhuǎn)化定律：熱力學(xué)第二定律

克勞修斯：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化。

開爾文：從一個熱源吸熱，使之完全轉(zhuǎn)化為功，而不產(chǎn)生其他變化是不可能的。通俗說法：能量轉(zhuǎn)化不能“100%有效地”進(jìn)行。例如：火力發(fā)電機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電燈、電動機(jī)是否可以建成永動機(jī)？水能變成油嗎？能量轉(zhuǎn)化定律能量轉(zhuǎn)化效率燃燒過程：燃燒不完全、熱量損失。汽輪機(jī)：壓力損失、摩擦損失。發(fā)電機(jī)：熱量損失、摩擦損失。火力發(fā)電能量轉(zhuǎn)化我國運(yùn)行的發(fā)電機(jī)組，平均發(fā)電效率在35%左右。

能量轉(zhuǎn)化效率燃燒過程：燃燒不完全、熱量損失?；钊簤毫p失、摩擦損失。內(nèi)燃機(jī)能量轉(zhuǎn)化目前的內(nèi)燃機(jī)，平均熱效率在20～30%。

石油是一種碳?xì)浠衔锏幕旌衔?。所謂碳?xì)浠衔锞褪怯商荚睾蜌湓亟M成的化合物。由幾百萬年以前的動植物沉積經(jīng)過復(fù)雜的地質(zhì)變化形成的液體混合物。元素組成：

C，83~87％H，11~14%其他S，N，O，微量金屬Ni、V、Fe等

物質(zhì)組成：烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴、少量烯烴。有機(jī)硫化物、氮化物、氧化物。水份、礦物質(zhì)。

原油：未經(jīng)處理的石油。石油（原油）體積換算主要交易品種同分異構(gòu)現(xiàn)象：分子式相同、結(jié)構(gòu)不同、性質(zhì)不同含四個和四個以上碳原子的烴會有同分異構(gòu)現(xiàn)象。1、烴類化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象丁烷C4H10環(huán)己烷C6H102.烴類化合物的命名①直鏈烴，碳原子少于等于10的以甲、乙、丙、丁等命名，11以上用漢字十一、十二等命名，如：C5H12戊烷，C18H38十八（碳）烷②支鏈烴，可從直鏈烴導(dǎo)出，把支鏈當(dāng)作取代基稱為某烷基，如：-CH3甲基，-CH2CH3乙基另外，還可選擇最長的碳鏈為母鏈，從離取代基最近端編號，將取代基的位置和名稱寫在母體名前，中間加"-"。3．石油的煉制及產(chǎn)品性能（1）分餾：利用原油不同組分的沸點(diǎn)不同，使原油在不同溫度下蒸發(fā)出不同的組分，這種方法叫做分餾。石油氣 C1~C4<40℃,化工原料、燃料溶劑油C5~C640~95℃，溶劑汽油C5~C1040~200℃，汽油發(fā)動機(jī)燃料煤油C10~C16150~250、280、290℃，飛機(jī)燃料，溶劑柴油C14~C18200~350℃，柴油發(fā)動機(jī)燃料重潤滑油C16~C20360~500℃油凡士林液、固態(tài)烴混合物，>360℃石蠟C20~C30>360℃渣油瀝青C30~C40>360℃

分餾塔內(nèi)部構(gòu)造和作用各層溫度不同，底層最高（400oC,汽化為氣體），頂部為30oC,分子量小的分子向上運(yùn)動，部分冷凝為液體。四沖程發(fā)欲動機(jī)汽缸貪的工作四沖程發(fā)凱動機(jī)汽缸杰的工作a：進(jìn)氣鳥沖程：活塞從上止表點(diǎn)運(yùn)動窄到下止來點(diǎn)的過喝程叫進(jìn)配氣沖程掘（曲軸旋轉(zhuǎn)角度弟0~18昨0°），體該沖程進(jìn)氣門打開，搏排氣門關(guān)閉，廟氣室與巷大氣相偏通，通替過大氣俱壓力使致油氣混欣合氣進(jìn)綿入，進(jìn)冠氣終了木汽缸內(nèi)誓壓力約眉為0.印075翻~0.講09M注Pa。b：壓吹縮沖程淡：活塞從下止點(diǎn)公運(yùn)動到上勞止點(diǎn)的過順程叫壓縮豬沖程（曲軸旋轉(zhuǎn)角視度18辨0°~良360晃°），狗該沖程殃進(jìn)排氣門全關(guān)閉，寫氣室內(nèi)的濁油氣混合安氣壓力逐抖漸升高，躁壓縮沖程埋終了氣室闖內(nèi)壓力約貍為0.6歸~1.2克MPa。c：作爽功沖程談（點(diǎn)火胸燃燒）釣：活塞從上止苗點(diǎn)運(yùn)動沫到下止進(jìn)點(diǎn)的過良程叫作代功沖程甘（曲軸旋轉(zhuǎn)角度嗓360°內(nèi)~540祥°），該駱沖程進(jìn)排氣門全關(guān)閉，活塞在上止點(diǎn)御位置時火花塞跳火點(diǎn)燃卡油氣混合雖氣使氣缸內(nèi)的壓力釣急劇升高蹤蝶（可達(dá)到帽3~4M餐Pa），鴿推動活塞作向曲軸的運(yùn)動，估壓力逐漸光下降，作依功沖程終蜻了氣室內(nèi)歌壓力約為蠶0.3~物0.5M澇Pa。最喂高燃燒溫棋度達(dá)~2汗000℃d：排找氣沖程皂：活塞從下止點(diǎn)權(quán)運(yùn)動到上吧止點(diǎn)的過毀程叫排氣掛沖程（曲軸旋轉(zhuǎn)角宿度54樣0°~喬720肥°），核該沖程列進(jìn)氣門關(guān)閉，弟排氣門打開，活塞向上運(yùn)眼動推動釋燃燒后飼的廢氣遮排出氣雖室，該劈燕沖程終顧了氣室浪內(nèi)的氣喚壓約為晶0.1德05~羽0.1改15M淚Pa。松該沖程例的結(jié)束罩也標(biāo)志喊這發(fā)動柴機(jī)一個伐工作循鵝環(huán)的結(jié)押束。廢粉氣的溫子度約為斃700竟~80絹0℃每沖程斷時間：良0.0猶.1~瓶0.0區(qū)3s汽車發(fā)垂動機(jī)汽郊缸的點(diǎn)咬火平穩(wěn)點(diǎn)火爆鳴點(diǎn)火爺--在寬焰峰到達(dá)漏之前已發(fā)攤生自燃，艘造成壓力訴驟增而粗形成沖擊綱波，使發(fā)絞動機(jī)發(fā)生庭震動。原因：晚不同組尺分燃點(diǎn)禮不同，熱同一組抽分直鏈則與支鏈粥燃點(diǎn)不翁同汽油的沖性能與在表征?汽油機(jī)里對燃料的牧使用要求1、良驕好的蒸毫發(fā)性能鞋；2、良顫好的燃當(dāng)燒性能習(xí)，不產(chǎn)掩生爆震惑現(xiàn)象；3、儲存圖安定性好構(gòu)，生成膠籌質(zhì)的傾向美性小；4、對發(fā)黎動機(jī)沒有掀腐蝕作用籍。汽油的片性能與東表征?含有5線-10個疏碳原子的蕩烴?汽油性將能的表征桶--辛烷舒值?提高汽壘油辛烷值得的方法?重整廁汽油所縫謂重整肢，就是睬把餾分碧中的烴洪類分子酸重新排狼列而構(gòu)滔成新的維分子結(jié)證構(gòu)。汽油性謙能的表桌征--綱辛烷值異辛烷?辛烷給值為10炊0?抗震水性好?燃倍點(diǎn)41蛙8oC正庚烷?辛烷該值為0?抗震短性差?燃點(diǎn)昆223o置C提高汽救油辛烷閣值的方顏法?重整債汽油?加入稍少量抗爆劣劑：0.獄1%的四戲乙基鉛加銹入到正葬庚烷中，討辛烷值由康0提高到斷47。新的問題購--鉛污酬染已禁止辭使用重整：改變分伴子的形義狀，催聲化反應(yīng)提高汽催油辛烷改值的方吃法催化裂化器--催化見反應(yīng)大分子皆變?yōu)樾”P分子，池增強(qiáng)商遮業(yè)用途>350C的石揉油餾分裂化為反：液化氣:堪C3－C4丙烯丁烯異丁烷汽油:野30嬌－20圈0C柴油:嫂20恐0－3烏50踢C問答題1、中款國能源信結(jié)構(gòu)特瓦點(diǎn)2、能蹤蝶量轉(zhuǎn)化巷必須遵何循的2尾個定律3、原油嘆的輕重劃衡分指標(biāo)與產(chǎn)大?。?、辛烷致值的定義應(yīng)？十六烷邁值的定義希？謝謝觀閣看/歡迎下載BYF陪