來自石油和煤的兩種基本化工原料課件

來自石油和煤的兩種基本化工原料石油和煤是現(xiàn)代工業(yè)的關鍵能源和原材料來源。它們是多種化工產品的基礎，包括塑料、合成纖維、橡膠和化肥。課程大綱11.石油和煤概述了解石油和煤的定義、形成過程、化學成分、物理性質以及在人類生活中的重要性22.石油和煤的化工應用重點學習石油和煤在化工行業(yè)中的應用，包括制備燃料、化工原料等方面33.石油和煤的深加工探討石油和煤的深加工技術，以及由此產生的重要化工產品44.石油化工與煤化工了解石油化工和煤化工的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，以及它們對環(huán)境的影響石油和煤在人類生活中的重要性能源動力石油和煤是重要的化石燃料，為現(xiàn)代社會提供大部分能源，支持工業(yè)生產、交通運輸和日常生活。生活必需品石油和煤是多種生活必需品的原料，包括塑料、橡膠、化肥、醫(yī)藥、染料等，極大地改善了人類的生活質量。經濟發(fā)展石油和煤的開采和加工業(yè)，為全球經濟發(fā)展提供重要的物質基礎，創(chuàng)造就業(yè)機會，推動科技進步。石油和煤在化工工業(yè)中的應用聚合物生產石油是聚合物生產的關鍵原料，例如塑料、橡膠和合成纖維。這些材料廣泛應用于各種行業(yè)，從包裝和建筑到服裝和醫(yī)療保健。燃料和能源石油和煤是主要的能源來源，為發(fā)電廠、汽車和航空公司提供燃料。它們也用于生產各種化工產品，例如汽油、柴油和煤氣。化肥生產石油和煤是生產化肥的關鍵原料，如氮肥、磷肥和鉀肥，這些肥料對現(xiàn)代農業(yè)至關重要，有助于提高作物產量。醫(yī)藥和農藥石油和煤是生產多種藥物和農藥的關鍵原料，這些產品用于治療疾病和保護農作物免受害蟲侵害。石油的形成過程1有機物質沉積數(shù)百萬年前，海洋生物死亡后沉積在海底，與泥沙混合形成有機沉積物。2沉積物轉化隨著時間的推移，沉積物被深埋地下，在高溫高壓下，有機物質發(fā)生轉化，形成石油。3石油聚集石油向上運移，遇到不透水的巖層，就會聚集在其中，形成油田。石油的化學成分主要成分石油主要由碳氫化合物組成，包括烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴等。其中，烷烴是石油的主要成分，占石油總量的80%以上。其他成分除碳氫化合物外，石油還含有少量的硫、氮、氧等元素，這些元素的存在會影響石油的性質和用途。石油的物理性質顏色石油一般為黑色或深褐色，但也可能呈現(xiàn)出其他顏色，例如黃色或綠色。氣味石油具有特殊的臭味，這是由于其中含有各種有機化合物。密度石油的密度小于水，因此它會浮在水上。粘度石油的粘度會因溫度和成分而異，高溫下粘度降低，易于流動。石油的分餾及產品1加熱石油混合物加熱至沸騰。2蒸汽分離不同沸點的組分分離成蒸汽。3冷凝蒸汽冷卻凝結成液體。4收集不同餾分收集到不同的容器。石油分餾是一個將原油分離成不同沸點范圍的烴類產品的過程。石油分餾產品廣泛應用于化工、燃料和材料生產。煤的形成過程1泥炭形成植物遺骸堆積在沼澤環(huán)境中，形成泥炭。2褐煤形成泥炭在高溫高壓下發(fā)生轉化，形成褐煤。3煙煤形成褐煤進一步轉化，形成煙煤。4無煙煤形成煙煤繼續(xù)轉化，形成無煙煤。煤的形成過程是一個漫長的地質過程，需要數(shù)百萬年的時間。煤的化學成分主要成分煤的主要成分是碳，占煤的60%~90%。碳含量越高，煤的熱值越高。煤炭中還含有氫、氧、氮、硫等元素。揮發(fā)分煤炭中除了碳以外，還有揮發(fā)分，占煤的10%~40%。揮發(fā)分主要是甲烷、乙烷、丙烷等烴類化合物。揮發(fā)分含量越高，煤的燃點越低，燃燒越快。水分煤炭中含有水分，占煤的1%~20%。水分會降低煤的熱值，增加運輸成本。灰分煤炭中含有灰分，占煤的5%~20%?；曳质敲禾咳紵罅粝碌臍堅；曳趾吭礁撸旱娜紵试降?。煤的物理性質1顏色煤的顏色取決于煤的種類和成分。例如，褐煤通常呈棕色，而無煙煤呈黑色。2硬度煤的硬度也取決于煤的種類和成分。褐煤的硬度較低，而無煙煤的硬度較高。3密度煤的密度也因種類和成分而異。褐煤的密度較低，而無煙煤的密度較高。4燃燒性煤的主要用途之一是作為燃料，不同類型的煤燃燒性也有差異。煤的利用和分類煤炭的直接利用煤炭可直接燃燒發(fā)電，也可用于鋼鐵、水泥、化工等行業(yè)。煤炭燃燒釋放熱量，用于發(fā)電、供熱、冶煉等。煤炭的間接利用煤炭經過化學加工，可制備各種化工原料，例如焦炭、煤氣、合成氨等。煤炭經過氣化、液化等工藝，可獲得可燃氣體和液體燃料，更易于利用。石油化工原料的制取原油的分餾石油通過加熱蒸餾，分離出不同沸點的烴類物質，獲得汽油、煤油、柴油等基礎原料。催化裂化將重質烴類在催化劑作用下，裂解成輕質烴類，提高汽油產量，并獲得重要的烯烴原料。催化重整將直鏈烷烴轉化為芳香烴，生產高辛烷值汽油和苯、甲苯、二甲苯等重要化工原料。烷烴脫氫將烷烴脫氫生成烯烴，生產乙烯、丙烯等重要的基礎化工原料。煤化工原料的制取1煤炭氣化煤炭氣化是將煤炭與氧氣或水蒸氣反應，生成合成氣。2煤炭液化煤炭液化是將煤炭轉化為液體燃料的過程，例如煤油和柴油。3煤焦油加工煤焦油是煤炭干餾的副產品，可以進一步加工提煉出各種化學原料。烯烴及其衍生物的制備1石油裂解裂解是將大分子烴類轉化為小分子烴類的過程。2催化裂化催化裂化使用催化劑，提高裂解效率。3烷烴脫氫烷烴脫氫可以制備烯烴，如乙烯、丙烯。4烯烴加成反應烯烴可以與鹵素、水、鹵化氫等發(fā)生加成反應，生成鹵代烴、醇等衍生物。烯烴是重要的化工原料，廣泛應用于塑料、橡膠、合成纖維等工業(yè)領域。烯烴衍生物則擁有更廣泛的應用，如醇類可用于制備香料、溶劑、醫(yī)藥等，鹵代烴可用于制備農藥、染料等。芳香烴及其衍生物的制備苯的硝化反應苯與濃硝酸和濃硫酸混合加熱，生成硝基苯，反應條件可控。硝基苯可以進一步反應生成各種含氮化合物，例如苯胺。苯的烷基化反應苯與鹵代烷烴在催化劑作用下反應生成烷基苯。烷基苯可以進一步反應生成各種含碳化合物，例如苯乙烯。苯的磺化反應苯與濃硫酸反應生成苯磺酸。苯磺酸可以進一步反應生成各種含硫化合物，例如苯磺酰胺。甲苯的氧化反應甲苯與氧化劑在催化劑作用下反應生成苯甲酸。苯甲酸是重要的化工原料，可以用于生產各種有機酸，例如鄰苯二甲酸。含氮化合物的制備1氨的合成氮氣與氫氣在高溫高壓下反應生成氨氣2硝酸的制備氨氣氧化生成一氧化氮，再經一系列反應制得硝酸3合成氨氨氣是重要的化工原料，可用于生產肥料、炸藥等4有機胺的合成鹵代烴與氨反應制備胺類化合物5其他含氮化合物例如，氰化物、硝基化合物等含氧化合物的制備醇類醇類可以由烯烴與水發(fā)生加成反應制備，也可以通過醛或酮的還原反應制備。醛和酮醛和酮可以由醇的氧化反應制備，也可以通過烷烴的氧化反應制備。羧酸羧酸可以由醛或酮的氧化反應制備，也可以通過酯的水解反應制備。醚類醚類可以由醇與鹵代烴發(fā)生威廉遜合成反應制備，也可以通過醇的脫水反應制備。含硫化合物的制備1石油精餾去除硫化物2加氫脫硫將硫化物轉化為硫化氫3硫回收將硫化氫轉化為硫磺硫化物是石油和煤中常見的雜質，會影響燃料的燃燒效率和環(huán)境污染。通過精餾、加氫脫硫和硫回收等工藝，可以去除硫化物并獲得硫磺等副產品。基礎無機化工原料的制備1空氣氮氣、氧氣2水氫氣、氧氣3鹽氯氣、氫氣4硫酸硫磺、二氧化硫基礎無機化工原料是各種化工產品的基礎。它們主要來自空氣、水、鹽和硫酸等。這些原料經過一系列復雜的化學反應，最終可以轉化為各種無機化工產品，比如各種酸、堿、鹽、氧化物等。這些無機化工產品是各種工業(yè)生產的重要原材料。石油化工與循環(huán)經濟資源利用最大化將廢棄物轉化為有價值的原材料，實現(xiàn)資源循環(huán)利用，減少廢棄物排放，提高資源利用率。減少環(huán)境污染通過循環(huán)經濟模式，降低生產過程中的資源消耗和污染排放，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展循環(huán)經濟模式能夠提高石油化工產業(yè)的經濟效益和社會效益，促進可持續(xù)發(fā)展。煤化工與清潔生產煤化工行業(yè)可利用廢棄物作為燃料或原料，循環(huán)利用。采用清潔生產技術，減少廢棄物排放，節(jié)約能源，降低成本。開發(fā)清潔能源，替代傳統(tǒng)煤炭，減少二氧化碳排放，改善環(huán)境。新型化工原料的發(fā)展趨勢可持續(xù)性生物基材料和可再生能源的應用將得到重視，以減少對化石燃料的依賴。智能制造數(shù)據驅動的化工流程優(yōu)化，實現(xiàn)精準控制和高效生產，提高生產效率和產品質量。功能材料具有特殊性能的新型材料，如納米材料、生物材料等，將在醫(yī)療、能源、環(huán)保等領域得到廣泛應用。化工原料的安全與環(huán)保問題安全事故化工原料的泄漏和爆炸會造成嚴重的環(huán)境污染和人員傷亡，需要加強安全生產管理。環(huán)境污染化工生產過程會排放大量的廢氣、廢水和固體廢物，對環(huán)境造成嚴重污染。綠色化工采用綠色化學技術，減少污染物排放，提高資源利用率，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?；ぴ系木C合利用資源循環(huán)利用減少廢物排放，提高資源利用效率。生產工藝優(yōu)化提高產品質量，降低生產成本。節(jié)能降耗降低能源消耗，減少環(huán)境污染。化工原料工業(yè)與社會可持續(xù)發(fā)展節(jié)約資源，提高效率化工原料工業(yè)應積極推廣循環(huán)經濟模式，減少資源消耗，降低污染排放。綠色生產，環(huán)保發(fā)展采用清潔生產技術，優(yōu)化生產工藝，減少廢棄物產生，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展?？萍紕?chuàng)新，轉型升級開發(fā)新型化工原料，提高產品附加值，推動化工工業(yè)綠色轉型。實驗操作演示學生們將親手進行實驗，體驗石油和煤化工原料的制備過程。實驗內容包括石油的分餾、煤的干餾、烯烴的加成反應等。通過觀察實驗現(xiàn)象，學生們將更加深入地理解相關知識。實驗操作安全注意事項11.穿戴防護服實驗過程中應穿戴實驗服，戴護目鏡，必要時佩戴手套和口罩。22.注意用電安全實驗前檢查電源線是否完好，實驗過程中避免接觸電源，防止觸電。33.規(guī)范使用儀器嚴格按照儀器使用說明書操作，避免儀器損壞，防止意外發(fā)生。44.注意化學品安全正確識別化學品標簽，嚴格按照規(guī)定使用和儲存化學品，防止中毒或意外事故。實驗操作質量控制要求準確性確保實驗操作的準確性，防止誤差的產生，并確保實驗數(shù)據的可靠性。精確度精確地執(zhí)行操作步驟，控制變量的影響，并保證實驗結果的重復性。安全性嚴格遵守實驗安全操作規(guī)范，保護實驗人員和環(huán)境安全。可重復性確保實驗結果的可重復性，為后續(xù)研究提供可靠的實驗基礎。試題討論11.討論石油和煤的形成討論石油和煤的形成過程，涉及的地理環(huán)境和時間尺度。22.討論石油和煤的化學成分討論石油和煤的化學成分，包括主要組成元素和典型化合物。33.討論石油和煤的物理性質討論石油和煤的物理性質，包括密度、粘度、沸