1、第二节 资源综合利用 环境保护,第四章,形成：古代动植物经过上一万年的复杂变化形成的，属不可再生资源,信息：海洋石油根据石油专家以往的推算 ,地球上石油只能使用 40 50年 ，煤炭还有不到100年,结论：实现煤炭、石油的综合利用，提高他们的利用率减少化石燃料燃烧所造成的环境污染,三废:,废气、废水、废渣,煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料,优点: 提供能量、化工原料,缺点: 不可再生、环境污染,无机物(少量),有机物,C 元素大量,H、O、N、S 等元素少量,无机盐等,污染环境,COx、NOx、 SO2 烟尘,煤的组成,1. 煤的组成,一、煤的综合利用,为什么对
2、煤要进行综合利用？,煤不经过加工，只能作为燃料，不仅对热的利用率低，而且煤燃烧时还产生大量的烟尘、废渣和有毒气体，污染环境。通过煤的干馏、煤的气化和液化等加工措施，可以获得洁净的燃料和化工原料，同时减少对环境造成的破坏，更好地为人类服务。,煤的综合利用,煤的干馏,煤的气化,煤的液化,获得洁净的燃料和多种化工原料物尽其用，保护环境,煤直接作燃料利用率低并污染环境,2.煤的综合利用,煤干馏的产物有哪些？,将煤隔绝空气加高温使之分解的过程，叫做煤的干馏。,焦炉煤气、煤焦油、焦炭,煤干馏的主要产品和用途,在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。,主要反应是：,煤的气化,在一定条件下将煤转化为
3、液体燃料,直接液化,间接液化,煤与氢气作用生成液体燃料,先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇,煤的液化,石油的组成及其综合利用 （1）石油的组成：由多种碳氢化合物组成的混合物,气态：石油气,液态：汽油、煤油,固态：沥青,含烃的混合物 按元素来看：碳、氢含量为97%-98% 按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物,(2)石油的成分：,（3）石油的综合利用,石油的分馏：将化合物按沸点不同经分馏塔分离,石油的裂化和裂解：将大分子的重油断裂再分解为小分子的轻油,石油的催化重整：将石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃,注： 石油的分馏是物理变化，裂化、裂解、催化重整是化学变化。,利用原油中各组
4、分沸点的不同，将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。,二、石油的综合利用,1、石油的分馏,石油是以烃为主的多种烃的混合物，没有固定的沸点。对石油进行加热时，沸点低的烃（分子中碳原子数较少）先气化，其蒸气经冷凝后变为液体首先从混合物里分离处理。随着温度的升高，沸点较高的烃（分子中碳原子较多）再气化，经过冷凝也分离出来。这样，通过加热和冷凝，可以把石油分成不同沸点范围的产物，这种方法叫做石油的分馏。,蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到混合物分离或除杂质的目的。被蒸馏的混合物中至少要有一种组分为液体。,分馏：对多组分混合物在控温下先
5、后、连续进行的两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂质的目的。,蒸馏、分馏和干馏,干馏：把固态混合物（如煤、木柴）隔绝空气加强热使它分解的过程。,蒸馏、分馏都属于物理变化，干馏过程往往发生复杂的物理、化学变化。干馏的对象是固体物质。,液化石油气 汽油 煤油 柴油 重油,轻质油 （碳原子数少）,碳原子数多,常压分馏得到：,减压分馏的原因：重油沸点范围较高，再进行常压分馏易烧结炭化，故将其减压分馏，使沸点范围降低下来。减压分馏的作用：使重油在较低温度下分馏，并且避免出现炭化结焦。减压分馏的原料：,重油,液化石油气 汽油 煤油 柴油 重油
6、,轻质油 （碳原子数少）,碳原子数多,润滑油 燃料油 石蜡 沥青,减压分馏得到：,常压分馏得到：,石油分馏,石油的裂化：在催化剂存在、一定的温度和压强的条件下，将重油分子内含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为分子内含碳原子数较少、沸点较低的汽油等。,二、石油的综合利用,2、石油的裂化,石油裂化的目的： 提高汽油、煤油、柴油等轻质液体燃料的产量。,二、石油的综合利用,3、石油的裂解,石油的裂解：（深度的裂化）采用比石油裂化更高的条件，使某些石油加工产品转化为分子内含碳原子数更少、沸点较更低的气态化工原料。,石油裂解的目的： 获得乙烯、丙烯、甲烷、氢气等重要化工原料。,乙烯的产量是一个国家石油化工发
7、展水平的标志。,重油,裂化,汽油等,裂解,化工原料,（液态烃）,（气态烃）,P97 裂化 、裂解反应式举例：,石油,石油的组成,各种烃(烷烃、环烷烃、芳香烃)组成的混合物,石油综 合利用,重油,汽油,石油气,煤油,柴油,常压分馏,减压分馏,重柴油,燃料油,润滑油,石蜡,沥青,催 化 裂 化,复杂的物理、化学变化 化学变化 化学变化,物理变化 化学变化 化学变化化学变化,注意对比区分 1、蒸馏、分馏、干馏 2、煤的液化、气化，石油的裂化、 碳酸钠晶体的风化,蒸馏、分馏是物理变化，其余都是化学变化。,分馏、裂化、裂解的对比,三.天然气的组成及其综合利用,天然气的主要成分是甲烷。,我国的天然气资源很
8、丰富,但分布很不均匀,为了改善我国东部的能源结构,制定了什么计划？,综合利用： A、燃料:清洁能源 B、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物,四. 化石燃料的产品三大合成材料塑料、合成橡胶、合成纤维,加成聚合反应（即加聚反应）,方法：将双键改为单键，将原来连在不饱和碳原子上的其它原子（或原子团）写在链节的上方或下方。,（聚乙烯）,（单体）,（链节）,(n 为聚合度),丙烯,聚丙烯,加成聚合反应（加聚反应）,聚氯乙烯塑料,聚乙烯塑料,聚丙烯塑料,聚苯乙烯塑料,合 成 纤 维,白色污染,1.由于合成材料的广泛应用和发展，一些塑料制品带来的环境污染就是“白色污染”。,2.白色污染的危害；
9、,3.白色污染的治理： （1）废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制作单体和燃料油、制作气体等）； （2）制造易降解材料； （3）超市塑料袋有偿使用。,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？,下列变化属于物理变化的是 （ ）,. 煤的气化 . 石油的分馏. 石油的裂解 .煤的干馏,B,思考与交流：,二、环境保护与绿色化学,被污染的小河,乱扔导致的污染,二、环境保护与绿色化学,环境问题的含义保护环境工作者当前的任务： （1）对环境情况的检测（2）三废的治理（3）寻找源头治理环境的生产工艺 要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。,生态环境破坏,环境污染,废气（化学燃料燃烧及工厂
10、废气）,废水（工业废水、生活废水等）,废渣（工业垃圾、生活垃圾等）,传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前世界每年产生的有害废物达3亿吨4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头减少和消除污染。,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
11、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%,人类保护伞的洞臭氧层被破坏,空中死神酸雨,全球变暖温室效应,光化学烟雾,无形杀手居室污染,环境污染的类别：,1、大气污染：来自工业废气，汽车尾气，生活废气（硫与氮的氧化物，碳氧化物，氮氢化物，卤素化合物，放射性）,催化剂,催化剂,催化剂,汽车尾气催化转化原理,2、水污染：来自工业废水、生活废水(无机物, 重金属盐类,营养物有机物, 洗涤剂, 石油),水体富营养化（N、P、K、S的化合物）,（生活污水、农田排水、化肥、合成洗涤剂、工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖
12、赤潮、水华）,水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养 化引起藻类 （如蓝藻 、绿藻、硅藻等）的迅猛生长， 水一般呈蓝色或绿色。,淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁， 藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次 生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁 人类的健康和生存。,赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或 聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是 红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出 不同颜色。,返回,水！,1998摩洛哥干旱羊上树,屡次经受干旱考验的摩洛哥山羊学会了在没有草吃的时候爬上树吃树叶。,重金属污染：
13、,如 汞、镉、铅、铬、砷,猫自杀事件水俣病（汞污染）,骨骼畸形变脆骨痛病（镉污染）,智力发展隐性杀手铅污染,3、土壤污染,来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、农药残留(Cl,P,S)、放射物质残留,4、噪声污染 5、辐射污染,6、食品污染：,2月02日：国际湿地日3月22日：世界水日4月22日：地球日5月31日：世界无烟日6月05日：世界环境日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：国际保护臭氧层日10月4日：世界动物日10月16日：世界粮食日12月29日：国际生物多样性日,世 界 环 境 日,把保护生态环境看成自己的神圣使命，正成为世界上越来越多人的共识。请看 -
14、,太阳能汽车,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。（从一开始就避免污染物的产生）热点：原子经济性反应物原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率为100%。,又称为：环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。,原子利用率和产率,原子利用率25.4%,原子利用率100%,化合反应的原子利用率100%,原子利用率和产率,原子经济性反应 高选择性反应,绿色化学应用于科学研究,1,2,3,4,5,6,7,化学与可持续发展,综合利用自然资源,环境保护,将下列环境问题所对应的原因(AF)填在相应的空格中)环境问题 产生原因 (1)酸雨 A.CO2浓度不断上升 (2)水土流失 B.大量使用塑料包装带 (3)温室效应 C.工业上大量排放SO2 (4)臭氧层被破坏 D.大量使用农药和化肥 (5)白色污染 E.乱砍乱伐森林 (6)土壤污染 F.大量使用氟里昂制品,C,E,A,F,B,D,保护环境 从我做起,
