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第二节资源综合利用环境保护


第二节 资源综合利用 环境保护

在工业生产中需要大量 的原料,消耗大量的能 源,在得到所需产品的 同时产生了大量废气、 废水和废渣,处理不当 就会污染环境。

气候变暖

臭氧层破坏
酸雨 赤潮等

一、煤、石油和天然气的综合利用
1、煤的组成及其综合利用 煤 的 组 成
无机物(少量) 无机盐等

有机物

H、O、N、S 等元素 —少量 C 元素—大量

污 染 环 境

COx、NOx、 SO2 烟尘

2.煤的综合利用
煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化、和气 化,获得洁净的燃料和多种化工原料。

(1)煤的干馏 --------将煤隔绝空气加强热。
产物:煤气、煤焦油、焦炭;

干馏产品 出 炉 煤 气

主要成分

主要用途

焦炉 氢气、甲烷、乙烯、 气体燃料、化工原料 气 一氧化碳 粗氨 氨、铵盐 氮肥 水 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 苯、甲苯、二甲苯

炸药、染料、医药、农药、 合成材料
染料、医药、农药、 合成材料 筑路材料、制碳素电极

煤焦油 酚类、萘类 沥青 焦炭 炭

冶金、合成氨造气、电石、 燃料

煤的气化
? 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: C(s)+H2O(g)
高温

CO(g)+H2(g)

煤的液化
在一定条件下将煤转化为液体燃料 直接液化
煤与氢气作用生成液体燃料

间接液化 先转化为CO和H2,再在催
化剂作用下合成甲醇
催化剂

CO+2H2

CH3OH

2、天然气的组成及其综合利用 天然气的主要成分是甲烷。 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

石油的综合利用
一、石油的组成元素: 主要是碳、氢元素

石油的主要成分: 石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。 (还有水分、盐分等杂质)
二、石油的炼制(除水脱盐后) (1)石油的分馏: 利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离 成简单混合物的过程。

石油的炼制方法1:

分馏

原理:利用各成分沸点不同分离成不同物质




获得汽油、煤油等不同沸点范围的馏分 目的:

主要产 品:

石油气 汽油 煤油 柴油 重油

C4以下 C5-C11 C11-C16 C15-C18 C20以上

轻质油

石油的炼制方法2:
C16H34 十六烷
催化剂 加热、加压

裂化

C8H18+C8H16 辛烷 辛烯

原理: 把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为

相对分子质量小、沸点低的烃

目的:

提高汽油的产量和质量
汽油

产品:

石油的炼制方法3:
C8H18 辛烷 C4H10 催化剂 丁烷 C4H10 催化剂 丁烷
加热、加压 加热、加压 催化剂 加热、加压

裂解
原理:深度裂化

C4H10+C4H8 丁烷 丁烯 CH4+C3H6 甲烷 丙烯 C2H6+C2H4 乙烷 乙烯

目的:化工原料

产品:甲烷 、
乙烯、丙烯等

4、化石燃料的产品——三大合成材料

塑料、合成橡胶、合成纤维
催化剂 [ CH -CH ] nCH2=CH2 2 2 n
聚乙烯 ——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。

合成材料

加聚反应

n H2C

CH2

H2C

CH2

单体
H2C CH2

n

链节

聚合度

聚氯乙烯塑料

聚乙烯塑料

聚丙烯塑料

聚苯乙烯塑料

聚 四 氟 乙 烯

酚 醛 塑 料

聚甲基丙烯酸甲酯——有机玻璃

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、白色污染的治理: A、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); B、制造易降解材料。

下列变化属于物理变化的是 A. 煤的气化 C. 石油的裂解

(B )

B. 石油的分馏 D.煤的干馏

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?

2、用重油制取丙烯的方法是( D ) A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解 3、石油裂解的目的是( C) A.提高轻质液体燃料的产量 B.主要提高汽油的产量 C.获得短链不饱和烃 D.改善汽油的质量

二、环境保护与绿色化学
生态环境破坏
? 1、环境问题的含义 环境污染 ? P100 ? 2、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

废气(化学燃料燃烧及工厂废气) 废水(工业废水、生活废水等)

(3)寻找源头治理环境的生产工艺 废渣(工业垃圾、生活垃圾等) ? 要较好地完成这些任务,都离不开化学知识。

绿色化学
又称环境友好化学、清洁化学、环境无害化学
核心: 利用化学原理从源头减少和消除工 业生产对环境的污染。

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)
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

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—— 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。

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。

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河水污染导致大量鱼类死亡

光化学烟雾

绿色化学应用于科学研究
安全的生产工艺 提高能源的利用率

无毒无害原料 可再生资源

原子经济性反应 高选择性反应

环境友好产品 (安全、能降 解、可再利用)

应用无毒无害的催化剂
1 2

应用无毒无害的溶剂
3 4 5 6 7

绿色化学提倡原子经济性,最理想的
“原子经济” 是参加反应的分子中的原子全 部转化为期望产物,实现“零排放”,原子 利用率为100%。既充分利用了资源,又不产 生污染。
原子利用率=期望产物的质量/生成物的总质量×100%

思考与交流


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