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【九煤互联】高中化学煤与石油重要知识汇总!

高中化学煤与石油重要知识汇总!
一、石油的炼制
1. 石油的组成和成分
石油的形成过程:各种有机物特别是低等动植物如藻类、细菌、蚌壳、鱼类等死后埋藏在不断下沉的缺氧的海湾、泻湖、三角洲、湖泊等地下,经过许多物理化学作用,最后逐渐形成为石油。

石油中含有碳、氢、氧、氮、磷、硫等元素。

石油中的这些元素主要以烷烃、环烷烃、芳香烃等形式存在。

所以石油是混合物。

为了提高其利用率,必须将石油中的各成分进行一定程度的分离,使它们各尽其用。

2. 石油的分馏
工业上就是利用蒸馏原理将石油中的各成分加以分离,称之为石油的分馏,分馏所得的各种产品称为馏分。

(1)石油分馏实验要点:
①制乙烯和蒸馏石油都用到了碎瓷片,目的都是为了防止液体暴沸的,也都用到了温度计,但温度计水银球的位置不同,制乙烯时温度计放在了反应液中,而蒸馏石油时,水银球位于蒸馏烧瓶的支管口处。

②冷凝管中的水流方向要下进上出。

这主要是利用了逆流热交换原理,从而使馏分充分得到冷却。

③实验中所得馏分的沸点是在60℃~150℃和150℃~300℃的范围内的,故应该是混合物。

所以说汽油、煤油等产品也是混合物。

④实验室蒸馏和工业分馏的原理相同,目的也是相同的。

装置精度不同,蒸馏只有一个出口,而分馏有多个出口。

从石油分馏塔的各个出口出来的馏分,随出口的高低不同有何不同?(2)常压分馏
根据蒸馏原理:易挥发的沸点较低、较轻的馏分先出来,一定在最高处,也就是说分馏塔中出口越低,分馏出的馏分的沸点越高,越重。

通过常压下的分馏,即常压分馏,只能得到一些沸点较低的馏分,降低了石油的利用率,工业上常采用减压分馏将重油分离成各种沸点的馏分如沥青、燃料油、柴油等。

(3)减压分馏
通过分馏而获得的各种轻质油如:汽油、煤油、柴油等的产量是较低的,只占到石油总产量的四分之一左右,而社会需求量大的正是这些轻质油,那么如何得到更多的轻质油,又如何实现提高石油利用率的目标呢?工业主要通过石油的裂化和裂解来实现。

3. 石油的裂化和裂解
裂化:是在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。

裂解:是石油生产过程中,以比裂化更高的温度,使石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙炔、丙烯等短链烃的加工过程,可见裂解比裂化更彻底。

石油炼制、加工过程及主要产品的比较
脱水、脱盐
的原油
石油的常压分馏和减压分馏是物理变化,而石油的裂化和裂解是化学变化。

煤、石油、天然气都是很重要的能源物质,而它们在地壳中含量是有限的,在新的理想的能源没有大量地被开发和生产出之前,摆在我们面前的一个很严峻的问题就是如何将有限的能源,尽可能地延长其使用期限,这就是能源的综合利用问题。

以煤为例,在我国目前仍然主要作燃料为主,这相当于是对能源物质的巨大浪费,那么如何提高煤的利用率呢?
二、煤的综合利用
1. 煤的组成和种类
煤含的主要元素是碳,除此之外还有少量氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质,所以煤并
它们的含碳量不同,无烟煤的含碳量较高,泥煤的含碳量较低,当然含碳量不同发热量也就不同,含碳量越高,发热量也越高。

煤燃烧时产生有毒的SO2以及氮的氧化物等,这是“废气”;燃烧完产生的煤灰,这是“废渣”;烟囱中常有难闻液体,这是“废液”。

从煤的成分看其中含有许多有机成分和无机矿物,因此煤除了可以燃烧还可以从中提取化工原料。

目前已有实用价值的办法主要有煤的干馏和煤的气化、液化。

2. 煤的干馏
将煤隔绝空气加强热使其分解的过程叫做煤的干馏,也叫煤的焦化。

工业上炼焦原理就是将煤粉放在隔绝空气的炼焦炉中加强热。

煤干馏的主要产品和用途煤干馏关键因素有两个:一是要隔绝空气,目的是防止煤在空气中燃烧,二是要加强热。

3. 煤的气化和液化
C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
C(s)+O2(g)CO2(g)
(2)
把煤转化为液体燃料的过程叫煤的液化。

把煤与适当的溶剂混合后,在高温高压下,使煤与氢气作用生成液体燃料,这叫直接液化;若把煤气化成一氧化碳和氢气,然后再经过催化合成,得到液体燃料,这叫间接液化。

煤的综合利用所带来的好处:一方面提高了煤的热效率;另一方面从煤中获得众多的化工原料;三防止了环境污染。

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