石油和煤的綜合利用

1、你們知道什么是石油和煤嗎 ？,石油,石油又稱原油，是一種粘稠的、深褐色液體。地殼上層部分地區(qū)有石油儲存。主要成分是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成，屬于化石燃料。石油主要被用來作為燃油和汽油，也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。,石油圖片,石油開采圖片,石油特性,石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異，密度為0.8 ~ 1.0 克/厘米，粘度范圍很寬，凝固點差別很大（30 ~ -60攝氏度

2、），沸點范圍為常溫到500攝氏度以上，可溶于多種有機(jī)溶劑，不溶于水，但可與水形成乳狀液。不過不同的油田的石油的成分和外貌可以區(qū)分很大。石油主要被用作燃油和汽油，燃料油和汽油組成目前世界上最重要的一次能源之一。石油也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品如溶劑、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。今天88%開采的石油被用作燃料，其它的12%作為化工業(yè)的原料。由于石油是一種不可更新原料，許多人擔(dān)心石油用盡會對人類帶來的后果,主要成分,原油的成分主要有：油質(zhì)（這是其主要

3、成分）、膠質(zhì)（一種粘性的半固體物質(zhì)）、瀝青質(zhì)（暗褐色或黑色脆性固體物質(zhì)）、碳質(zhì)（一種非碳?xì)浠衔铮?。石油由碳?xì)浠衔餅橹骰旌隙傻模哂刑厥鈿馕兜?、有色的可燃性油質(zhì)液體！原油作為加工的產(chǎn)品，有煤油、苯、汽油、石蠟、瀝青等。嚴(yán)格地說，石油以氫與碳構(gòu)成的烴類為主要成分。分子量最小的4種烴，全都是煤氣。,石油的顏色,原油的顏色非常豐富，有紅、金黃、墨綠、黑、褐紅、甚至透明；原油的顏色是它本身所含膠質(zhì)、瀝青質(zhì)的含量，含的越高顏色越深。我國四川黃

4、瓜山和華北大港油田有的井產(chǎn)無色石油，克拉瑪依石油呈褐至黑色，大慶、勝利、玉門石油均為黑色。無色石油在美國加利福尼亞、原蘇聯(lián)巴庫、羅馬尼亞和印尼的蘇門答臘均有產(chǎn)出。無色石油的形成，可能同運(yùn)移過程中，帶色的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)被巖石吸附有關(guān)。但是不同程度的深色石油占絕對多數(shù)，幾乎遍布于世界各大含油氣盆地。,化學(xué)成分,石油主要是碳?xì)浠衔铩?石油的分子結(jié)構(gòu)它由不同的碳?xì)浠衔锘旌辖M成，組成石油的化學(xué)元素主要是碳（83% ~ 87%）、氫（11%

5、~ 14%），其余為硫（0.06% ~ 0.8%）、氮（0.02% ~ 1.7%）、氧（0.08% ~ 1.82%）及微量金屬元素（鎳、釩、鐵、銻等）。由碳和氫化合形成的烴類構(gòu)成石油的主要組成部分，約占95% ~ 99%，各種烴類按其結(jié)構(gòu)分為：烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴。 一般天然石油不含烯烴而二次加工產(chǎn)物中常含有數(shù)量不等的烯烴和炔烴。含硫、氧、氮的化合物對石油產(chǎn)品有害，在石油加工中應(yīng)盡量除去。,生成原因（1）,生物成油理論 研究表明，石

6、油的生成至少需要200萬年的時間，在現(xiàn)今已發(fā)現(xiàn)的油藏中，時間最老的達(dá)5億年之久。在地球不斷演化的漫長歷史過程中，有一些“特殊”時期，如古生代和中生代，大量的植物和動物死亡后，構(gòu)成其身體的有機(jī)物質(zhì)不斷分解，與泥沙或碳酸質(zhì)沉淀物等物質(zhì)混合組成沉積層。由于沉積物不斷地堆積加厚，導(dǎo)致溫度和壓力上升，隨著這種過程的不斷進(jìn)行，沉積層變?yōu)槌练e巖，進(jìn)而形成沉積盆地，這就為石油的生成提供了基本的地質(zhì)環(huán)境?！〈蠖鄶?shù)地質(zhì)學(xué)家認(rèn)為石油像煤和天然氣一樣，是古代有

7、機(jī)物通過漫長的壓縮和加熱后逐漸形成的。按照這個理論石油是由史前的海洋動物和藻類尸體變化形成的。,生成原因（2）,（陸上的植物則一般形成煤。）經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代這些有機(jī)物與淤泥混合，被埋在厚厚的沉積巖下。在地下的高溫和高壓下它們逐漸轉(zhuǎn)化，首先形成臘狀的油頁巖，后來退化成液態(tài)和氣態(tài)的碳?xì)浠衔?。由于這些碳?xì)浠衔锉雀浇膸r石輕，它們向上滲透到附近的巖層中，直到滲透到上面緊密無法滲透的、本身則多空的巖層中。這樣聚集到一起的石油形成油田。通過鉆

8、井和泵取人們可以從油田中獲得石油。地質(zhì)學(xué)家將石油形成的溫度范圍稱為“油窗”。溫度太低石油無法形成，溫度太高則會形成天然氣。雖然石油形成的深度在世界各地不同，但是“典型”的深度為四至六千米。由于石油形成后還會滲透到其它巖層中去，因此實際的油田可能要淺得多。因此形成油田需要三個條件：豐富的源巖，滲透通道和一個可以聚集石油的巖層構(gòu)造。,生成原因（3）,非生物成油理論　　非生物成油的理論天文學(xué)家托馬斯·戈爾德在俄羅斯石油地質(zhì)學(xué)家尼古

9、萊·庫德里亞夫切夫（Nikolai Kudryavtsev）的理論基礎(chǔ)上發(fā)展的。這個理論認(rèn)為在地殼內(nèi)已經(jīng)有許多碳，有些這些碳自然地以碳?xì)浠衔锏男问酱嬖?。碳?xì)浠衔锉葞r石空隙中的水輕，因此沿巖石縫隙向上滲透。石油中的生物標(biāo)志物是由居住在巖石中的、喜熱的微生物導(dǎo)致的。與石油本身無關(guān)。在地質(zhì)學(xué)家中這個理論只有少數(shù)人支持。一般它被用來解釋一些油田中無法解釋的石油流入，不過這種現(xiàn)象很少發(fā)生。,分布地區(qū),原油的分布從總體上來看極端不平衡

10、：從東西半球來看 世界分區(qū)域石油探明儲量圖[3]，約3/4的石油資源集中于東半球，西半球占1/4；從南北半球看，石油資源主要集中于北半球；從緯度分布看，主要集中在北緯20°-40°和50°-70°兩個緯度帶內(nèi)。波斯灣及墨西哥灣兩大油區(qū)和北非油田均處于北緯20°-40°內(nèi)，該帶集中了51.3%的世界石油儲量；50°-70°緯度帶內(nèi)有著名的北海油田、俄羅斯伏

11、爾加及西伯利亞油田和阿拉斯加灣油區(qū)。約80%可以開采的石油儲藏位于中東，其中62.5%位于沙特阿拉伯（12.5%）、阿拉伯聯(lián)合酋長國、伊拉克、卡塔爾和科威特。,石油綜合利用的部分產(chǎn)品,石油煉制的目的,一方面是將石油中的混合物進(jìn)行一定程度的分離使它們物盡其用；另一方面。將含碳原子數(shù)較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚訑?shù)較少的烴作為化工原料，以提高石油的利用價值。分餾法(Fractionation)，利用分子大小不同，沸點不同的原理，將石油中的碳?xì)浠?/p>

12、物予以分離，再以化學(xué)處理方法提高產(chǎn)品的價值。,石油分餾,工業(yè)上先將石油加熱至400℃~500℃之間，使其變成蒸氣后輸進(jìn)分餾塔。在分餾塔中，位置愈高，溫度愈低。石油蒸氣在上升途中會逐步液化，冷卻及凝結(jié)成液體餾份。分子較小、沸點較低的氣態(tài)餾份則慢慢地沿塔上升，在塔的高層凝結(jié)，例如燃料氣(Fuel Gas)、液化石油氣(LPG.)、輕油(Naphtha)、煤油(Kerosene) 等。分子較大、沸點較高的液態(tài)餾份在塔底凝結(jié)，例如柴油(Dies

13、el)、潤滑油及蠟等。在塔底留下的黏滯殘余物為瀝青及重油(Heavy Oil)，可作為焦化和制取瀝青的原料或作為鍋爐燃料。不同餾份在各層收集起來，經(jīng)過導(dǎo)管輸離分餾塔。這些分餾產(chǎn)物便是石油化學(xué)原料，可再制成許多的化學(xué)品。其屬于物理反應(yīng).,石油裂化,石油通過分餾獲得的汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量比較低，僅占石油總產(chǎn)量的25％左右。但社會需求量大的正是這些輕質(zhì)油，為了提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量，還可以采用裂化的方法從重油中獲取輕

14、質(zhì)油。裂化就是在一定的條件下，將相對分子質(zhì)量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點較低的烴的過程。,例子,裂化有熱裂化和催化裂化。熱裂化缺點：溫度過高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象,例如，在加熱、加壓和催化劑存在的條件下，十六烷裂化為辛烷和辛烯：,,,汽油 C5~C11,,煤油 C11~C16,,柴油 C15~C18,常壓蒸餾塔,,重油 C20以上,減壓蒸餾塔,,,燃料油,,瀝青,,石蠟,,潤滑油,,,,催化裂化,,,,,石油氣 C4以下,

15、,Liquid petroleum gas,,LPG,原油,,,裂解和裂化的區(qū)別1,烴類裂化過程是在加熱，或同時有催化劑存在，或在臨氫的條件下進(jìn)行，這就是石油煉制過程中常用的熱裂化、催化裂化和加氫裂化。熱裂化反應(yīng)按自由基鏈反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行，催化裂化反應(yīng)按碳正離子鏈反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行。此兩類反應(yīng)的產(chǎn)品其性質(zhì)和產(chǎn)率各不相同。裂解是石油化工生產(chǎn)過程中，以比裂化更高的溫度（700℃～800℃，有時甚至高達(dá)1000℃以上），使石油分餾產(chǎn)物（包括石油氣）中

16、的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴的加工過程。,裂解和裂化的區(qū)別2,裂解是一種更深度的裂化。石油裂解的化學(xué)過程比較復(fù)雜，生成的裂解氣是成分復(fù)雜的混合氣體，除主要產(chǎn)品乙烯外，還有丙烯、異丁烯及甲烷、乙烷、丁烷、炔烴、硫化氫和碳的氧化物等。 裂解氣經(jīng)凈化和分離，就可以得到所需純度的乙烯、丙烯等基本有機(jī)化工原料。目前，石油裂解已成為生產(chǎn)乙烯的主要方法。裂解是深度裂化，生成氣態(tài)不飽和烴,石油重整,催化重整：在有催化劑作用的條件下，對汽油餾分中的

17、烴類分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新排列成新的分子結(jié)構(gòu)的過程叫催化重整。 石油煉制過程之一，加熱、氫壓和催化劑存在的條件下，使原油蒸餾所得的輕汽油餾分（或石腦油）轉(zhuǎn)變成富含芳烴的高辛烷值汽油（重整汽油），并副產(chǎn)液化石油氣和氫氣的過程,煤,煤中有機(jī)質(zhì)是復(fù)雜的高分子有機(jī)化合物，主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，而碳、氫、氧三者總和約占有機(jī)質(zhì)的95%以上；煤中的無機(jī)質(zhì)也含有少量的碳、氫、氧、硫等元素。碳是煤中最重要的組分，其含量隨煤化程度的加深而增高。

18、泥炭中碳含量為50%～60%，褐煤為60%～70%，煙煤為74%～92%，無煙煤為 90%～98%。煤中硫是最有害的化學(xué)成分。煤燃燒時，其中硫生成SO2，腐蝕金屬設(shè)備，污染環(huán)境。煤中硫的含量可分為 5 級：高硫煤，大于4%；富硫煤，為2.5%～4%；中硫煤，為1.5%～2.5%；低硫煤，為1.0%～1.5%；特低硫煤 ，小于或等于1%。煤中硫又可分為有機(jī)硫和無機(jī)硫兩大類。,煤礦開采現(xiàn)場,煤的相關(guān)介紹,煤為不可再生的資源。煤是古代植物埋藏

19、在地下經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和物理化學(xué)變化逐漸形成的固體可燃性礦產(chǎn)，一種固體可燃有機(jī)巖，主要由植物遺體經(jīng)生物化學(xué)作用，埋藏后再經(jīng)地質(zhì)作用轉(zhuǎn)變而成。俗稱煤炭。中國是世界上最早利用煤的國家。遼寧省新樂古文化遺址中，就發(fā)現(xiàn)有煤制工藝品 ，河南鞏義市也發(fā)現(xiàn)有西漢時用煤餅煉鐵的遺址?！渡胶＝?jīng)》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭。明代李時珍的《本草綱目》首次使用煤這一名稱。希臘和古羅馬也是用煤較早的國家，希臘學(xué)者泰奧弗拉斯托斯在公元前約300年著

20、有 《石史》 ，其中記載有煤的性質(zhì)和產(chǎn)地；古羅馬大約在2000年前已開始用煤加熱?！∶禾渴且环N可以用作燃料或工業(yè)原料的礦物。它是古代植物經(jīng)過生物化學(xué)作用和地質(zhì)作用而改變其物理、化學(xué)性質(zhì)，由碳、氫、氧、氮等元素組成的黑色固體礦物。煤也是獲得有機(jī)化合物的源泉。通過煤焦油的分餾可以獲得各種芳香烴；通過煤的直接或間接液化，可以獲得燃料油及多種化工原料。,分類1,煤有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤等幾種。云南常用的是褐煤、煙煤、無煙煤三種。煤的種類

21、不同，其成分組成與質(zhì)量不同，發(fā)熱量也不相同。單位重量燃料燃燒時放出的熱量稱為發(fā)熱量，人為規(guī)定以每公斤發(fā)熱量7000千卡的煤作為標(biāo)準(zhǔn)煤，并以此標(biāo)準(zhǔn)折算耗煤量。,分類2,1．褐煤：多為塊狀，呈黑褐色，光澤暗，質(zhì)地疏松；含揮發(fā)分40%左右，燃點低，容易著火，燃燒時上火快，火焰大，冒黑煙；含碳量與發(fā)熱量較低（因產(chǎn)地煤級不同，發(fā)熱量差異很大），燃燒時間短，需經(jīng)常加煤。 　　2．煙煤：一般為粒狀、小塊狀，也有粉狀的，多呈黑色而有光澤，質(zhì)地細(xì)致，含

22、揮發(fā)分30%以上，燃點不太高，較易點燃；含碳量與發(fā)熱量較高，燃燒時上火快，火焰長，有大量黑煙，燃燒時間較長；大多數(shù)煙煤有粘性，燃燒時易結(jié)渣。,分類3,3．無煙煤：有粉狀和小塊狀兩種，呈黑色有金屬光澤而發(fā)亮。雜質(zhì)少，質(zhì)地緊密，固定碳含量高，可達(dá)80%以上；揮發(fā)分含量低，在10%以下，燃點高，不易著火；但發(fā)熱量高，剛?cè)紵龝r上火慢，火上來后比較大，火力強(qiáng)，火焰短，冒煙少，燃燒時間長，粘結(jié)性弱，燃燒時不易結(jié)渣。應(yīng)摻入適量煤土燒用，以減輕火力強(qiáng)度

23、。 　　(4)泥煤：碳化程度最淺，含碳量少，水分多，Mar可高達(dá)90%，所以需要露天風(fēng)干后使用；泥煤的灰分很容易熔化，發(fā)熱量低，揮發(fā)分含量很多，因此極易著火燃燒。 　　泥煤可燃性好，很容易著火燃燒，反應(yīng)性強(qiáng)，含硫量低，灰分熔點低，但機(jī)械強(qiáng)度較低。因此，泥煤在工業(yè)上使用價值不高，更不宜長途運(yùn)輸，一般只作為地方性燃料使用。產(chǎn)區(qū)分布于西南各省和浙江（西湖泥煤）等地,無煙煤,泥煤,褐煤,煤的干餾,1 、煤的干餾——(把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解

24、 ) 的過程叫煤的干餾。是一個(化學(xué)變化）過程 。（工業(yè)上叫煉焦）石油的分餾和煤的干餾的區(qū)別：石油的分餾是物理變化、煤的干餾是化學(xué)變化過程。,煤干餾產(chǎn)品和用途,煤的汽化與液化--目的,為了預(yù)防或減少煤燃料對環(huán)境和人體健康帶來的危害，近二三十年來，世界各國大力開展了對煤利用新技術(shù)的研究，其中主要包括對煤的液化和汽化技術(shù)。煤的汽化和液化就是使煤變成清潔能源的有效途徑，與此同時煤的燃燒效率等也得到提高,煤的汽化1,（1）汽化 

25、  煤的汽化就是將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。煤汽化的主要化反應(yīng)是指碳和水蒸氣的反應(yīng)。                       C+H2O === CO＋H2   這是一個

26、吸熱反應(yīng)，所需熱量一般都由同時進(jìn)行的碳的燃燒反應(yīng)來提供。                      C＋O2 ===CO2碳燃燒時可以使用空氣，也可以使用氧氣，但得到的煤氣成分、熱值及用途都不同，分別叫低熱值氣和中熱值氣。中熱

27、值氣在適當(dāng)催化劑的作用下，又可以轉(zhuǎn)變成高熱值氣。即把中熱值煤氣里的CO和H2用催化劑合成甲烷。                   CO＋3H2 →CH4＋H2O,煤的液化1,煤的液化是將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。煤的液化可以分為直接和間接兩個途徑。把煤粉