煤的直接液化方程式

煤的直接液化方程式

煤的直接液化是一种将煤炭转化为液体燃料的过程。煤炭是一种化石燃料，主要由碳、氢、氧和少量杂质组成。直接液化是通过在高温高压下，将煤炭与氢气反应，将其转化为液体燃料。这个过程通常需要使用催化剂来促进反应，并在适当的条件下进行。

煤的直接液化过程可以用以下方程式来描述：

C + H2 → CH4

这个方程式表示了煤与氢气反应生成甲烷的过程。在直接液化过程中，煤中的碳与氢气发生反应，生成甲烷。甲烷是一种主要成分为碳和氢的气体燃料，也是天然气的主要成分。

煤的直接液化过程还涉及到其他一些反应，如：

C + 2H2 → CH4

这个方程式表示了煤与氢气反应生成甲烷的过程。在这个反应中，煤中的碳与氢气发生反应，生成甲烷。这个反应也是煤的直接液化过程中的重要反应之一。

除了生成甲烷，煤的直接液化过程还会产生其他液体燃料，如乙烷、丙烷等。这些液体燃料可以用以下方程式来描述：

C + 3H2 → C2H6

C + 4H2 → C3H8

这些方程式表示了煤与氢气反应生成乙烷和丙烷的过程。在这些反应中，煤中的碳与氢气发生反应，生成乙烷和丙烷。这些液体燃料在煤的直接液化过程中也起到了重要的作用。

除了上述的方程式，煤的直接液化过程还涉及到一些其他的反应，如裂解、气化等。这些反应会产生一些副产物，如氨、硫化氢等。为了减少这些副产物的生成，通常会在直接液化过程中加入催化剂，并控制反应的温度和压力等条件。

总结起来，煤的直接液化是一种将煤炭转化为液体燃料的过程，通过在高温高压下，将煤炭与氢气反应，生成液体燃料。这个过程涉及到多种反应，如生成甲烷、乙烷、丙烷等。为了提高反应效率和减少副产物的生成，通常会在过程中加入催化剂，并控制适当的条件。煤的直接液化可以有效地利用煤炭资源，并减少对传统石油资源的依赖，具有重要的意义和应用前景。

煤液化

煤液化 煤液化是指经过一定的加工工艺，将固体煤炭转化为液体燃料或液体化工原料的过程。按化学加工方法的不同煤的液化可分为两类:①煤在较高温度和压力下加氢直接转化为液体产品。煤的间接液化是指煤经气化产生合成气（CO + H2），再催化合成液体产品。 煤的液化是具有战略意义的一种煤转化技术，可将煤转化为替代石油的液体燃料和化工原料，有利于缓解石油资源的紧张局面。从全世界能源消耗组成看，可燃矿物（煤、石油、天然气）占92%左右，其中石油44%，煤30%，天然气18%。每个国家由于自身能源禀赋和工业发达程度的不同，各种能源所占的比重也不同。目前全世界已探明的石油可采储量远不如煤炭，不能满足能源、石油化工生产的需求。因此可以将储量相对较丰富的煤炭，通过煤炭液化转化为石油替代用品。尤其由于我国相对“富煤、贫油、少气”的能源格局，煤炭液化技术对于保障国家能源战略安全和经济可持续发展具有重要的意义[1]。 煤的直接液化已经走过了漫长的历程。1913年德国科学家F.Bergius发明了煤炭直接液化技术，为煤的加氢液化奠定了基础。此后，德国IG公司在第二次世界大战期间实现了工业化，战后由于中东地区廉价石油的开发，煤炭液化失去了竞争力。20世纪70年代由于石油危机煤炭液化又活跃起来。日本、德国、美国等工业发达国家相继开发出一批煤炭液化工艺。这些国家集中在如何降低反应条件的苛刻度，从而达到降低煤炭液化成本。目前，世界上煤炭直接液化有代表性的是德国的IGOR工艺、日本的NEDOL工艺和美国的HTI工艺。这些新工艺的特点是：反应条件与老液化工艺相比大大缓和，压力从40MPa降低到17-30MPa。并且产油率和油的质量都有很大提高，具备了大规模建设液化厂的技术能力。目前，国外没有实现工业化生产的主要原因是：由于原煤价格和液化设备造价以及人工费用偏高，导致液化成本相对于石油偏高，难以与石油竞争。 我国从20世纪70年代末开始进行煤炭直接液化技术的研究和攻关，其目的是用煤生产汽油、柴油等运输燃料和芳香烃等化工原料。煤炭科学研究总院先后从日本、德国、美国引进直接液化试验装置。经过近20年的试验研究，找出了14种适于直接液化的中国煤种；选出了5种活性较高的、具有世界先进水平的催化剂；完成了4种煤的工艺条件试验。为开发适于中国煤种的煤直接液化工艺奠定了基础，成功地将煤液化后的粗油加工成合格的汽油、柴油和航空煤油等。目前，从煤一直到合格产品的全流程已经打通，煤炭直接液化技术在中国已完成基础性研究，为进一步工艺放大和建设工业化生产厂打下了坚实的基础。 1923年，德国出现了煤炭间接液化技术。第二次世界大战时期，建造了9个煤炭间接液化工厂。战后，同样由于廉价的石油开发，导致这项技术停滞不前。之后，由于铁系催化剂的研制成功，新型反应器的开发和利用，煤炭液化技术得到了发展。但是，由于煤炭间接液化工艺复杂，初期投资大，成本高，除了南非外，其他国家对间接液化的兴趣相对于直接液化来说逐渐淡弱。 间接液化的技术主要3种，南非的费一托合成法、美国的莫比尔法和正在开发的直接合成法。目前间接液化技术在世界上已实现商业化生产。全世界共有3家商业生产厂正在运行，其中有南非的萨索尔公司和新西兰、马来西亚的煤炭间接液化厂。新西兰采用莫比尔法液化工艺，但是只进行间接液化的第一部反应，即利用天然气或者煤气化合成气生产甲醇。马来西亚煤炭间接液化厂采用的工艺和南非的类似，但不同的是以天然气为原料来生产优质柴油和煤油。因此，从严格意义上来说，南非的萨索尔公司是世界上唯一的煤炭间接液化商业化生产企业。该公司生产的汽油和柴油可满足南非28%的需求量，其煤炭间接液化技术处于世界领先地位。 我国从20世纪50年代初即开始进行煤炭间接液化技术的研究，曾在锦州进行过煤间接液化试验，后因发现大庆油田而中止。由于70年代的两次石油危机，以及“富煤少油”的能源结构带来的一系列问题，我国自80年代初又恢复对煤间接液化合成汽油技术的研究，

新版高中化学讲义：煤、石油和天然气的综合利用

一、煤的组成 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。 二、煤的综合利用 1．煤的干馏 煤的干馏是指将煤_______空气加强热使煤中的有机物分解的过程，是一个复杂的_______变化和_______变化过程，工业上也叫煤的焦化。 煤的干馏可以得到煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气。 干馏产品 主要成分 主要用途 出炉煤气 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料 粗氨水 氨、铵盐 氮肥 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、 合成材料 煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘类 染料、医药、农药、合成材料 沥青 筑路材料、制碳素电极 焦炭 炭 冶金、合成氨造气、电石、燃料 【答案】隔绝 物理 化学 2．煤的气化 将煤转化为可燃性气体，C(s)＋H 2O(g)=====高温 CO(g)＋H 2(g) 第27讲 煤、石油和天然气的综合利用 知识导航 知识精讲

3．煤的液化 把煤转化成液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化 (1)直接液化：在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物。即：煤＋H 2 → 液体燃料 (2)间接液化：煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO 、H 2等，然后在催化剂作用下合成甲醇等。 即：煤−−→ −气化CO ＋H 2−−→−催化剂 甲醇 三、石油的组成 1．由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般石油不含烯烃，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。 2．石油是一种黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。 四、石油的综合利用 分馏 ①原理：利用原油中各组分沸点的不同进行分离 ②产物：获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油(直馏汽油) 裂化 ①原理：将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的烃的过程。 如C 12H 26加热、加压 催化剂 −− →−C 6H 14 + C 6H 12 ②产物：碳原子数较少、沸点较低的烃。 裂解 ①原理：裂解就是深度裂化。 C 8H 18 加热、加压 催化剂−−→−C 4H 10＋C 4H 8 C 4H 10 加热、加压 催化剂−−→−C 2H 6＋C 2H 4 ②产物：短链不饱和烃，如乙烯。 催化重整 ①原理：在加热和催化剂的作用下，通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃。 ②产物：环状烃，如苯和甲苯等。 五、天然气的组成及其综合利用 1．天然气的组成：天然气的主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。 2．天然气的综合利用 (1)天然气是一种清洁的化石燃料，可以直接用作燃料； (2)重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇。 对点训练

煤的直接液化

煤的直接液化 概述 煤的液化是先进的洁净煤技术和煤转化技术之一，是用煤为原料以制取液体烃类为主要产品的技术。煤液化分为“煤的直接液化”和“煤的间接液化”两大类， 煤的直接液化是煤直接催化加氢转化成液体产物的技术． 煤的间接演化是以煤基合成气(CO+H2)为原料，在一定的温度和压力下，定向催化合成烃类燃料油和化工原料的工艺，包括煤气化制取合成气及其挣化、变换、催化合成以及产品分离和改质加工等过程。 通过煤炭液化，不仅可以生产汽油、柴油、LPG（液化石油气）、喷气燃料，还可以提取BTX（苯、甲苯、二甲苯），也可以生产制造各种烯烃及含氧有机化台物。 煤炭液化可以加工高硫煤，硫是煤直接液化的助催化剂，煤中硫在气化和液化过程中转化威H2S再经分解可以得到元素硫产品． 本篇专门介绍煤炭直接液化技术 早在1913年，德国化学家柏吉乌斯(Bergius)首先研究成功了煤的高压加氢制油技术，并获得了专利，为煤的直接液化奠定了基础。 煤炭直接加氢液化一般是在较高温度(400℃以上)，高压(10MPa以上)，氢气(或CO+H2, CO+H2O)、催化剂和溶剂作用下，将煤的分子进行裂解加氢，直接转化为液体油的加工过程。 煤和石油都是由古代生韧在特定的地质条件下，经过漫长的地质化学滴变而成的。煤与石油主要都是由C、H、O等元素组成。煤和石油的根本区别就在于：煤的氢含量和H／C 原子比比石油低，氧含量比石油高I煤的相对分子质量大，有的甚至大干1000．而石油原油的相对分子质量在数十至数百之间，汽油的平均分子量约为110；煤的化学结构复杂，它的基本结构单元是以缩合芳环为主体的带有侧链和官能团的大分子，而石油则为烷烃、环烷烃和芳烃的混合物。煤还含有相当数量的以细分散组分的形式存在的无机矿物质和吸附水，煤也含有数量不定的杂原子（氧，氮、硫）、碱金属和微量元素。 通过加氢，改变煤的分子结构和H/C原子比，同时脱除杂原子，煤就可以液化变成油。 1927年德国在莱那(Leuna)建立了世界上第一个煤直接液化厂，规模10×l04 t/a。1936~ 1943年为支持其法西斯战争，德国又有11套煤直接液化装置建成投产，到1941年，生产能力曾达到423×104t/a． 20世纪50年代后，中东地区大量廉价石油的开发，使煤液化（包括直接液化和间接液化）失去了竞争力．1973年后，由于中东战争，世界范围内发生了一场石油危机，煤液化研究又开始活跃起来。德国、美国、日本、俄罗斯等国的煤化学家相继开发了煤炭直接液化新工艺，主要目的是提高煤液化油的收率和质量、缓和操作条件、减少投资、降低成本；相继成功地完成了日处理150－600t煤的大型工业性试验并进行了商业化生产厂的设计。 第一章煤直接液化的基本原理 第一节煤的分子结构与适宜直接液化的煤种 一、煤的大分子结构模型 根据最新的研究成果，一些学者提出了煤的复合结构概念模型，认为煤的有机质可以设想由以下4个部分复合而成。 第一部分，是以化学共价键结合为主的三维交联的大分子，形成不溶性的刚性网络结构，它的主要前身物来自维管植物中以芳族结构为基础的木质素。 第二部分，包括煤的相对分子质量一千至数千，相当于沥青质和前沥青质的大型和中型分子，这些分子中包含较多的极性官能团，它们以各种物理力为主，或互相缔合，或与第一

高中化学必修2全册基本知识点总结

高二化学必修2 知识点梳理 一、原子结构：如：Z A n R 的质子数与质量数，中子数，电子数之间的关系: 1、数量关系：核内质子数＝核外电子数 2、电性关系： 原子核电荷数＝核内质子数＝核外电子数 阳离子核外电子数＝核内质子数－电荷数 阴离子核外电子数＝核内质子数＋电荷数 3、质量关系：质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N） 二、元素周期表和周期律 1、元素周期表的结构： 周期序数=电子层数 七个周期（1、2、3短周期；4、5、6长周期；7不完全周期） 主族元素的族序数=元素原子的最外层电子数 18个纵行（7个主族；7个副族；一个零族；一个Ⅷ族（8、9、10三个纵行）） 2、元素周期律 (1)元素的金属性和非金属性强弱的比较 a. 单质与水或酸反应置换氢的难易或与氢化合的难易及气态氢化物的稳定性 b. 最高价氧化物的水化物的碱性或酸性强弱 c. 单质的还原性或氧化性的强弱（注意：单质与相应离子的性质的变化规律相反） (2)元素性质随周期和族的变化规律 a. 同一周期，从左到右，元素的金属性逐渐变弱 b. 同一周期，从左到右，元素的非金属性逐渐增强 c. 同一主族，从上到下，元素的金属性逐渐增强 d. 同一主族，从上到下，元素的非金属性逐渐减弱 (3)第三周期元素的变化规律和碱金属族和卤族元素的变化规律（包括物理、化学性质） (4)微粒半径大小的比较规律：a. 原子与原子 b. 原子与其离子 c. 电子层结构相同的离子。 3、元素周期律的应用（重难点） (1)“位，构，性”三者之间的关系 a. 原子结构决定元素在元素周期表中的位置； b. 原子结构决定元素的化学性质； c. 以位置推测原子结构和元素性质 (2) 预测新元素及其性质 三、化学键 1、离子键： A. 相关概念： B. 离子化合物：大多数盐、强碱、典型金属氧化物 C. 离子化合物形成过程的电子式的表示（AB， A2B，AB2，A2B2） 2、共价键： A. 相关概念： B. 共价化合物：只有非金属的化合物（除了铵盐） C. 共价化合物形成过程的电子式的表示（NH3， CH4，CO2，HClO，H2O2） D 极性键与非极性键 3、化学键的概念和化学反应的本质： 一、化学能与热能 1、化学反应中能量变化的主要原因：化学键的断裂和形成. 2、化学反应吸收能量或放出能量的决定因素：反应物和生成物的总能量的相对大小 a. 吸热反应：反应物的总能量小于生成物的总能量 b. 放热反应：反应物的总能量大于生成物的总能量 3、化学反应的一大特征：化学反应的过程中总是伴随着能量变化，通常表现为热量变化 4、常见的放热反应： A. 所有燃烧反应； B. 中和反应； C. 大多数化合反应； D. 活泼金属跟水或酸反应 E. 物质的缓慢氧化 5、常见的吸热反应： A. 大多数分解反应； 氯化铵与八水合氢氧化钡的反应 2NH4Cl + Ba(OH)2·8H2O == 2NH3 + BaCl2 + 10H2O 6、中和热： A. 概念：稀的强酸与强碱发生中和反应生成1mol H2O（液态）时所释放的热量。 B、中和热测定实验。 二、化学能与电能 1、原电池： (1) 概念：化学能转化成电能的装置 (2) 工作原理： a. 负极：失电子（化合价升高），发生氧化反应 b. 正极：得电子（化合价降低），发生还原反应 (3)原电池的构成条件：关键是能自发进行的氧化还原反应能形成原电池。 a. 有两种活泼性不同的金属或金属与非金属导体作电极 b. 电极均插入同一电解质溶液 c. 两电极相连（直接或间接）形成闭合回路 (4)原电池正、负极的判断： a. 负极：电子流出的电极（较活泼的金属），金属化合价升高 b. 正极：电子流入的电极（较不活泼的金属、石墨等）：元素化合价降低 (5)金属活泼性的判断： a. 金属活动性顺序表 b. 原电池的负极（电子流出的电极，质量减少的电极）的金属更活泼；

煤气化过程的主要化学反应方程式

煤气化过程的主要化学反应方程式 摘要：列举了煤气化过程中主要的化学反应方程式，分析了其反应机理，及影响其平衡浓度及反应速度的因素，讨论了改变反应速度的可能性。 关键词：气化过程方程式平衡浓度反应速度 The main chemical reaction equations in Coal gasification process Shi Xiaobing （Shanxi jincheng anthracite coal mining group company 048006） Abstract The: main chemical reaction equations in coal gasification process are presented in this article, whose mechanisms, equilibrium concentration and reaction speed are all analysesed in detail.Besides, the possibility of improving speed of reactions is also discussed. Keywords :gasification process chemical reaction equations equilibrium concentration reaction speed 一.前言 煤气化技术在生产城市煤气、提高动力工业的发电效率和在化学工业中替代部分天然气和石油产品等方面，受到广泛的重视。中国煤的蕴藏十分丰富，发展煤气化技术对提高城市煤气普及率、发展相应有关工业等方面将起到重要作用。 了解和研究煤气化过程中主要化学反应的机理、速率、平衡组成及影响因素，对于提高煤气中有效组分、气化效率具有重要的理论和实践意义。 二.气化过程主要反应的分析 气化炉中的气化反应是一个十分复杂的体系，由于煤炭的“分子”是碳、氢、氧和其它元素的复杂结构，因而讨论气化反应时先做出如下假定： （1）仅考虑煤炭中的主要元素碳，用C*表示，称为聚集或者固体的碳，或叫做含碳物质。 （2）气化反应发生时，已经完成了煤的干馏或者热解过程。也就是说，气化过程主要是指煤中的碳与氧、水蒸汽、二氧化碳以及氢的反应，上述反应均为非均相反应，此外煤的气化过程还包括均相反应，即气态反应产物之间相互反应或与气化剂的反应，本文主要介绍前者。

煤直接液化的原理

煤直接液化的原理 煤是一种非常重要的能源资源，但是其利用却面临着众多的问题，比如环保问题、安全问题等等，因此寻求一种更加高效、安全、环保的煤利用方式就成为了科研人员们努力追求的目标。而煤直接液化技术就是其中的一种，其原理主要在于将煤中的含碳化合物通过一系列的反应转化成为液态燃料。接下来，我们将从化学反应原理、反应过程和技术优势等多个方面，来详细阐述煤直接液化的原理。 一、化学反应原理 煤直接液化的反应原理主要是在高温、高压、清氢气体的存在下，通过一系列的氢解、缩合、重排、酸碱催化等化学反应，将煤中的含碳化合物转化成为液态燃料。其中，氢解反应主要是将煤中的大分子结构化合物，如芳香烃和萜烯等分解成为较小的分子。缩合反应则将分解后的小分子进行加和生成大分子结构的化合物。重排反应是将某些分子重排生成其他分子。酸碱催化则能够加速这些反应的进行，提高反应产率。通过这样的反应机理链式反应，一系列复杂的物质转化过程最终形成了液态燃料。 二、反应过程 煤直接液化的反应过程也是非常复杂的，我们可以从以下几个方面来了解其反应机理。首先是煤的预处理，需要利用一些化学和物理方法提高煤的反应性，增加煤的溶解度和可液化程度；其次是煤的低温热

解，通过加热、残炭和气体析出等过程得到反应前体原料氢气，为后 续高温反应提供所需氢源；最后是高温下的反应，主要反应环节包括 聚合反应、缩合反应、重排反应等，其中还需要添加催化剂、表面活 性剂、沉淀剂等辅助材料，以提高反应率和产品纯度。 三、技术优势 相比其他煤气化技术，煤直接液化技术具有以下技术优势。首先是化 验条件温和，需要的反应温度不高，可以保证产物的品质和产率；其 次是产物品质高，液化产物中不仅含有燃料成分，而且还含有化工原 料成分，可以满足不同领域的需求；最后还可以与其他技术相互补充，如煤间接液化、煤气化、竞价等，可以形成一整套的煤转化技术链， 提高能源产业可持续发展能力。 总之，煤直接液化技术的原理虽然看上去十分复杂，但却是一项十分 有前途的技术，它不仅可以解决煤利用所面临的环保问题，而且还可 以提高能源产业的生产效益。随着科技的发展，相信这项技术也会越 来越受到人们的关注和重视。

煤的直接液化与间接液化技术进展

煤的直接液化与间接液化技术进展 郭新乐 （合肥学院，化学与材料工程系，安徽合肥230022） 摘要：分析了煤液化技术在我国经济发展中的战略性意义，介绍了煤液化技术，包括直接液化技术，间接液化技术，展望了我国煤液化技术的发展方向并提出了建议。 关键词：煤液化技术；直接液化；间接液化 Prospect of Direct Coal Liquefaction and Indirect Coal Liquefaction GUO Xin-Le (Department of Chemical and Mater ials Engineering, Hefei University, Anhui Hefei 230022, China) Abstract: This paper introduced the significance of the coal liquefaction technology in the development of economy. The coal liquefaction technology was then reviewed, including direct coal liquefaction and indirect coal liquefaction. Prospects were done, and the development direction of the coal liquefaction technology in China was suggested. Key words: coal liquefaction technology of; direct coal liquefaction; indirect coal liquefaction 众所周知石油作为能源储备资源较煤炭少，且分布不均匀，石油供需矛盾日益突出。我国富煤，贫油这一资源特点，决定了能源发展必然以煤为主，长期以来，煤炭在我国的能源消费结构中一直占70%以上。根据预测：2020年，我国对进口石油的依赖度将达50%，2030年将达到74%。由此可见，寻找一种可以代替石油的资源，煤成为第一选择。发展煤制油技术和相关化工产业，实现以煤代油，具有重要的现实意义和长远的历史意义，它将是解决我国石油资源短缺、平衡能源结构、保障能源安全及国民经济持续稳定发展的重要战略举措。煤液化就是指把固体的煤炭通过化学加工的方法，使其转化为液体燃料、化工原料等产品。根据加工路线的不同，通常把煤液化分为直接液化和间接液化两大类。 1煤的直接液化技术 煤的直接液化是指煤在适当的温度和压力下，催化加氢裂化(热裂、溶剂、萃取、非催化裂化等)成液体烃类，生成少量气体烃，脱出煤中氮、氧和硫等杂原子的深度转化过程[1]。 理论上讲，煤加氢液化分为轻度加氢和深度加氢。通过加氢，煤结构中某些键断开，将固态煤转变成液体产物和气态产物。 1.1煤的直接液化机理 煤受热分解及产生的不稳定自由基碎片进行加氢裂解，使结构复杂的高分子煤转化成H/C原子比较高的低分子液态产物和少量的气态烃。通常我们认为，煤的加氢液化的反应历程以顺序反应链为主，以下方程式可表示煤加氢液化： R- CH2- CH2- R′→R-CH2·+R′- CH2·（1） R- CH2·+R′- CH2·+2H→R-CH3+R′- CH3（2）

水煤气变换反应方程式

水煤气变换反应方程式 水煤气的变换反应：将水蒸气通过炽热的煤层可制得较洁净的水煤气，现象为火焰腾起更高，而且变为淡蓝色。 水煤气变换反应是放热反应，从纯化学的角度来看，水煤气变换反应的正向反应是水合反应，逆向反应是一个加氢及脱水反应。 水煤气变换反应属于中等程度放热。按照操作温度，可分为低温水气变换反应（180~250℃）和中温水气变换反应（220~350℃）。 制取水煤气的化学方程式如下： 1、C+H₂O（g）===（高温）CO+H₂。 将水蒸气通过高温的煤层可制得较洁净的水煤气（主要成分是CO和H2），现象为火焰腾起更高，变为淡蓝色（氢气和CO燃烧的颜色）。 2、CH₄+H₂O===CO+3H₂ 甲烷和水进行化合反应也可制得水煤气。 水煤气的用途： 水煤气是气体燃料的一种。主要成分氢和一氧化碳。由水蒸气和炽热的无烟煤或焦炭作用而得。 工业上大多用蒸气和空气轮流吹风的间歇法，或用蒸气和氧一起吹风的连续法。 热值约为10500千焦/标准立方米。此外，尚有用蒸气和空气一起吹风所得的“半水煤气”。 可作为燃料，或用作合成氨、合成石油、有机合成、氢气制造等的原料。可用喷射式无焰烧嘴进行燃烧，空气和煤气不用预热。 与醇、醚相比，简化制造和减少设备，成本和投资更低。 压缩或液化与氢气相近，但不用脱除CO，建站投资较低。还可

用减少的成本和投资部分补偿压缩（制醇醚也要压缩）或液化的投资和成本。有毒，工业上用作燃料，又是化工原料。 水煤气的危害： 1、水煤气发生炉长期运行后极易产生大量硫化氢、焦油、酚水等污染物，影响半径达500米，对农作物、空气环境和人体等都有较大的损害。 2、它产生的多种废气和恶臭，会引起人头痛、头晕，居民难以承受。 3、此外，由于水煤气主要由一氧化碳、氢气等易燃气体组成，一旦泄漏，则极可能发生爆炸和中毒，造成群死群伤事件。

煤的气化方程式

煤的气化方程式 发生的主要反应方程式有：C+O2=CO2；2C+O2=2CO； C+H2O=CO+H2；C+2H2O=CO2+2H2；CO+H2O=CO2+H2； CO+3H2=CH4+H2O，还有很多中间反应。煤的气化是一个很复杂的过程，煤气化过程的两类主要反应：燃烧反应和还原反应。 煤炭气化 煤炭气化指在一定温度、压力下，用气化剂对煤进行热化学加工，将煤中有机质转变为煤气的过程。其涵义就是以煤、半焦或焦炭为原料，以空气、富氧、水蒸气、二氧化碳或氢气为气化介质，使煤经过部分氧化和还原反应，将其在所含碳、氢等物质转化成为一氧化碳、氢、甲烷等可燃组分为主的气体产物的多相反应过程。对此气体产品进行进一步加工，可制得其它气体、液体燃烧料或化工产品。经气化，煤的潜热将尽可能多地变为煤气的潜热。 煤的分馏是物理变化，煤的干馏是化学变化。煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料，有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤这几种分类。 1干馏的定义干馏是固体或有机物在隔绝空气条件下加热分解的反应过程。干馏的结果是生成各种气体、蒸气以

及固体残渣。气体与蒸气的混合物经冷却后被分成气体和液体。干馏是人类很早就熟悉和采用的一种生产过程，如干馏木材制木炭，同时得到木精（甲醇）、木醋酸等。在第一次世界大战前，工业上丙酮就是由木材干馏所得的木醋酸用石灰中和，再经干馏而制得的。2分馏的定义分馏是分离几种不同沸点的混合物的一种方法，过程中没有新物质生成，只是将原来的物质分离，属于物理变化。分馏是对某一混合物进行加热，针对混合物中各成分的不同沸点进行冷却分离成相对纯净的单一物质过程。分馏实际上是多次蒸馏，它更适合于分离提纯沸点相差不大的液体有机混合物。如煤焦油的分馏；石油的分馏。当物质的沸点十分接近时，约相差25度，则无法使用简单蒸馏法，可改用分馏法。分馏柱的小柱可提供一个大表面积与蒸气凝结。

煤炭、石油、天然气的形成煤炭石油天然气的形成

煤炭、石油、天然气的形成煤炭石油天然气的形成 煤炭、石油、天然气和生物质的利用 一、石油和天然气 1.石油的炼制和石油化工（1）认识石油 形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。元素组成：C、H、S等 物质组成：烷烃、环烷、芳香烃等，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。 物理性质： 黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。石油是纯净物还是混合物？有无固定的沸点？答案：混合物无固定的沸点（2）原油： 从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。要炼制，其目的是将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用，另一方面，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃，做为基础有机化工原料。 （3）石油的分馏 .工业上常用常压分馏和减压分馏的方法把不同沸点的产品分离出来，为了提高汽油产量，还可采用催化裂化的方法。如十六烷分解反应方程式为：C16H34 C8H18＋C8H16。 ①常压分馏：将石油分成轻质油和重油 常压分馏主要产品：轻质油:溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等。②减压分馏：将重油再进一步分成各种馏分。重油进行减压分馏的产物主要有：重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青等。 （4）石油的裂化和裂解 ①石油裂化有热裂化和催化裂化两种

热裂化：目的:提高汽油的产量缺点：温度过高，发生结焦现象催化裂化：目的:提高汽油的质量和产量催化剂:硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）②裂解：即深度裂化，使长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃，目的：制取短链烯烃。 如：己烷裂解反应 C6H14 4＋CH2═CH2＋CH3CH═CH2＋其他 15% 40% 20% 25% 2、天然气的利用（1）天然气的来源 天然气（natural gas）又称油田气、石油气、石油伴生气。开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧、硫化氢等。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6～0.8g/cm3，比空气轻。通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。 （2）天然气的主要用途 用作燃料；制造炭黑、合成氨、合成石油、甲醇和其他许多有机化合物的原料。（3）天然气化工 以天然气为原料的化学工业简称天然气化工。其主要内容有：①天然气制碳黑；②天然气提取氦气；③天然气制氢；④天然气制氨； ⑤天然气制甲醇；⑥天然气制乙炔；⑦天然气制氯甲烷；⑧天然气制四氯化碳；⑨天然气制硝基甲烷；⑩天然气制二硫化碳；天然气制乙烯；天然气制硫磺等。 二、煤的综合利用 1、煤的干馏 ⑪定义：煤的干馏，也叫煤的焦化，是指将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。⑫煤干馏的产品及用途 ⑬工业上炼焦，就属于煤的干馏，其原理是将煤粉放在隔绝空气的炼焦炉中加热，煤粉受热分解得到焦炭、煤焦油、焦炉气（可燃烧）、

煤直接液化和间接液化的比较

煤直接液化和间接液化的比较 郭连方 【摘要】文章阐述了发展煤炭液化技术的必要性及其意义，重点介绍了目前较为成熟的直接液化和间接液化两种技术，将直接液化和间接液化两种技术的工艺特征进行了系统的比较，总结了两种技术的优缺点和煤种的适应情况以及产品结构。 【期刊名称】煤 【年(卷),期】2008(017)012 【总页数】3 【关键词】煤炭液化技术;直接液化;间接液化 1 煤的液化 所谓“煤的液化”在科学上称为煤基液体燃料合成技术，是将煤炭在高温下加氢、加压、加催化剂，产生粗油再经炼化取得汽、柴油，同时伴随乙烯、丙烯、石蜡、醇等多种高附加价值附产品。煤的液化方法主要分为煤的直接液化和煤的间接液化两大类。 2 煤的直接液化 所谓直接液化是将煤在较高温度和压力下，与氢气、催化剂发生作用，通过加氢裂化转变为液体燃料的过程称为直接液化。裂化是一种使烃类分子分裂为几个较小分子的反应过程。因煤直接液化过程主要采用加氢手段，故又称煤的加氢液化法。 2.1 煤直接液化技术的工艺特征 典型的煤直接加氢液化工艺包括:①氢气制备;②煤糊相(油煤浆)制备;③加氢液化

反应;④油品加工等“先并后串”四个步骤。 氢气制备是加氢液化的重要环节，大规模制氢通常采用煤气化及天然气转化。液化过程中，将煤、催化剂和循环油制成的煤浆，与制得的氢气混合送入反应器。在液化反应器内，煤首先发生热解反应，生成自由基“碎片”，不稳定的自由基“碎片”再与氢在催化剂存在条件下结合，形成分子量比煤低得多的初级加氢产物。出反应器的产物构成十分复杂，包括气、液、固三相。气相的主要成分是氢气，分离后循环返回反应器重新参加反应;固相为未反应的煤、矿物质及催化剂;液相则为轻油(粗汽油)、中油等馏份油及重油。 2.2 NEDOL液化工艺 该工艺主要针对烟煤，主要流程，见图1。是在合成的铁系催化剂的质量比为2%～4%的条件下，煤被研磨，并与循环溶剂配成煤浆。煤浆与氢气混合、预热，然后进入主反应器中。该主反应器是一个简单的管式液体向上流动的反应器，液相煤浆平均停留时间为90～150 min。从主反应器中出来的产品被冷却、减压后至常压蒸馏塔，除去轻质产品。常压蒸馏后的残余物经过减压蒸馏塔，此时中质馏分和重质馏分被除去。大部分的中质油和全部的重质油加氢后被循环作为溶剂。从减压蒸馏塔中生产出的中质和重质油被混合之后，进入溶剂再加氢反应器。从反应器中出来的产品被减压后进入闪蒸塔中，此时加氢后的石脑油将被除去，闪蒸产生液体产品将被作为溶剂循环到煤浆混合段。 该工艺主要操作条件是:反应温度在455～465℃，反应压力17～19 MPa，空速0.36 t/(m3·h);催化剂使用合成硫化铁或天然黄铁矿;固液分离采用减压蒸馏法;配制煤浆用的循环溶剂单独加氢，提高了溶剂的供氢能力。 该液化工艺的液体产品的质量较低，液化油未进行提质加工，需要进一步的提

高中化学必修二：化学与自然资源的开发利用

第四章 化学与自然资源的开发利用 一、开发利用金属矿物和海水资源 金属矿物的开发和利用 金属的冶炼：金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。 常见金属（金属活动顺序表）冶炼的一般方法：金属的活动性不同，冶炼的方法不同。 K Ca Na Mg Al Zn Fe Sn Pb Cu Hg Ag ①热分解法：不活泼金属（Hg 及Hg 以后）可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物中还原出来，例如： 2HgO2Hg+O 2↑ 2Ag 2O4Ag+O 2↑ ②热还原法：一般活泼的金属（Zn---Cu), 通常是在高温下用还原剂（C 、CO 、H 2、活泼金属等）将金属从其 化合物中还原出来，例如： Fe 2O 3 + 3CO 2Fe + CO 2↑ WO 3 + 3H 2 W +3H 2O ZnO + C Zn + CO ↑ Fe 2O 3 + 2Al 2Fe + Al 2O 3（铝热反应） Cr 2O 3 + 2Al 2Cr + Al 2O 3（铝热反应） ③电解法：非常活泼的金属（K---Al ）用一般的还原剂很难将它们还原出来，通常采用电解熔融的金属化合物 的方法冶炼活泼金属，例如： 2NaCl （熔融） 2Na + Cl 2↑ MgCl 2（熔融） Mg + Cl 2↑ 2Al 2O 3 （熔融） 电解 冰晶石 4Al + 3O 2 ↑ 有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：冶炼铜 Cu 2S + O 2 2Cu + SO 2 铝热反应 I.操作： (1)把两张滤纸分别折叠成漏斗状套在一起（内层滤纸底部剪一小孔，用水湿润）架在铁架台上，下面放置一盛沙子的蒸发皿。 (2)将5g 干燥的氧化铁粉末和2g 铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁条。 (3)用燃着的小木条点燃镁条，观察现象。 Ⅱ.现象： (1)镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的白光。 (2)引起混合物剧烈燃烧，发光发热。 (3)纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣（Al 2O 3)，可以发现落下的是铁珠。 Ⅲ.反应： Fe 2O 3+2Al 2Fe+Al 2O 3（铝热反应） Ⅳ.铝热剂及应用： 电解法 热还原法 热分解法

高中化学必修二考点知识讲解与同步练习37---煤、石油和天然气的综合利用

高中化学必修二考点知识讲解与同步练习 煤、石油和天然气的综合利用 [核心素养发展目标] 1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义，提高“宏观辨识与微观探析”的能力。 2.了解煤、石油、天然气为原料综合利用的内容，培养“变化观念”的学科素养。 3.了解节约能源及防止污染的重要性，培养关注社会可持续发展的“科学态度与社会责任”。 1．煤的综合利用 (1)煤的组成 (2)煤的综合利用 2．天然气的综合利用

(1)主要成分：CH4 (2) 3．石油的综合利用 (1)石油的组成：由多种碳氢化合物组成的混合物 (2)石油的综合利用 ① ② ③ ④ 4．煤、石油、天然气为原料生产合成材料 (1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。 (2)实例：乙烯制聚乙烯：n CH2==CH2

――→ 催化剂CH 2—CH 2 ，丙烯制聚丙烯：n CH 2==CH —CH 3――→ 催化剂 。 (1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏( × ) 提示 必须隔绝空气加强热。 (2)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料( √ ) 提示 煤与氢气可以生成液体燃料，该过程为煤的直接液化。 (3)煤的气化和液化都是物理变化( × ) 提示 煤的气化为：C ＋H 2O(g)=====高温 CO ＋H 2，煤的液化分直接液化和间接液化，直接液化为煤和氢气反应生成液体燃料，间接液化是以气化产物CO 和H 2为原料合成甲醇等，都为化学变化。 (4)石油的分馏产品为纯净物( × ) 提示 石油的分馏产品为沸点相差不大的烃的混合物。 (5)石油的裂解是为了获得更多的汽油等液体燃料( × ) 提示 石油的裂化目的是为了获取更多汽油等燃料，石油的裂解目的是为了获取乙烯等气态化工原料。 (6)许多性能优异的合成高分子材料的原始原料为煤、石油或天然气( √ )

7.2.1不饱和烃(石油化工与煤化工)高一化学精品讲义(沪科版2020)(教师版)

.1 不饱和烃-石油化工与煤化工 学习聚焦 知识精讲 知识点01 石油化工 石油 1．石油的形成 石油是由远古时代的海洋或湖泊中的动植物遗体在地下经过漫长复杂的变化而形成的黏稠状液体。 2．石油的物理性质 石油呈黑色或深棕色，有特殊气味，不溶于水，密度比水稍小，没有固定的熔点和沸点。 3．石油的组成 石油主要含有碳、氢两种元素（碳元素占83%～87%，氢元素占10 %～14%），还含有少量的氮、氧、硫及微量的磷、钾、硅、铁、镁等元素。石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。大部分是液态烃，同时也溶有气态烃和固态烃。 4．原油 开采出来未经处理的石油叫原油，原油中含水、氧化钙和氯化镁等盐类，必须经过脱水、脱盐等处理。 5．石油的分馏

(1)原理：经过脱水、脱盐等处理的石油主要是各种碳氢化合物组成的混合物。其中，含碳原子数少的沸点低，含碳原子数多的沸点高。因此，将石油加热至沸腾，通过分馏塔，可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。 【注意】石油分馏过程属于物理变化。 (2)石油分馏产物（即馏分）的特点：每一种馏分仍然是多种碳氢化合物的混合物。 (3)石油分馏的产品及用途

【即学即练1】下列说法正确的是 A．石油是混合物，汽油是纯净物B．沸点：汽油＞煤油＞柴油 C．石油的裂化与裂解都属于化学变化D．石油的分馏是化学变化 【答案】C 【解析】A．石油的分馏产品都是由不同沸点的组分组成的混合物，故A错误； B．各馏分按照沸点由高到低的顺序排列为重油＞柴油＞煤油＞汽油＞石油气，故B错误； C．把相对分子质量大、沸点高的烃分解为相对分子质量小、沸点低的烃的过程叫石油的裂化，石油裂解属于深度裂化，采用的温度比裂化高，长链烃分子断裂程度大，它们发生的都是化学变化，故C正确； D．石油分馏过程发生的是物理变化，故D错误； 故选C。 知识点02 煤化工 煤是一种矿物燃料，分布在世界各地，但比较集中地分布在北纬30°以上地区，你知道煤是怎样形成的吗？

教案高中化学必修二化学与自然资源的开发利用

第四章化学与自然资源的开发利用 一、开发利用金属矿物和海水资源 1.1金属矿物的开发和利用 金属的冶炼：金属冶炼是工业上将金属从含有金属元素的矿石中还原出来的生产过程。常见金属（金属活动顺序表）冶炼的一般方法：金属的活动性不同，冶炼的方法不同。 KCaNaMgAlZnFeSnPbCuHgAg ①热分解法：不活泼金属（Hg及Hg以后）可以直接用加热分解的方法将金属从其化合物 中还原出来，例如： 2HgO △ 2 ↑ 2Ag 2O △ 4Ag+O 2 ↑ ②热还原法：一般活泼的金属（Zn---Cu),通常是在高温下用还原剂（C、CO、H 2 、活泼金属等）将金属从其化合物中还原出来，例如： Fe 2O 3 +3CO高温2Fe+CO 2 ↑ WO 3+3H 2 高温 W+3H 2 O ZnO+C高温Zn+CO↑ Fe 2O 3 +2Al高温2Fe+Al 2 O 3 （铝热反应）

Cr 2O 3 +2Al高温2Cr+Al 2 O 3 （铝热反应） ③电解法：非常活泼的金属（K---Al）用一般的还原剂很难将它们还原出来，通常采用电 解熔融的金属化合物的方法冶炼活泼金属，例如： 2NaCl（熔融）电解2Na+Cl 2 ↑ MgCl 2（熔融）电解Mg+Cl 2 ↑ 2Al 2O 3 （熔融） 电解 冰晶石 4Al+3O 2 ↑ 有些金属可以利用氧气从其硫化物中冶炼出来，例如：冶炼铜 Cu 2S+O 2 高温 2Cu+SO 2 1.2铝热反应 I.操作： (1)把两张滤纸分别折叠成漏斗状套在一起（内层滤纸底部剪一小孔，用水湿润）架在铁架台上，下面放置一盛沙子的蒸发皿。 (2)将5g干燥的氧化铁粉末和2g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中，混合物上面加少量氯酸钾固体，中间插一根用砂纸打磨过的镁条。 (3)用燃着的小木条点燃镁条，观察现象。 Ⅱ.现象：