（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

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，所以煤并不是只含碳元素。事实上煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物。

可分为无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤等。

各种煤的含碳量范围

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。

煤的干馏过程中所发生的变化是很复杂的化学、物理变化。

碳、煤、炭三者既有联系又有区别。碳是化学元素C的名称。煤是古代的植物体在不透空气或空气不足的情况下，受到地下的高温和高压而变质形成的黑色固体矿物，煤也叫煤炭。煤是多种有机物和多种无机物组成的混合物。炭是碳元素单质中的无定形体，有木炭、焦炭、活性炭和炭黑，方言也将煤叫做炭。

3. 煤的气化和液化

（1）煤的气化

是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。煤气化的主要反应是碳和水蒸气的反应。

C（s）+H2O（g）CO（g）+H2（g）

一个吸热反应，反应所需能量一般由同时进行的碳的燃烧反应来提供。

C（s）+O2（g）CO2（g）

煤气化时所得到的煤气根据其成分和用途可分为低热值气、中热值气以及高热值气。

煤气化产物的区别

（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。

三、【典型例题】

[例1]下列说法错误的是（ ）

A. 石油中含有C5——C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油

B. 含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油

C. 石油裂解是为了获得更多的汽油

D. 汽油是烃的混合物，煤油、柴油是由烃构成的纯净物

答案：C、D

解析：

（A）石油是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物。石油主要由液态烃构成，也溶有少量气态烃和固态烃。石油中肯定含有C5——C11的烷烃，因此通过石油炼厂的分馏就可以得到汽油、煤油等分馏产品。

（B）含C18以上的固态烃利用率低，交通运输业需要更多的燃料油。使重油长链烃分子断裂就可以得到汽油。使长链烃分子断裂为C5——C11烷烃的过程采用催化裂化的方法。

（C）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。裂解的目的不是为了生产更多的汽油，而是为了获得大量的石油化工产品，主要是三烯：乙烯、丙烯、丁二烯；三苯：苯、甲苯、二甲苯。

（D）石油是烃的混合物，石油分馏产品汽油、煤油、柴油等仍是烃的混合物。所不同的只是这些分馏产品沸点范围小，是含碳原子数相近的烃的混合物。

[例2]下列说法中，正确的是（ ）

A. 煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物

B. 煤是结构复杂的含碳化合物

C. 煤干馏和木材干馏发生的都是化学变化，而且干馏产物也相同

D. 煤含有苯和甲苯，可先用干馏，后分馏的方法将它们分离出来

答案：A

解析：煤除了主要含碳外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素，以及无机矿物质（主要含硅、铝、钙、铁等元素）。煤是由有机物和无机物所组成的杂质的混合物。

煤的结构复杂，但煤不是化合物。

煤干馏、木材干馏都发生了复杂的化学变化。煤干馏产物与木材干馏产物不相同。煤干馏生成焦炭、煤焦油、焦炉煤气。木材干馏生成木炭、木焦油、水煤气。

煤中不含苯和甲苯，煤干馏后从煤焦油中能分离出来苯和甲苯。苯和甲苯沸点不同，可以用蒸馏的方法进行分离。

[例3]下列溶剂能作溴的萃取剂的是（ ）

A. 直馏汽油　　　B. 裂化汽油　　C. 二甲苯　　　D. 酒精

答案：AC

解析：萃取剂的选择原则是：与水互不相溶，被萃取的物质在该溶剂中的溶解度比在水中较大，且跟萃取物不发生化学反应。因石油分馏是物理加工，而裂化则发生了化学反应，故直馏汽油和裂化汽油二者在成分和性质上是不相同的，现表解如下：

[例4]含有5个碳原子的烷烃，催化裂化可生成的烯烃最多有（ ）

A. 2种　　　　B.4种　　　　C.5种　　　　D.6种

答案：C

解析：C5H12裂化可得丁烯、丙烯、乙烯，但丁烯还有三种同分异构体

[例5]丁烷催化裂化时，碳碳键按两种方式断裂生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷的裂化率为90%，又知裂化生成的两种烯烃质量相等。求裂化后得到的混合气体中相对分子质量最小的气体的体积分数。

答案：19%

解析：据题意，丁烷按下列两种方式裂化：C4H10→CH4+C3H6

C4H10→C2H6+C2H4

令生成两烯烃各42g ，则n（C3H6）=n（CH4）=1mol n（C2H4）=n（C2H6）==1.5mol ，则未裂化的丁烷为：－2.5=0.28mol

所以CH4%=×100%=19%

[例6]某混合气体依次通过① 溴水时，使溴水褪色 ② 通过浓H2SO4③ 通过灼热的CuO粉末，黑色粉末变红④ 通过澄清石灰水，溶液变浑浊。最后剩余气体能在空气中点燃火焰呈淡蓝色，产生的气体经冷却有水滴并且能使石灰水变浑浊。这样的气体是（ ）

A. 高炉煤气B. 焦炉煤气C. 裂解气D.水煤气

答案：B

解析：高炉煤气主要成分是CO、CO2、N2，焦炉煤气主要成分是H2、CH4、C2H4、CO。裂解气主要成分是乙烯、丙烯及异丁烯，水煤气主要成分是H2O、CO。实验①说明其中有不饱和烃（SO2可不予考虑），实验②③④说明其中有H2、CO，点燃剩气说明有气态烷烃。

[例7]为了控制下述的温度变化，应将温度计的水银球放置在什么适当的位置上。

（1）在蒸馏烧瓶中分馏石油：。

（2）用酒精和浓硫酸制取乙烯：。

（3）用苯和混酸混合水浴加热制硝基苯：。

答案：

（1）水银球靠近蒸馏烧瓶的支管处；

（2）水银球插入反应物中；

（3）水银球插入水中。

解析：做石油分馏实验时，为了控制各馏分的温度范围，温度计的水银球应放在蒸馏烧瓶的支管附近。做制取乙烯的实验时，要控制反应物乙醇和混酸的温度，防止乙醚的生成。温度计的水银球应插在混合物液面下。做制取硝基苯的实验时，主要是控制水的温度，温度计的水银球应插入水中。

[例8]若萘分子中有两个氢原子分别被溴原子取代，形成的化合物共有（ ）

A. 7种 B. 8种 C. 9种 D. 10种

答案：D

解析：萘的结构简式为。在萘环中，上下4个碳原子为α碳原子，与α碳原子连接的氢原子则为α氢原子；左右四个碳原子为β碳原子，与β碳原子连接的氢原子叫β氢原子。因而萘环中有4个等同的α氢原子和4个等同的β氢原子，萘环上共有8个H原子可被取代。当一个α氢原子被溴原子取代后，另一溴原子可分别取代剩下的7个氢原子可得7种不同结构的化合物；又当一个β氢原子被溴原子取代后，另一溴原子若取代α氢原子就会和前边重复，共取代剩下3个β氢原子就不会与前边重复，于是可得到3个不同结构的化合物。这样一来7＋3=10，共有10种不同的化合物。

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