石油的化学元素精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇石油的化学元素范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

在空气中无法反应。在水中可以发生氧化还原反应，即碘把二氧化硫氧化。

元素周期表53号元素碘，在化学元素周期表中位于5周期系ⅦA族是卤族元素之一。1811年法国药剂师库特瓦首次发现单质碘。单质碘呈紫黑色晶体，易升华，升华后易凝华。有毒性和腐蚀性。碘单质遇淀粉会变蓝紫色。主要用于制药物、染料、碘酒、试纸和碘化合物等。

二氧化硫是最常见、最简单的硫氧化物。大气主要污染物之一。火山爆发时会喷出该气体，在许多工业过程中也会产生二氧化硫。由于煤和石油通常都含有硫元素，因此燃烧时会生成二氧化硫。当二氧化硫溶于水中，会形成亚硫酸。

（来源：文章屋网 ）

篇(2)

关键词:鄂尔多斯盆地 油气藏 地球化学

1.盆地地质背景

鄂尔多斯盆地是在漫长的地史中形成的大型迭合盆地,它将不同时代、不同类型盆地最终纳于蔚然壮观的统一地质实体,以沉降为主、间有抬升、构造稳定、地层平缓为显著特征,坳陷的复合和迁移性,沉降的继承性、多旋回性和构造的差异性,决定着油气的运聚类型及分布规律;区域沉积的多阶段发展形成了多套生、储、盖组合;地质构造的差异性导致了盆地内部与周缘油气藏序列的差异性,构造抬升造成不整合侵蚀面及古地貌控制油气的聚集和分布时空规律。因此,成为油气十分丰富的物质基础。

2.盆地油气成藏特征

鄂尔多斯盆地属于大型含油气区,其油气资源丰富,勘探领域广阔。石油资源量约21.00×108～85.88×108t,天然气资源量约4.6×1012～10.7×1012m3,油气资源当量比为1:2(1.25)。其油气分布格局具有“南油北气、浅油深气、中油古气”的特点,即盆地南半部是主油区,北半部是主气区,盆地浅部发育含油带,深部发育含气带,盆地中生界主产油,古生界主产气。

3.石油地球化学特征

石油一种存在于地下岩石孔隙介质中的由各种碳氢化合物与杂质组成的,呈液态和稠态的油脂状天然可燃有机矿产,又称原油,其组成十分复杂,主要为烃类,包括烷烃、环烷烃、芳香烃,其次是非烃组分,如含氧化合物、含硫化合物、胶质和沥青质。通过石油组成的系统研究,对分析油气的生成、运移和聚集的地质过程具有重要的意义。

3.1石油的元素组成

元素组成是化学组成的基础。组成石油的化学元素主要是碳、氢、氧、氮、硫。 碳含量 为:84-87%;氢含量为:11～14%;两元素在石油中一般占95～99%。剩下的硫、氮、氧及微量元素的总含量一般只有1～4%,其中,氧:0.1～4.5%,一般小于0.5%;硫:小于1%;氮:小于0.1%。含硫量小于1%的为低硫原油,大于1%的为高硫原油。常以0.25%作为贫氮和高氮石油的界线。由碳和氢化合形成的烃类构成石油的主要组成部分,约占95~99%,不同产地的石油中,各种烃类的结构和所占比例相差很大,通常用氢碳原子比反映原油化学组成。

除以上元素外,石油中还含有微量的金属和非金属元素,微量金属元素主要为镍、钒,二者可占微量元素的50%~70%;微量非金属元素主要是磷、溴、碘等,在原油中以化合物形式存在。

3.2石油的化合物组成

石油是数目众多的烃类和非烃类化合物所组成的混合物,其物理性质和化学性质都与其化学组成有密切联系。在油气地球化学中,常将原油的族组成分为饱和烃、芳烃、非烃类(胶质)和沥青质。按照化学结构可进一步细分为:烃类―烷烃、环烷烃、芳香烃;非烃―含氧化合物、含硫化合物、含氮化合物;胶质+沥青质。原油的族组成与其母质类型、热演化程度和成藏后的次生变化密切相关。

3.2.1 正构烷烃

属饱和烃,在常温常压下,1～4个碳原子(C1～C4)的烷烃为气态,5～16个碳原子(C5～C16)的烷烃为液态,17个碳原子以上(C17+)的高分子烷烃皆呈固态。

3.2.2 异构烷烃

石油中的异构烷烃以≤C10为主,且以异戊间二烯烷烃最重要。其特点是在直链上每4个碳原子有一个甲基支链。在沉积物和原油中以植烷、姥鲛烷、降姥鲛烷、异十六烷及法呢烷的含量最高。研究和应用最多的是植烷和姥鲛烷。

3.2.3 环烷烃

由许多围成环的多个次甲基(-CH2-)组成。其含量与成熟度有关:成熟度低高,由多环单、双环。一般,单、双环占环烷烃的50.5%;三环占环烷烃的20%;四、五环占环烷烃的25%。原油中大于四环的环烷烃一般具有很高的旋光性,没成熟的原油旋光性高。

3.2.4 芳香烃

芳香烃其特征是分子中含有苯环结构,属不饱和烃。根据其结构不同可分为单环、多环、稠环三类芳香烃。

3.2.5 非烃化合物

主要是含硫、氮、氧三种元素的有机化合物,主要集中在石油的高沸点馏分中。其中,含硫化合物是最重要的非烃化合物,存在于中、重馏分中。含氮化合物主要集中在胶质―沥青质中,卟啉化合物,为石油有机成因的重要生物标志物。含氧化合物:主要有酸性和中性两大类,油田水中环烷酸可作为一种含油气性直接标尺。

4.天然气地球化学特征

天然气是一种优质、清洁、高效能源,广义的天然气包括自然界中的一切气体,即包括岩石圈、水圈、气圈以及地幔和地核中的一切气体;狭义的天然气系指以烃类气为主的,分布于岩石圈、水圈以及地幔和地核中的气体。在油气勘探中主要研究的是岩石圈中的可燃性气体,其主要成分是甲烷(CH4)。

4.1 天然气的组分

天然气组分通常可分为烃类组分和非烃类组分,烃类组分主要为甲烷、乙烷及乙烷以上的重烃组分,非烃类常见的有CO2、N2、H2S、H2、He等。由于天然气的成因、运移和聚集过程的差异性,造成天然气在化学组成上的很大差异。鄂尔多斯盆地天然气特征表明,该盆地已发现的天然气藏绝大多数为烃类气藏,故盆地内有机质丰度高。

4.2 天然气的同位素

烃类气体的同位素特征可以较好地反映出天然气的成因类型、成熟度、运移、演化及气源对比等对天然气勘探开发具有战略意义的信息。

4.2.1 碳同位素

天然气的碳同位素系列是指天然气中甲、乙、丙、丁烷同位素组成的关系,甲、乙、丙、丁烷碳同位素组成分别缩写为δ13C1、δ13C2、δ13C3、δ13C4。有机成因的同源天然气具有δ13C1

4.2.2硫同位素和氮同位素组成

天然气中硫同位素组成主要指H2S中的同位素。硫同位素组成主要反映气源岩中硫酸盐的含量和天然气运移过程中所穿过的岩层硫酸盐丰度。

天然气中氮有三种来源:有机质分解、大气来源和无机来源,一般情况下,有机成因氮同位素组成偏轻而无机组成氮相对较重。

5.总结

应用化学原理研究地质体中的有机质、石油、天然气及其次生产物的组成、结构、性质和分布,可以用来判断油气的运移、聚集规律,介于鄂尔多斯盆地油气开发的复杂性,在寻求高新仪器的情况下,还需认清盆地内油气的储藏及运移规律。日渐成熟的地球化学原理,将引导我们运用化学思想。去解决油气的埋藏问题,进而指导油气的勘探和开发。

参考文献

[1] 卢双舫,张敏等. 油气地球化学[M] . 石油工业出版社,2008

篇(3)

关键词：化学教学；环境教育；环境保护

说到“环境保护”，不少人可能不屑一顾，认为是套话、老话。的确，环境保护是一个老生常谈的话题。但是，各种现象表明确实有再提的必要，因为现在仍然存在只顾发展，不顾环境的现实。学生必须在接受化学知识掌握技能的基础上渗透环境教育。

一、环境教育和环境保护是我国的一项基本国策

人类生存离不开环境，环境养育了人类。人类为了让环境更好的为自己服务，在不断地改造环境，扩大对环境资源的利用。这种人为的改造和利用，可使环境越来越适合人类生存的需要，但也造成了人为的污染，使环境质量不断下降。因而，联合国于1972年6月5日至16日晨瑞典首都斯得哥尔摩召开了人类环境会议，提出正式向环境问题宣战。在中小学课程里，要适当编写有关环境保护的内容。”可见开展环境教育，也是中学教学过程中不可缺少的重要组成部分。

二、提高认识，勇于承担起环境教育的重大责任

从目前人们最关注的一些环境问题，如大气污染、臭氧层空洞、温室效应、酸雨、海洋污染、淡水缺乏、土地沙漠化、植被减少、生物种群灭绝、有毒化学品等方面来看，绝大多数与化学有直接的关系。从环境污染物的组成上看，有约70%属于化学物质。因此，解决这些污染问题，消除或减少这些污染物的危害这一任务，就落在我们化学老师的肩上。这就要求我们务必提高认识，提早动手，加强对学生环境知识的教育，增强学生的环保意识。目前中学化学教材中已编入了大量的环境教育内容。如《一氧化碳》、《硫和硫的化合物》、《硝酸》、《金属的冶炼》、《石油和石油产品概念》、《煤和煤的综合利用》、《原电池原理及其应用》等章节中均涉及到了消除污染、保护环境的内容。这也迫使我们不能不加强对学生进行环境知识的教育。

对学生进行环境知识教育，也是培养学生适应环境，提高生存质量的一个极好的途径。尤其是在目前这种化工产品、化肥、农药、杀虫杀菌剂、装饰材料、塑料等应用日益广泛的今天，让学生学习一些环境保护知识，多了解这些污染物的产生、性质及危害，以便主动地去预防或减少这些污染物对环境及自身的毒害。

三、进行环境知识教育的有效举措

（1）利用中学化学教材，讲解环境保护知识。人类的进化和发展离不开周围环境的变化。人类与自然环境有着某各内在的、最本质的联系，这种联系的纽带就是化学元素，人体本身就是由化学元素组成的。研究表明，人体血液中60多种元素的含量与地壳及海水中这些元素的分布有明显的相关性。因此，我们在学习元素、化合物知识的同时，可以介绍一些元素与人体健康的知识。如钙、硒、铬、锌等元素与视力的关系；铁与人体的健康；镁、锌与人体的健康；远离铅污染；买环保电池，防止镉、汞污染；选无磷洗衣粉，别让江河湖泊再流泪；氟、碘与人体健康；氯与生命的关系等等。也可适当介绍一些典型的污染事件和污染现象，如臭氧层空洞、白色污染、光化学烟雾等的形成和危害，让学生对环境保护有一个较全面的了解，初步确立起环境问题的确严峻的思想。

（2）利用各种活动开展环境知识教育。随着环境污染的日趋严重，环境问题越来越引起人们的重视。为唤醒人们的环境意识，增强对人们环境保护的自觉性，世界有关组织及我国规定了许多相关的环保活动及纪念日，如3月12日的“植树节”；4月7日的“世界无烟日”；6月5日的“世界环境日”；还有“爱鸟日”、“土地资源保护宣传月”等。结合这些活动，可向学生讲述一些有关生态平衡的知识，讲述自然资源与人类的生存密切相关。同时，积极组织学生参加“保护母亲河行动”、“环境质量调查报告”、参观了解当地的“垃圾处理场和污水处理厂”、“清理街道和校园的卫生死角”等活动。

篇(4)

关键词：大气降雪；重金属；原子吸收分光光度法；兰州市

中图分类号：X830 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）04-0650-04

重金属可通过化石燃料燃烧、汽车尾气、冶金企业烟气粉尘、扬尘、风沙等进入大气，吸附在气溶胶上。进入大气中的重金属又可以通过干沉降或湿沉降的方式沉降到地面，并通过水循环进入土壤和水体中。雪水与大气重金属的关系特别显著[1，2]，雪水中重金属的研究可以反映大气污染、地表水污染的信息，帮助判定大气重金属的来源，并进行污染控制[1]。因此，研究雪水中的重金属元素迫在眉睫。

重金属在人体内能和蛋白质及各种酶发生强烈的相互作用，使它们失去活性，也可能在人体的某些器官中积累，如果超过人体所能耐受的限度，会造成人体急性中毒、亚急性中毒、慢性中毒等危害。生物从环境中摄取重金属可以经过食物链的生物放大作用，在较高级生物体内成千万倍地富集起来，然后通过食物进入人体，在人体的某些器官中积蓄起来造成慢性中毒，危害人体健康。水体中的某些重金属可在微生物作用下转化为毒性更强的金属化合物。重金属及其化合物毒性较大，进入人体后会引起各种生理变化，尤其对神经和心血管系统有严重的危害性[1-3]。

中国的北方降雪量相对较多，而干沉降是控制化学物质从大气层向地表传输的两种方式之一。自20世纪70年代以来，在酸雨和相关的大气过程情境下，研究者开始采集和分析降水的化学组成及变化特征，大气降水中的污染物由于人类工业活动的排放而增加[3]。大气降水成分包括重金属元素、化学离子、粉尘微粒及胶体等物质，各组分含量的测定成为探讨污染源的有效途径，所以大气降水的化学组成能够反映大气环境特征及其污染状况[4]。不同区域的降水中各组分含量不同，反映了区域的工业释放特征、土壤酸碱性特征等的差异[2，5]。

目前，国际上关于雪水中重金属的研究已开始受到重视，但在中国西北内陆干旱区相关研究鲜有报道。鉴于此，本研究通过测定兰州市市区和郊区雪水中10种重金属元素的含量，对比分析兰州市市区和郊区大气污染情况，以及导致重金属含量不同的原因，揭示大气降水中重金属元素的可能来源及污染物质的传输路径，对雪水中重金属离子的控制因素、变化规律及环境影响进行探讨。

1 材料与方法

1.1 样品的采集

根据GB13580.2-92中关于大气降水样品的采集与保存方法[6]，采样的塑料瓶预先用硝酸浸泡24 h以上，再用去离子水冲洗干净，以除去可能存在的金属离子。每次降雪开始，即将采样瓶放置在预定的采样点上（固定好，距离地面至少1 m以上）。每次降雪取全过程雪样，样品采集后，贴标签、编码，同时记录采样日期、起止时间、降雪量等。

在2015年典型降雪月份1～2月，降雪量约300 mL，在中国科学院兰州分院近代物理研究所5#楼顶共收集5场降雪样品。用小塑料广口瓶收集降雪全过程的雪水，加酸后放入冰箱保存，以除去可能存在的金属离子。采样器平时盖紧，以防灰尘影响，下雪时打开盖子。采样点高于地面3～5 m。同时采集兰州市郊区的5场降雪样品作为对比，收集地点为兰州资源环境职业技术学院树形源B楼顶，远离兰州市市区（15 km左右）。兰州市采样日期及降雪量见表1。

1.2 样品预处理

由于降水样品中常含有尘埃颗粒物、微生物和酵母等颗粒，所以除测定pH和电导率的大气降水不过滤外，分析Pb、Fe、Cu等项目的水样均需过滤。降水样品的过滤介质有滤纸、玻璃沙芯漏斗和有机微孔滤膜等，由于玻璃沙芯漏斗的孔径（10～40 μm）和滤纸的孔径（2～10 μm）都很大，并且含有羟基和羧基，可与降水样品中的化学成分发生吸附和离子交换作用，造成待测成分的不准确。目前国际上把能通过孔径为0.45 μm滤膜的部分称为水中可溶性成分，阻留在滤膜面上的成分称为悬浮态。因此，选用0.45 μm的乙酸和硝酸混合纤维素滤膜。该滤膜的孔径均匀、孔隙率高、过膜速度快，是一种惰性材料，很少有吸附现象发生[7]。

取部分雪水置于实验室，待分析。将10 mL的聚乙烯试管用硝酸浸泡24 h，再用去离子水冲洗干净，除去可能存在的金属离子。之后用0.45 μm的乙酸和硝酸混合纤维滤膜过滤雪水样品于已清洗的聚乙烯试管中，贴上标签待分析[2，7]。

1.3 样品分析

样品的重金属含量均采用原子吸收光谱法（AAS），仪器型号为日立AA1700（浙江福立分析仪器公司），精密度和准确度均符合要求；pH的测定采用pH酸度计，型号为PHS-25。降水的pH在样品收集后用玻璃电极法立即测定；试验过程中的稀释液和定容液均用去离子水。

用火焰原子吸收光谱标准曲线定量法测定Cu、Cd、Mn、Pb、Zn、Fe、Cr 7种元素的含量，用石墨炉原子吸收光谱峰面积积分法测定Hg、Al、As 3种元素的含量，并进行平行样分析。

以上试验均在兰州资源环境职业技术学院地质工程系地勘实训中心地球化学元素测定实训室完成。

2 结果与分析

2.1 兰州市市区与郊区大气降雪的pH情况

2015年兰州市市区与郊区典型降雪月份1～2月5场降雪样品的pH情况见图1。由图1可知，兰州市市区降雪样品的pH为2.7～3.1，平均为2.9，而郊区降雪样品的pH为3.8～4.2，平均为4.0，总体上表现为兰州市市区降雪样品的pH均低于郊区，且市区和郊区处理间差异均达显著水平。

2.2 兰州市大气降雪中的重金属元素含量

兰州市大气降雪样品中常见的10种重金属元素的含量见表2。从表2中可以看出，大气降雪样品中Cu、Hg、Cd、Mn、Al、Pb、Zn、Fe、Ni、Cr的含量总体表现为市区大于郊区，且这10种常见重金属元素含量市区比郊区分别高出了54.45%、40.98%、26.80%、86.22%、1.74%、43.99%、30.28%、54.70%、36.22%、48.94%。其中，Pb元素含量最大，重金属Pb主要来源于冶炼、燃煤和汽车尾气等，这与前人的研究一致[3，7]。

此结果明显高于大量使用燃煤的焦作市[7]、上海之类的大城市[8]、降水充足的长江中下游鄱阳湖区域[9]以及其他的国家[7，8]，这反映出兰州地区大气污染状况非常严重，污染源的控制和治理已显得刻不容缓。

大气中重金属元素的含量是衡量大气环境质量的一个重要指标，重金属的吸入对人们的健康有严重影响。因此，雪水中重金属含量的变化及其影响因素受到广泛的关注。重金属元素在降水、大气气溶胶的平衡中，不仅受到重金属元素本身性质的影响，也受到pH的影响。结合图1与表2可以看出，pH对重金属含量的影响非常明显，低pH时雪水的重金属含量明显较高；而高pH时则其含量相对较低。这与周静[7]的研究一致。

2.3 兰州市大气降雪中重金属元素污染来源分析

众所周知，不同的污染源由不同代表性的化学元素组成，利用富集因子分析法，并结合以往研究成果，讨论各种重金属元素的可能来源[6，10]。可知兰州市大气中常见的重金属来源主要有如下三点。

1）工业性来源。兰州是一个工业化进程非常快的新型工业化城市，冶金业、建筑业、矿业开采、石油煤炭和化工化学等工业的迅速发展使得大气中的重金属含量增高。

2）生活中重金属的来源。在日常生活中也会产生大量的重金属，通过进入到水体和空气中，进而通过食物链影响人体健康。例如土壤中肥料、农药通过灌溉用水进入到饲料、牧草中，而油漆、药物及土壤和局地扬尘等通过挥发或风进入到空气中。

3）交通工具。近几年来，由于城市车流量的猛增，汽车尾气对城市大气环境造成了严重污染，重金属是其中主要的成分之一。

3 小结与讨论

通过测得2015年1～2月兰州市市区和郊区雪水中常见重金属元素的含量，得知兰州地区雪水中重金属含量高于中国其他城市乃至世界上其他国家[7-9]，重金属污染非常严重，市区显著高于工业和人群稀少的郊区，且Mn元素高出量最多，高出86.22%。可见，兰州市市区雪水中重金属含量较高，其大气受到严重污染。其含量主要来源于石油、燃煤、化工和冶金及汽车尾气等作业中重金属的排放等人为源，此外还与兰州特殊的盆地地形等天然源有关。这些重金属进入到大气中影响大气环境质量，并且能通过水流和食物链进行迁移，形成循环危害。

因此，兰州市调整工业结构是当务之急。要依据地形搬迁化工、冶炼、煤炭等工业的位置，提高技术有效控制大颗粒物、工业废气和汽车尾气等的排放，为了改善生存环境，应该全面推广清洁生产技术，引导企业实现节能、降耗、减排、增效[9]。因此，研究该项目为兰州市市区大气污染源的控制和治理提供了科学的理论依据。

大气降雪样品中重金属的影响因素很多，包括季节（季风期和非季风期）、时段、降雪量、降雪间隔时间、风力风向、污染源排放等都会影响其含量，致使其变化非常复杂[2，7]。本试验在样品收集过程中有些原因会导致数据偏差，例如采样点位于楼顶，周围高层建筑、植被较多，大风天气时雪水在进入采样器之前可能已经受到了污染；另外，由于小塑料广口瓶密封性较差，在冰箱中保存时也易受到污染；试验只采集了2015年1～2月的降雪样品，市区和郊区各布设一个点，布点较少；没有考虑降雪时的风力风向和降雪间隔，不能进行季节性（季风期和非季风期）分析。因此，今后还可以通过测定雪水电导率（EC）、总溶解固体（TDS）含量、雪水中的常见的阴阳离子含量、不溶粉尘微粒以及同位素含量等进行环境分析研究。

参考文献：

[1] LOPPI S，FRATI L，PAOLI L，et al. Biodiversity of epiphytic lichens and heavy metal contents of Flavoparmclia caperata thalli as indicator of temporal variations of air pollution in the town of Montccatini Termc（central Italy）[J].Science of the Total Environment，2004，29（1-3）：113-122.

[2] NIU H W，HE Y Q，ZHU G F，et al. Environmental implications of the snow chemistry from Mt Yulong， southeastern Tibetan Plateau[J].Quaternary International，2013，313-314（5）：168-178.

[3] 胡 健，国平，刘丛强.贵阳市大气降水中的重金属特征[J].矿物学报，2005（9）：256-262.

[4] 杨复沫，贺克斌，雷 宇，等.2001～2003年间北京大气降水的化学特征[J].中国环境科学，2004，24（5）：538-541.

[5] 李建刚，李 军.乌鲁木齐市大气降水的化学特征分析[J].干旱环境监测，2006，20（4）：227-230.

[6] GB13580.2-92，大气降水样品的采样和分析方法总则[S].

[7] 周 静.焦作市大气降水重金属研究初探[D].河南焦作：河南理工大学，2009.

[8] 蒋晓凤，赵一先.石墨炉原子吸收光谱法测定大气降水中镉镍铅[J].环境监测管理与技术，2008，20（6）：47-48.

篇(5)

关键词：煤 化工 能源 发展

我国快速的经济发展在很大程度上依赖于能源，虽然我国的石油储量较丰富，但是为部分周边国家所窥视，甚至是公然盗取，我国石油开采技术也稍显落后，不能快速的进行深海开采，这就使我国的石油面临紧缺的危险。日益上涨的油价便是最好的佐证。如果不能找到适当的能源替代品，我国的经济发展势必深受影响。能替代石油的能源在目前来看只有两种：煤和可燃冰。可燃冰的储量是不存在争议性的，然而可燃冰在现阶段还处于试验阶段，开采技术尚未解决，使用技术的研究更是没有开展，可见可燃冰只能作为未来的主要能源，短期内没法替代石油。而我国是煤储量相对于石油储量丰富，开采技术和使用技术都比较发达，可以作为主要能源从石油到可燃冰的中间替代品。

我国既是煤炭资源的生产大国也是煤炭资源的消耗大国，对于煤炭资源的合理、高效、经济的利用具有很重大的现实意义和战略意义。煤化工是以煤为基本原理，经焦化、气化、液化以及化学合成等技术将煤转化为气体或者液体以及其他化学生产的过程。未来我国的煤化工将向煤新型材料和煤制油和煤制天然气等新型清洁能源方面发展。

一、煤化工技术的现状

世界进入能源紧缺时代后，各国竞相加快提高能源利用率。由于储量等原因，对煤化工技术的研究已经成为了主要研究方向，煤化工技术主要指以下几个方面：

1.煤液化

煤炭液化技术包括煤炭的直接液化和间接液化。对于煤炭的液化技术，我国尚处于初级阶段，但是其液化产品丰富，市场潜力巨大，煤化工技术的一个重要发展方向。直接液化法是指在一定温度压强条件下，直接从液化煤中提前液态产品的技术。我国煤炭阶级液化产业已经得到了突破性发展，相关单位已经开始建设投产。煤间接液化法是指先在一定条件下对煤气化生产合成气，然后在一定温度压强和相应的催化剂作用下将合成气转化为其他液态产品。这项技术相较于直接液化法稍显落后。但是其发展空间仍然宽广。我国也将加快煤的直接液化法和间接液化法的研究步伐，使煤的液化技术趋于成熟。

2.煤焦化

煤焦化技术相对于其他技术更加成熟，其主要研究方向是从煤中提取冶金用的焦炭以及其他化学化工产品。煤炭焦化技术是在隔绝空气的条件下，在焦炉中对炼焦煤进行加热，生产焦炭、干馏煤气、煤焦油以及其他化学化工产品的技术。煤焦化技术在化学化工中占有重要比重，如干馏煤是生产甲醇、合成氨的主要原料；焦炭用于高炉炼铁、机械铸造、电石生产、价格铁合金以及高新科技方面。为解决焦炭和干馏煤供应紧张的问题，煤焦化技术正在朝着大面积、全方位、高效益方向发展。干法熄焦技术、煤气脱硫技术、煤焦化废水处理等技术将被大力推广。一大批的煤焦化工程已经开始投资建设。

3.煤气化

煤气化技术是对煤炭深度转化的技术，在煤化工技术中占有重要比重，也是衡量一国煤化工技术的重要标准。煤气化的主要几种方式有以下几种：

3.1 shell煤气化

Shell煤气化技术于20世纪70年代，属于气流床技术，工艺流程包括原料煤的预处理、煤的加压和投料、煤的气化、除尘脱硫等。该技术具有适应性强，对原料要求低，适用于大型化生产等优点。但是shell煤气化法装置建设周期长，煤转化率较低等缺点也是不容忽视的，目前我国只有部分煤气化工厂采用此技术。

3.2 两段式干煤粉加压气化

西安热工研究院早在1994年就开始对干煤粉气流床气化技术精心研究，在相关单位和部门的支持下，西安热工研究院于1997年建成了我国第一套干煤粉加压气化试验装置并进行了试验研究。在此研究基础之上，西安热工研究院提出了两段式干煤粉加压气化工艺，在我国科技部“十五”863计划的支持下完成了研究，并通过国家科技部的验收。两段式干煤粉加压气化技术是具有自主知识产权的加压气流床气化技术，其在国内的应用不受国际的干扰，应用前景广阔。

3.3 高灰熔点（粉）煤加压气化

目前，全国绝大部分小化肥和化工企业仍在采用固定床气化炉，其技术深受原料的限制，企业的效益也受到较大影响。采用灰熔聚循环流床粉煤气化技术能很好的解决原料和运输费用的问题，能在中小企业中大力推广。灰熔聚流化床粉煤技术具有煤种适用性广，操作温度适中，操作稳定，工艺流程简单等优点。

此外还有航天炉煤气化、恩德炉煤气化、多元料浆煤气化等煤气化技术。

二、合成甲醇技术

煤制甲醇是在煤气化的基础之上进行的，通过煤气化得到CO、H2为主的合成气，在一定的稳定、压强以及催化剂的作用下合成甲醇。甲醇在化学化工技术方面也占有重要地位，在国外主要利用天然气为原料制作甲醇，考虑到我国的资源问题，我国主要采用煤为原料制作甲醇。目前，煤制甲醇技术在我国技术较成熟，正向大规模和高效率方向发展。未来的研究将使煤制甲醇技术更趋环保、高效。

三、煤化工技术的意义

由于煤是固体燃料，它与空气接触比液体和气体少，容易产生CO等有毒气体，不利于煤的充分利用，另外，由于煤中含义部分硫、硝等元素，这部分元素与空气的反应所生成的气体大都有毒，对环境有很强的破坏性。对煤化工的研究能提高煤的利用率，降低对环境的破坏，同时也能利用煤中的硫硝等化学元素，做到煤资源的充分利用。使煤成为清洁、高效的能源。对煤化工产品的发展也能更低成本地生产化学化工原料，进而推动经济发展。

四、煤化工的发展趋势

煤化工以及有近百年的发展历史了，由上世纪的炼焦技术到本世纪的液化技术与气化技术，煤化工技术由简入难，由单一到复杂。煤化工技术紧随世界是经济发展而发展，推动着世界经济的进步。在未来一段时间内，煤化工技术主要集中在以下几个方面：（1）继续开发煤炭洁净气化技术，为煤炭化工发展提供基础原料，煤化工技术在现代煤化工技术中占有核心地位，世界各国也将主要研究煤气化技术；（2）能源安全与环境保护将成为影响煤化工产业的重点。随着世界各国环境问题的日益严重，世界对经济发展中影响环境的因素也将重点关注，煤化工技术对环境的影响尤为大，社会将重点关注煤化工产业在环境中的影响。（3）煤化工将向以煤化学为产业链的化工产业深度发展。新世纪由于石油的枯竭，煤势必将取得石油在化学方面的地位。

五、总结

煤化工产业在我国经济发展中占有重要比重，在我国建设社会主义和谐社会，坚持科学发展观的口号下，煤化工将进行一次新的蜕变。将在我国的经济发展中起到更重要的作用。煤化工将朝着效益、环保方向发展。

参考文献

[1]汪家铭.shell煤化气技术在我国的应用及前景展望.《氮肥技术》.2009年第02期

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顶排的元素是碳、氮和氧，对生命非常重要，氧气在宇宙中的含量排第三位，人体中氧含量占了一半；在室温下，汞是唯一的液态金属，密度是水的14倍；作为火柴头的主要成分，活泼的磷能够在空气中自燃。

王佛松（中国科学院院士）：化学太神妙了。

掌握并控制这些元素，能改变人类的生活。

从古老的炼金术士，到新时代的造物主，化学家创造出了成千上万的物质。

白春礼（中国科学院院长）：化学和我们的衣食住行密切相关。

脱下树叶和兽皮之后，人类换上了棉布与丝绸，如今，又把石油和水穿在身上。钻石，为什么恒久远？色彩，究竟从何而来？

服装的变化浓缩了文明的发展历程。衣服不仅能抵御寒冷，保护身体，还可以传递社会信息。现在，人们在衣着上追求更多美丽的色彩、更加舒适的面料，以及更全面的功能。没有化学的力量，这一切都不可能实现。

现代化学工业的开端，起源于一抹美丽的蓝色。

在没有化工颜料之前，染料来自于大自然，最好的蓝色颜料取自稀缺的青金石。这是一种蓝中带紫、闪着点点金光的矿石，蕴藏着幽邃的光辉，最适宜描绘天空的深远。（图2）

一位初到罗马的年轻画家，正为这种蓝色颜料发愁。由于青金石稀少而昂贵，价格和黄金相同，他不得不在一幅快要完成的画作上留下空白。许多年后，这个年轻人创作出了大卫像、西斯廷教堂壁画和圣彼得大教堂圆顶等一系列伟大的艺术品，他的艺术思想影响了几个世纪。然而，那幅《埋葬基督》中的空白，却成了艺术巨匠永留的遗憾。（图3）（图4）

假设米开朗基罗生活在今天，这种遗憾绝对不会发生。

图1 化学元素周期表

两种不同颜色的溶液混合的瞬间，变成了青蓝色。只要将这种溶液抽滤、烘干，就能得到一种粉末状的晶体。蓝中带紫，闪着点点金光——这正是米开朗基罗曾经求之不得的蓝色颜料。

如今能够轻而易举地得到它，这要归功于18世纪德国化学家狄斯巴赫的偶然发现。

两种不同颜色的溶液。偏红的是三氯化铁，黄色的是铁氯化钾，这正是狄斯巴赫当年伟大的实验使用的原料。将这两种物质充分混合，经过过滤、烘干之后，得到了漂亮的蓝色沉淀，狄斯巴赫将其称之为“普鲁士蓝”。（图5）

仅仅使用两种含铁的化合物，狄斯巴赫制成了世界上第一种合成颜料。

铁是地球上含量最丰富的元素之一，地球其实就是个铁矿。火星则由于含有氧化铁而呈现红色。铁是有光泽的银色金属，但它在潮湿空气中很快就会生锈。加入1.7%的碳，铁就变成更耐久的不锈钢。

不要小看这个简单的实验，狄斯巴赫的成功之处在于，他窥见了制造化合物的潜能。

白春礼：化学也是最具创新活力的学科，世界上现在有上千万种化合物是化学家合成的，是自然界本不存在的。是通过研究原子、分子之间的相互作用，经过合成的方法，构成这些新的物质，以满足人类生活的各种需要。

不需要提炼矿石或植物，也可以合成出漂亮的颜色。这意味着，有机合成不但可以弥补天然物质的不足，甚至在某些方面还使其得到改善。当时化学家将这一理论的第一批成果应用在了染料领域。1850年之后，化学给这个世界带来了各种各样的色彩。

王佛松：很多花梢的衣服，各种颜色的衣服，染料是化学家搞出来的，没有漂亮的化学染料，天然染料哪能染出那么多好看的衣服？

王柏华（北京服装学院教授）：合成染料的好处是它的颜色，色彩，色谱特别丰富。

不过，合成新物质并非将各种化学物质混在一起那么简单。

王佛松：水是氧和氢结合的化合物，它的分子很简单，两个氢原子一个氧原子结合起来。但是怎么使原子结合起来，变成一个新分子呢？

水，覆盖了地球表面大约三分之二的面积。它是我们最熟悉、也是最简单的化合物之一。氢原子和氧原子是怎样结合在一起的呢？

或许，化学界一对性格迥异的“同胞兄弟”，能告诉我们答案。

钻石，自然界最硬的物质。它璀璨、稀少、价格昂贵。对性感女神玛丽莲·梦露来说，钻石是“姑娘们最好的朋友”；而在化学家眼中，它和铅笔芯没什么两样——都是碳元素的单质而已。（图6）

图2 青金石

图3 圣彼得大教堂

图4 米开朗基罗画作《埋葬基督》

图5 伟大的实验

图6 钻石与石墨标本

所有元素都是由原子构成的。钻石和石墨这对“同胞兄弟”之所以性格迥异，是因为碳原子排列的方式大不相同。

C代表碳，H代表氢，短线代表链接原子的化学键。（图7）

碳的4个键能以不同强度连接其它碳原子，这是碳能以两种极端形式存在的原因。在钻石中，碳原子的4个键以三维的方式连接其它碳原子，这是钻石最硬的原因；但在石墨中，碳原子只有3个键在同一平面中连接其它碳原子，这使得连接较弱，因此石墨显得非常软。（图8）

王佛松：世界上那么多东西，都可从化学键这里得到解析，一百多个元素，通过不同的结合，可生成数以万计，数以百万计，数以亿计的化合物，就是靠化学键，这是个很了不得的理论。

碳的四个键，使它具有另外一个特别的性质。

我们把非常熟悉的一幅名画中的人想像成是一个碳原子。他的一只手连接一个其它原子，另一只手连接另一个原子，两只脚也能连接。所以四键的碳能与很多原子化合。碳能形成环和长链，很少元素具有这样的性质。（图9——1图9——2 图9——3）

很多物质中都有碳，从恐龙的化石，到最小的病毒。碳存在于DNA、纤维素、脂肪和糖类中，对生命十分重要。人类从出生到死亡，都依靠碳作为营养，每个人一天平均要摄入300克碳。

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关键词化学史；高中化学；教学

一、利用化学史培养学生科学的世界观

化学史不仅是由自然科学的发展而形成，还是唯物论战胜唯心论和形而上学的斗争过程。它涉及到科学实验的基本步骤：观察、实践、提出假说、验证试验、得出结论等，充分体现了辩证唯物主义认识论的基本规律。13世纪，波义耳提出的“燃素说”在理论上否定了亚里士多德的“原性说”，从此化学摆脱了唯心论的圈制，成为一门学科。18世纪，拉瓦锡了波义耳“燃素说”中唯心部分的内容，建立了氧化学说，标志着近代化学的开端。肖莱马——有机化学家说过：化学是按照辩证法的规律发展的。门捷列夫发现了化学元素周期表，充分体现了从量变到质变的辩证过程。正是他敢于批判前人错误的理论、继承他们先进的思想，并在此基础上得到了元素的性质和原子量之间的规律性关系，然后从把理论知识应用到实践中：不仅得出已发现元素的性质，还预测出新元素的存在和其大致的化学性质，并由实践加以证明，如此形成了可预见性认识上飞跃。其实，这就是是辩证唯物主义中的“质量互变规律”，门捷列夫也是认识到这一点而发现了元素周期规律。化学史上理论知识的一次又一次的革命都充分验证了以实践为第一的认识原理和实事求是的端正态度。

二、利用化学史培养学生严谨的科学精神和端正的科学态度

化学史中不仅记录着化学发展事件，它还见证了历代科学家追求真理、追求科学，甚至是献身科学的敬业精神，因此，化学史能为培养学生的人文素养提供丰富的教学资源。在悠久历史的背景下，再看化学是怎样孕育和发展的，可以发现，一切原以为静止的化学知识理论和规律性质都变得生动而富有生命力，这就是把化学史融入课堂教学的魅力和价值所在。化学家诺贝尔研制炸药时，他的几位亲人因此相继献出了生命，而他自己更是多次侥幸逃过，这样为科学甘愿奉献生命的例子无疑是对学生进行人文教育的良好素材。通过讲解分析化学史，引导学生理性分析问题、科学解决问题，培养学生形成善于观察发现、思考解决问题的能力，让学生清楚看到凡是有所作为的化学家，都必须经过长期磨练，面对困难百折不挠，勇于结合实践，敢于献身科学研究的人，这样就将枯燥无味的化学知识变得鲜活而易于理解。

1.利用化学史培养学生严谨的科学精神

在设定的情景下，教师引导学生自主“发现”问题和“研究”问题，可以使学生在学习过程中能保持一种对新鲜事物的兴奋感和探究心理，把知识当作一种给予的宝贵礼物来接受，让学生不局限于知识本身的理解和记忆，还能追本溯源地了解其动态的发展过程。让学生体会到科学家在整个科学研究过程中持有的严谨科学精神和开放性思想，并获得一种对化学知识的亲近感和征服欲，增强他们主动求知的渴望。（1）发现问题。19世纪的欧洲已有许多国家都开始使用煤气来照明，为了便于储运，通常将煤气压缩在桶里，人们都知道桶里是一种油状液体，但无人问津。英国科学家法拉第发现后开始对这种液体产生浓厚的兴趣，他光是提取这种液体就花了整整五年的时间，最终得到了化学物质苯。然后他着手测定苯的组成，结果发现，其中碳占92.3%，同温同压下，相较于乙炔气体密度，苯蒸汽密度是它的3倍，苯的化学式为C6H6，于是他想：苯的结构到底是怎样的呢？（2）提出假设。启发学生结合“碳四价学说”和“碳链学说”，再比较化学式C6H6和C6H2n+2，写出苯的所有可能结构。（3）结合化学史实验验证。引入理论知识中的凯库勒式。引导问题：苯分子中是不是同时有单键和双键，是不是单双键交替的环状结构？学生根据已学的烯烃和炔烃的相关知识设计验证实验：

实验1：将适量苯分别加入溴水和酸性高锰酸钾溶液中，振荡混合（结果均不褪色）。

实验2：在铁粉的催化下，苯与液溴发生取代反应，并有已知资料显示，苯的一溴代物有且只有一种。

实验3：苯和氢气在一定条件下可以发生加成反应。

得出结论苯分子中存在碳碳键，但既不是单键，也不是双键，而是一种介于单双键之间的特殊的键。

2.利用化学史教育学生端正科学态度

高中学生在学习中最容易出现的问题之一是缺乏严谨认真的科学态度。在教学中可以利用雷利发现氢元素的事件来教育学生。雷利工作严谨认真，不肯放过任何细微的差别，甚至是几毫克的重量，最终发现了氢元素——这一事件被誉为化学史上“第三位小数的胜利”。通过这个例子的讲解，促使学生提高对科学研究的专业认识，有利于帮助学生形成严格缜密的思维，建立严谨的科学态度，为今后的学习和研究打下基础。

三、利用化学史培养学生的爱国主义精神

化学史教学的目的之一是在教学的同时进行爱国主义教育。我国的古代的化学工艺：远古的青铜、西汉的造纸、唐代的黑火药、春秋的炼铁、石油天然气的使用、陶瓷的发明、本草药学等，都证明了中国是一个文化大国。英国科学史家曾评论：整个化学的根源之一，是从中国传出的。

四、结束语

将蕴含丰富教学资源的化学史融入到课堂教学中，可以促使学生进行自我养育，拥有良好的人文素养，这才是教学的最终目标。

参考文献：