天津大学-化工导论-课件-第三章-石油炼制与化工

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资源描述

第三章石油炼制与石油化工石油炼制是指将原油经过分离和反应,生产燃料油、润滑油、化工原料及其它石油产品的过程。以石油和天然气为原料进行化学品的生产通常称作石油化工。第一节、石油化工的原料石油被称作“工业的血液”,可生产燃料(汽油、航空煤油、柴油、燃料油等)、化工原料(三苯:苯、甲苯、二甲苯;三烯:乙烯、丙烯、丁二烯;等等),进而生产合成树脂、合成橡胶和合成纤维等。原油原油是未加工处理的石油,是一种黄褐色至黑褐色粘稠液体,其组成十分复杂,是由不同碳原子数、不同分子量和不同分子结构的烃类组成的混合物。一、原油预处理脱去原油中的水和盐及其他杂质。第二节、石油炼制二、常压蒸馏在接近常压下,将原油在蒸馏塔内分离出汽油馏分(沸点〈130℃〉、航空煤油馏分(130~240℃)、轻柴油馏分(240~350℃)、重柴油馏分(350~550℃)和催化裂化原料。三、减压蒸馏减压操作的目的是降低物料的沸点,避免在高温下蒸馏发生分解。减压塔分离出催化裂化原料或润滑油原料,减压塔底渣油可作为燃料油,或作为石油沥青和石油焦的原料。炼油产品需求量较大的是轻质油(如汽油),但直接蒸馏得到的汽油等轻质油含量很少。另外,直馏汽油主要含直链烷烃,辛烷值(衡量汽油在汽缸内抗爆性的数字指标)较低。因此要进行二次加工,包括催化裂化、热裂化、催化重整等。无铅汽油----不含四乙基铅抗爆剂辛烷值(抗爆性指标)用辛烷值评定车用汽油在发动机气缸中燃烧时抵抗爆炸燃烧的能力。将异辛烷(2,2,4三甲基戊烷)辛烷值定为100;正庚烷的辛烷值定为0。辛烷值越高,表示抗暴性能越好。第三节、石油化工主要产品和用途一、乙烯乙烯是最简单的烯烃,由于乙烯具有双健结构,因而其反应能力很强。通过乙烯的聚合、氧化、与其它化合物的加成等一系列化学反应,可得到很多极有价值的衍生物。聚乙烯乙二醇氯乙烯乙丙橡胶乙烯聚合氧化加氯工程塑料、氯纶纤维丙烯电线、电缆塑料薄膜、成型制品涤纶、防冻剂、溶剂环氧乙烷二氯乙烷共聚二、丙烯丙烯分子中含有双键和α-活泼氢而具有很高的化学反应活性。在工业生产中,利用丙烯的加成、氧化反应、羰基化、烷基化以及聚合反应,可相应地合成一系列有机化工产品。聚丙烯甘油丙烯腈苯酚丙烯聚合氧化氨氧化腈纶纤维、丁腈橡胶ABS树脂苯烃化酚醛树脂、锦纶、医药丙纶、胶片、树脂制品异丙苯炸药、医药、化妆用品丙烯醛三、碳四烃产品碳四烃系指丁二烯、正丁烯、异丁烯和正丁烷。其中丁二烯最为重要,它既能自行聚合,又能与其它单体共聚形成性能优良的合成橡胶,在工业上占有重要的地位。丁二烯碳四烃溶剂、汽油添加剂重要化工原料橡胶制品塑料、农药正丁烯异丁烯正丁烷苯乙烯共聚丁苯橡胶水合叔丁醇氧化顺丁烯二酸酐氧化乙酸四、芳烃产品石油芳香烃主要是指苯、甲苯和二甲苯。芳烃产品广泛地用在石油化工和有机合成中,用于制造染料、农药、医药、合成橡胶、合成纤维等。第四节、典型产品工艺介绍烃类裂解制烯烃烃类热裂解反应烃类热裂解是吸热反应,反应途径十分复杂,目前认为是自由基连锁反应。以乙烷为例,总的热裂解反应是:C2H6→C2H4+H2裂解气分离(1)压缩---裂解气中的低级烃为低沸点气体,为了使其在不很低的温度下部分液化,需要对气体进行加压;(2)酸性气体的脱除---用氢氧化钠溶液对裂解气进行洗涤,脱除裂解气中的硫化物、二氧化碳、一氧化碳等杂质;裂解气分离(3)干燥---裂解气分离在-100摄氏度以下进行,水会结冰,堵塞阀门和管路,需采用分子筛等干燥剂进行吸附干燥;(4)除炔烃---为延长聚合催化剂寿命,采用催化加氢方法脱除乙炔,使其转化为同碳数的烯烃或烷烃;裂解气分离(5)烃的分离---在多个串联或并联的精馏塔中对裂解气进行分离提纯,先后分离出氢、甲烷、乙烯、乙烷、丙烯、丙烷、碳四馏分、碳五馏分和裂解汽油等产品。乙烯制环氧乙烷乙烯在银催化作用下直接氧化生产环氧乙烷。2CH2=CH2+O22CH2CH2O环氧乙烷(1)原料气的混合---乙烯原料经加压后与氧气、致稳气甲烷及循环气体混合均匀;(2)原料混合气的反应---原料混合气预热后进入装有银催化剂的固定床反应器进行反应;(3)环氧乙烷的吸收---反应后环氧乙烷、乙烯、副产物二氧化碳进行水吸收分离;(4)吸收液的解吸---环氧乙烷吸收液进入解吸塔将环氧乙烷经过蒸馏解吸出来。第三章习题简答题:1、石油炼制和石油化工的主要产品有哪些?各列举5种。2、石油炼制的一次加工主要采用什么方法,得到的燃料油主要包括哪几种?3、原油减压蒸馏的目的是什么?4石油二次加工的目的是什么?5、举例说出三种乙烯的下游产品及获得该产品时所经历的反应类型。6、简答生产乙烯的原料和方法是什么?7、石油芳烃的两个主要来源是什么?第三章习题论述题:1、简述烃类裂解生产乙烯过程中,裂解气净化与分离的几个主要步骤和每个步骤的目的。2、试论环氧乙烷生产的主要步骤和每个步骤的目的,写出主要反应方程式。第三章结束

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