化学工艺基础(2.1-2.8)精要.ppt

2.1 化学工业原料资源及其加工利用 化工原料根据物质来源可分为无机原料和有机原料两大类。 我国化学矿资源丰富，探明储量的有20多种，如磷矿、硫铁矿、自然硫、钾长石、含钾页岩、明矾石、硼矿、天然碱、化工灰岩、重晶石、芒硝、硝钠石、蛇纹石、钾矿、金红石、镁盐、溴、碘、沸石等。 重点介绍：磷矿、硫铁矿、硼矿。 煤及其加工利用 煤(coal) 由含碳、氢的多种结构的大分子有机物和少量硅、铝、铁、钙、镁的无机矿物质组成 成煤过程的程度不同分为 泥煤、褐煤、烟煤和无烟煤 H% O%含量顺序: 泥煤褐煤 烟煤无烟煤 煤的加工利用途径 2.1.1 石油及其加工利用 原油是指从油田中开采出来没有经过加工处理的石油，它是一种有气味的棕黑色或黄褐色黏稠液体。 石油化工自20世纪50年代开始蓬勃发展 基本有机化工、高分子化工、精细化工及氮肥工业等的产品中大约有90%来源于石油和天然气 石油的组成 由分子量不同、组成和结构不同、数量众多的化合物构成的混合物，其中化合物的沸点从常温到500℃以上 石油中的化合物分为 烃类 、非烃类、胶质和沥青三大类。 由碳和氢化合物形成的烃类构成石油的主要组成部分。约占95%-99%；含硫、氧、氮的化合物对石油产品有害，在石油中应尽量除去。 烃类化合物 非烃化合物 胶质和沥青质 石油的分类 不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。通常以烷烃为主的石油称烷基石油（石蜡基石油）；以环烷烃、芳香烃为主的石油称环烷基石油（沥青基石油）；介于二者之间的称为中间基石油。 石油的加工方法 原油一般不能直接使用，需要进行一次加工和二次加工，加工后可提高其利用率。 （1）一次加工 一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏。蒸馏是一种利用液体混合物中各组分挥发度的差别（沸点不同）进行分离的方法，是一种没有化学反应的传质、传热物理过程，主要设备是蒸馏塔。 根据目的不同，常减压蒸馏流程分为燃料型、燃料-润滑油型和燃料-化工型-润滑油型三种。 石油的加工方法 （2）二次加工 原料经过常减压蒸馏只能切割成几个馏分，生产的燃料品种数量有限，不能满足需求，而且直接作为化工原料使用的也只是塔顶出来的气体。 常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。 石油加工方法： 原油一般不能直接使用，需要进行一次加工和二次加工，加工后可提高其利用率。 （1）一次加工 一次加工方法主要包括常压蒸馏和减压蒸馏。蒸馏是一种利用液体混合物中各组分挥发度的差别（沸点不同）进行分离的方法，是一种没有化学反应的传质、传热物理过程，主要设备是蒸馏塔。 石油的加工方法 （3）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。 ①催化重整（catalytic reforming）：是在珀催化剂作用下加热汽油馏分（石脑油），使其中的烃类分子重新排列形成新分子的工艺过程。 催化重整的原料是石脑油，在催化重整的过程中，主要发生环烷烃脱氢、烷烃脱氢环化等生成芳烃的反应，还有烷烃的异构化和加氢裂化等反应。 石油的分类 不同产地的石油中，各种烃类的结构和所占比例相差很大，但主要属于烷烃、环烷烃、芳香烃三类。通常以烷烃为主的石油称烷基石油（石蜡基石油）；以环烷烃、芳香烃为主的石油称环烷基石油（沥青基石油）；介于二者之间的称为中间基石油。 石油的加工方法 （3）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。 ②催化裂化(catalytic cracking):催化裂化是在催化剂作用下加热重质馏分油，使大分子烃类化合物裂化而转化成高质量的汽油，并副产柴油、锅炉燃油、液化气和气体等产品。 催化裂化装置常用反应器有固定床、移动床和流化床三类，目前多采用流化床反应器。 石油的加工方法 （3）二次加工方法 常用的二次加工方法主要由催化重整、催化裂化、催化加氢裂化和烃类热裂解四种。 ②催化裂化(catalytic cracking):催化裂化是在催化剂作用下加热重质馏分油，使大分子烃类化合物裂化而转化成高质量的汽油，并副产柴油、锅炉燃油、液化气和气体等产品。 催化裂化装置常用反应器有固定床、移动床和流化床三类，目前多采用流化床反应器。 石油的加工方法 （3）二次加工方法 常用的二次加工