第二章 化学工艺基础1.ppt

第二章 化工原料及其初步加工 本章主要内容 化学矿物 天然气 石油 煤炭 生物质 2.1 化学矿 一、化学矿的种类 20多个矿种。硫铁矿、自然硫、硫化氢气藏、磷矿、钾盐、钾长石、明矾石、蛇纹石、化工用石灰岩、硼矿、芒硝、天然碱、石膏、钠硝石、镁盐、沸石盐、重晶石、碘、溴、砷、硅藻土、天青石等。 其中：硫铁矿、重晶石、芒硝及磷矿储量居世界前列，稀土矿的储量居世界首位。 二、磷矿、硫矿的情况 1、资源比较丰富，但分布不均衡 2、高品位矿储量比较少 3、选矿比较为困难，利用较为复杂 磷矿 资源情况：我国磷矿储量居世界第四，但品位低。主要分布在西南和中南地区。 用途：生产磷肥、磷酸、单质磷、磷化物与磷酸盐。具有工业价值的磷矿为磷块岩与磷灰石，85%的磷矿用于制造磷肥。 2、磷肥的生产方法 硫铁矿 用途：主要用于制造硫酸，但成本较高，目前硫酸主要用硫磺生产。 资源情况：主要集中在广东、内蒙、安徽、和四川，占总储量的85%。 三、硼矿 资源情况：我国硼矿储量居世界第四，但品位低。 2.2 天然气 一、天然气的分类 根据CH4的含量不同分为: 干气：V （CH4）90% 湿气：V （CH4）90% 根据其来源不同分为: 常规天然气 煤层气 油田伴生气 天然气水合物 天然气的加工利用 水合反应: CH4+H2O?CO+3H2(合成气） 氧化反应: CH4+ 1/2O2?CO+2H2 (合成气） 合成氨反应：H2+3N2 ?2NH3 CH4?CO+H2（合成气） CO+2H2 ?CH3OH 2CO+4H2 ?C2 H4+2H2O 2CO+3H2 ?HO-CH2-CH2-OH +H2O 2.3 石 油 1、原油的物理特征 颜色：棕黑色或黄褐色 状态：粘稠液体 相对密度：0.75～ 1.0 沸点：常温～ 500℃ 以上 元素组成：主要是C和H 石油的组成 石油的烃类组成 石油中烃类包括分子量为16的甲烷到分子量为2000左右的大分子化合物，甚至还有C125H234烃类。 石油中烷烃含量多。常温下C1?C4为气体，C5?C15为液体，C16以上为固体。 环烷烃中主要有五元环和六元环的环烷烃。 芳香烃有单环、双环和多环芳香烃。 天然石油中一般不含不饱和烃，二次加工产品中才含有不饱和烃。 2.3.2、原油的预处理 水： 增加燃料消耗和蒸馏塔顶冷凝冷却器的负担 盐： 氯化钠（75%）、氯化钙、氯化镁等，这些盐易水解生成盐酸，腐蚀设备，也会在换热器和加热炉管壁上结垢，增加热阻，降低传热效果，严重时甚至会烧穿炉管或堵塞管道。 残留在重馏分油和渣油中，还会影响油品二次加工过程及产品的质量。 2、原油的预处理 3、原油的常减压蒸馏 常减压蒸馏是炼油厂的第一道工序，通过它可以直接从原油中提取石脑油、汽油、煤油、轻柴油及燃料油。 流程说明 石油经预热至200-240℃后，入初馏塔。轻汽油和水蒸气由塔顶蒸出，冷却到常温后，入分离器分离掉水和未凝气体，得轻汽油（即石脑油），未凝气体称为“原油拔顶气”，可用作燃料或生产烯烃的裂解原料。 根据沸程的不同，将石油分为: 石油产品及其牌号 汽油(50-200℃): 90#、93#、95#、97#、 (70#) 辛烷值----异辛烷(100)+正庚烷(0) 航煤(145-230 ℃): 1#、2#、3#、4#. 结晶点等 煤油(180-310 ℃): 灯用级、信号灯级、拖拉机级 柴油(260-350 ℃): 10、0、-10、-20、-35、-50.凝点 润滑油(350-520 ℃):汽机油、柴机油、机械油、工艺油 重油(≧520 ℃):锅炉级 船用级 石蜡:45、50、52、……、60. 熔点 地蜡:67、75、80. 滴点 沥青:道路--,建筑--,橡胶--,油柒--. 针入度 汽油的质量指标 馏分组成和干点温度：石油产品蒸馏测定中，馏出温度与馏出体积分数相对应的一组数据。例如，初馏点，10％点、50％点、90％点和终馏点等。 安定性：生成胶质的难易性，与原油的性能有关。胶质越多，安定性越差。 辛烷值 辛烷值 （1）概念：指汽油在内燃机中燃烧时抗爆震性能的指标。 与汽油的组分有关。辛烷值越大，抗爆震性能越好。 （2）规定：异辛烷的辛烷值为100，正庚烷为0，两者按照不同比例混合制成标准燃料油。 （3）提高汽油辛烷值的方法： Ⅰ、添加四醋酸铅；【有毒，无铅汽油替代】 Ⅱ、催化裂化、催化重整方法得到的芳烃、环烷烃、异构烷烃调整汽油；【