4第四章石油化工原料和产品.ppt

第一节 石油化学工业发展概况 一、石油化学工业概貌 1、定义 2、分类：按加工用途划分。 第四章 石油化工原料和产品 第一节 石油气和合成气 第二节 碳一化学品 第三节 乙烯及其衍生物 第四节 丙烯及其衍生物 第五节 碳四烃及其应用 第六节 芳烃的生产 第七节 重要的芳烃衍生物 第八节 重要的副产物的综合利用 第五章 高分子化学与材料 第六章精细化工产品 第一节 石油气和合成气 一、石油气 一般指天然气、油田气和炼厂气。 天然气：从有气无油的气井中开采出来的。 油田气：又称油田伴生气，是伴随石油从油 井中开采出来的。 炼厂气：是指炼油厂的生产，特别是破坏加工时所产生的气体，一般产率占炼厂所加工原油的5%~10%。 石油气体的利用途径主要有： 直接作为燃料。 制造高辛烷值汽油组分。 作为石油化工生产的原料。（例如：合成橡胶、塑料、化学肥料、化学纤维、酒精、洗涤剂、溶剂、人造皮革、油漆、颜料、合成润滑油及高能燃料等） 石油气脱硫 石油气在使用和加工前须经过预处理，根据加工过程的特点和要求，进行不同程度的脱硫和干燥。 在二次加工含硫原油时，原油中的硫化物大部分转化为硫化氢，存在与炼厂气中，很多天然气中也含有硫化氢。以这样的含硫气体作为石油化工生产的原料和燃料时，会引起设备和管线的腐蚀，是催化剂中毒危害人体健康，污染大气等。 硫化氢也是制造硫磺和硫酸的原料，因而需将石油气脱硫化氢。 气体脱硫过程很多，可分为两个基本类别： 二、合成气 煤炭和天然气利用的另一个途径是先转化为合成气、水煤气等（它们的主要组分是CO+H2)，再以它们为原料转化为目标产物。 合成气的制造途径有两种： 2. 以煤为原料 在水蒸气存在下，煤经高温气化，转化成CO和H2的合成气。主要化学反应： C+H2O CO+H2 C+2H2O CO2+H2 CO2+C 2CO 煤的化学加工途径主要有： 煤的焦化：在隔绝空气的情况下，加热到1000~1200℃，经一定时间生成焦炭。焦化过程所得气体产物叫“出炉煤气”，经冷却、吸收、分离等方法处理后，可以得到煤焦油、粗苯（苯、甲苯、二甲苯）和焦炉气等。 煤的气化和液化 在催化剂的作用下，煤与氢在高温高压下进行反应，液化生成人造汽油，它经进一步加工，可获得基本有机化工原料。 三、合成氨 NH3，无色气体，有强烈的刺激臭味， 熔点：-77.7℃，沸点：-33.5℃，易溶于水，溶于醇和乙醚。 在不太高的压力下可变成液氨，一种无色液体，含氮量为82.3%，在水存在下对铜有强烈的腐蚀作用。 空气中含有16~25%的氨时，会发生爆炸，用水吸收气态氨可得28~29%氨水溶液，呈碱性，有极强的刺激性气味。 氨的合成及用途 主要用途： 合成氨的生产过程主要包括三个步骤：原料气的制备、净化、氨的催化合成。 原料气的制备和净化： 合成氨的氮一般是通过空气的液化分离得到的； 原料氢的获得是以煤、天然气、轻质油馏分为原料，经高温水蒸气转化得到的合成气CO+H2，再用CO吸收和变换反应除去其中的CO，以提高气体中的H2比例，即所谓的“造气”过程。 粗气经过除尘、水洗、脱硫脱碳等净化工序，最终制得只含H2/N2=3:1的合成气。 2. 氨的合成 合成反应：N2 + 3H2 2NH3 是一个可逆过程，也是一个强放热反应。 工业上，氨合成反应在400℃以上，反应压力为8~20 MPa。 一般控制新鲜气体 n(H2) : n(N2) = 3:1。 四、尿素 (NH2)2CO 尿素是以氨为原料制得的： 2NH3 + CO2 (NH2)2CO + H2O 该反应分两步进行： 第一步生成氨基甲酸铵（简称甲铵）： 2NH3(g) + CO2 NH2COONH4(l) 第二步甲铵分解为尿素： NH2COONH4(l) （NH2)2CO + H2O(l) 工业上，尿素合成的反应温度为180~200℃，反应压力14~25 MPa。 一般采用氨过量的措施，使氨与水结合降低水的活性，从而有利于尿素的生成。一般采用 NH3/CO2（摩尔比）= 3：1~4：1。 第二节 碳一化学品 凡含有碳原子的化合物，如甲烷、CO、CO2、HCN、甲醇等参与的反应，都可以定义为C1化学。 甲醇 纯甲醇是无色、易流动、易挥发的可燃液体，带有乙醇相似的气味，可与水、乙醚、苯、酮等