化学工艺基础讲座.ppt

化学工艺基础 2.1 原料资源及加工利用 2.1.1 无机化学矿及其加工 2.1.2石油及其加工利用 2.1.2.1石油的组成 石油的物理特征 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 2.1.2石油及其加工利用 2.1.2.1石油的组成 石油的组成 2.1.2石油及其加工利用 2.1.2.2石油的常压蒸馏和减压蒸馏 石油蒸馏工艺的类型 燃料型 燃料-润滑油型 燃料-化工型 燃料-化工-润滑油型 2.1.2石油及其加工利用 2.1.2.2石油的常压蒸馏和减压蒸馏 石脑油（Naphtha）：成分为低沸程的汽油，C5 –C10，含烷烃、环烷烃及少量芳烃 沸程：在一定外压下，加热汽化石油馏 分时，其残液的蒸汽压随汽化率增加而不断下降，所以其沸点表现为一定宽度的温度范围，称为沸程。 2.1.2石油及其加工利用 2.1.2.3馏分油的化学加工 馏分油二次加工的类别： 催化重整（Catalytic Reforming） 催化裂化（Catalytic Cracking） 催化加氢裂化（Catalytic hydrocracking） 烃类热裂解 2.1.2石油及其加工利用 2.1.2.3馏分油的化学加工 催化重整（Catalytic Reforming） 定义：在含铂的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过程 原料：石脑油 主要化学反应： 环烷烃脱氢； 烷烃脱氢环化生成芳烃； 烷烃的异构化； 烷烃的加氢裂化。 重整产物：高辛烷值汽油；苯、甲苯、二甲苯等芳烃原料等 2.1.2石油及其加工利用 2.1.2.3馏分油的化学加工 催化裂化（catalytic cracking） 定义 ：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的加工过程 原料：直馏柴油、重柴油、减压柴油、润滑油 主要化学反应 大分子烷烃C-C链断裂成小分子的烷烃和烯烃； 直链烷烃脱氢生成烯烃和氢气； 正烷烃异构化为异烷烃； 支链烷烃脱氢环化生成芳烃； 环烷烃脱氢生成芳烃； 烯烃脱氢环化或聚合结焦； 芳烃脱氢缩合结焦等 裂化产物：高质量的汽油、副产柴油、锅炉燃油 2.1.2石油及其加工利用 2.1.2.3馏分油的化学加工 催化加氢裂化（Catalytic hydrocracking） 定义：在Cat存在及高氢压下，加热重质油使其发生各类加氢和裂化反应，转变成航空煤油、柴油、汽油和气体等产品的加工过程 原料：重柴油，减压柴油，甚至减压渣油；氢气 主要反应： 大分子烷烃加氢裂解成较小分子烷烃 环烷烃加氢开环生成链烷烃 芳烃加氢生成环烷烃 有机含硫化合物加氢生成烷烃和硫化氢 有机含氮化合物加氢生成烷烃和氨 有机含氧化合物加氢生成烃和水 有机金属化合物加氢分解释出金属及烃类 裂化产物：优质的航煤、柴油 2.1.2石油及其加工利用 2.1.2.3馏分油的化学加工 烃类热裂解 定义：非催化；高温750-900 ℃ 原料：较好的为乙烷、丙烷和石脑油；也可用煤油、柴油和常、减压瓦斯油 主要反应：C-C键断裂；C-H键断裂；芳构化；结焦 裂解产物：三烯、三苯、乙炔、萘、丁烯、丁二烯等 2.1.3天然气及其加工利用 天然气的分类 根据CH4的含量不同分为: 干气：V CH490% 湿气：V CH490% 根据其不同的来源分为: 常规天然气 煤层气 油田伴生气 天然气水合物 2.1.3天然气及其加工利用 天然气的加工利用 能源 化工原料 天然气制H2和合成氨 水合反应: CH4+H2O?CO+3H2(合成气） 氧化反应: CH4+ 0.5 O2?CO+2H2 (合成气） 合成氨反应：H2+3N2 ?2NH3 2.1.3天然气及其加工利用 天然气经合成气路线的催化转化制燃料和化工产品 CH4?CO+H2（合成气） CO+2H2 ?CH3OH 2CO+4H2 ?C2 H4+2H2O 2CO+3H2 ?HO-CH2-CH2-OH +H2O 天然气直接催化转化成化工产品 CH4 +O2 ?CH3OH CH4 +O2 ?HCHO 2.1.3天然气及其加工利用 天然气热裂解制化工产品 CH4 → C2H2+C C2H2 → CHCl=CHCl C2H2 → CH3-CH