资源简介

(共24张PPT)
第一节 化学工艺学和化学工业
第二节 煤炭化工
第三节 石油化工
第四节 无机原料
第一章 绪论
第二节 煤炭化工
1.2.1 煤炭资源
1.2.2 炼焦化学品
1.2.3 乙炔化工
1.2.4 煤气化制合成气
1.2.3 乙炔化工
乙炔的生产——以煤为初始原料获取化学品的第二条途径:
经电石水解生产乙炔
再由乙炔为原料制取重要的有机化工产品
电石学名为碳化钙（CaC2）
在2100℃左右的电弧还原炉中由焦炭与生石灰反应制得：
(1.2.1）
这是一个高温下的强吸热反应。
化学纯的碳化钙是无色透明的结晶体
工业电石除含有主要成份碳化钙外，还含有氧化钙、二氧化硅、氧化铁、氧化铝、氧化镁和少量硫、磷、砷等有害杂质
1.2.3 乙炔化工
碳化钙的最主要用途是与水反应生成乙炔和氢氧化钙：
（1.2.3）
这是一个放热反应
反应在干式转化器中进行，碳化钙仅与足以保证化学反应和移走热量的水相混合，产物为干燥易流动粉体
乙炔气必须除去对合成化学反应有害的硫、磷、砷组份，如将乙炔气通过次氯酸钠溶液
碳化钙的另一个用途是在1000℃以上与氮作用得氰氨化钙：
（1.2.2）
氰氨化钙主要作为肥料使用，也有除草的作用
小部分氰氨化钙被加工成氰胺、二氰胺、三聚氰酰胺(三聚氰胺)、硫脲和胍等
由乙炔生产的基本有机化工产品
乙醛, 醋酸, 丁醇, 辛醇
丁二醇
HC≡CH
HC≡CH
CH2=CHCl
CH2=CHCN
丁二烯
CH3COOCH=CH2
HAC
HCN
HCl
H2O
CH2=CHC≡CH
随着石油化工的兴起，就世界范围而言，这些产品的大部分已转向以乙烯、丙烯等为原料的工艺路线。
第二节 煤炭化工
1.2.1 煤炭资源
1.2.2 炼焦化学品
1.2.3 乙炔化工
1.2.4 煤气化制合成气
1.2.4 煤气化制合成气
以煤为初始原料获取化学品的第三条途径是:
煤的气化制取合成气
煤的气化
是将煤或其干馏产物焦炭在气化剂（水蒸汽、空气或氧气）作用下转化为主要含CO和H2的混合气—合成气。
由合成气可生产合成氨、合成甲醇、合成液体燃料等
这是煤炭化工最重要的过程之一，将在第二章中详细讨论。
作业2：煤还应该可以如何利用？
第三节 石油化工
1.3.1 石油化工简介
1.3.2 石油及其加工炼制
1.3.3 天然气及其净化分离
Chemical Technology
1.3.1 石油化工简介
石油化工的含义
以石油或天然气为初始原料生产化工产品的工业部门（广义）
石油化工的发展
1926年代，由石油炼制废气中的丙烯生产异丙醇
1930年代末，局限于合成含氧化合物作为溶剂
1950年代，石油化工在许多国家勃然兴起，由石油制成的有机合成产品已有数千种之多。
所需的原料远远超过石油炼制尾气所能提供的范围
石油馏分蒸汽裂解 三烯（乙烯、丙烯、丁二烯）三苯（苯、甲苯、二甲苯） 有机化工产品和三大合成材料
一般较狭义的石油化工指的就是这个过程
1.3.1 石油化工简介
一种并行的现象：
合成氨与氮肥的需要量在世界范围内极迅速地增长
所需的合成气（最初取自于煤炭）不能满足生产需求
必须寻求其他的原料来源 天然气
甲烷蒸汽转化法就成为合成气的另一个来源
1.3.1 石油化工简介
石油化学工业与石油炼制工业的区别
都是以石油为原料
石油炼制工业是以生产燃料油或润滑油为主的工业部门
石油化学工业是以石油烃为原料生产基本有机化工原料、合成材料、化学肥料、精细化工产品等化工产品的工业部门
两者既有差异又因相互渗透而难于严格区分
　　　随着技术的发展和原料综合利用的强化，逐步形成一种化工——炼油联合企业，在生产燃料油或润滑油的同时，也生产越来越多的石油化工产品。福建炼化一体化项目
1.3.1 石油化工简介
石油到石油化工产品的加工过程（三个层次）
△八大基础原料
石油或天然气馏分油得到石油化工的基础原料
△十四种基本有机原料
基本有机化学品和三大合成材料的单体
△第三类有机化工产品
第三层次加工的产品成千上万种
△八大基础原料
有时还包括合成气
CO+H2
乙炔
丁二烯
萘
苯
八大基础原料
甲苯
二甲苯
丙烯
乙烯
是第一类有机化工产品，是天然原料一次加工产品。
△14种基本有机原料
甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇、辛醇、
甘油、甲醛、乙醛、丙酮、醋酸、苯酐、
苯酚、环氧乙烷、环氧氯丙烷
（还有乙二醇、丁酮、醋酐、邻苯二甲酸酐、顺丁烯二酸酐、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯等）
这是属于第二类有机化工产品，主要用作进一步合成其它有机化工产品的原料，但它们又是上面的八大基础有机化工原料的加工产品，是天然原料的二次加工产品。
△第三类有机化工产品
这个层次的化工产品成千上万，吨位也各不相同。
2606化
合成塑料
合成纤维
合成橡胶
三大合成材料
医药
农药
炸药
三药
+
涂料……
+
第三节 石油化工
1.3.1 石油化工简介
1.3.2 石油及其加工炼制
1.3.3 天然气及其净化分离
Chemical Technology
1.3.2 石油及其加工炼制
一、石油
石油一词习惯上指的是储存在地下储集层内呈液体状态的烃类混合物，是一种天然的可燃性矿物资源。
石油的组成非常复杂，所包含的化合物种类数以万计
石油及其炼制产品的组成大都按所含化合物的类型来描述
石油所含的主要元素是碳83～89％和氢11～14%，构成烷烃、环烷烃和芳香烃三种。石油中也含有非烃化合物，主要是一些含硫、含氮、含氧化合物以及胶状、沥青状物质
石油可根据其所含烃类主要成分的不同分为：
烷基石油（石蜡基石油）（我国所产石油大多属于此类）
环烷基石油（沥青基石油）
中间基石油（介于上述二者之间）
石油中的非烃物质
含硫化合物
多数石油的含硫量小于1％
包括硫化氢、硫醇、硫醚、二硫化物和杂环化合物等
有臭味，对设备有腐蚀性（本身或其热解产物）
燃烧生成的二氧化硫会污染空气
使催化剂中毒（脱硫是石油加工过程中重要的一环）
含氮化合物
含量在千分之几到万分之几
吡咯、吡啶、胺和喹啉类等
石油中的非烃物质
含氧化合物
含量变化很大，从千分之几到百分之一
主要是环烷酸、酚类等
也具有腐蚀性
胶状物质（如胶质、沥青等）
组成不明，除碳、氢及氧外，还有硫、氮及某些金属
结构复杂，主要是稠环类结构
对热不稳定，很容易起叠合和分解作用
分子量大，不挥发，绝大部分集中在石油残渣中
1.3.2 石油及其加工炼制
二、石油的加工炼制工艺(划分三种过程)
一次加工（原油分离）
将原油蒸馏分离成几个不同沸程的馏分
包括原油的预处理、常压蒸馏和减压蒸馏
产品为轻汽油、汽油、煤油、柴油、润滑油等馏分油和渣油
二次加工（重质油轻质化）
将一次加工的产品再进行加工
如催化裂化、加氢裂化、催化重整、延迟焦化等过程
三次加工（提高油品质量）
将二次加工产生的各种气体进一步加工
如烷基化、叠合、异构化等工艺过程
生产高辛烷值汽油组分和各种化学品
1.3.2 石油及其加工炼制
一次加工（原油分离）
几个概念
常压蒸馏
拔顶气馏分（C4及其以下的轻烃）
直馏汽油（或称石脑油馏分，沸点60～160℃）
煤油馏分（沸点130～240℃）
柴油馏分（180～360℃）
常压重油馏分（沸点在360℃以上）
减压蒸馏（原料为常压重油）
减压柴油馏分（沸点360～500℃）
减压渣油馏分（沸点在500℃以上）
一次加工（原油分离）
将原油加热使之汽化，然后经过分馏、冷凝和冷却，从而得到几个不同沸点范围馏分的过程
一段汽化（常压蒸馏）
流程简单，投资和操作费用较少
相当数量的中间馏分未能合理利用
二段汽化（常压蒸馏—减压蒸馏）
三段汽化（预汽化—常压蒸馏—减压蒸馏）
原油三段汽化常减压蒸馏流程
减压二线
减压一线
重柴油
轻柴油
煤油
2
4
1
减压渣油
汽油
原油
3
蒸汽
拔顶气
1-初馏塔；2-常压炉；3-常压塔；4-减压炉；5-减压塔
凝缩油及水
5
蒸汽
抽空设备
一次加工（原油分离）

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