石油与天然气加工,石油炼制与化工 天然气加工,石油炼制与化工,石油炼制 乙烯工业 基本有机化工,石油炼制,原油的组成与一般性质 石油产品及其牌号 原油预处理及常减压蒸馏 石油二次加工：催化裂化，催化重整，催化加氢，热裂化，延迟焦化，加氢裂化等,石油的性质、组成 、来源与开采,颜色:黄到黑褐色,有荧光. 相对密度:0.75-1.0 组成: C 85%-87%;H 11%-14%;S、N、O1%. S: H2S,RSH,RSR,RSSR,COS,Ar-SH 分类:特性因素 石蜡基石油、中间基石油、环烷基石油 石油的来源与开采,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 地蜡67、75、80. 沥青道路,建筑,橡胶,油漆,原油预处理及常减压蒸馏,原油预处理（电化学沉降脱盐脱水） 工艺流程图,原油预处理及常减压蒸馏,常减压蒸馏(常压 370；减压 410) 某化工厂原油常减压蒸馏三段气化工艺流程图 1-初馏塔；2-常压加热炉；3-常压塔；4-减压加热炉；5-减压塔,催化裂化,原料 减压馏份油 常压重油 焦化蜡油 催化剂 无定型硅酸铝-固定床反应器 合成硅酸铝-流化床反应器 分子筛/硅酸铝-提升管反应器 裂化原理 (反应-再生) 大分子小分子 正 烷正 烷1 + 烯烃 正 烷异构 烷 环烷烃 芳香烃,催化裂化工艺流程,催化重整,目的 直馏汽油芳香烃、高辛烷值汽油、H2、液化气 原理： 环烷烃（六圆、五圆）芳香烃； 烷烃芳香烃；烷烃异构烷烃。 催化剂：铂、铂铼、铂铱铝/分子筛 工艺流程反应部分；分离部分 直馏汽油预处理（预脱砷、预分馏、预加氢）反应后加氢白土精制分馏产品,催化重整工艺流程图,延迟焦化,延迟焦化基本原理 将渣油高速通过温度为500505的加热炉，由于高速渣油在这里来不及反应，而是到后续设备焦炭塔中再进行裂化、缩合反应，转化为气体、汽油、柴油及焦炭。这一过程称为延迟焦化。其主要反应有： 裂解反应吸热，产生小分子 缩合反应放热，生成大分子。,延迟焦化工艺流程图,加氢裂化,加氢裂化目的:普通裂化后大分子变为小分子,轻质油产率不高,重要原因是元素H不够。所以加H裂化可使部分裂解物变成轻烃类，提高轻油产率。 优点：适用原料广泛，可根据需要生产汽油、柴油等。产品收率高、质量好、流程简单。 缺点：操作温度较高300450C,压力也较高10 20MPa，投资大、操作费用高。,单段串联全循环加氢裂化反应部分工艺流程图 1精制反应器；2裂化反应器；3循环氢加热炉；4循环氢压缩机；5高压分离器；6低压分离器；7分馏塔,乙烯工业,热裂解原理 烃类管式炉裂解生产乙烯 裂解气的净化 深冷分离流程 生产乙烯的其它方法,我国乙烯装置情况,我国现有装置可分为三类： 第一类是70年代引进的规模30万吨以上的大型乙烯装置，共7套，包括燕山、大庆、齐鲁、扬子、上海2#、茂名乙烯、吉化2#装置；总能力312万吨/年，占全国乙烯总能力65.16%。 第二类为90年代建成的具有一定技术水平的规模20万吨以下的乙烯装置，共有7套，包括天津、中原、北京东方、广州、盘锦、独山子、抚顺乙烯装置； 第三类为建设年代较早规模较小技术落后的15万吨以下的乙烯装置，共4套，包括吉化1#、上海1#、辽阳、兰州乙烯装置。,热裂解原理,乙烯性质、用途 乙烯产品标准 反应类型：脱氢、断链、异构化、叠合，焦化。 一次反应：由烃类裂解生成乙烯和丙烯的反应。（有利） 二次反应：乙烯、丙烯继续反应生成炔烃、二 烯烃、芳烃直至 生成焦或碳的反应。（不利）,乙烯性质、用途,性质：无色可燃性气体，微具烃类特有的臭味。标况下气体的密度：1.2604kg/m3 ,液体的比重：0.5699（-103.9/4）； 熔点：-169.4,沸点：-103.9，临界温度：9.9，临界压力：5.137 Mpa； 爆炸极限：2.7%36%(体积)。 用途：主要用于制备合成树脂、合成橡胶、合成纤维，还用于生产乙二醇、环氧乙烷、乙醛、醋酸、苯乙烯等有机合成产品。,执行标准：GB 7715-1987,1、烷烃热裂解的一次反应,（1） 断链反应：Cm+nH2(m+n)+2 （2） 脱氢反应：CmH2m+2 （3） 裂解规律： A、断链脱氢反应皆是吸热反应，需提供大量的热。 B、ECHECC C、断链反应：多C，CC中间断裂；中C，趋向两端断裂；同C时，异烷比正烷易裂解。 D、带支链烷烃：主、支很长，同直链烷；主支较短，断支链,2、烯烃热裂解的一次反应,（1）断链反应： Cm+nH2(m+n) （2）脱H反应： 例： （3）歧化反应： 例：,3、环烷烃热裂解的一次反应,环烷烃裂解生成乙烯、丁烯、丁二烯、芳烃等：,裂解规律为： （1）带短侧链时，先断侧链再裂解； （2）带长侧链，先在侧链是间断裂； （3）侧链断裂产物，可烯、可烷； （4）脱氢成芳烃比开环容易； （5）V六元环V五元环。,4、芳 烃 裂 解,芳环不断裂 断侧链生成苯、甲苯、二甲苯 苯脱氢生成联苯； 多环芳烃缩合成稠环芳烃； 进一步生成焦的反应。,烃类管式炉裂解生产乙烯, 基本特征：高温、快速、急冷。 这就要求裂解装置在短时间内迅速供给大量热量，并达到裂解所需最高温度和解决高温裂解气的急冷。关键是应采用合适的裂解方法和选择先进的裂解设备。,裂解气的净化,净化与分离的任务 除去裂解气中有害杂质 分离出单一烯烃产品和馏分，提供有机化工原料,净化的主要过程,酸性气体脱除 脱水 脱炔,酸性气体脱除,脱水,C2馏份,脱炔后C2,废气,脱炔,深 冷 分 离 流 程,生产乙烯的其它方法,1、乙醇催化脱水制乙烯： 2、以甲烷为原料制乙烯： 3、由合成气制乙烯： 4、甲醇法：,基本有机化工,基本有机化学工业主要产品有乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、苯乙烯、酮、醇、羧酸、环氧化合物、含氮化合物等。其用途主要在三个方面：生产合成橡胶、合成纤维、塑料和其他高分子化工产品的原料。作为其他有机化工的原料。直接消费，如作溶剂、冷冻剂、防冻剂、麻醉剂、消毒剂等。,环氧乙烷,环氧乙烷又称氧化乙烯，在常温下系无色有醚味的气体(沸点0.5)，易液化，并能以任意比例与水及大多数有机溶剂互溶。气态环氧乙烷易在空气中爆炸，爆炸范围为3100%(体积)，但液态环氧乙烷无爆炸性。环氧乙烷有易断裂的三元环氧结构，可发生多种反应。 环氧乙烷的最大消费量是生产乙二醇，并广泛用于生产非离子型表面活性剂、缩乙二醇类、药物中间体、乙醇胺、合成洗涤剂、农药等环氧乙烷系列精细化工产品。 环氧乙烷的产量在乙烯系产品中仅次于聚乙烯而居第二位。,目前都用乙烯直接氧化法生产，即乙烯与空气或纯氧在银催化剂上进行直接氧化。方程式为： CH2=CH2 +0.5O2 CH2 CH2 O 副反应有乙烯深度氧化等反应： CH2=CH2 +3O2 2CO2+2H2O CH2CH2 异构 O CH3CHO 产物主要是环氧乙烷、二氧化碳和水。温度过高，时环氧乙烷会发生深度氧化。,乙醛,乙醛是极宝贵的有机合成中间体，乙醛氧化可制醋酸、醋酐和过醋酸；乙醛与氢氰酸反应可得氰醇，由它转化得乳酸、丙烯腈、丙烯酸酯。 传统的工业生产乙醛的方法主要有以下4种： （1）乙炔水合法 （2）从乙醇制乙醛 （3）C3C4烷烃氧化制乙醛 （4）乙烯直接氧化法,乙烯液相直接氧化法生产乙醛的原理,以乙烯、氧气(空气)为原料，在催化剂氯化钯、氯化铜的盐酸水溶液中进行气液相反应生产乙醛。总化学反应式为： 实际过程分为如下三步：快速的乙烯氧化反应： (1) 控制总反应速度的再生反应： (2) (3),工艺流程 工业上采用具有循环管的鼓泡床塔式反应器，催化剂的装量约为反应器的1/21/3体积，反应部分工艺过程如图所示。 一步法反应部分工艺过程 1反应器；2除沫分离器；3催化剂再生器；4冷凝器；5洗涤塔； 6粗乙醛贮槽；7脱低沸物塔； 8精馏塔；9冷凝器；10泵,丙烯腈,丙烯腈的分子式为C3H3N，相对分子质量53.6。丙烯腈在室温和常压下，是具有刺激性臭味的无色液体。有毒，在空气中的爆炸极限为3.05%17.0%。能溶于许多有机溶剂。性质活泼、易聚合，是三大合成材料的重要单体。丙烯腈主要用于生产聚丙烯腈纤维、ABS树酯等工程塑料和丁腈橡胶。 生产丙烯腈的方法主要有丙烯氨氧化法。该法以丙烯、氨和空气在流化床反应器中反应生成丙烯腈，并副产乙腈和氢氰酸。,生产原理,丙烯氨氧化生产丙烯腈的主副反应 丙烯氨氧化生产丙烯腈的主副反应如下(反应温度为460)。 主反应 副反应 ,副反应的产物可分为三类：氰化物、有机含氧化合物、深度氧化产物一氧化碳和二氧化碳。由于丙烯完全氧化生成二氧化碳和水的反应热是主反应的三倍多，所以在生产中必须注意控制反应温度以避免这类副反应的发生。 催化剂 丙烯氨氧化生产丙烯腈所用催化剂主要有钼系和锑系催化剂。 各类催化剂载体与反应器形式有关。 流化床一般用粗孔微球形硅胶载体。固定床一般采用低比表面积没有微孔结构的惰性物质作载体，如刚玉、碳化硅等。,工艺流程,丙烯氨氧化法生产丙烯腈的流程主要由反应、回收及精制三部分组成，如图所示。,丙烯氨氧化生产丙烯腈工艺流程图 1流化床反应器；2急冷塔：3废水塔；4吸收塔；5回收塔，6放散塔；7脱氰塔；8成品塔,苯乙烯,苯乙烯系无色至黄色的油状液体，具有高折射性和特殊芳香气味。难溶于水，溶于乙醇和乙醚等有机溶剂。 苯乙烯最重要的用途是作为合成橡胶和塑料的单体，以生产丁苯橡胶、聚苯乙烯、泡沫聚苯乙烯。 目前，工业生产苯乙烯的主要方法有： 乙苯催化脱氢法和乙苯和丙烯的共氧化法。,外加热列管式反应器的工艺流程 1反应器；2过热器；3热交换器；4预热器；5乙苯蒸出塔；6苯、甲苯回收塔；7苯、甲苯分离塔；8苯乙烯精馏塔,对苯二甲酸,对苯二甲酸（TA）分子式C8H6O4，相对分子质量166.13。常温常压下不溶于水、氯仿等，但能溶于碱溶液、热浓硫酸等。 对苯二甲酸最重要的用途是生产聚对苯二甲酸乙二酯树脂(简称聚酯树脂)，进而制造聚酯纤维、聚酯薄膜及多种塑料制品等。 对二甲苯高温氧化制对苯二甲酸的原理,该法以醋酸钴和醋酸锰为催化剂，溴化物(如溴化铵、四溴乙烷)为助催化剂，在224，2.25MPa反应条件下，用空气作氧化剂，于醋酸溶剂中将对二甲苯液相连续一步氧化为对苯二甲酸。主反应为:,CH3,COOH,+ 2H2O,CH3,+3O2,COOH,CH3,CH3,CHO,CH3,COOH,CH3,COOH,CHO,COOH,COOH,步骤,工艺流程,Amoco公司高温氧化制对苯二甲酸的工艺流程 1反应器；2气液分离器；3结晶器；4固液分离器；5蒸发器；6醋酸回收器,天然气加工,天然气的组成与加工利用 天然气的分离与净化 天然气制炭黑 天然气转化合成甲醇 天然气的氯化加工 天然气的其它直接化学加工,天然气的组成与分类,组成 主要成份：烷烃 CH4, C2H6 次要成份：非烃气体CO2，H2S，H2，He 微量成份：烯烃、环烷烃、