第二章化学工业的资源路线和主要产品全解

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❖ 煤的间接液化是指将煤首先制成合成气,然后通过催化剂作用将合成气转化成
烃类燃料、含氧化合物燃料(如低碳混合醇、二甲醚等)。
❖ 特点:由于甲醇、低碳醇的抗爆性能优异,可替代汽油,而二甲醚的十六烷值 很高,是优良的柴油替代品。
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第二节 化学工业主要产品网络
二、石油化工产品 1. 一次加工
有机化工原料。
❖ 以石油为原料的主要化工网络如图2-2所示。
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第二节 化学工业主要产品网络
三、天然气化工产品
天然气除含有主要成分甲烷外,还有乙烷、丙烷、丁烷等各种烷烃及硫化氢、氮、二氧化碳 等气体。
❖ 根据天然气中甲烷和其他烷烃含量的不同,通常将天然气分为干气和湿气两种。
❖ 干气也称为贫气,甲烷含量高于90%,其他烷烃则很少;
❖ 湿气又称为富气,除含甲烷外,还有相当数量的其他低级烷烃。
0.6% 5.4%
1 2 3
94.0%
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资源状况
煤炭:94%;
石油:5.4%;
天然气:0.6%
第二节 化学工业主要产品网络
天然气优点 安全可靠。天然气无毒、易散发,比重轻于空气,不宜积聚成爆炸性气体,是较为安全的
一、煤化工产品 定义:
以煤为原料,经过化学加工转化为气体、液体和固体燃料及化学品的工业,称为煤化学工业。
利用途径:
1.煤的干馏
(coalcarbonizatin)
将煤隔绝空气加热,使其分解成焦炭、煤焦油、粗苯和焦炉气的过程称为煤的干馏。
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第二节 化学工业主要产品网络
❖ (1)高温干馏(炼焦)
方法包括常压蒸馏和减压蒸馏。 ▪ 蒸馏是一种利用液体混合物中各组分沸点不同进行分离的方法。 ▪ 原理:根据沸点不同加热、蒸发、冷却。 ▪ 目的:获得汽油、煤油、柴油、重油等产品。
❖ 常压蒸馏:又称为直接蒸馏,是在常压和300~400℃条件下进行 的蒸馏。
❖ 减压蒸馏:负压、380~400℃条件下进行的蒸馏。
例如:空气经过深度冷冻分离得到的纯氧和纯氮,广泛用于冶金、 化工、石油、机械、采矿、食品等工业部门和军事、航天领域。随 着近年来膜分离技术的发展,使从空气中分离更多有用的组分成为可能。
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第一节 化工资源概况
❖ 我国自然资源总量排世界第七位,已探明的矿产资源总量居世界第三位,仅次于美国和俄罗斯。
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第一节 化工资源概况
一、世界资源结构及利用现状
矿物资源:
❖ 金属矿多以金属氧化物、硫化物、无机盐类形态存在;
❖ 非金属矿以化合物形态存在,其中含硫、磷、硼的矿物储量比较丰富; ❖ 化石燃料包括煤、石油、天然气等。最重要的化工原料。目前世界上85%左右的能源
与化学工业均建立在石油、天然气和煤炭的基础上。
第二节 化学工业主要产品网络
❖ (4)热裂解(pyrolysis) ❖ 定义:是指将烃类加热到750~900℃使其发生裂解的过程。
烃类热裂解的主要目的是为了得到乙烯和丙烯。 ❖ 热裂解的原料:乙烷、丙烷、石油以及煤油、柴油等。 ❖ 产物分布:裂解气中除大量的乙烯、丙烯和十二烷基等烯烃外,
还有氢气、C1~C4烷烃,对裂解气进一步分离后还可得到多种重要的
第二章化学工业的资源路线和主 要产品全解
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素质目标
能力目标
知识目标
三大目标:
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第二章 化学工业的资源路线和主要产品
知识目标:
❖了解化工资源概况,再生资源的开发利用 方法和途径。
❖理解化学工业生产的多方案性、资源的综 合利用方法和途径。
❖掌握化工原料、化工产品、干馏、催化重 整、加氢裂化、热裂解等基本概念;主要化 工资源的产品网络。
❖ 气化剂:水蒸气、空气或氧气。 ❖ 煤的气化是获得基本化工原料——合成气(CO+H2)的重要途径。合成气是合成氨、
甲醇以及C1化工产品的基本原料,同时也可作气体燃料使用。 ❖ 特点:利用干馏制取化工原料,只能利用煤中一部分有机物质,而煤的气
化则可利用煤中几乎全部含碳和氢的物质。
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第二章 化学工业的资源路线和主要产品
煤化工产品
石油化工产品
天然气化工产 品
本章 重点
农林副产品的 化工利用
矿产资源的化 工利用
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化工生产的多 方案性
第二章 化学工业的资源路线和主要产品
第一节 化工资源概况
The Survey of Chemical Resources
❖ 定义:以重质馏分油为原料,在催化剂作用下于0.1~0.3MPa和450~530℃进行
裂化的过程。可得到高辛烷值的汽油。
❖ 催化剂:硅酸铝
❖ 裂化产物分布:汽油产率30%~60%;柴油产率≤40%;气体产率约10 %~20%,烃类中C3、C4烯烃可达一半左右,是宝贵的化工原料; 而C3、C4烷烃则为民用液化气,甲烷和氢是合成氨、甲醇及碳一化工产
❖ 定义:煤在炼焦炉中隔绝空气于900~1100℃进行干馏的过程称为高温干馏。
❖ 产品:高温干馏产生焦炭、焦炉气、粗苯和煤焦油。焦炭可用于冶金工业炼铁
或用来生产电石; ❖ 焦炉气则是热值很高的气体燃料: ❖ 煤焦油是生产有机原料较有价值的高温干馏产品之一。
(2)低温干馏
定义:煤在较低的温度(500~600℃)下进行干馏的过程。 产品:低温干馏产生半焦、低温焦油和煤气等产物。由于终温较低,分解产
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第二章 化学工业的资源路线和主要产品
能力目标: ❖能对化工生产的原料、生产路线、产品方
案等进行初步比较、评价和选择。 ❖能基本掌握资源的综合利用原则和方法。
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第二章 化学工业的资源路线和主要产品
素质目标: ❖培养对工作一丝不苟、严谨细致的优良作
风; ❖培养工程技术观念; ❖培养安全生产和清洁生产的意识。
原料及液化和溶剂油,并副产氢气。现在已成为将石油馏分经过化学加工 转变成芳烃的重要方法之一。
❖ 产物分布:经重整后得到的重整油含有30%~60%的芳烃,还含有烷烃和少
量环烷烃。将重整油中芳烃经抽提分离后,余下部分称为抽余油,它既可 作商品油,也可作为裂解乙烯的原料。
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常压渣油再进入减压蒸馏塔,得到减压馏分油,可作为催化裂化和加氢裂化的原料;减压渣 油可作为加氢裂化的原料,或用于生产石油或石油沥青。
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第二节 化学工业主要产品网络
2.二次加工
为了提高汽油产量和质量,往往把蒸馏后所得的各级产品再进行二次加工。
❖ (1)催化裂化(catalytic cracking)
❖ 我国是全世界少有的以煤为主的能源大国。
❖ 我国的石油资源约占世界总量的2.3%。 ❖ 天然气资源丰富,陕甘宁、新疆地区、四川东部三个大规模的气区。
❖ 水资源丰富,在我国广阔的土地上有许多源远流长的大江、大河,以及数量众多的中小 河流和湖泊。
❖ 人均资源占有量相对较少,已探明的煤炭人均占有量却不到世界平均水平的一半;石油人均 占有量仅为世界平均水平的l/10。
¢ 可再生性
❖ 应注意的是必须合理利用生物资源,保护生态环境,使资源利用与环境的可持续发
展要求相结合。
水资源:
水可溶解固体、吸收气体;可作为反应物参加水解、水合等 反应,可作为加热或冷却的介质;可吸收反应热并汽化成具 有做功本领的高压蒸汽。
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第一节 化工资源概况
空气资源:
从空气中提取的高纯度的氦、氖、氪、氩等气体,广泛应用于高精尖科 技领域;空气的主要成分氮气和氧气更是重要的化工原料。
❖ 优点:减少了产品中的不饱和烃及重芳烃,使硫、氮、氧和重金属等从烃类化 合物中分解脱除,提高了油品的质量;而且大量氢气可以抑制脱氢缩合反应, 产品油中不含焦油,催化剂上也不结焦。
❖ 加氢裂化产物分布:正构烷烃和异构烷烃所占比例相当高,重芳烃减少,是优质的 航空煤油和柴油。此外,加氢裂化柴油也可作为裂解制烯烃的原料。加氢裂化已成 为现代炼油厂的主要加工方法之一。
物的二次热解少,故产生的焦油中除含较多的酚类、烷烃和环烷烃外,芳烃的 含量则很少,它是人造石油的重要来源之一,而半焦经气化可制合成气。
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第二节 化学工业主要产品网络
2.煤的气化(coal gasification)
❖ 煤的气化是指以固体燃料煤或焦炭为原料,在高温(900~1300℃)下通入气化剂,使 其转化成主要含氢、一氧化碳、二氧化碳等混合气体的过程。
❖ 我国的可再生资源十分丰富,若能充分开发利用,有可能解决我国所需要的大部 分能源。
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第二章 化学工业的资源路线和主要产品
第二节 化学工业主要产品网络
The Product Network of Chemical Industry
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第二节 化学工业主要产品网络
燃气。 绿色环保。天然气是一种洁净环保的优质能源,几乎不含硫、粉尘和其他有害物质。 经济实惠。天然气与人工煤气相比,同比热值价格相当,并且天然气清洁干净,能延长灶
具的使用寿命,也有利于用户减少维修费用的支出。
改善生活。随着家庭使用安全、可靠的天然气,会改善家居环境,提高生活质量。
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第二节 化学工业主要产品网络
化工原料
1.天然气经蒸汽转化制造氨和氮肥——尿素,
❖ 目前世界上80%的合成氨,90%的甲醇用天然气为原料。
❖ 在美国75%以上的乙炔以天然气为原料生产,而我国还不到20%,
可见我国天然气化工利用有着很大的发展空间。
2.天然气中甲烷可直接在催化剂作用下进行选择性氧化,生成甲醇和甲醛
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第二节 化学工业主要产品网络
❖ (3)催化重整(catalyticreforming) ❖ 定义:是将适当的石油馏分在贵金属催化剂Pt(或Rh,Re,Ir等)作用下,进
行碳架结构的重新调整,使环烷烃和烷烃发生脱氢芳构化反应形成芳烃的方法。
❖ 优点:不仅能提供高辛烷值的汽油,而且能提供苯、甲苯、二甲苯等芳烃
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第一节 化工资源概况
生物资源:
❖ 农、林、牧、副、渔的植物体和动物体,它们提供了诸如淀粉、蛋白质、油料、脂肪、糖类、木质 素和纤维素等食品与化工原料,天然的颜料、染料、油漆等产品也都取自植物和动物。
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第一节 化工资源概况
特点:
¢ 分散,区域性特点 ¢ 产量受季节性限制
品的原料。
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第二节 化学工业主要产品网络
❖ (2)加氢裂化(hydrocracking)
❖ 定义:在催化剂及高氢压下,加热重质油使其发生一系列加氢和裂化反应,最后转 变成航空煤油、柴油、汽油等产品的过程。
❖ 催化剂:贵重金属(Pt,Pd)和非贵重金属(Ni,Mo,W)两类,多以固体酸(如硅酸铝分 子筛等)为载体。
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原油常、减压蒸馏工艺流程图
❖ 原油进入初馏塔,塔顶得到产品 “拔顶气”和“轻汽油”,前者
主要组分为丁烷(40%~50%)、
丙烷(约30%)、乙烷(2%~4%)
及少量C5以上组分,一般用作燃 料;轻汽油 (石脑油)是催化重
整生产芳烃或生产乙烯的原料。
初馏塔底油分出轻汽油,煤油、轻柴油、重柴油,它们均可作为生产乙烯的原料;而轻 汽油和重油则分别是催化重整和催化裂化的原料。
第二节 化学工业主要产品网络
3.煤的液化(coal liquefaction)
❖ 煤的液化是指煤经化学加工转化成为液体燃料的过程。
❖ 煤的直接液化也称为煤的加氢液化,是指在高温(420~480℃)、高压(10~ 20MPa)下,采用加氢方法使煤转化为液态烃的过程。
❖ 特点:加氢液化产物称为人造石油,可进一步加工成各种液体燃料。
பைடு நூலகம்第二十第七二页十,六共页58页。
第二节 化学工业主要产品网络
❖ 3.天然气的热裂解
第二节 化学工业主要产品网络
天然气的用途
民用市场消费
燃煤是城市污染的罪魁祸首之一,煤炭在能源消费结构中 达占到了70%以上,因此造成各大中城市大气质量普遍较 差。
国家有关部门规划,到2010年全国省会以上大城市的气化 率要达到85%-90%,中等城市要达到80%。要达到这一 目标,就成熟而具有比较优势的替代能源来看,用天然气 代替燃煤,无疑是最佳选择。
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