4第四章石油化工原料和产品

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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。
环氧乙烷
乙醇胺—表面活性剂、气体吸收剂 乙二醇醚—溶剂
2.氧化
乙醛
聚醚—泡沫材料、弹性材料、粘合剂
表面活性剂
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乙酐—染料、药物、塑料、乙酸纤维素 乙酸乙烯—维尼纶、粘合剂、涂料 乙酸
乙酸脂—溶剂、调味剂、香料
氯乙酸—除草剂
乙醛
过乙酸—增白剂、引发剂 丁醇—增塑剂、引发剂
季戊四醇—醇酸树脂、涂料
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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。
两 大 分 支
一 是石油经过炼制生产各种燃料油、润滑油、 石蜡、沥青、焦炭等石油产品——石油炼制工 业体系。
二 是把石油分离成原料馏分进行热裂解， 得到基本有机原料，用于合成生产各种石 油化学制品——石油化工体系。
4. 卤 化
全氯乙烯—溶剂
三氯乙烯—溶剂
二溴乙烷—溴乙烯—阻燃剂
溴乙烷—溶剂、冷冻剂
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5.水合—乙醇—溶剂等
6.齐聚—α- 烯烃—高碳伯醇—洗涤剂、增塑剂、润滑油添加剂 丙醇—除草剂、溶剂 7.羰基化—丙醛— 丙酸—除草剂、谷物保护剂、果品和蔬菜催熟剂
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环氧乙烷


环氧乙烷是最简单的乙烯部分氧化产物， 与乙醛互为同分异构体，其化学活性强， 是乙烯系主要中间体。 性质：环氧乙烷也称为氧化乙烯，是易挥 发的具有醚的刺激味的液体。分子 式:C2H4O，无色，能与水和大多数有机溶 剂相混合。环氧乙烷易燃，与空气能形成 爆炸混合物，其爆炸极限为3%~80%。


合成反应: CO + 2H2 CH3OH（g） 该反应以合成气为原料，采用铜系催化剂 CuO-ZnO-Al2O3。 该工艺的关键是铜系催化剂对硫和氯特别 敏感，因此要求原料气中基本不含硫和氯。
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甲醛
性质： 无色气体，能与空气形成爆炸性混合物，其爆炸 极限为7.0~73%。甲醛中常含有微量杂质，很容 易聚合。 这种单体在工业上一般有3种形态：a、35~55% 的水溶液，其中99%以上的甲醛作为水合物或多 聚甲醛聚合物；b、甲醛经酸催化反应可聚合生 成环状三聚物，即三聚甲醛；c、甲醛的聚合物， 也称聚甲醛，用甲醛水溶液蒸发制得。在热或酸 作用下，可逆向分解为甲醛单体。
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甲醇过量法： 该法在爆炸范围之外，即甲醇浓度大于37% （体积分数），混合以少于理论所需量的空 气，使混合气通过银催化剂，在600~650℃ 温度下反应的方法，亦称为银催化剂法，主 反应如下： CH3OH + 1/2O2 HCHO + H2O CH3OH HCHO + H2 反应为放热反应。
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氨的合成及用途

主要用途：
一是生产氮肥：
氮肥的品种很多，其中液氨 和氨水可直接作为肥料。
二是生产化工原料： 用于生产尿素、氯化铵、硫酸铵 硝酸铵、硝酸、丙烯腈、制冷剂等 染料工业里制二氨基蒽醌 塑料工业里制造尼龙和氨基塑料 国防上用作火箭、导弹的推进机和氧化剂.13
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。
乙烯参与的主要反应
1.聚合 2.氧化 3.烷基化 乙烯 4.卤化 5.水合 6.齐聚 7.羰基化
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主要产品
低密度聚乙烯—薄膜、电缆衬套。
1. 聚 合
高密度聚乙烯—薄膜、管材。 乙烯共聚物—薄膜、电绝缘材料、粘合剂。 乙丙橡胶—轮胎、电线外皮、管材、织物涂层、防水材料
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乙二醇—聚酯纤维、防冻剂 聚乙二醇—表面活性剂
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乙二醇

工业上用环氧乙烷水合法制乙二醇，其反 应式如下：
CH2—CH2 OH OH
H2C—CH2 + H2O O
主要副反应为乙二醇继续与环氧乙烷反应生成 一缩、二缩和多缩乙二醇。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ四节

丙烯及其衍生物


丙烯在常温、常压下为无色、可燃性气体， 具有烃类特有的臭味。 在高浓度下对人有麻醉性，严重时可导致 窒息。 以丙烯为原料合成的重要有机化工产品最 大宗的是聚丙烯，其次如丙烯腈、环氧丙 烷、异丙醇、丙酮、苯酚等。
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第四章 石油化工原料和产品



第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 第七节 第八节
石油气和合成气 碳一化学品 乙烯及其衍生物 丙烯及其衍生物 碳四烃及其应用 芳烃的生产 重要的芳烃衍生物 重要的副产物的综合利用
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第五章 高分子化学与材料 第六章精细化工产品
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第一节 石油气和合成气
环氧乙烷

工业生产方法： 环氧乙烷的工业生产方法主要有氯醇法 和乙烯直接氧化法。
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1.氯醇法生产环氧乙烷：
乙烯次氯酸化生成氯乙醇，然后再加碱水解， 环化得到环氧乙烷。
C2H4+H2O+Cl2 ClCH2CH2OH+HCl 2ClCH2CHOH+Ca(OH)2 2C2H4O+CaCl2+H2O 氯醇法因氯消耗高，盐的生成量大，腐蚀严 重，副产物多，已基本被淘汰。
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气体脱硫过程很多，可分为两个基本类别：
干法脱硫：是将气体通过固体吸附剂的床层脱去 硫化氢，干法脱硫所使用的固体吸附剂有氧化铁、 活性炭、沸石分子筛等，适用于含微量硫化氢气体。
湿法脱硫：是用液体吸收剂洗涤气体，以除去气体 中的硫化氢。
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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：
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. 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。


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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)
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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、酮等互溶，由于甲醇分子中含有烷基 和羟基，因此氮、氦、氧等气体在甲醇中 有良好的可溶性。 甲醇是最重要的工业合成原料之一，是三 大合成材料及农药、医药和染料的原料， 大量用于生产甲醛和对苯二甲酸二甲酯。
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聚苯乙烯—塑料 不饱和聚酯—涂料、绝缘材料 乙苯—苯乙烯— 苯乙烯共聚物—绝缘材料、工程塑料
3. 丁苯橡胶—橡胶 烷 ABS塑料—增强塑料 基 化 烷基铝—聚合引发剂、催化剂
聚甲基苯乙烯—塑料、绝缘材料 乙基甲苯—塑料、绝缘材料
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氯乙烯—聚氯乙烯—管材、人造革、塑料建材
二氯乙烷—
偏氯乙烯—聚偏氯乙烯—薄膜 氯乙烷—四乙基铅—汽油抗震剂
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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。
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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。
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%。

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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）
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环氧乙烷
用途：环氧乙烷有毒，在空气中的允许浓度 为5×10-5。它对昆虫的毒性更大，可作杀 虫剂。 环氧乙烷的直接应用量很少，由于它具有 易开环的三元环结构，化学性质十分活泼， 工业上主要用于制乙二醇。 另外，还可用于生产非离子型表面活性剂、 医药、油品添加剂、抗氧剂、农药乳剂等。
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乙二醇

性质： 乙二醇是环氧乙烷最重要的二次产品，也 是最简单的二元醇，分子式：C2H6O2。乙 二醇是无色带有甜味的粘稠液体。它对粘 膜有刺激性，在1 m3空气中乙二醇达300 mg 时对人体有害。
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乙二醇

用途： 乙二醇与水互溶能大大降低水的冰点，因 此是一种良好的抗冻剂，常用于汽车冷却 系统中的抗冻液。乙二醇是合成纤维涤纶 的主要原料，另外，也是工业溶剂、增塑 剂、润滑剂、树脂、炸药等的重要原料。
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2.乙烯直接氧化制环氧乙烷

直接在银催化剂上乙烯用空气或纯氧氧化，除 得到产物环氧乙烷外，主要副产物是二氧化碳 和水，并有少量甲醛、乙醛生成。